Влияние сахарозаменителей и подсластителей на безвредность кондитерских изделий

АННОТАЦИЯ

В данной работе описано влияние сахарозы на качество мучных кондитерских изделий. Установлено, что сахар, наряду с формированием вкуса и цвета данной продукции, выполняет ещё и роль стабилизатора пенной структуры теста, способствует повышению температуры клейстеризации крахмала и снижению степени набухания белков муки. Показано, что употребление любого натурального саха­ра даже при рациональном подходе в ряде случаев вызывает разви­тие алиментарно обусловленных патоло­гий, поэтому большое внимание уделяется изысканию эквивалент­ных вкусовых сахарозаменителей не сахаристой природы. Рассмотрены наиболее используемые в производстве кондитерских изделий сахарозаменители и подсластители, а также возможные способы их классификации. Приведены краткие сведения о свойствах данных веществ и проанализировано их влияние на организм человека. Выявлены наиболее перспективные и относительно безопасные сладкие вещества.

ABSTRACT

This paper describes the effect of sucrose on the quality of flour confectionery. It was established that sugar, along with the formation of the taste of this product, also serves as a stabilizer for the foam structure of the dough; promotes an increase in the gelatinization temperature of starch flour and helps to reduce the degree of swelling of flour proteins. It is shown that the use of any other natural sugar even with a rational approach in some cases causes the development of alimentary pathologies; therefore, much attention is paid to the search for equivalent sugar sweeteners of a non-sugar nature. It is considered most used in the production of confectionery sweeteners, as well as their classification. Brief information about the properties of these substances is given and their effect on the human body is analyzed. The most promising and relatively safe sugar substitutes have been identified.

Ключевые слова: кондитерские изделия, сахар, сахарозаменители, подсластители, свойства, пищевая безвредность.

Keywords: confectionery, sugar, sugar substitutes, sweeteners, properties, food safety.

Кондитерские изделия, благодаря высокому содержанию углеводов, жиров и белков, являются высококалорийными, хорошо усвояемыми продуктами, обладающими приятным вкусом и привлекательным внешним видом. Однако, несмотря на то, что ассортимент данной продукции весьма разнообразен, наиболее важной задачей её производителей в настоящее время является разработка новых видов изделий лечебно-профилактического назначения с учётом современных требований нутрициологии.

Установлено, что употребление любого натурального саха­ра даже при рациональном подходе в ряде случаев вызывает разви­тие атеросклероза, сахарного диабета, алиментарно-обменных форм ожирения и ряда других патоло­гий [1,с.78; 2]. Однако, исключение сахара из рецептур мучных кондитерских изделий в технологическом плане является часто сложной задачей, так как он, наряду с формированием вкуса последних, выполняет ещё и роль стабилизатора пенной структуры теста, способствует повышению температуры клейстеризации крахмала и снижению степени набухания белков муки [3,с.14-15]. Присутствие в жидкой фазе теста сахаров, покрытых гидратными оболочками, приводит к уменьшению степени набухания белков муки из-за снижения массовой доли свободной влаги и повышения осмотического давления в жидкой фазе теста [4,с.34-38]. Сахар также способствует замедлению процесса эмульгирования в результате повышения вязкости дисперсионной среды и поверхностного натяжения на границе раздела фаз [5, с.20].

В настоящее время проводятся активные исследования по изысканию эквивалент­ных вкусовых сахарозаменителей не сахаристой природы, обладающих необходимыми функционально - технологическими свойствами.

Цель работы заключалась в изучении различных видов сахарозаменителей и подсластителей, их технологических свойств и пищевой безвредности, а также в выявлении наиболее перспективных из них.

Для выполнения поставленной цели рассмотрим наиболее популярные сахарозаменители. Одна из возможных классификаций сладких веществ по химическому составу и пищевым критериям [6, с.415] приведена на рис.1.

Рисунок 1. Классификация сладких веществ

Другая из возможных классификаций сахарозаменителей по происхождению, степени сладости и калорийности [7, с.468-472] приведена на рис.2.

Каждый из известных на данный момент сахарозаменителей и подсластителей имеет свои преимущества и недостатки, поэтому необходимо проанализировать их специфические особенности и безопасность.

Среди моносахаридов хорошо известны, как традиционные заменители сахарозы, глюкоза и фруктоза. Глюкоза, как и сахароза практически негигроскопична, её сладость составляет 0,60…0,75% от сладости сахарозы. В странах СНГ данный сахар не нашёл должного применения в производстве кондитерских изделий. Наиболее сладким сахарозаменителем является фруктоза (левулеза). Производится в основном в Европе и Китае. Важным свойством фруктозы является способность к синергизму в смеси с другими синтетическими подсластителями, что позволяет создавать пищевые добавки высокой степени сладости. Фруктоза более лабильна и реакционно способна, чем глюкоза [8].

Рисунок 2. Классификация сахарозаменителей

Утилизация фруктозы не требует инсулина, поэтому она может потребляться и больными сахарным диабетом. Однако, фруктоза способна вызвать развитие заболеваний сердца, нарушать кислотно-щелочной баланс в организме человека при потреблении её в больших количествах при норме 30…40 г в сутки. Использование фруктозы из-за высокой себестоимости ограниченно и практически не целесообразно [9, с.51].

Из дисахаридов, помимо сахарозы, в производстве кондитерских изделий используются мальтоза и лактоза. Следует отметить, что лактоза плохо усваивается в организме людей, у которых отсутствует или понижено содержание фермента β-галактозидаза (лактаза) [8].

Для снижения сахароёмкости и калорийности, повышения пищевой ценности изделий в кондитерском производстве используют различные многоатомные спирты – полиолы. Несмотря на то, что полиолы имеют сладкий вкус, они не дают скачка уровня сахара в крови и выброса инсулина, а это значит, что могут употребляться даже во время диет. Полиолы мальтит Sweet Pearl® и сорбит Neosorb® производства компании Roquette Freres, безопасность которых признана ВОЗ, являются «здоровой» альтернативой сахару, позволяющей контролировать гликемический индекс в крови и снижать калорийность изделий. Могут быть использованы в производстве кондитерских изделий для замены сахара в соотношении 1:1 [9,с.51-53; 10].

В последнее время особое внимание уделяется интенсивным подсластителям синтетического происхождения, наиболее распространёнными из них являются сахарин, цикламат, аспартам, ацесульфам К, сукралоза. Из данной группы подсластителей значительное применение находит сахарин – орто-сульфамид бензойной кислоты. В сахарине (натриевая, калиевая и кальциевая соли) Е954 содержатся канцерогенные вещества, способные привести к развитию раковых опухолей, заболеваниям желудочно-кишечного тракта различной степени тяжести. Не усваивается организмом, в 300…500 раз слаще сахарозы, имеет металлический привкус, запрещён в Канаде. Специалисты считают возможным его использование для широкого применения в смеси с другими безопасными сахарозаменителями в соотношении 40:4 (сахарозаменитель:сахарин) только в диетических продуктах как «добавку к пище», но не «пищевую добавку» [9,с.52]. Другой подсластитель – цикламат Е952 – в 30…50 раз слаще сахарозы, часто вызывает появление аллергических реакций, различных дерматитов, обладает токсичным действием; запрещён в США и странах Евросоюза, однако используется в странах СНГ из-за низкой себестоимости. Аспартам Е951 усиливает сладкий вкус сахарозы, глюкозы, цикламатов и сахарина, снижая их дозу и подавляя неприятный привкус. Препятствием для широкого внедрения аспартама в качестве подслащивающего агента служит его гидролиз в водной среде (при температуре 196⁰С), приводящий к потере сладкого вкуса. При этом он превращается в безвкусный дикетопиперазин. Однако, существует мнение, что аспартам является одним из наиболее вредных представителей данного класса сладких веществ, так как при нагревании образует формальдегид, фенилаланин и метанол. Аспартам может способствовать развитию рака мочевого пузыря. Ацесульфам калия Е950 (торговая марка Sunett), относится к группе оксатиацинондиоксидов, нетоксичен, неканцерогенен, не обнаружено его мутагенное и тератогенное действие [6,с.422-423;11;12]. Сукралоза (трихлоргалактосахароза) Е955 – интенсивный подсластитель «нового» поколения, признан безопасным для организма человека. В промышленных масштабах этот сахарозаменитель выпускается под названием «спленда». Научный комитет по пищевым добавкам ЕС также утвердил положение о применении сукралозы в питании людей (директива 94/35/ЕС) [11]

Особое внимание уделяется и природным сахарозаменителям. Рассмотрим отдельные, наиболее распространённые представители данной группы природных продуктов. Монелин – слаще сахарозы в 1500…3000 раз, однако не у всех людей вызывает ощущение сладости; не токсичен, но термическая нестойкость и сложность синтеза делают его практическое применение проблематичным. Стевиозид относится к подсластителям интенсивного типа, общая сладость колеблется от 250 до 300; легко растворим в воде, стабилен при обработке и хранении, практически не расщепляется в организме; не обладают токсическими, мутагенными, канцерогенными свойствами, не оказывают влияния на репродуктивную функцию (гонадотропное, эмбриотоксическое и тератогенное действие отсутствует). Тауматин – это смесь белков, обладающих сладким вкусом. При повышении температуры до 75°С и 5 рН происходит денатурация белка и потеря сладости, но остается эффект усиленного аромата [6,с.418-419; 11].

Кроме сахарозаменителей и подсластителей отдельно выделяют также группу веществ – модификаторы вкуса, изменяющих вкусовые восприятия. Наиболее известным модификатором вкуса является миракулин, выделенный более 100 лет назад из фруктов Synsepalumduldficum Danielli. В настоящее время миракулин является наиболее изученным веществом белковой природы, способным вызывать изменение вкусового восприятия. Однако в 1977г. регламентирующие органы США запретили выпуск любых продуктов, содержащих миракулин. Другим модификатором вкуса является артишок (Cynarascolymus) - многолетнее растение из семейства сложноцветных. При изучении химического состава растения было установлено, что он содержит 2,0 % белка, инулин, витамины С и группы В, а также хлорогеновую кислоту и синарин, которые обусловливают эффект модификации вкуса. Однако эти свойства не нашли пока широкого применения и он не используется в пищевой промышленности [1,с.95-96].

Для снижения негативного воздействия сахарозаменителей, особенно синтетических, и повышения технологического эффекта от их применения рекомендуется смешивать малые дозы сразу нескольких таких веществ. При снижении количества каждого из компонентов нежелательный эффект уменьшается или стирается вовсе.

В настоящее время в условиях роста цен на сахар и сахарозаменители, в основном импортного производства, использование сахаристых крахмалопродуктов высокой степени сладости, получаемых путём частичного или полного гидролиза крахмала (крахмальные патоки), иногда с последующей модификацией отдельных компонентов гидролиза (глюкозо-фруктозные сиропы, моногидратная и ангидратная глюкоза и др.), представляет несомненный интерес. Перспективным является направление получение сахаристых крахмалопродуктов непосредственно из зернового крахмалсодержащего сырья, минуя стадию выделения «чистого» крахмала. Мировой опыт показывает, что глюкозо-фруктозные сиропы слаще сахарозы, производство их более экономически выгодно относительно производства сахара из свеклы, цены на 5,0…10,0% ниже, чем на сахар. В настоящее время эти продукты применяются во многих странах при приготовлении различных кондитерских изделий [8; 13,с.45-52].

В аспекте выше изложенного установлено, что все сахарозаменители и подсластители имеют один существенный плюс - они содержат минимальное количество калорий. Все синтетические сахарозаменители практически не усваиваются человеческим организмом и не выводятся естественным путём, к тому же могут способствовать развитию различных патологий в организме человека. При этом их очень часто используют производители с целью удешевления своей продукции, ведь синтетические сахарозаменители стоят гораздо дешевле сахара и значительно слаще его. Но при использовании даже природных, натуральных подсластителей нужно помнить, что, помимо пользы от них может быть и довольно значительный вред здоровью, следовательно, необходимо знать меру при их употреблении.

При частичной или полной замене рецептурного количества сахара в производстве мучных кондитерских изделий подслащивающими веществами необходимы исследования по влиянию последних на качество изделий и их пищевую безопасность. Наиболее перспективным является направление по созданию и использованию смесей из различных сладких веществ, желательно натурального происхождения, к которым адаптирован организм человека. Именно в данном направлении и планируется проведение дальнейших наших исследований.

Список литературы:
1. Матвеева Т.В. Физиологически функциональные пищевые ингредиенты для хлебобулочных и кондитерских изделий: монография / Т.В. Матвеева, С.Я. Корячкина. – Орел: ФГБОУ ВПО «Госуниверситет - УНПК», 2012. – 947 с.
2. Технология производства сахарозаменителей/ [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://sxedu.ru/osnovy/126-texnologiya-proizvodstva-saxarozamenitelej.html (дата обращения: 12.10.2011).
3. Ивкова И.А. Современные ингредиенты в производстве сдобного печенья /И.А. Ивкова, А.С. Пиляева//Кондитерское производство. – 2012. - № 1. – С. 14-15.
4. Ковэн С. Дополнительные рекомендации хлебопекам и кондитерам. Ещё 151 вопрос и ответ/ С. Ко-вэн, Л. Янг. – Пер. с англ. О. Четвериковой. – СПб.: Профессия, 2011. – 248 с.
5. Туркова А.Ю. Совершенствование технологии кексов функционального назначения: дис. … канд. техн. наук: …/ А.Ю. Туркова. – М., 2015.-142 с.
6. Нечаев А.П. Пищевая химия / А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг, А.А. Кочеткова [и др.]. Под ред. А.П.Нечаева. Издание 2-е, перераб. и испр. - СПб.: «ГИОРД», 2003. - 640 с.
7. Куракина А.Н. Функциональные ингредиенты в производстве кондитерских изделий/ А.Н. Куракина, И.Б. Красина, Н.А.Тарасенко, Е.В.Филиппова // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 6-3. – С. 468-472/ [Электронный ресурс].- Режим доступа: URL: http://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=38643 (дата об-ращения: 14.09.2018).
8. Дорохович А.Н. Сахарозаменители и подсластители, их преимущества и недостатки с позиции их применения при производстве кондитерских изделий/ А.Н. Дорохович, О.М. Яременко, В.В. Дорохович / [Электронный ресурс].- Режим доступа: https://docplayer.ru/ 27964426-Saharozameniteli-i-podslastiteli-ih-preimushchestva-i-nedostatki-s-poziciy-ih-primeneniya-pri-proizvodstve-konditerskix-izdeliy (дата обращения: 04.01.2019).
9. Егорова И.А. О пользе и вреде сахарозаменителей/ И.А. Егорова, С.Г. Комарова // Успехи в химии и хи-мической технологии. Том XXIX. – 2015. -№2. – С.51-53.
10. Сахарозаменители натурального происхождения для производства кондитерских изделий/ [Электронный ресурс].- Режим доступа: http://transfoodservice.com/publication/ saharozameniteli-naturalnogo-proishozhdeniya-dlya-proizvodstva-konditerskih-izdelij/(дата обращения: 04.01.2019).
11. Товароведение. Характеристика товаров. Заменители сахара/ [Электронный ресурс].- Режим доступа: http:// www.grandars.ru/college/ tovarovedenie/zameniteli-sahara.html.
12. Сахар в норме. Питание. Сахарозаменители / [Электронный ресурс].- Режим доступа: https://saharvnorme.ru/pitanie/saxarozamenitel-vred.html
13. Андреев Н.Р. Применение крахмалопродуктов для улучшения качества хлебобулочных изделий / Н.Р. Андреев, Н.Д. Лукин, С.Т. Быкова// ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт крахмало-продуктов РАСХН. Материалы докладов Международной конференции «Хлебопекарное производство – 2014» / Международная промышленная академия. – М., 2014. – С.45-52.