Nowoczesna środki słodzące

Joanna Kurek

Spośród wszystkich smaków: gorzkiego, słonego, kwaśnego, umami i słodkiego, to ten ostatni jest najprzyjemniejszym z odczuwanych przez znaczną większość ludzi. Przez setki lat ludzie podejmowali różnorodne próby pozyskania produktów o tym smaku ze źródeł naturalnych lub wytworzenia słodkich substancji różnymi sposobami (…)

Historia sztucznych słodzików i środki słodzące stosowane współcześnie

Pierwszym znanym ludzkości sztucznym słodzikiem była sapa stosowana w starożytnym Rzymie. Miał on postać gęstego syropu, a proces jego przyrządzania zapisał Pliniusz Starszy (I w n.e.). Według przepisu należało gotować sok z winogron, osad winny lub skwaśniałe wino w garnkach (koniecznie ołowianych) do czasu, aż większość wody i alkoholu odparuje (…)

Stosowane do dziś syntetyczne substancje słodzące mają swój początek w XIX w. Ich odkrycia były często przypadkowe, kiedy badacze syntetyzujący nowe związki w wyniku nieuwagi poznawali smaki produktów przez siebie wykonanych syntez. W 1879 r. została odkryta pierwsza sztuczna substancja słodząca stosowana do dziś – sacharyna. Nie ma ona jednak tak przyjemnego smaku jak cukier, a do tego wykazuje metaliczny, gorzkawy posmak. Sacharyna jest uważana za bezpieczną, gdyż przechodzi przez ludzki organizm nie zmieniona i nie reaguje z DNA, co ma miejsce w przypadku związków rakotwórczych.

Cyklamat został odkryty przypadkiem w 1937 roku. W wyniku podejrzeń, że wywołuje nowotwór pęcherza, w 1958 roku zakazano stosowania go jako słodzika w Kanadzie i Wielkiej Brytanii. Jednak w 1984 roku FDA i National Academy of Science ogłosiły, że cyklamat nie jest rakotwórczy, ale nie pomogło to w odzyskaniu należnej mu pozycji na największych rynkach światowych.

Acesulfam K odkryty w 1967 roku, jest dość trwały w roztworach niezbyt kwaśnych, a w organizmie nie jest metabolizowany. Co ciekawe, jest stabilny w wysokich temperaturach i dlatego jest wykorzystywany w wielu produktach spożywczych. Dopuszczalne dzienne spożycie (ADI) dla tej substancji wynosi 15 mg/kg masy ciała/dzień. Związek ten nie ulega kumulacji w organizmie. Jednak niektóre badania wykazują, że jego spożycie może prowadzić do uszkodzenia komórek i interakcji w DNA.

Acesulfam ma działanie wspomagające w połączeniu z aspartamem, czyli każdy z nich zwiększa słodkość drugiego. Odkryty w 1965 roku aspartam, który smakuje praktycznie tak samo jak cukier, jest metylowanym dipeptydem zbudowanym z fenyloalaniny i kwasu asparginowego.

Sukraloza C₁₂H₁₉Cl₃O₈, odkryta w 1976 roku, uważana jest dotychczas za nieszkodliwą dla zdrowia, ponieważ większa jej ilość sukralozy przechodzi przez organizm niezmieniona, a tylko niewielka ilość rozpada się na dwa składniki: chloroglukozę i chlorofruktozę. Substancje te, mimo że są toksyczne, to dla małych ilościach sukralozy stosowanej jako słodzik, są nie groźne. Z kolei cyklaminian sodu należy do najpopularniejszych substancji słodzących, wykazuje bowiem trwałość nawet w temperaturze 250^oC.

Zalety i wady naturalnych i sztucznych środków słodzących

Substancje słodzące czy słodziki muszą spełniać określone wymogi, by mogły być stosowane: być bezpieczne dla zdrowia, łatwe w użyciu, nie podlegać metabolizmowi (przez co nie dostarczają energii do organizmu), nie zmieniać barwy i zapachu środka spożywczego, do którego je dodano i nie powodować alergii.

Poza zaletami sztucznych środków słodzących już wymienionymi wcześniej należy zwrócić uwagę też na fakt, że ze względów higienicznych są korzystniejsze dla jamy ustnej, gdyż nie ulegają w niej żadnym procesom chemicznym, nie niszcząc zatem szkliwa zębów i nie powodując próchnicy. Zasadniczo są praktycznie pozbawione kalorii, przez co wydają się odpowiednie dla osób dbających o linię. Korzystne w przypadku schorzeń takich jak cukrzyca czy glikemia posiłkowa (mają niższy od cukru indeks glikemicznym).

Ksylitol jest bezpiecznym środkiem słodzącym niezależnie od dziennej spożytej dawki. Zalecany jest dla diabetyków. Nadaje się też do obróbki termicznej ze względu na stabilność w wyższych temperaturach.

Stewia jest odporna na działanie temperatury do 200^oC (pieczenie i gotowanie), jest stabilna w roztworach o odczynie kwasowym jak i zasadowym 3-9 pH. Słodziki z jej zawartością nie fermentują i mogą być długo przechowywane i polecana jest osobom z cukrzycą. Glikozydy stewiowe nie wykazują wpływu na ciśnienie krwi oraz stężenie glukozy we krwi.

Niestety okazuje się, że środki słodzące mają też swoje wady i niektóre z nich zostały wymienione. Ogólnie w procesie pieczenia ciast trudno jest zastąpić objętość ciasta zazwyczaj zajmowaną przez sacharozę sztuczną substancją słodzącą, którą stosuje się w znikomej ilości by osiągnąć ten sam stopień słodkości.

Aspartamu nie można używać do pieczenia ze względu na jego małą odporność na temperaturę (jest trwały do 100^oC). Ponadto aspartam w ludzkim organizmie ulega rozkładowi do kwasu asparaginowego, fenyloalaniny i metanolu, przy czym z 1 g tego słodzika powstaje zaledwie około 0,1 g metanolu. Z powodu wytwarzania fenyloalaniny tego słodzika nie mogą spożywać chorzy na rzadką chorobę – fenyloketonurię (polegającą na zaburzeniach przemian aminokwasu – fenyloalaniny).

Sorbitol, choć jest słodzikiem półsyntetycznym, użyty w różnych produktach spożywczych w dawce dziennej ponad 20 g wywołuje biegunkę, skurcze jelit, wzdęcia i dolegliwości żołądkowo-jelitowe, przy czym podobne działanie wykazują pozostałe słodziki polialkoholowe. Ponadto zabronione jest stosowanie go do słodzenia napojów.

Cyklaminiany mogą wchodzić w reakcje z niektórymi lekami. Nadmierne i przez długi czas stosowanie glicyryzyny, związku o budowie podobnej do kortykosteroidów, może prowadzić do wystąpienia pseudoaldosteronizmu (obrzęki, nadciśnienie, przyrost masy ciała) i dlatego jej wykorzystywanie w celach spożywczych jest w wielu krajach zabronione.

Naukowcy odkryli także, że spożywanie dużych ilości niskokalorycznych substancji słodzących może sprzyjać tworzeniu się tłuszczu, szczególnie u osób, które już są otyłe. Dzieje się tak dlatego, że słodziki oszukują i trzustkę, i jelito. Receptory smaku słodkiego obecne są także w tych organach po to, by usprawnić proces trawienia i zagwarantować uczucie sytości. Gotowa do działania trzustka produkuje insulinę biorącą udział w trawieniu glukozy, jednak jej poziom we krwi zostaje przez to znacząco obniżony i w rezultacie organizm zamiast sytości odczuwa głód. W konsekwencji zjada się jeszcze większą ilość pożywienia względem faktycznego zapotrzebowania, gdyż dochodzi do zaburzenia zdolności organizmu do oceny faktycznej kaloryczności posiłku.

Umiarkowane stosowanie substancji słodzących syntetycznych i półsyntetycznych nie wykazuje negatywnego wpływu na ludzkie zdrowie i życie. Jednak dopiero za wiele lat będzie można rzetelnie ocenić faktyczne długotrwałe skutki stosowania tych substancji.

Słodkie, ale jednak nie słodkie?

Lucuma to nowość na naszym rynku produktów spożywczych – jest to sproszkowany owoc Pouteria lucuma pochodzący z Peru. Nie jest on słodzikiem ani substancją dodatkową, jednak ma działanie aromatyzujące i wywołujące łagodny efekt słodkiego smaku. Zaletą tego owocu może być też zawartość błonnika, żelaza, antyoksydantów i witamin.

Mirakulina jest glikoproteiną pochodzenia naturalnego występującą w afrykańskim owocu Richardella dulfica, zbudowaną z 373 reszt aminokwasowych i sama w sobie także nie wykazuje słodkiego smaku, ale na wiele godzin zmienia odczuwanie smaku na języku. Przykładowo substancje kwaśne, takie jak sok z cytryny odczuwany są jako intensywnie słodkie (…)

Podsumowanie

Nowoczesne środki słodzące, zarówno te pochodzenia naturalnego jak i syntetyczne, stanowią ciekawą alternatywę dla powszechnej sacharozy, a ich odkrywanie i syntetyzowanie cieszy się dużym zainteresowaniem na całym świecie ze względu na potencjalne zastosowanie w przemyśle spożywczym, czego efektem może być wkrótce żywność dosładzana związkami o niskiej kaloryczności i bezpiecznymi dla zdrowia. Jednak nowe środki słodzące nie są jeszcze na tyle długo w użyciu, aby można z całą pewnością wnioskować o ich pełnym bezpieczeństwie dla ludzkiego zdrowia, warto więc po nie sięgać jako alternatywne rozwiązanie dla sacharozy, ale z umiarem.

Pomimo mnogości i dostępności różnorodnych środków słodzących racjonalnym rozwiązaniem jednak zdaje się nie całkowite zrezygnowanie z używania zwykłego cukru, lecz ograniczenie jego spożycia poprzez zróżnicowaną i dobrze zbilansowaną dietę.

Skrót artykułu dr Joanny Kurek „Niezdrowa słodkość – czyli o nowoczesnych środkach słodzacych”. Cały artykuł zamieszczamy w wydaniu „Chemii w Szkole” nr 2/2020.