3.3 Натуральные заменители сахара

Оглавление

3.3 Натуральные заменители сахара

3.3.1. Мёд и кленовый сахар

Мёд пчелиный

Мёд пчелиный - сладкое сиропообразное вещество, вырабатываемое медоносной пчелой из нектара растений. В цветочном мёде содержится 13-20 % воды, 75-80 % углеводов (глюкоза, фруктоза и др.), органические кислоты, ферменты, минеральные и ароматические вещества, витамины. При хранении кристаллизуется. Мёд является кормом для пчёл и ценным продуктом питания человека.

Сахарная пальма

Сахар кленовый. Из сахарного клена, произрастающего, в основном, в Северной Америке весной из надрезов в коре дерева добывают сладкий сок, содержащий до 5% сахарозы и немного моносахаридов. Преимущественно в кустарных условиях из сока выпариванием получают кленовый сироп, который используется в домашнем хозяйстве вместо сахарозы для приготовления сладких блюд. Из сиропа при уваривании и последующей кристаллизации можно получить твердый кленовый сахар в виде кусков разнообразной формы.

Примерно такого же вида сахар получают (Индия, Филиппины и др.) из сахарной пальмы.

	Сахарный клен

3.3.2. Подсластители гликозидного происхождения

Природные подслащивающие вещества гликозидного происхождения получают из растений (стевия, топинамбур и др.) .

Гликозиды - это органические вещества, молекулы которых состоят из углевода и неуглеводного компонента.

Стевия

Стевия - медовая трава (Stevia rebaudiana Bertoni ) - многолетнее травянистое растение семейства сложноцветных, свойства которого впервые были описаны итальянским ученым М.Бертони в 1899 г., хотя растение известно уже около 1500 лет и интенсивно выращивается в Парагвае и других странах Южной Америки, а теперь - и в Юго-Восточной Азии и Японии. С конца 80-х годов стевия выращивается на Украине, в Молдове, затем в Узбекистане и в России. Свежие листья стевии ненамного слаще сахара, в то время как высушенные листья слаще в 20-30 раз.

Основные сладкие компоненты листьев стевии - гликозиды: стевиозид, ребаудиозиды, дулкозид .

Урожай сухих листьев (основного сырья для переработки и непосредственного использования) составляет от 2 т/га (при сезонном выращивании и одноразовой уборке урожая в умеренных широтах) до 6 т/га (при круглогодичном выращивании и многократной уборке в тропических условиях). При 12 %-ном содержании в листьях основного компонента, дающего сладость, - стевиозида с каждого гектара можно получить от 80 до 240 т сладости, эквивалентной сахарозе, т.е. 1 га стевии может заменить 20-60 га сахарной свеклы.

Токсиколого-гигиеническими испытаниями установлено, что полная безопасность гарантируется при ежедневном потреблении сухих листьев стевии в количестве 0,1 г на 1 кг массы тела. Сухие листья хорошо сохраняются в течение длительного времени (не менее двух лет).

Наиболее интенсивно используют стевию в Японии.

Стевиозид - натуральный подсластитель, эмпирическая формула С₃₈Н₆₄О₁₈, молекулярная масса 808,912, относится к подсластителям интенсивного типа, общая сладость очищенного стевиозида колеблется в пределах 250-300. Стевиозид легко растворим, стабилен при обработке и хранении, практически не расщепляется в человеческом организме, не токсичен.

Проведенные исследования показали, что компоненты стевии действуют на организм человека комплексно, избирательно и последовательно на клеточном и генном уровнях, способствуя повышению уровня биоэнергетических возможностей организма человека. Высокая степень сладости при отсутствии калорийности позволяет применять стевию и больным сахарным диабетом как с повышенным, так и с пониженным содержанием сахара в крови, и людям, страдающим от повышенного веса и ожирения. Имеются сведения, что регулярное потребление стевии нормализует артериальное давление и содержание холестерина в крови, неусвояемость микроорганизмами позволяет избежать кариеса, болезней желудочно-кишечного тракта. Компоненты стевии обладают бактерицидными свойствами, способствуя заживлению ран, в том числе при ожогах, лечению кожных болезней.

Устойчивость компонентов стевии при нагревании и длительном хранении, хорошая растворимость в воде, безвредность и нетоксичность позволяют применять их при консервировании фруктов и овощей, при производстве напитков, хлебобулочной, кондитерской и другой пищевой продукции взамен сахара. Имеются данные по использованию стевиозида не только вместо сахарозы, но и вместе с ней, что позволяет получить высокий синергический эффект.

По некоторым источникам потребность России в стевиозиде оценивается в 4400 тонн в год. В настоящее время накоплен некоторый опыт выращивания стевии в полевых условиях в Воронежской области, Краснодарском крае, в зоне субтропиков (г. Сочи).

По имеющимся сведениям продукция из стевии может выпускаться в нескольких модификациях:

• порошок "Стевил-50" (стевиозид) с эквивалентом сладости 50 и содержанием стевиозида не менее 20 % ;
• таблетки "Стевилин" на базе порошка "Стевил-50" ;
• сироп "Стевиол-20 %" (жидкий экстракт стевии) во флаконах по 30 мл с капельницей; эквивалент сладости не менее 50, содержание стевиозида не менее 20 %;
• травяной чай "Стевия" из сухих листьев стевии, в частности, в одноразовых упаковках по 2 г с эквивалентом сладости 25-30 при содержании стевиозида 10-12 % .

С 1999 г. начато производство сахарозаменителя с использованием стевиозида в сочетании с искусственными подсластителями под товарным знаком натурсвит со степенью сладости 200 и 250 .

Топинамбур

Топинамбур (земляная груша) - многолетнее растение Helianthus tuberosus, завезена в Европу с американского континента в начале XVII в. По химическому составу клубни топинамбура практически не отличаются от картофеля, но не имеют соланина - яда, содержащегося в сыром картофеле, поэтому может употребляться в пищу человека и в корм животным в сыром, вареном и пареном виде. Известны рецепты приготовления жареного и печеного топинамбура, а также напитки из клубней в виде чая, компота .

Клубни топинамбура можно консервировать, а также хранить высушенными в виде порошка. Листья топинамбура, собранные в июле-сентябре, сушат в тени и используют при приготовлении настоя и чая.

Особое значение топинамбур имеет в питании больных диабетом, так как содержащийся в нём (в среднем 14 %) инулин (полисахарид, образованный остатками фруктозы, содержится в сложно цветных растениях - георгин, артишок, цикорий и др.) превращается во фруктозу, а вредная для диабетиков глюкоза в составе клубней топинамбура отсутствует.

Топинамбур - неприхотливое растение, позволяющее даже без особого ухода за ним получать, например, во Франции по 50-60 т клубней с гектара. В настоящее время в мировом земледелии площадь посевов топинамбура составляет около 2,5 млн. га, во Франции площадь посевов топинамбура почти равна площади посевов сахарной свеклы (500 тыс. га), в США - около 700 тыс. га, в Австрии - 130 тыс. га. Расширяют посевы топинамбура Англия, Германия, Польша, Венгрия, Япония, КНР, скандинавские страны.

Сироп, полученный при гидролизе инулина, экстрагированного из клубней топинамбура, содержит около 80 % фруктозы. Этот сироп при использовании в пищу положительно влияет на содержание холестерина и мочевой кислоты в организме человека и стабилизирует количество глюкозы в крови.

Общая потребность России в кристаллической фруктозе и в высокофруктозных сиропах, учитывая, что до 25 % населения страны в возрасте старше 50 лет нуждаются в полной или частичной замене сахарозы для больных сахарным диабетом, велика и актуальна.

В настоящее время на Украине и в России возрождается интерес к использованию топинамбура в медико-биологических, пищевых и кормовых целях.

На основе топинамбура разработаны рецептуры приготовления кондитерских и хлебобулочных изделий, соков, сиропов и пюре, прохладительных напитков, закусочных консервов и салатов, замороженных и высушенных продуктов. Применение топинамбура при приготовлении таких продуктов, как яблочное повидло, не только дает высокий эффект, но и помогает "продлевать жизнь" консервному производству, так как клубни топинамбура прекрасно сохраняются в земле до весны.

Для больных сахарным диабетом выпускаются, в частности концентрат топинамбура в виде порошка, таблеток и в капсулах.

Для лечебно-профилактических целей используют листья и соцветия топинамбура при приготовлении фиточаев.

Известен опыт переработки цикория и получения из него фруктозного сиропа. Ферментной обработке подвергаются корни цикория, содержащие инулин, в результате полученный раствор фруктозы сгущают и стерилизуют. Такой сироп содержит около 80 % фруктозы, 2 % глюкозы и около 1 % несахаров, степень сладости такого сиропа составляет 1,5-1,8 по отношению к сахарозе.

В солодковом (лакричном) корне содержится глициризин (глицеризиновая кислота) - в чистом виде бесцветное кристаллическое вещество, практически не растворимое в холодной воде, но растворимое в кипящей воде и этиловом спирте. Глициризин в 50-100 раз слаще сахарозы, но не имеет ярко выраженного сладкого вкуса, обладает специфическим привкусом и запахом, что ограничивает его применение. В присутствии сахарозы обладает синергическим эффектом. В связи с тем, что выделе-ние в чистом виде глициризина из солодкового корня связано с определенными трудностями и степень выделения составляет не более 30-40 %, из солодкового корня получают экстракты, применяемые при производстве сигарет, табака, в кондитерской промышленности.

Из корней папоротника обыкновенного был выделен осладин, структура которого похожа на структуру стевиозида. Осладин примерно в 300 раз слаще сахарозы, но крайне низкая его концентрация в сырье (0,03 %) делает его применение непрактичным.

Из кожуры цитрусовых выделен новый натуральный подсластитель неогесперидин дигидрохалкон (цитроза) (Е959) с коэффициентом сладости 1800-2000. Рекомендуемая суточная доза цитрозы определена на уровне всего 5 мг на 1 кг массы тела человека, т.е. в день для полной замены сахарозы потребуется всего около 50 мг цитрозы.. Ощущение сладости, вызываемое цитрозой, более длительно, чем при воздействии сахарозы - почти 10 мин. после приема.

Цитроза хорошо растворяется в воде (400-500 мг/л), в водно-спиртовых растворах, в глицерине, пропиленгликоле. По мере нарастания температуры растворимость резко увеличивается. Хранить цитрозу рекомендуется при рН от 3 до 5 с добавлением лимонной кислоты. При такой кислотности, в частности, свойственной безалкогольным напиткам, цитроза стабильно хранится в течение 6 мес., в лимонадах цитроза стабильна 12 мес., в йогуртах - 3 недели, в джемах - 18 мес. Цитроза стабильна и не теряет сладости при пастеризации напитков, при высоких давлениях и кипячении в кислой среде, при ферментации йогуртов. Хорошо сочетается с другими подсластителями, в том числе с ксилитом и искусственными заменителями сахара, в большинстве случаев улучшает вкусоароматические свойства продуктов.

Широкий спектр продуктов, вырабатываемых за рубежом с цитрозой (около 100 наименований) постоянно увеличивается. Это кондитерские изделия, шоколад, мороженое, джемы, молочные продукты, мюсли, растворимые чай и кофе, нектары и сокосодержащие напитки, безалкогольные и спиртные напитки, соусы, сухие напитки, комплексные пищевые добавки и пр. Цитрозу используют также в качестве вкусоароматической добавки в количестве от 2 до 5 мг/кг при производстве практически любых групп пищевых продуктов, кроме мясных. Однако при производстве диетических продуктов цитрозу применять не рекомендуется.

Цитрозу используют также при производстве жевательной резинки, зубных паст, аэрозолей для освежения полости рта.

Пищевой сироп можно получить из сахарного сорго, при этом продукт отличается высоким содержанием углеводов, калия, магния, особенно полезных для людей, страдающих гипертонией. В зависимости от сорта и места произрастания в составе сиропа установлено наличие фруктозы (35-45 %), глюкозы (50-60 %) и других сахаров, что дает возможность использования его в различных областях пищевой промышленности. Неочищенный сироп сорго имеет темно-коричневый цвет, карамельный запах и специфический вкус - с едва ощутимой горечью, он уже нашел свое применение при производстве пива, дрожжей, кваса, спирта.

3.3.3. Подсластители белкового происхождения

В последние десятилетия проведены научные работы по выделению заменителей сахара из природных белков.

Так, из плодов Richardela dulcifica выделен миракулин с молекулярной массой 40 000. Сахаридная часть (примерно 7 %) представлена фруктозой, глюкозой, ксилозой, маннозой и галактозой. Он устойчив при рН от 3 до 12, может применяться как модификатор вкуса (кислое превращает в сладкое), но неустойчив к нагреванию. Из-за дефицита сырья возможность его применения ограничена.

Из очень сладких плодов растения Dioscorephellum cumminsii (диоскорефилум), произрастающего в Западной Африке, получают монелин. Он слаще сахарозы в 1500-3000 раз, однако не у всех людей он вызывает ощущение сладости. Монелин не токсичен, но его термическая нестойкость и сложность синтеза делают практическое применение монелина проблематичным.

Из плодов западно-африканского фрукта катемфе (Thaumatococcus donielli) выделены тауматины (Е957) - смесь белков, обладающих сладким вкусом. Из 1 кг плодов получают 6 г белка со сладостью в 3000-4000 раз больше сладости сахарозы, энергетическая ценность 4 ккал/г. Устойчив к замораживанию, сушке и кислотной среде. При повышении температуры до 75 ^оС и рН 5 наступает денатурация белка и потери сладости, но остается эффект усиленного аромата . Тауматины синергируют с искусственными подсластителями, но пока не получили широкого распространения из-за замедленного восприятия сладкого вкуса, имеющего привкус лакрицы, недостаточной термоустойчивости и несовместимости с рядом продуктов.

На основе тауматина фирма вырабатывают препарат талин со сладостью 3500, на базе которого благодаря высоким вкусовым качествам перспективно производство жевательной резинки, зубных паст и т.д.

Среди растений, содержащих соединения, по сладости превосходящую сахарозу в сотни и даже тысячи раз, известны: хемслея (Hemsleya panicis-scandens), липпия (Lippia dulcis), синсепалум (Syncepalum dulcificum), момордика (Thladiantha grosvenorii, syn. Momordica grosvenorii). Однако коммерческое использование их в качестве сырья для производства заменителей сахара ограничено трудностью сбора плодов и не технологичностью переработки, а также возможной токсичностью экстракта. Так, липпия содержит помимо сладкого компонента гернандильцина, который в 1000 раз слаще сахара, токсичную составляющую - камфору, а хемслея, наряду со сладким гликозидом кукурбитаном - вредный для здоровья человека кукурбицин.

3.2 Углеводы - заменители сахара

3.4 Подсластители искусственные