Вкус сладкого – один из пяти базовых вкусов человека, а любовь к сладкому имеет множество объяснений, вплоть до генетической предрасположенности. Недавно антропологи дали еще одно объяснение любви к сладкому: сладкий вкус сообщает о том, что в пище содержится большое количество калорий, а потребление калорий с точки зрения сохранения и размножения вида имело несомненную пользу. Вероятно, потребность к сладкому закрепилась эволюционно. Но сегодня человечество потребляет гораздо больше сахара, чем требуется и чем когда-бы то ни было. Было подсчитано, что в 19 веке средний европеец съедал 2 кг сахара в год, в начале 20 века - 17 кг и эта цифра продолжает расти: между 2001 г и 2018 годом мировое потребление увеличилось с 123 млн тонн до 172 млн тонн. Россия входит в список крупнейших потребителей сахара, наряду с Индией, Китаем, Европейским союзом, США и некоторыми другими странами.
Потребители любят сладкое, а производители добавляют его в различные продукты. Не стоит тешить себя иллюзией, что вы получаете сахар лишь с чаем или с кофе, помимо сладостей и конфет он также находится в кетчупе, йогурте, кисломолочных продуктах, соусах, выпечке, газировке, безалкогольном пиве, во всевозможных полуфабрикатах.
По действующим российским рекомендациям рационального потребления пищевых продуктов россиянин должен иметь возможность съедать 24 кг сахара в год. Много это или мало? Если пересчитать на суточную норму потребления, то получается 66 г в сутки.
ВОЗ в своих рекомендациях по здоровой диете указывает на необходимость уменьшать потребление сахара и предлагает верхним допустимым пределом для человека с нормальной массой тела считать
50 г сахара в сутки с учетом всего сахара, который содержится и в напитках, и в пище (это 10% от общего потребления энергии, около 12 чайных ложек без горки). А чтобы получить пользу для здоровья - уменьшить эту цифру до 25 г в сутки (менее 5% от общего потребления энергии).
Есть ли сегодня альтернатива сахару?
История создания сахарозаменителей начинается с 1800 -х, когда в стали открывать и применять как натуральные, так и искусственные заменители сахара. Тогда экономические причины толкали западный мир на поиски заменителей дорогого и зачастую недоступного сахара. Значительно позже появилось понимание связей чрезмерного употребления сахара и проблем здоровья, и поиски сахарозаменителей начались с новой силой. Сахар обладает многими функциональными свойствами в пищевых продуктах, и до последнего времени не удавалось разработать ни одного другого коммерчески доступного подсластителя, дублирующего эти функции и обладающего положительным или хотя бы нейтральным свойством в отношении метаболизма.
Подсластители можно разделить на калорийные и некалорийные, искусственные и естественные. Калорийные подсластители также известны как питательные подсластители, они поставляют энергию в форме углеводов. Естественным образом эти вещества содержатся в фруктах, как например, фруктоза, или добавляются в пищевые продукты и напитки. Эти вещества также включают в себя класс сахарных спиртов, такие как сорбит, лактит, ксилит, маннит, эритрит, трегалоза и мальтит. Они содержат практически столько же калорий, как и обычный столовый сахар. В случае сахарных спиртов, их потребление также может привести к другим последствиям, например, к синдрому раздраженного кишечника и выраженному метеоризму. В частности, эритрит имеет тенденцию вызывать слабительные эффекты при употреблении в больших количествах. Стоит подчеркнуть, что большинство «диабетических» продуктов на полках супермаркетов вместо сахара содержат сорбит, ксилит или фруктозу, которые почти так же калорийны, как сахар. При сахарном диабете и избыточном весе их необходимо максимально ограничивать, как и обычные сладости.
Низкокалорийные сахарозаменители стали альтернативой калорийным. Они могут быть получены искусственным и естественным путем и широко изучены. Список одобренных для использования в пищевых продуктах включает сукралозу, аспартам, сахарин, ацесульфам, неотам, адвантам, гликозиды из растения стевия и экстракт luo han guo (плод монаха), два последних из списка являются природным некалорийными сахарозаменителями.
Искусственные сахарозаменители
Первым коммерчески доступным искусственным подсластителем был сахарин, который был получен в 1879 г. двумя немецкими исследователями, он обладает примерно в 300-500 раз большей сладостью, чем тростниковый сахар и практически нулевой калорийностью. Он производится в больших масштабах во многих странах. Хотя его безопасность была предметом споров в 1970-х и 80-х годах, эти данные не подтвердились, и в 2000 году Национальные институты здравоохранения США пришли к выводу, что сахарин безопасен. В качестве альтернативы сахару в пищевых продуктах широко используются и другие низкокалорийные сахарозаменители
Некоторые искусственные подсластители могут восприниматься человеком как вещества с горьким, металлическим, вяжущим или неприятным послевкусием, что можно объяснить за счет генетически обусловленного различия в строении рецепторов горького вкуса. В большинстве случаев максимальные уровни сладости, которые могут быть достигнуты с интенсивными низкокалорийными сахарозаменителями, меньше, чем то, что может быть достигнуто с сахарозой (обычный столовый сахар) из-за других «посторонних» вкусов заменителей. Поэтому для улучшения сладкого вкуса и уменьшения неприятных привкусов часто применяют смеси различных подсластителей.
Несмотря на положительные эффекты сахарозаменителей, такие как снижение калорийности или профилактика кариеса, влияние подсластителей в целом на здоровье остается не до конца изученным. Большинство низкокалорийных искусственных сахарозаменителей проходят через желудочно-кишечный тракт человека не перевариваясь, и таким образом, непосредственно сталкиваются с кишечной микробиотой, которая играет центральную роль в регуляции многочисленных физиологических процессов. В 2014 году в журнале Nature опубликована работа о влиянии низкокалорийных сахарозаменителей на микробиоту, в результате которого развивался дисбактериоз, что приводило к ожирению.
В России сегодня разрешено к применению 17 подсластителей.
Натуральные сахарозаменители: сладкие растительные белки
В этой связи подсластители растительного происхождения, такие как стевиозид, выделяются особым преимуществом - они не вызывают подобных проблем со здоровьем. Например, было показано, что стевиозид не повышал уровень глюкозы и снижал уровень инсулина в крови по сравнению с сахарозой и аспартамом. Это демонстрирует пользу для здоровья натурального подсластителя по сравнению с искусственным. Помимо уже упомянутых, существуют и другие природные сладкие вещества, которые относятся к трем классам: терпеноидам, флавоноидам и белкам.
Поговорим о природных белках-сахарозаменителях. Большинство природных белков не обладают ни вкусом, ни ароматом. Однако это не относится к сладким белкам, полученным из растений, выращиваемых в тропических регионах, в основном в Африке и Азии. Эти белки природного происхождения очень сладкие, то есть в 100–3000 раз слаще столового сахара (сахарозы) в пересчете на массу. Независимо от своей структуры и размера эти белки взаимодействуют с теми же рецепторами к сладкому вкусу (T1R2/T1R3 рецепторы), что и обычные «маленькие» сахара. Сладкие белки обладают низкой калорийностью и, как уже показали исследования, не вызывают проблем со здоровьем по сравнению с искусственными подсластителями.
Были идентифицированы семь белков сладкого вкуса, включая тауматин (1972), монеллин (1969), мабинлин (1993), браззеин (1994), пентадин (2000), лизоцим (1998) и куркулин (1994), и один модифицирующий сладкий вкус белок – миракулин (1990). Эти белки выделяют в основном из тропических растений, за исключением белка лизоцима, который получают из яичного белка. Исследования сладких белков продолжаются уже несколько лет, и за эти годы были изучены их основные характеристики.
В 1969 году две группы ученых независимо открыли первый белок сладкого вкуса - моннелин. Он выделен из тропического растения Dioscoreophyllum cumminsii, которое растет в Центральной и Западной Африке. Этот белок примерно в 3000 раз слаще сахарозы, однако не у всех людей он вызывает ощущение сладости. Моннелин нетоксичен, но его термическая нестойкость и сложность синтеза делают практическое применение моннелина проблематичным.
Тауматин был впервые выделен из плодов растения Thaumatococcus daniellii, которое растет в Западной Африке и в Судане. Он в 3000 раз слаще сахара, что наряду с моннелином делает его самым сладким из натуральных подсластителей. Его профиль вкуса немного отличается от сахара (ощущение сладкого вкуса наступает очень медленно, но длится долго) и имеет послевкусие лакрицы, однако при употреблении в маленьких количествах кажется, что он раскрывает вкус продуктов. Этот белок часто используется именно для коррекции вкуса, а не как заменитель сахара. Белок тауматин хорошо растворим в воде, стабилен при нагревании, а также в кислой среде. Белок тауматин одобрен к использованию в странах Европы, Японии, Израиле, США, России.
Мабинлин, полученный из растения Capparis masaikai, демонстрирует выраженную термостабильность и кислотоустойчивость. Полученные рекомбинантные белки мабинлина были в 100 раз слаще сахарозы, но ученым не удавалось добиться их термостабильности.
Куркулин, выделенный из растения Curculigo latifolia, выращенного в Малайзии, это уникальный сладкий белок, который проявляет как сладкую, так и модифицирующую вкус активность. Он обладает необычным свойством превращать кислый вкус в сладкий и сам по себе вызывает сладкий вкус.
Среди сладких белков браззеин является самым маленьким и обладает свойствами, полезными для промышленного применения, включая термостабильность, растворимость в воде и широкий диапазон стабильности при различной рН. Он примерно в 2000 раз более сладкий, чем сахар. В браззеине содержится всего 4 калории на грамм, но, поскольку его коэффициент сладости очень высок и для придания сладкого вкуса продуктам нужно совсем небольшое количества белка, его калорийность можно считать нулевой. Он был выделен из плодов африканского растения Pentadiplandra brazzeana.
Миракулин - сам по себе не сладкий, но обладает необычным свойством превращать кислоту в сладость. Название миракулин происходит от английского слова miracle — чудо. Вещество было названо в честь «магического фрукта», ягоды Synsepalum dulcificum. После связывания миракулина с рецепторами сладкого вкуса на языке, кислые продукты (например, лимоны) ощущаются как сладкие. Этот эффект может длиться до часа. Вкусовые качества горькой пищи он не изменяет.
Одной из основных проблем, препятствующих использованию сладких на вкус белков в пищевых продуктах, является трудность получения белков из их природного источника. В лабораторных исследованиях сообщается о создании белков с использованием пептидного синтеза, а рекомбинантные белки были успешно получены с помощью микроорганизмов Escherichia coli, Saccharomyces cerevisiae и дрожжей Kluyveromyces lactis, Pichia pastoris.
Как показали исследования, в отличие от искусственных подсластителей, сладкие на вкус белки положительно влияют на живые организмы. Сладкие белки обладают низкой калорийностью, не влияют на накопление жира в организме, обладают антимикробным действием, борются со свободными радикалами и хроническим воспалением и даже положительно влияют на уровень артериального давления.
Подводя итог.
· Потребность в сладком трудно преодолима и, возможно, является сложной эволюционной детерминантой.
· Эпидемия ожирения и сахарного диабета развиваются на фоне избыточного потребления калорий в основном за счет сладких напитков и добавленных сахаров в продуктах питания. ВОЗ рекомендует сокращать потребление сахара.
· Сладкие белки могут быть полезными естественными заменителями сахара, так как обладают сладким вкусом и положительно влияют на многие функции организма.
· Список источников
1. https://theconversation.com/a-taste-for-sweet-an-anthropologist-explains-the-evolutionary-origins-of-why-youre-programmed-to-love-sugar-173197
2. https://www.isosugar.org/sugarsector/sugar
3. https://minzdrav.gov.ru/opendata/7707778246-normpotrebproduct/visual
4. https://www.worldatlas.com/articles/top-sugar-consuming-nations-in-the-world.html
5. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/healthy-diet
6. www.britannica.com/topic/sweetener
7. Suez, J. et al. Artificial sweeteners induce glucose intolerance by altering the gut microbiota. Nature 2014, 514, 181− 186.
8. Pearlman, M. et al. The Association Between Artificial Sweeteners and Obesity. Curr. Gastroenterol. Rep. 2017, 19, 64.
9. https://postnauka.ru/faq/34607
10. «Алгоритмы специализированной медицинской помощи больным сахарным диабетом» Под редакцией И.И. Дедова, М.В. Шестаковой, А.Ю. Майорова 10-й выпуск, 2021.
11. Joseph Jewel Ann, et al., Bioproduction of the Recombinant Sweet Protein Thaumatin: Current State of the Art and Perspectives. Frontiers in Microbiology VOLUME 10. 2019. https://www.frontiersin.org/article/10.3389/fmicb.2019.00695 DOI=10.3389/fmicb.2019.00695