Sladidlá a ich užitočnosť pri metabolických poruchách - Galenus Magazine
Constantin Ionescu-Tirgoviste
Národný ústav pre cukrovku, výživu a metabolické choroby “Prof. N.C. paulescu "
Zodpovedajúci člen Rumunskej akadémie
Sladidlá sa delia na prírodné a syntetické. Prírodné sú zase sacharidového pôvodu (sacharóza, fruktóza, maltóza) a polyoly (sorbitol, xylitol). Posledne menované majú nižší glykemický index ako glukóza, čím sa zabráni vysokému postprandiálnemu zvýšeniu glykémie, majú však kalorický obsah. Syntetické (sacharín, aspartám, cyklamáty) nemajú kalorický obsah, ale majú tú nevýhodu, že sa vyrábajú syntézou, ktorá vyvoláva a pravdepodobne vyvoláva polemiky týkajúce sa bezpečnosti ich použitia.
Sladidlá sa delia na prírodné a syntetické. Prírodnými sladidlami sú zase sacharidy (sacharóza, fruktóza, maltóza) a alkoholické polyoly (sorbitol, xylitol). Posledne menované majú nižší glykemický index, čím sa zabráni dôležitému zvýšeniu hladiny glukózy v krvi po jedle. Majú však kalorický obsah. Umelé sladidlá (sacharín, cyklamáty, aspartám atď.) Nemajú žiadny alebo zanedbateľný obsah kalórií, majú však nevýhodu, že sú syntetického pôvodu. To viedlo (a pravdepodobne to bude viesť aj v budúcnosti) k polemikám o bezpečnosti ich používania.
Úvod
Sladká chuť je popri slanej, horkej a kyslej chuti jednou zo štyroch základných chutí a ľudia ju osobitne oceňujú. Cukor je symbolom rafinovaných potravín a možno najsilnejším, pokiaľ ide o negatívne účinky na zdravie. V skutočnosti sa na cukor nemôžeme pozerať skôr ako na potravinu a skôr ako na chemickú zlúčeninu. Sacharóza je v podstate disacharid pozostávajúci z molekuly glukózy a molekuly fruktózy, čo v malom množstve môže byť mimoriadne užitočnou živinou. Bohužiaľ v niektorých rozvinutých krajinách je spotreba cukru na obyvateľa niekedy vyššia ako 70 kg/rok. Z tohto dôvodu je v Spojených štátoch cukor považovaný niektorými odborníkmi na výživu za pravý „biely jed“. Ľudia v skutočnosti neboli navrhnutí tak, aby konzumovali veľké množstvo cukru, či už bieleho alebo hnedého, kukuričného sirupu, sukralózy, dextrózy, fruktózy, laktózy, maltózy, sladu, medu, ryžového sirupu alebo javorového sirupu [1].
Sladidlo je akákoľvek prírodná a/alebo umelá látka, ktorá má sladkú chuť a môže byť použitá v jedle alebo pití. Je známe, že cukor môže viesť k zvýšeniu hmotnosti a reaktívnej hypoglykémii u detí i dospelých. Vedie k zvýšeniu triglyceridov a LDL-cholesterolu, ktoré pôsobia ako kardiovaskulárny rizikový faktor. U detí môže konzumácia cukru spôsobiť závislosť od tejto chuti viac ako u dospelých, čo časom vedie k zvýšenej konzumácii. Preto je nahradenie cukru sladidlami stratégiou, o ktorej sa uvažuje na celom svete [2].
Sladidlá sa delia na prírodné (cukor, fruktóza, sorbitol, xylitol) a syntetické alebo umelé (sacharín, cyklamát, aspartám). Na rozdiel od syntetických sladidiel, ktoré nie sú výhrevné, prírodné sladidlá sú výhrevné, takže súvisia s určitými stavmi, ako je obezita, cukrovka, zubný kaz.
Prírodné sladidlá
1. Sladidlá sacharidového pôvodu [3]
Starý (starý) predstavuje prírodný disacharid, ktorý sa rozkladá z glukózy a fruktózy. Jeho kalorická sila je 4,1 kcal/g a jeho glykemický index je vysoký, blízko k glukóze.
Fruktóza je monosacharid, ktorý sa nachádza v mede, ovocí a veľkom množstve rastlín. Má rovnakú kalorickú silu ako cukor. Fruktóza sa absorbuje ťažšie ako glukóza a v pečeni sa premieňa na glukózu. Výsledkom je, že jeho glykemický index je nižší, aby sa zabránilo veľkým postprandiálnym zvýšeniam glykémie. Môže sa používať iba u vyvážených diabetických pacientov bez tendencie k hypertriglyceridémii, inak vedúcej k zvýšeniu hladiny cukru v krvi, triglyceridov, celkového cholesterolu a LDL-cholesterolu, pretože pečeň ho už nemôže premieňať na glykogén.
Maltóza je disacharid pozostávajúci z dvoch molekúl glukózy spojených dohromady väzbou typu α (1 → 4). Jeho izomér sa nazýva izomaltulóza pričom dve molekuly glukózy sú spojené väzbou typu alfa (1 → 6). Maltóza je disacharid, ktorý sa vytvára, keď pankreatická amyláza degraduje škrob. Prirodzene sa nachádza aj v klíčiacich semenách, pretože degradujú svoje zásoby škrobu, aby získali energiu potrebnú pre rast. Preto sa maltóza nachádza vo väčšom množstve v slade a kukuričnom sirupe. Môže sa vyskytnúť aj počas karamelizácie glukózy.
Laktóza - je disacharid pozostávajúci z molekuly glukózy a jednej z galaktózy. Predstavuje charakteristiku disacharidu pre mlieko a mliečne výrobky. Jeho koncentrácia v mlieku je asi 0-8%, percento sa líši od jedného druhu k druhému a závisí od percenta tuku v mlieku.
Kukuričný sirup - predstavuje skupinu príbuzných sacharidových produktov získaných z kukuričného škrobu, ktoré obsahujú premenlivé percentuálne podiely maltózy, glukózy, fruktózy a iných oligosacharidov. Všetky tieto molekuly majú 6 atómov uhlíka a môžu sa použiť ako sladidlá v rôznych potravinách. Kukuričný sirup sa používa na sladenie niektorých výrobkov ako alternatíva k cukru, pretože môže pomôcť zlepšiť ich textúru, zväčšiť ich objem, zabrániť charakteristickej kryštalizácii cukru a zlepšiť chuť jedla. Derivátom kukuričného sirupu je kukuričný sirup s vysokým obsahom fruktózy (HFCS). Vyrába sa konverziou percenta glukózy na fruktózu. Týmto spôsobom sa zvyšuje sladivosť vďaka zvýšenému percentuálnemu podielu fruktózy. Glukózový sirup je alternatívou ku kukuričnému sirupu, ktorý sa získava enzymatickou hydrolýzou sacharidov zo škrobu mnohých druhov rastlín, ako je pšenica, zemiak a tapioka. Tento typ sladidla sa čoraz viac používa v Spojených štátoch a Severnej Amerike.
2. Alkoholické sladidlá (polyoly) [4]
Tento druh prírodného sladidla sa nachádza v rastlinách a uvoľňuje asi polovicu kalórií z cukru. Používajú sa u pacientov s vyváženou cukrovkou, ktorá inak vedie k zvýšeniu hladiny cukru v krvi. Tieto sladidlá majú tiež laxatívny účinok, ktorý môže mať individuálne varianty. Môže to viesť k vedľajším účinkom, ako sú kŕče v bruchu, plynatosť, hnačky, deti sú na tento účinok citlivejšie. Sú však dočasné a zdá sa, že pravidelná konzumácia vedie k adaptácii čreva so zvýšením prahu, pri ktorom sa tieto účinky prejavia. Rodina alkoholických sladidiel zahŕňa sorbitol, xylitol a steviol.
sorbitol je alkoholické sladidlo, ktoré ľudské telo metabolizuje pomaly. Metabolizáciou uvoľňuje sorbitol 2,6 kcal/g v porovnaní so 4 kcal/g cukru. Sorbitol sa zvyčajne získava z kukuričného sirupu, ale nachádza sa tiež v jablkách, hruškách, broskyniach a slivkách. V ľudskom tele sa sorbitol premieňa na fruktózu pôsobením sorbitoldehydrogenázy a sukcinátdehydrogenázy.
xylitol je prírodná zlúčenina, ktorú v devätnástom storočí nezávisle objavili dve skupiny výskumníkov, jednu v Nemecku pod vedením Fischera [5] a druhú vo Francúzsku pod vedením Bertranda (1891). Preto sa objav xylitolu pripisuje obom skupinám výskumníkov. Na konci 50. rokov Touster a kolegovia zistili, že xylitol sa v ľudskom tele produkuje v malom množstve. Tento objav bol urobený v kontexte výskumu L-xylulózy, konkrétneho sacharidu, ktorý sa objavuje v moči pri esenciálnej pentosúrii, čo je zriedkavý recesívny genetický stav.
Xylitol metabolizáciou uvoľňuje 2,4 kcal/g v porovnaní s 4,1 kcal/g v prípade glukózy, a môže sa teda použiť ako zdroj energie [2,7]. Glykemický index xylitolu je však veľmi nízky v porovnaní s glykemickým indexom glukózy alebo iných zdrojov sacharidov. Z tohto dôvodu sa navrhuje, aby sa tento polyol používal u pacientov s nadváhou na prevenciu vzniku obezity a cukrovky typu 2. Xylitol má veľmi zaujímavé chemické vlastnosti. Xylitol je teda látka, ktorá môže hojne generovať NADH a NADPH, obe molekuly, ktoré sa podieľajú na generovaní redoxného potenciálu buniek. Modulácia redoxného potenciálu buniek môže zasahovať do regulácie syntézy niektorých koenzýmov a dokonca aj niektorých hormónov [8]. Podľa Makinenových štúdií možno xylitol považovať za dodatočného dodávateľa atómov vodíka, ktorý sa môže enzymaticky preniesť na ďalšie organické molekuly, čo pravdepodobne vedie k redukovaným formám rôznych koenzýmov.
Chemicky je xylitol pentóza, ktorú je možné generovať metabolizáciou glukózy spolu s mnohými ďalšími pentózami, ako je ribulóza-5-fosfát alebo xylulóza-5-fosfát. Xylitol sa produkuje normálnym metabolizmom zdravého dospelého človeka v celkovom množstve asi 15 denne. Je dôležité si uvedomiť, že xylitol sa líši od ostatných polyolových sladidiel (ako je sorbitol). Pokiaľ je teda sorbitol hexitol s 5 atómami uhlíka, xylitol je pentatol so 4 atómami uhlíka. Tento rozdiel je veľmi dôležitý, pretože sorbitol môže podporovať množenie krogénnych baktérií v ústnej dutine, zatiaľ čo xylitol nie. Baktérie teda nemôžu používať xylitol na získanie energie metabolizmom, takže môže zabrániť vzniku dutín. Xylitol sa však považuje za prípravok, ktorý má profylaktické účinky na zubnú patológiu, dokonca má antibakteriálne vlastnosti [9,10].
steviol je polyolové sladidlo, ktoré vysvetľuje sladkú chuť listov stévie (Stevia rebaudiana). Steviol má sladiacu schopnosť 40 - 300 krát vyššiu ako cukor. Okrem toho je tepelne stabilný a má kolísanie pH a nefermentuje. Okrem toho je glykemický index steviolu nižší ako index glukózy, čo ho robí atraktívnym ako sladidlo pre diabetikov a pacientov s hypoglykemickou diétou na chudnutie. Steviol bol Európskym úradom pre bezpečnosť potravín vyhlásený za bezpečný z hľadiska ľudskej výživy. Maximálna akceptovaná denná dávka steviolu je približne 4 mg/kg telesnej hmotnosti/deň [11].
tagatóza (tiež známa ako D-tagatóza) je nízkokalorické sladidlo pochádzajúce z laktózy. Tagatóza je prírodný monosacharid z rodiny hexóz. Nachádza sa v malom množstve v ovocí, kakau a mliečnych výrobkoch. Má sladiacu schopnosť, ktorá zodpovedá 92% cukru, ale obsahuje iba 38% kalórií. Jeho účinok na zvýšenie hladiny cukru v krvi a stimuláciu sekrécie inzulínu je znížený [12]. Existujú aj údaje, ktoré by naznačovali ochranný účinok proti zubnému kazu. Môže sa komerčne vyrábať z galaktózy procesom enzymatickej transformácie.
Nekalorické umelé sladidlá
Nevýhodou syntetických sladidiel je, že nie sú prírodnými produktmi. Z tohto dôvodu sa v priebehu času vyskytli a budú viesť polemiky týkajúce sa bezpečnosti týchto výrobkov. V súčasnosti existuje niekoľko syntetických sladidiel používaných v rôznych krajinách [13].
sacharín je najstaršie syntetické sladidlo zavedené v strave. Pretože môže prechádzať placentou s možnými rizikami pre plod, jeho použitie v tehotenstve sa neodporúča. Existuje veľa polemík o možnom karcinogénnom účinku (zvýšené riziko pre niektoré neoplazmy, účinok pozorovaný pri veľmi vysokých dávkach na niektorých zvieracích modeloch). Nie sú však k dispozícii žiadne údaje o účinkoch na človeka, ktoré by toto riziko potvrdili. Sacharín má tú zvláštnosť, že zanecháva v ústach mierne horkastú chuť.
aspartám je syntetické peptidové sladidlo. Je to dipeptid pozostávajúci z dvoch aminokyselín predstavovaných kyselinou asparágovou a fenylalanínom. Z tohto dôvodu je kontraindikovaný u pacientov s fenylketonúriou. Má veľmi vysokú sladiacu schopnosť, je asi 200-krát sladšia ako cukor. Aj keď aspartám generuje metabolizmom 4 kcal/g (mimochodom ako všetky aminokyseliny), spotrebuje sa vo veľmi malom množstve a skutočný príjem kalórií je preto zanedbateľný.
Ciclamatii sú sodné alebo vápenaté soli kyseliny cyklamovej. Majú sladiacu silu 30-krát väčšiu ako cukor. Jedna tableta cyklamátu sodného obsahuje asi 100 mg účinnej látky a maximálna prípustná dávka je 2,5 mg/kg/deň, čo znamená 1 - 3 tb denne. Pre svoje vedľajšie účinky nie je schválený v Spojených štátoch a niektorých európskych krajinách.
sukralóza je nekalorické sladidlo 600-krát sladšie ako cukor. Je veľmi stabilný voči najrôznejším fyzikálnym a chemickým faktorom, a preto ho možno použiť na sladenie rôznymi spôsobmi spracovania potravín. Nespôsobuje to zubný kaz. Niektoré štúdie preukázali, že jeho podávanie môže zvýšiť glykemický rast počas TTGO [14].
Acesulfam draselný je syntetické sladidlo so sladiacou silou 200-krát väčšou ako sladkosť. U pacientov s cukrovkou nespôsobuje zmeny cukru v krvi. Rovnako ako sacharín, aj acesulfam môže po konzumácii zanechať mierne horkastú chuť, najmä pri použití vysokých dávok. Na rozdiel od aspartámu je acesulfám draselný stabilný na kadlure aj za mierne kyslých alebo zásaditých podmienok pH a vo výsledku sa môže použiť ako prísada do potravín pri tepelnej príprave potravín alebo vo výrobkoch, ktoré majú dlhú trvanlivosť. na policke. Používa sa tiež na prípravu sýtených nápojov umelo sladených, ale takmer vždy v kombinácii s inými syntetickými sladidlami, ako je aspartám alebo sukralóza. Používa sa tiež ako sladidlo v niektorých farmaceutických výrobkoch, ako sú proteínové prípravky pre enterálnu výživu, žuvacie lieky alebo perorálne roztoky. Má však úlohu zlepšiť organoleptické vlastnosti aktívnych zložiek v týchto výrobkoch [15].
alitam a Neotame sú to syntetické sladidlá dipeptidovej povahy novej generácie. Rovnako ako aspartám je aj alitam dipeptid, ktorý obsahuje kyselinu asparágovú. Neotam je ďalším zástupcom tejto triedy a bol vyvinutý výrobcami radu NutraSweet.
Alitam má oproti aspartámu určité určité výhody. Preto má sladiacu schopnosť 2 000-krát vyššiu ako je sila cukru a 10-krát vyššia ako sila aspartámu. Po konzumácii navyše nezanecháva nepríjemnú chuť. Jeho životnosť v podmienkach vystavenia teplu alebo kyslému pH je minimálne dvojnásobná v porovnaní s aspartámom, ale stále kratšia ako v prípade iných syntetických sladidiel, ako je sacharín alebo acesulfám draselný. Na rozdiel od aspartamu alitam neobsahuje fenylalanín, a preto ho môžu bezpečne používať pacienti s fenylketonúriou [16].
1. Sellman S. Xylitol: Naša sladká spása? SPECTRUM, zväzok 4, č. 8, február 2003, s. 23
2. Carr CJ, Krantz JC Metabolizmus cukrových alkoholov a ich derivátov. Adv Carbohydr Chem 1943; 1: 115-192
3. Typ M, typ E. Výživa pri cukrovke. In: Strava zdravého a chorého človeka. Vydavateľstvo Akadémie Type M (vyd.), Bukurešť, Rumunsko, 2005.
4. Mäkinen KK. Cukorové sladidlá ako alternatíva k cukru so zvláštnym zreteľom na xylitol. Med Princ Pract. 2011; 20 (4): 303-20
5. Fischer E, Stahel R. Zur Kenntniss der Xylóza. Ber Dtsch Chem Ges 1891; 24: 528-539
6. Touster O, Shaw DRD. Biochémia acyklických polyolov. Physiol Rev 1962; 42: 181-225
7. Georgieff M., Moldawer LL, Bistrian BR, Blackburn GL. Xylitol, zdroj energie pre intravenóznu výživu po úraze. J Parenter Enteral Nutr 1985; 9: 199-209
8. Mäkinen K Skalnatá cesta xylitolu k jeho klinickej aplikácii J Dent Res 2000; 79 (6): 1352-1355
9. Birkhed D. Kariologické aspekty xylitolu a jeho použitie v žuvačkách: prehľad. Acta Odontol Scand 1994; 52: 116-127
10. Edgar WM. Náhrady cukru, žuvačky a zubné kazy - recenzia. Br Dent J 1998; 184: 29-3
11. Yadav SK, Guleria P. Steviol glykozidy zo Stevie: prehľad biosyntetických dráh a ich použitie v potravinách a medicíne. Crit Rev Food Sci Nutr. 2012; 52 (11): 988-998
12. Espinosa I, Fogelfeld L. Tagatose: od sladidla po nový liek na cukrovku? Lieky na odborné posudky. 2010 Feb; 19 (2): 285-294
13. Raben A, Richelsen B. Umelé sladidlá: miesto v oblasti funkčných potravín? Zameranie na obezitu a súvisiace metabolické poruchy. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2012 Nov; 15 (6): 597-604
14. Pepino MY, Tiemann CD, Patterson BW, Wice BM, Klein S. Sukralóza ovplyvňuje glykemické a hormonálne reakcie na perorálnu glukózovú záťaž. Starostlivosť o cukrovku. 2013 september; 36 (9): 2530-2535
15. Karstadt ML. Je potrebné vykonať test na prítomnosť acesulfamu draselného, umelého sladidla. O perspektíve zdravia. September 2006; 114 (9): A516
16. Renwick AG. Príjem intenzívnych sladidiel - aktualizovaná recenzia. Potravinové prísady Contam. Apríl 2006; 23 (4): 327-338.
Byť v spojení s novinkami a objavmi v lekársko-farmaceutickej oblasti!
Vaše údaje používame na korešpondenčné účely a na komerčnú komunikáciu. Viac informácií nájdete tu.