Édesítőszerek és felhasználhatóságuk anyagcserezavarokban; Galenus Magazine
Prof. Dr. Constantin Ionescu- Tirgoviste
Országos Cukorbetegség, Táplálkozási és Metabolikus Betegségek Intézete “Prof. N.C. paulescu "
A Román Akadémia levelező tagja
Az édesítőszereket természetesre és szintetikusra osztják. A természetesek viszont szacharid eredetűek (szacharóz, fruktóz, maltóz) és poliolok (szorbit, xilit). Ez utóbbiak alacsonyabb glikémiás indexűek, mint a glükóz, így elkerülhető az étkezés utáni magas glikémiás növekedés, de kalóriatartalmuk van. A szintetikusak (szacharin, aszpartám, ciklamátok) nem tartalmaznak kalóriatartalmat, de hátrányuk, hogy szintézissel állítják elő őket, ami a használatuk biztonságával kapcsolatos vitákat generált és valószínűleg generálni fog.
Az édesítőszereket természetes és szintetikus anyagokba sorolják. Viszont a természetes édesítőszerek szénhidrátok (szacharóz, fruktóz, maltóz) és alkoholos poliolok (szorbit, xilit) lehetnek. Ez utóbbiak alacsonyabb glikémiás indexűek, így elkerülhető az étkezés utáni fontos vércukorszint-növekedés. Kalóriatartalmuk azonban van. A mesterséges édesítőszereknek (szacharin, ciklamátok, aszpartám stb.) Nincs vagy elenyésző a kalóriatartalmuk, de hátrányuk, hogy szintetikus eredetűek. Ez vitákhoz vezetett (és talán a jövőben is vezetni fog) a használatuk biztonságát illetően.
Bevezetés
Az édes íz a sós, keserű és savanyú mellett a négy alapvető íz egyike, amelyet az emberek különösen értékelnek. A cukor a finomított ételek szimbóluma, és valószínűleg a legerősebb, ha az egészségre gyakorolt negatív hatásokról van szó. Valójában a cukrot kevésbé tekinthetjük tápláléknak és inkább vegyi vegyületnek. Lényegében a szacharóz diszacharid, amely egy glükózmolekulából és egy fruktózmolekulából áll, és kis mennyiségben rendkívül hasznos tápanyag lehet. Sajnos egyes fejlett országokban az egy főre eső cukorfogyasztás néha meghaladja a 70 kg/év értéket. Emiatt az Egyesült Államokban a cukrot egyes táplálkozási szakemberek igazi "fehér méregnek" tartják. Valójában az embereket nem úgy tervezték, hogy nagy mennyiségű cukrot fogyasszanak, legyen az fehér vagy barna, kukoricaszirup, szukralóz, szőlőcukor, fruktóz, laktóz, maltóz, maláta, méz, rizsszirup vagy juharszirup [1].
Édesítőszer minden természetes és/vagy mesterséges anyag, amelynek édes íze van, és felhasználható ételekben vagy italokban. Ismeretes, hogy a cukor súlygyarapodáshoz és reaktív hipoglikémiához vezethet gyermekeknél és felnőtteknél egyaránt. Megnövekedett triglicerid- és LDL-koleszterinszinthez vezet, amely kardiovaszkuláris rizikófaktorként hat. Gyermekeknél a cukorfogyasztás több, mint felnőtteknél függőséget okozhat ennek az íznek, ami idővel megnövekedett fogyasztáshoz vezethet. Ezért a cukor cseréje édesítőszerekkel olyan stratégia, amelyet az egész világon mérlegelnek [2].
Az édesítőszereket természetes (cukor, fruktóz, szorbit, xilit) és szintetikus vagy mesterséges (szacharin, ciklamát, aszpartám) kategóriákba sorolják. A szintetikus édesítőszerektől eltérően, amelyek nem fűtőértékesek, a természetes édesítőszerek fűtőértékesek, így bizonyos állapotokhoz kapcsolódnak, például elhízáshoz, cukorbetegséghez, fogszuvasodáshoz.
Természetes édesítőszerek
1. Szacharid eredetű édesítőszerek [3]
Régi (régi) természetes diszacharidot jelent, amely bomlik glükózból és fruktózból. Kalóriateljesítménye 4,1 kcal/g, glikémiás indexe magas, közel a glükózéhoz.
Fruktóz monoszacharid, amely a mézben, a gyümölcsökben és számos növényben található meg. Kalóriatartalma megegyezik a cukoréval. A fruktózt nehezebb felszívni, mint a glükózt, és a májban glükózzá alakul. Ennek eredményeként glikémiás indexe alacsonyabb, elkerülve az étkezés utáni nagymértékű glikémiás növekedést. Csak olyan kiegyensúlyozott cukorbetegeknél alkalmazható, akik nem hajlamosak a hipertrigliceridémiára, különben megnövekedett vércukorszintet, triglicerideket, összkoleszterint és LDL-koleszterint eredményeznek, mivel a máj már nem képes átalakítani glikogénné.
Malátacukor egy diszacharid, amely két glükózmolekulából áll, amelyeket egy α típusú kötés köt össze (1 → 4). Izomerje ún izomaltulóz ahol a két glükózmolekula a-típusú kötéssel van összekötve (1 → 6). A maltóz az a diszacharid, amely akkor keletkezik, amikor a hasnyálmirigy-amiláz lebontja a keményítőt. Természetesen megtalálható a csírázó magvakban is, mert a növekedéshez szükséges energia megszerzéséhez rontják a keményítőtartalékaikat. Ezért a maltóz nagyobb mennyiségben található meg a malátában és a kukoricaszirupban. A glükóz karamellizációja során is előfordulhat.
Laktóz - diszacharid, amely egy glükózmolekulából és egy galaktóz molekulából áll. A tejre és a tejtermékekre jellemző diszacharidot képviseli. A tejben koncentrációja körülbelül 0-8%, a százalékos arány fajonként változik, és a tejben lévő zsír százalékától függ.
Kukoricaszirup - a kukoricakeményítőből nyert rokon szacharid termékek csoportját jelenti, amelyek változó százalékban tartalmaznak maltózt, glükózt, fruktózt és más oligoszacharidokat. Mindezek a molekulák 6 szénatomot tartalmaznak, és édesítőszerként felhasználhatók különféle ételekben. A kukoricaszirupot egyes termékek édesítésére a cukor alternatívájaként használják, mivel ez javíthatja állagukat, növelheti térfogatukat, megakadályozhatja a cukor jellegzetes kristályosodását és javíthatja az ételek ízét. A kukoricaszirup származéka a magas fruktóztartalmú kukoricaszirup (HFCS). A glükóz egy százalékának fruktózzá alakításával állítják elő. Ily módon megnő az édesítő képesség a fruktóz megnövekedett százalékának köszönhetően. A glükózszirup a kukoricaszirup alternatívája, amelyet sok növényfaj, például búza, burgonya és tápióka keményítőjéből származó szacharidok enzimatikus hidrolízisével nyernek. Ezt a típusú édesítőszert szélesebb körben használják az Egyesült Államokban és Észak-Amerikában.
2. Alkoholos édesítőszerek (poliolok) [4]
Ez a fajta természetes édesítőszer megtalálható a növényekben, és a kalória kb. Felét szabadítja fel. Kiegyensúlyozott cukorbetegségben szenvedő betegeknél alkalmazzák, különben a vércukorszint emelkedéséhez vezetnek. Ezeknek az édesítőszereknek hashajtó hatása is van, amelyeknek egyedi variációi lehetnek. Olyan mellékhatásokhoz vezethet, mint hasi görcsök, puffadás, hasmenés, a gyermekek érzékenyebbek erre a hatásra. Ezek azonban átmeneti jellegűek, és a rendszeres fogyasztás úgy tűnik, hogy a belek adaptációjához vezet, emelve a küszöbértéket, amelynél ezek a hatások megjelennek. Az alkoholos édesítőszerek családjába tartozik a szorbit, a xilit és a szteviol.
szorbit alkoholos édesítőszer, amelyet az emberi test lassan metabolizál. Az anyagcsere révén a szorbit 2,6 kcal/g szabadul fel a 4 kcal/g cukorhoz képest. A szorbitot általában kukoricaszirupból nyerik, de megtalálható almában, körtében, őszibarackban és szilvafélékben is. Az emberi testben a szorbit a szorbit-dehidrogenáz és a szukcinát-dehidrogenáz hatására fruktózzá alakul.
xilit egy természetes vegyület, amelyet két kutatócsoport fedezett fel önállóan a XIX. Ezért a xilit felfedezését mindkét kutatócsoportnak tulajdonítják. Az 1950-es évek végére Touster és munkatársai megállapították, hogy a xilit kis mennyiségben termelődik az emberi testben. Ez a felfedezés az L-xilulóz, egy bizonyos szacharid, amely a vizeletben esszenciális pentosuria, ritka recesszív genetikai állapot, kutatásával összefüggésben történt.
Metabolizmus révén a xilit 2,4 kcal/g-ot szabadít fel, szemben a glükóz 4,1 kcal/g-val, így energiaforrásként felhasználható [2,7]. A xilit glikémiás indexe azonban nagyon alacsony a glükózhoz vagy más szénhidrátforrásokhoz képest. Ezért javasolták, hogy ezt a poliolt túlsúlyos betegeknél alkalmazzák az elhízás és a 2-es típusú cukorbetegség kialakulásának megelőzésére. A xilit nagyon érdekes kémiai tulajdonságokkal rendelkezik. Tehát a xilit olyan anyag, amely bőségesen képes előállítani NADH-t és NADPH-t, amelyek mindkét molekula részt vesznek a sejtek redoxpotenciáljának létrehozásában. A sejtek redoxpotenciáljának modulálása beavatkozhat egyes koenzimek, sőt egyes hormonok szintézisének szabályozásába [8]. Makinen tanulmányai szerint a xilit további hidrogénatomok szállítójának tekinthető, amelyek enzimatikusan átvihetők más szerves molekulákba, esetleg a különböző koenzimek redukált formáit generálva.
Kémiailag a xilit egy pentóz, amelyet a glükóz sok más pentózzal, például ribulóz-5-foszfáttal vagy xilulóz-5-foszfáttal történő metabolizálásával lehet előállítani. A xilit egy egészséges felnőtt normális anyagcseréjével termelődik, napi körülbelül 15 mennyiségben. Fontos megjegyezni, hogy a xilit eltér a többi poliol édesítőszertől (például a szorbittól). Tehát, ha a szorbit egy 5 szénatomos hexitol, akkor a xilit egy 4 szénatomos pentatol. Ez a különbség nagyon fontos, mert a szorbit elősegítheti a karogén baktériumok szaporodását a szájüregben, míg a xilit nem. Így a baktériumok nem használhatják a xilitet az anyagcserén keresztüli energia megszerzéséhez, így megakadályozhatja az üregeket. A xilitnek azonban megelőző hatásúnak tekinthető a fogászati patológiában, még antibakteriális tulajdonságokkal is [9,10].
steviol egy poliol édesítőszer, amely megmagyarázza a stevia levelek (Stevia rebaudiana) édes ízét. A Steviol édesítőereje 40-300-szor nagyobb, mint a cukoré. Ezenkívül hőstabil, a pH-érték változása és nem erjed. Ezenkívül a szteviol glikémiás indexe alacsonyabb, mint a glükózé, ami édesítőszerként vonzóvá teszi a cukorbetegek és a hipoglikémiás fogyókúrás betegek számára. A Steviolt az Európai Élelmiszerbiztonsági Hatóság biztonságosnak nyilvánította az emberi táplálkozásban. A szteviol maximálisan elfogadott napi adagja körülbelül 4 mg/testtömeg-kg/nap [11].
tagatose (más néven D-tagatóz) egy alacsony kalóriatartalmú édesítőszer, amely laktózból származik. A tagatosis egy természetes monoszacharid a hexóz családból. Kis mennyiségben megtalálható gyümölcsökben, kakaóban és tejtermékekben. Édesítő ereje a cukor 92% -ának felel meg, de kalóriájának csak 38% -át tartalmazza. Csökken a hatása a vércukorszint emelésére és az inzulinszekréció stimulálására [12]. Vannak olyan adatok is, amelyek védőhatást jeleznének a fogszuvasodás ellen. Galaktózból enzimatikus transzformációs eljárással állítható elő.
Nem kalóriatartalmú mesterséges édesítőszerek
A szintetikus édesítőszereknek az a hátrányuk, ahogy nevezik, hogy nem természetes termékek. Emiatt az idők folyamán viták történtek és lesznek e termékek biztonságosságával kapcsolatban. Jelenleg több szintetikus édesítőszert használnak különböző országokban [13].
szacharin az étrendben bevezetett legrégebbi szintetikus édesítőszer. Mivel a magzatra gyakorolt lehetséges kockázatokkal átjuthat a méhlepényen, terhességben történő alkalmazása nem ajánlott. Sok vita merült fel egy lehetséges rákkeltő hatásról (egyes neoplazmák megnövekedett kockázata, egyes állatmodellekben nagyon magas dózisoknál megfigyelt hatás). Emberi adatok azonban nem igazolják ezt a kockázatot. A szacharin sajátossága, hogy kissé keserű ízt hagy a szájban.
aszpartám szintetikus peptid édesítőszer. Ez egy aszparaginsav és fenilalanin által képviselt két aminosavból álló dipeptid. Emiatt ellenjavallt fenil-ketonuriában szenvedő betegeknél. Nagyon magas édesítőereje van, mintegy 200-szor édesebb, mint a cukor. Bár az anyagcsere révén az aszpartám 4 kcal/g-ot termel (mint egyébként az összes aminosavat), nagyon kis mennyiségben fogyasztják, és ennek eredményeként a tényleges kalóriabevitel elhanyagolható.
Ciclamatii a ciklaminsav nátrium- vagy kalcium-sói. Édesítő erejük 30-szor nagyobb, mint a cukoré. Egy tabletta nátrium-ciklamát körülbelül 100 mg hatóanyagot tartalmaz, és a maximálisan megengedett dózis 2,5 mg/kg/nap, ami napi 1-3 TB-t jelent. Mellékhatásai miatt az Egyesült Államokban és néhány európai országban nem engedélyezett.
szukralóz egy nem kalóriatartalmú édesítőszer, amely 600-szor édesebb, mint a cukor. Nagyon sokféle fizikai és kémiai tényezővel szemben stabil, ezért felhasználható édesítésre különféle élelmiszer-feldolgozási módszerekben. Nem okoz fogszuvasodást. Néhány tanulmány kimutatta, hogy beadása fokozhatja a glikémiás növekedést a TTGO alatt [14].
Aceszulfám-kálium szintetikus édesítőszer, amelynek édesítőereje 200-szor nagyobb, mint a cukoré. Cukorbetegeknél nem változik a vércukorszint. A szacharinhoz hasonlóan az aceszulfám is enyhén keserű ízt hagyhat fogyasztása után, különösen nagy dózisok alkalmazása esetén. Az aszpartámtól eltérően a kálium-aceszulfám enyhén savas vagy bázikus pH-körülmények között is stabil a cadlurától, és ennek eredményeként felhasználható élelmiszer-adalékként az élelmiszerek hőkészítésében vagy hosszú eltarthatóságú termékekben. a polcon. Mesterségesen édesített szénsavas italok készítésénél is használják, de szinte mindig más szintetikus édesítőszerekkel, például aszpartámmal vagy szukralózzal kombinálva. Édesítőszerként használják néhány gyógyszerkészítményben is, például enterális táplálékfehérje-készítményekben, rágható gyógyszerekben vagy orális oldatokban. Azonban szerepet játszik ezen termékek hatóanyagainak érzékszervi tulajdonságainak javításában [15].
alitam és Neotame ezek az újabb generációs dipeptid jellegű szintetikus édesítőszerek. Az aszpartámhoz hasonlóan az alitám is dipeptid, amely aszparaginsavat tartalmaz. A Neotam ennek az osztálynak a másik képviselője, amelyet a NutraSweet termékcsalád gyártói fejlesztettek ki.
Az Alitamnak bizonyos határozott előnyei vannak az aszpartámmal szemben. Így édesítőereje 2000-szer nagyobb, mint a cukoré és tízszer nagyobb, mint az aszpartámé. Ezenkívül fogyasztása után nem hagy kellemetlen ízt. Élettartama hő- vagy savas pH-expozíció esetén legalább megduplázza az aszpartámét, de még mindig rövidebb, mint más szintetikus édesítőszerek, például a szacharin vagy a kálium-aceszulfámé. Az aszpartámtól eltérően az alitam nem tartalmaz fenilalanint, ezért a fenilketonuriában szenvedő betegek biztonságosan alkalmazhatják [16].
1. Sellman S. Xylitol: Édes üdvösségünk? A SPECTRUM 4. évf., 8. szám, 2003. február, 23. o
2. Carr CJ, Krantz JC A cukoralkoholok és származékaik metabolizmusa. Adv Carbohydr Chem 1943; 1: 115-192
3. M típusú, E. típusú táplálkozás cukorbetegségben. In: Egészséges és beteg ember étrendje. M típusú (szerk.) Akadémia Kiadó, Bukarest, Románia, 2005.
4. Mäkinen KK. A cukoralkohol-édesítőszerek a cukor alternatívájaként, különös tekintettel a xilitre. Med Princ Pract. 2011; 20 (4): 303-20
5. Fischer E, Stahel R. Zur Kenntniss der Xylose. Ber Dtsch Chem Ges 1891; 24: 528-539
6. Touster O, Shaw DRD. Az aciklusos poliolok biokémiája. Physiol Rev 1962; 42: 181-225
7. Georgieff M., Moldawer LL, Bistrian BR, Blackburn GL. Xilit, energiaforrás az intravénás táplálkozáshoz trauma után. J Parenter Enteral Nutr 1985; 9: 199-209
8. Mäkinen K: A xilit sziklás útja klinikai alkalmazásáig J Dent Res 2000; 79 (6): 1352-1355
9. Birkhed D. A xilit kariológiai vonatkozásai és rágógumiban való felhasználása: áttekintés. Acta Odontol Scand 1994; 52: 116-127
10. Edgar WM. Cukorpótlók, rágógumi és fogszuvasodás - áttekintés. Br Dent J 1998; 184: 29-3
11. Yadav SK, Guleria P. Stevia-ból származó Steviol-glikozidok: a bioszintézis útvonalának áttekintése és alkalmazásuk az élelmiszerekben és az orvostudományban. Crit Rev Food Sci Nutr. 2012; 52 (11): 988-998
12. Espinosa I, Fogelfeld L. Tagatose: édesítőszertől új diabéteszes gyógyszerig? Szakértői vélemény Investig Drugs. 2010. február; 19 (2): 285-294
13. Raben A, Richelsen B. Mesterséges édesítőszerek: hely a funkcionális élelmiszerek területén? Összpontosítson az elhízásra és a kapcsolódó anyagcserezavarokra. Curr Opin Clin Nutr Metab Care. 2012 november; 15 (6): 597-604
14. Pepino MY, Tiemann CD, Patterson BW, Wice BM, Klein S. A szukralóz befolyásolja az orális glükózterhelés glikémiás és hormonális válaszait. Cukorbetegség ellátása. 2013. szeptember; 36 (9): 2530-2535
15. Karstadt ML. A mesterséges édesítőszer, az aceszulfám-kálium vizsgálata szükséges. Az egészségügyi szempontokról. 2006. szeptember; 114 (9): A516
16. Renwick AG. Az intenzív édesítőszerek bevitele - frissített áttekintés. Food Addit Contam. 2006. április; 23. (4): 327-338.