Сахару на смену: Эритрит – натуральный сахарозаменитель XXI века

Публикуется с разрешения авторов: Канд. техн. наук С.В. Штерман, член-корр. РАСХН, д-р. техн. наук В.И. Тужилкин Московский государственный университет пищевых производств, Ю.В Манеров, консультант представительств иностранных компаний в РФ и странах СНГ

Эритритол, учитывая его природное происхождение, удачный набор физико-химических свойств и характеристик, как пищевого ингредиента, имеют очень широкую и все более расширяющуюся область применения, в сочетании с полной безопасностью может рассматриваться в качестве одного из наиболее перспективных видов сахарозаменителей в настоящее время.

Отличительной особенностью повседневного образа жизни значительного числа людей в промышленно развитых странах в последние десятилетия стало наличие постоянного стресса, заметного переутомления и заметного снижения жизненного тонуса. Одним из следствий этого является неправильное питание, связанное, в частности, с чрезмерным потреблением высококалорийной пищи, сладких продуктов и других приятных излишеств, что находится в серьезном противоречии с основным принципом сбалансированного питания, согласно которому энергетическая ценность дневного рациона человека должна строго соответствовать его энергетическим затратам.

Такой дисбаланс находит свое отражение, прежде всего, в появлении избыточной массы тела и ожирении – заболевании, вызывающем растущую озабоченность у органов здравоохранения многих стран мира. Так, по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) около 1 млрд жителей планеты страдает от избыточного веса, а триста миллионов из них от ожирения. Не стоит забывать при этом еще и о другом связанным с этим серьезном заболевании – сахарном диабете, также являющимся следствием избыточного потребления легко усваиваемых углеводов, среди которых на первом месте находится сахароза.

Цифры статистики являются достаточно красноречивыми – в настоящие время на земном шаре таких больных уже насчитывается более 200 млн. человек, причем каждые 10-15 лет это число практически удваивается. В РФ от этой болезни страдает около 2 % населения, что составляет более 2,5 миллионов человек. Реакцией пищевой промышленности на возникшую проблему должен стать выпуск целого ассортимента продуктов, сбалансированных по энергетической и пищевой ценности. Однако, при этом производитель не должен вступать в противоречие с известным «золотым» правилом, согласно которому «потребитель никогда не будет готов пожертвовать привычным вкусом знакомого продукта, даже ради преимуществ рационального питания».

Вместе с тем, при прочих равных условиях, предпочтение всегда будет отдаваться продуктам, имеющим в своем составе компоненты только природного происхождения. В полной мере это можно отнести и к категории веществ, обеспечивающих их сладкий вкус.

Известно, что, начиная со II половины XIX века, в качестве такого сладкого продукта природного происхождения выступала, в основном, сахароза, отличающаяся высокими вкусовыми качествами и обладающая большой энергетической ценностью. Не случайно, в связи с этим, что при разработке новых видов подслащивающих веществ, вкусовые и питательные свойства сахарозы часто рассматриваются в качестве определенного стандарта. В принципе, поиск веществ природного происхождения, которые можно применять вместо сахарозы с приданием готовым пищевым продуктам сладкого вкуса, а также обеспечением других ее технологических функций, причем по силе сладости не сильно отличающихся от нее, проводился уже давно. Эти вещества принято называть сахарозаменителями, в отличие от других видов подслащивающих веществ, степень сладости которых значительно превышает сахарозу.

Вещества, входящие во вторую группу, синтезируются, как правило, чисто химическим путем и их относят к классу т.н. «интенсивных подсластителей». Получившие до последнего времени практическое распространение сахарозаменители по своей химической природе являются полиспиртами (полиолами).
Среди них можно упомянуть такие продукты как сорбит, ксилит, мальтит, изомальт, маннит, лактит и некоторые другие [1,2].

Все они не лишены, однако, ряда недостатков, связанных, в частности, с недостаточной полнотой создаваемого ими сладкого вкуса; наличием послевкусия, не соответсующего привычному вкусу сахарозы; возникновением при больших нормах потребления определенных нежелательных побочных физиологических эффектов; относительно невысокой стабильностью в отношении воздействия температуры, кислотности, влажности и ряда других, важных с точки зрения производителя, факторов.

С целью преодоления этих недостатков, в конце прошлого столетия была начата разработка промышленной технологии получения сахарозаменителя нового поколения - эритритола, реализуемого в настоящее время на рынке под торговой маркой W*ERGOTEX E7001.
Этот продукт, по сравнению с ранее известными сахарозаменителями, обладает целым рядом несомненных достоинств [3].
Так, прежде всего, он в максимальной степени отвечает понятиям 100% природного и натурального компонента.
Это связано с тем, что во-первых, эритритол естественным образом входит в состав многих видов фруктов, овощей и других продуктов (табл.1). Во-вторых, в промышленных масштабах его получают из природного крахмалсодержащего сырья, например, кукурузы, тапиоки и т.п., методами, обычно широко применяемыми в пищевой технологии, такими как ферментация с использованием природных видов дрожжей, выделяемых с этой целью, например, из свежей пыльцы растений, попадающей в пчелиные соты.

Таблица 1
Естественный уровень содержания эритритола в некоторых продуктах питания
Вид продуктаКонцентрация эритритола
Фасолевая паста 1300 мг/кг
Соевый соус 910 мг/кг
Рисовая водка 1550 мг/кг
Виноградное вино 130-300 мг/л
Фруктовые ликеры 70 мг/л
Дыни 22-50 мг/кг
Груши до 40 мг/кг
Виноград до 42 мг/кг

Внешне эритритол ( W*ERGOTEX E7001 ) представляет собой белый кристаллический порошок с чистым сладким вкусом, подобным вкусу сахарозы, со сладостью, равной 60-70% от еѐ степени сладости.

С химической точки зрения, эритритол является тетраолом, т.е. сахароспиртом с 4 атомами углерода. Его химическая формула в линейной и пространственной формах представлена на рис.1 :

Рис.1. Строение молекулы эритритола

Благодаря отсутствию в молекуле эритритола функциональных групп с высокой реакционной способностью, он обладает значительной термической стабильностью при нагревании до температуры, превышающей 180 0С, что благоприятствует его использованию при производстве многих видов, например, хлебобулочных и кондитерских изделий.

Эритритол ( W*ERGOTEX E7001 ) отличается также высокой химической стойкостью в широком диапазоне рН ( от 2 до 12) , а также биохимической устойчивостью по отношению к действию многих видов микроорганизмов и грибков [4,5].

Эритритол ( W*ERGOTEX E7001 ), по сравнению с сахарозой и рядом других полиолов, имеет очень низкую гигроскопичность, что облегчает создание условий для осуществления его длительного хранения. За счет небольшого значения молярной массы растворы эритритола отличаются невысокими значениями вязкости.

Спектр вкусовых характеристик эритритола очень близок к сахарозе, о чем свидетельствуют усредненные данные оценок многих экспертов, схематично представленные на диаграмме (рис.2) [1,6]:

Рис.2. Сравнение вкусовых характеристик сахарозы и эритритола


К числу специфических особенностей органолептических характеристик эритритола следует отнести возникновение при его потреблении эффекта «прохлады», связанного с достаточно высоким поглощением тепла при растворении этого соединения в воде (около – 45 ккал/г) по сравнению с сахарозой (около -6 ккал/г). Это позволяет разрабатывать на основе использования эритритола пищевые композиции с новым набором вкусовых ощущений.

При возможном комбинировании эритритола с интенсивными подсластителями часто наблюдается эффект синергизма их действия, когда сладость получаемой смеси оказывается выше суммы составляющих компонентов. Эритритол в таких случаях позволяет также добиваться общего улучшения вкуса используемой смеси в результате усиления чувства полноты и гармоничности вкуса, возникновения ощущения текстуры и т.д.

Важным является вопрос о метаболизме эритритола в организме человека, что, в частности, определяет его энергетическую ценность. В результате многочисленных экспериментальных исследований [4,5] было установлено, что эритритол в организме практически не усваивается, в связи с чем, калорийность эритритола очень низка и составляет от 0 до 0,2 ккал/г (в зависимости от пищевого фона) по сравнению с 4 ккал/г для сахарозы.

В результате этого введение эритритола ( W*ERGOTEX E7001 ), в пищевые продукты в количестве, обеспечивающем привычную степень сладости, позволяет в значительной степени сократить их избыточную калорийность. Так, например, при замене сахарозы в рецептуре шоколада его калорийность снижается более чем на 35%, для тортов и пирожных с кремом на 30-40%, помадных сортов конфет на 65% ,бисквитов и кексов на 25 % и т.д.

Физиологические исследования и клинические испытания эритритола позволили сделать важный вывод о том, что его потребление не приводит к сдвигу в плазме крови уровней содержания глюкозы и инсулина. Это открывает возможность включения эритритола в качестве эффективного сахарозаменителя в рацион больных диабетом.

Кроме того, многими авторами на основании оригинальных по методике исследований [1,3] было установлено, что эритритол может рассматриваться как продукт, относящийся к классу веществ, обычно называемых «друзьями зубов», т.е. веществ, обладающих явно выраженными антикариесными свойствами. Это объясняется тем, что после потребления пищи с эритритолом, рН во рту остается неизменным в пределах 6,8-7,2 в течение многих часов, в то время как в случае сахарозы он через 70-80 минут может опускаться до значения, равного 5,0, что обычно и рассматривается в качестве одной из основных причин постепенного разрушения структуры зубов.

В связи с этим эритритол получает все более широкое применение при производстве зубных паст и аналогичных видов изделий, а также в фармацевтической промышленности в качестве наполнителя при изготовлении таблеточных форм лекарственных средств. При этом эритритол ( W*ERGOTEX E7001 ) может выполнять в этом случае еще одну полезную функцию, связанную с маскировкой неприятного или горького вкуса лекарственных препаратов. Рассмотрим далее некоторые основные возможные области применения эритритола при производстве пищевых продуктов.

Благодаря уникальному сочетанию физико-химических и физиологических характеристик, эритритол находит все более широкое распространение при выпечке многих видов мучных кондитерских изделий, где его введение в рецептуру позволяет, помимо снижения калорийности продуктов, значительно улучшить их стабильность и увеличить гарантированные сроки их реализации. Использование эритритола при выработке шоколада требует только незначительного изменения традиционной технологии его производства при полном исключении сахарозы из его состава. При этом высокая термическая стабильность эритритола позволяет проводить один из наиболее ответственных технологических процессов – конширование – при температуре вплоть до 80 0С, что позволяет сократить его общую длительность и обеспечить усиление ароматических характеристик конечного продукта.

Описано применение эритритола (W*ERGOTEX E7001) и предложены конкретные рецептуры для с полной или частичной заменой сахарозы при производстве многих других видов кондитерских изделий, таких как карамель, помадные и жевательные сорта конфет, кремы на масляной и других основах для производства тортов и пирожных, готовых смесей для выпечки кексов, бисквитов и других видов изделий в домашних условиях.

Большое внимание в последнее время уделяется разработке на основе использования эритритола новых видов функциональных напитков различной направленности, отличающихся низкой калорийностью, приятным вкусом, пригодными для потребления диабетиками и обладающих антиоксидантными характеристиками. Рынок этих напитков имеет постоянную тенденцию к росту [6]. Безопасность длительного потребления эритритола обоснована рядом длительных всесторонних клинических и токсикологических испытаний, проведенных в различных странах [4,5] и закреплена соответствующими нормативными документами, принятыми на национальном (США, Япония, многие страны ЕС, Россия (1991 г.) и т.д., всего более 20 стран ) и международном уровне (совместный экспертный комитет WHO/FAO по пищевым добавкам). Согласно международным документам, эритритолу присвоен наивысший возможный статус безопасности, согласно которому возможная дневная норма потребления эритритола «не имеет ограничений».

Таким образом, эритритол, учитывая его природное происхождение, удачный набор физико-химических свойств и характеристик, как пищевого ингредиента, имеют очень широкую и все более расширяющуюся область применения, в сочетании с полной безопасностью может рассматриваться в качестве одного из наиболее перспективных видов сахарозаменителей в настоящее время.

Литература

  1. Sweeteners and sugar alternatives in food technology /ed. by H.Mitchell.— Oxford: Blackwell publishing ltd., 2006.— 414p.
  2. Корпачев В.В. Сахара и сахарозаменители. – Харьков : Изд-во «Книга плюс»,2004.-- 320с.
  3. Goossens J., Gonze M. Erytritol //The manufacturing confectioner.— 2000.— №1.- Р.71-75.
  4. Erythritol: An interpretive summary of biochemical, metabolic, toxicological and clinical data / I.C. Munro,
    W.O. Bernt, J.F. Borzelleca and et al // Food and chemical toxicology. — 1998.—v. 36.—P.1139-1174.
  5. Portman M.O., Kilcast D. Psychophysical characterization of new sweeteners of commercial importance for the EC food industry // Food chemistry.—1996.—v.56.—P.291-302.
  6. De Cock P., Bechert C.I. Erythritol. Functionality in noncaloric functional beverages // Pure and applied chemistry.—2002.—v.74.—№7.—p.1281-1289.