A nem kalóriatartalmú, mesterséges vagy természetes édesítőszerek jelenleg az egyik legdinamikusabb terület az élelmiszer-adalékanyagok területén, annak a nagy terjeszkedésnek köszönhetően, amelyet az alacsony kalóriatartalmú élelmiszerek, különösen az italok piaca tapasztalt.

édesítők

Annak érdekében, hogy egy természetes vagy mesterséges édesítőszert az élelmiszeripar felhasználhasson, a biztonság mellett meg kell felelnie más követelményeknek is: az édes ízt gyorsan észlelni kell, és gyorsan el is kell tűnnie, és a lehető leghamarabb hasonlónak kell lennie. a szacharózé, a közönséges cukoré, utóíz nélkül. Emellett ellen kell állnia az étel körülményeinek, amelyben használni fogják, valamint a kezeléseknek, amelyeken át fognak esni.

A mesterséges édesítőszerek használata sok vita tárgyát képezte hosszú távú biztonságosságukkal kapcsolatban. Ennek a vitának a megközelítése a legjobb módszer a kockázat/haszon egyensúly szempontjából. A fogyasztónak el kell döntenie, hogy egyes esetekben igen távoli kockázatot vállal-e az egyes termékek használata által előidézett előnyök ellentételeként, olyan előnyöket jelent, amelyek ebben az esetben a bevitt kalóriák csökkentését jelentenék bizonyos ételek vagy ízek feladása nélkül. Figyelembe kell venni a kalóriabevitel korlátozásának a testre gyakorolt ​​jótékony hatásait is, különösen a szív- és érrendszeri rendellenességek és bizonyos daganatos folyamatok megelőzésében. Bár a megelőző hatás főleg az étrend zsírtartalmának csökkentésével jelentkezik, az általános energiatartalom csökkenése is hozzájárulhat, és ebben az esetben a mesterséges édesítőszerek bizonyos segítséget jelentenének. Természetesen nagy érdeklődéssel kísérik azok életminőségének fenntartását, akiknek orvosi okokból ellenőrizniük kell a cukor bevitelüket.

Ciklamát

Ezt az anyagot 1937-ben szintetizálták először, és 1950 óta használják mesterséges édesítőszerként. Körülbelül 50-szer édesebb, mint a szacharóz, és bizonyos kellemetlen utóíze van, amely szacharinnal keverve eltűnik. Kémiailag nagyon stabil, savasság és melegítés nem befolyásolja. Fő felhasználása szénsavas italokban történik. Használható édesített joghurtokban és asztali édesítőszerként is. A ciklamát önmagában kevésbé oldódik vízben, mint az általánosan használt sói

Ciklamát
Ezen interaktív képek megtekintéséhez és használatához a Chime plugin szükséges. Lásd az utasításokat

1970 óta, azzal a gyanúval, hogy rákkeltő anyagként működhet, élelmiszer-adalékanyagként való használatát számos országban, köztük az USA-ban, Japánban és Angliában, betiltották. Lehetséges karcinogenitására vonatkozó adatok ellentmondásosak. A nagyon nagy dózisoknál megfigyelt rákkeltő hatás valószínűleg nem magának a ciklamátnak, hanem az abból származó terméknek, a ciklohexil-aminnak köszönhető, amelynek karcinogenitását még nem sikerült teljesen tisztázni. Az emberi test nem képes átalakítani a ciklamátot e származékká, de a bélben jelen lévő baktériumflóra igen. Az átalakulás mértéke sokat függ az egyéntől, így a lehetséges kockázat nagysága is változik.

Az összes adatot a ciklamát negatív hatásairól állatkísérletekből nyerték, amelyek jóval magasabb dózisokat alkalmaztak, mint az alacsony kalóriatartalmú italok rendszeres fogyasztói által elfogyasztott dózisok, ezért az extrapoláció nem könnyű, és valójában nem is létezik. vagy nem a ciklamát. Az Egyesült Államokban történt betiltása óta a fő gyártótársaság a tiltás feloldása érdekében több kérelmet nyújtott be kormányzati szervekhez a tilalom feloldására, a betiltását követő több kísérlet eredménye alapján.

Szacharin

A szacharint, az első mesterséges édesítőszert 1878-ban szintetizálták, véletlenül felfedezve édes ízét. Ez a század eleje óta édesítőszerként használják. Több százszor édesebb, mint a szacharóz. A leggyakrabban használt forma a nátriumsó, mivel a sav nagyon rosszul oldódik vízben. Keserű utóíze van, különösen nagy koncentrációban alkalmazva, de ez az utóíz minimalizálható más anyagok keverésével. Hevítésnek és savas közegnek ellenálló édesítőszer, ezért számos élelmiszer-előállítási folyamatban nagyon hasznos.

A szacharint használatának kezdete óta gazdasági okokból támadások érik, mivel használata csökkentette a cukorfogyasztást, valamint lehetséges hatással volt a fogyasztók egészségére. Az 1970-es években számos kutatócsoport jelezte, hogy a szacharin nagy adagjai (az étrend teljes tömegének 5% -a) képesek kiváltani a hólyagrák kialakulását patkányokban.

A szacharin nem mutagén. A patkányok hólyagjára gyakorolt ​​hatását a szerv folyamatos irritációja váltja ki, amelyet a vizelet teljes összetételének megváltozása idéz elő, amely egyéb hatások mellett a pH változásához és az ásványi csapadék képződéséhez vezet. A folyamatos támadás a sejtek szaporodására reagál, hogy helyrehozza a károsodást, és egyes esetekben ez a szaporodás kikerül az ellenőrzés alól és daganatok kialakulásához vezet. Érdekes megjegyezni, hogy a patkányok vizeletében a csapadékképződés hatása nagyrészt vagy teljes egészében a szacharinban található nátriumnak köszönhető, mivel a szabad forma vagy a kalcium-só nem váltja ki ezt a hatást.

A szacharin tehát önmagában nem rákkeltő, sokkal inkább a patkány hólyagja elleni fizikai-kémiai támadás kiváltó hatása miatt, amely sejtproliferációt indukál. Ha az étrendben olyan koncentrációk vannak (az emberek által ténylegesen használtak), amelyeknél egyáltalán nincs lehetőség erre a hólyag támadásra, akkor a kockázat nem lesz nagyon kicsi, hanem egyszerűen nulla. Egyes országokban, például Kanadában azonban a szacharin használata tilos. Az Egyesült Államokban 1977-ben felvetették a tiltását, de az érintett vállalatok és egyesületek, köztük a cukorbetegek számára folytatott kampányok a tilalom moratóriumához vezettek.

Acesulfama-k

Az aceszulfám-k az aceszulfaminsav káliumsója, ez egy viszonylag egyszerű kémiai vegyület, amelyet 1967-ben szinte véletlenül fedeztek fel. Körülbelül 200-szor édesebb, mint a cukor, technológiai kezelések és tárolás közben is nagy stabilitás. Biológiailag az aceszulfám K nem metabolizálódik az emberi testben, kémiai változások nélkül gyorsan kiválasztódik, így nem hajlamos a felhalmozódásra. Használatát Angliában, 1983-ban, később pedig az egész Európai Unióban engedélyezték.

Aszpartám

Az aszpartám a legfontosabb az új mesterséges édesítőszerek közül. Gyógyszerészeti felhasználásra szánt peptidekkel kapcsolatos kutatási program keretében szintetizálták, édes ízét véletlenül fedezték fel 1965-ben. A biztonságosságáról szóló kimerítő tanulmány után eredetileg engedélyezték az Egyesült Államokban asztali édesítőszerként való felhasználását, és 1983 óta az országban termékkínálatban adalékként engedélyezték.


Az aszpartám szerkezete
Az aszpartám két aminosav (fenilalanin és aszparaginsav) egyesülésével jön létre, a fenilalanin savcsoportjával pedig egy metanol molekula egyesülésével módosított észter képződik.

Az aszpartám több százszor édesebb, mint a cukor. Éppen ezért, bár ugyanolyan súly mellett hozzávetőlegesen ugyanazokat a kalóriákat biztosítja, mint a cukor, az általánosan használt koncentrációkban ez az energia-hozzájárulás elhanyagolható.

Az aszpartámnak nincs utóíze, ellentétben más édesítőszerekkel, és savas közegben viszonylag stabil, de nem ellenáll az erős melegítésnek, ezért problémákat vet fel a cukrászdában.

Az aszpartám azonnal átalakul a szervezetben fenilalaninná, aszparaginsavvá és metanollá. Az első kettő a fehérjék normális alkotóeleme, az összes lehetséges organizmus és étrend természetes összetevője. A fenilalanin szintén esszenciális aminosav, vagyis az ember nem tudja szintetizálni a testében, és szükségszerűen meg kell szereznie az étrendből. A fenilalanin magas koncentrációjának jelenléte a vérben azonban súlyos mentális retardációval jár együtt egy ritka veleszületett betegségben, amelyet fenilketonuriának neveznek, és amelyet az aminosav lebontásához nélkülözhetetlen enzim hiánya okoz. Az étrendben az aszpartám elképzelhető szintjén történő alkalmazása a fenilanalin koncentrációjának csökkenését eredményezi a vérben, mint egy normál étkezésnél. Nagyon nagy mennyiségben, csak véletlenül fogyasztva, a fenilalanin koncentrációjának emelkedése a vérben alacsonyabb, mint a károsnak tekintett szint, ami szintén gyorsan eltűnik. Fenilketonuriában szenvedők esetében azonban ennek az édesítőszernek a használata további fenilalaninmennyiséget jelentene, ami nem tanácsos.

Másrészt a metanol mérgező termék, de az édesítőszer alkalmazásával a szervezetben képződött mennyiség sokkal alacsonyabb, mint ami egészségügyi kockázatot jelenthet, és rendes használata esetén még alacsonyabb, mint a természetes sok étel, például gyümölcslé.

Neotám és más kapcsolódó édesítőszerek

Vannak más rendkívül édes ízű peptidek is. Az egyiket, az úgynevezett neotame nevet, az FDA engedélyezte az Egyesült Államokban való használatra 2002-ben, és más országokban is használják, de az Európai Unióban még nem engedélyezték.

Neotame szerkezet
A neotám az aszpartámhoz hasonlóan két aminosav (fenilalanin és aszparaginsav) egyesülésével jön létre, a fenilalanin szintén kapcsolódik egy metanol molekulához, és az aszpartámtól eltérően az aszparaginsav aminocsoportjával 3, 3 dimetilbutilcsoport módosul.

A neotám 8–13 000-szer édesebb, mint a cukor, ezért rendkívül kis mennyiségeket kell használni. Az emésztőrendszerben hidrolizál, felszabadítva a metanolt, de az amidkötés nem szakad meg.

Egy másik peptid típusú édesítőszer az alitám, amelyet aszparaginsav (a szokásos izomer, azaz L), egy alanin (ebben az esetben a szokatlan izomer, azaz D) és a D- alanin, 2,2,4,4 tetrametil-3-tioetanil-amin.

Az alitame körülbelül 2000-szer édesebb, mint a cukor. Technológiai szempontból nem bírja a magas savas közegben való hosszú tárolási időt, de ellenáll a rövid és intenzív melegítésnek. A szervezetben hidrolizálódik, az aszparaginsav normálisan metabolizálódik, a többi pedig a vizelettel ürül. Használata Ausztráliában és Kínában engedélyezett, de az Egyesült Államokban és az Európai Unióban nem engedélyezett.

Szukralóz

A szukralóz a szacharóz halogénezett származéka, amelynek intenzív édes ízét, a cukoréinak mintegy 600-szorosát véletlenül fedezték fel az 1990-es években. 1999-ben az FDA engedélyezte az élelmiszeripari felhasználását az Egyesült Államokban.

Szukralóz

Jelölje ki a klóratomokat

Thaumatina

A taumatinok (taumatin) a Nyugat-Afrikában őshonos növényből, a Thaumatococcus daniellii-ból kivont fehérjék összessége, amelyek a testben metabolizálódnak, mint az étrend többi fehérje. A taumatin a Guinness Rekordok Könyvében szerepel, mint az ismert legédesebb anyag, mintegy 2500-szor több, mint a cukor. Bizonyos édesgyökér utóíze van, és glutamáttal keverve ízjavító szerként használható. Japánban 1979 óta használják. Az Európai Unió listáján E-957 adalékkóddal rendelkezik.


Thaumatococcus daniellii gyümölcs és Ghánában feldolgozott. A Fraunhofer IGB által készített tanulmánynak megfelelő fényképek az édesítőszer helyi fejlesztési projekt keretében történő előállításáról.

A taumatinok bázikus fehérjék, izoelektromos pontjuk 11 és 12 között van, molekulatömege körülbelül 22 000. Harmadlagos szerkezetét nyolc diszulfidhíd tartja fenn. Aminosav-összetételük sajátosságaként jelezhető, hogy hiányzik a hisztidin.


Michelle Bynum által nyert taumatin kristályok fényképei.
Ana Holmes, a Student Crystal Menagerie, az Alabamai Egyetem jóvoltából.

A taumatin szerkezete sajátos, tekintettel a jelen lévő diszulfidhidak nagy számára is. Ezek sokat stabilizálják a molekulát, és nagyobb hőállóságot biztosítanak neki, mint egy fehérjében szokásos.

Hidrogénkötések

Nem szabad megfeledkezni arról, hogy a fehérje háromdimenziós szerkezetének fenntartása elengedhetetlen ahhoz, hogy édes íze legyen. Az édes íz elvesztéséhez elegendő megszakítani a 145 és 158 cisztein közötti diszulfid hidat, amely különösen labilis.

Neoesperidin dihydrochalcone

Az úgynevezett neoesperidin-dihidrokalkont (NHDC) a keserű narancsban, a Citrus aurantiumban jelenlévő anyag kémiai módosításával nyerik. 250 és 1800-szor édesebb, mint a szacharóz, és tartósabb édes íze van, édesgyökér utóízzel. A bélflóra hatása részben lebontja. Az Európai Unió listáján az E-959 adalékkódot rendelték hozzá.

Neohesperidin-dihidrokalkon

Egyéb nem kalóriatartalmú édesítőszerek

A steviozid egy glikozid, amely a Stevia rebaudiana növényben található, amely egy kis cserje, amely Paraguay északi része és Brazília között terül el.



Stevia rebaudiana
Fotó a Mountain Valley Growers, Inc. jóvoltából.

Leveleit évszázadok óta hagyományosan édesítőszerként használják, de a növényt először 1887-ben írta le tudományosan Anthony Bertoni. Jelenleg bizonyos területeken termesztik szteviozid előállítására

Stevioside szerkezet

Ez a glükozid a száraz növény legfeljebb 13 tömeg% -át teszi ki, és tiszta formában 250 és 300-szor édesebb, mint a cukor. Noha a növényt és a tiszta anyagot Kínában, Japánban és Dél-Amerika egyes országaiban használják édesítőszerként, használata Európában vagy az Egyesült Államokban nem engedélyezett, mivel nem tekinthető egészségre biztonságosnak.

A taumatinok mellett vannak más intenzíven édes ízű fehérjék is, amelyek közül a legtöbbet a monellin vizsgálja. Ez a fehérje a Dioscoreophyllum cumminsii gyümölcsében található meg, és körülbelül 1000-szer édesebb, mint a cukor, és körülbelül 100 000-szer több, mól összehasonlítással.


A monellint két polipeptidlánc alkotja, az egyik a 45 aminosavból, a másik pedig az 50 aminosavból, az egyiket hajtogatott lapok alkotják, a másikat pedig az alfa-spirál és a béta-hajtogatott lapok kombinációja hozza létre, nem kovalensen összekapcsolva. Az édes íz érdekében fenn kell tartani a háromdimenziós szerkezetet.


A miraculin egy fehérje, amely a "csodagyümölcs", a Synsepalum dulcificum gyümölcsében található. Ez a növény a Sapotaceae családhoz tartozik, és Nyugat-Afrikában honos.

Körülbelül 3 cm átmérőjű gyümölcsök a Synsepalum dulcificum-ból .
Fotó a Biotrek jóvoltából, a Kaliforniai Állami Műszaki Egyetem Biológiai Tudományok Tanszéke.
A fehérje, egyláncú, körülbelül 28 000 molekulatömegű polipeptid-glikoprotein önmagában nem rendelkezik erős édes ízzel, de alaposan módosítja az ízeket az ízlelőbimbókhoz való kötődéssel, a savanyú ízt édessé változtatva. Ez a hatás körülbelül 30 percig tart. Jelenleg nincs ipari alkalmazása.