Аспартам (Е951) в организме разлагается на канцерогенные вещества. В 1985 году учеными Филадельфийского университета (США) проведены комплексные лабораторные испытания этого вещества. После двух недель, проведенных при температуре 28-30°С, основное количество аспартама в газировке разлагалось на формальдегид (канцероген класса А), метанол и фенилаланин. Как следствие: провоцируются головные боли и сильная усталость, вызывается учащенное сердцебиение и депрессия. В отдельных случаях: опухоль мозга, множественный склероз. В США, Канаде и странах ЕС на этикетках продуктов питания, содержащих аспартам, в обязательном порядке требуется уведомление о негативных последствиях его применения.

Цикламат (Е952) с 1969 года запрещен в США, Франции, Великобритании и еще ряде стран из-за подозрения, что этот подсластитель провоцирует почечную недостаточность. В России он наиболее распространен из-за низкой цены.

Сахарин (Е954) вызывал рак у лабораторных животных. Установлено, что он разрушает мочевой пузырь. Активно начал использоваться в Германии во время Второй мировой войны. Даже Сталин, не смотря на трудности с продовольствием, категорически запретил использование сахарина. Запрещен к употреблению в Канаде. В США и странах ЕС на этикетках продуктов питания, содержащих сахарин, в обязательном порядке требуется уведомление о негативных последствиях его применения.

По данным Клиники эндокринологии ММА им. И.М. Сеченова, даже употребление натуральной фруктозы может привести к токсическому поражению печени. Сорбит угнетает пищеварение, а ксилит, добавляемый в жевательную резинку, вызывает развитие рака мочевого пузыря.

В противоположность указанным подсластителям многочисленные исследования экстракта стевии (стевиозида) показали, что при его регулярном употреблении снижается содержание сахара, радионуклидов и холестерина в организме, улучшается регенерация клеток и коагуляция крови, тормозится рост новообразований, укрепляются кровеносные сосуды. Отмечены также желчегонное и противовоспалительное действия. Он препятствует образованию язв в желудочно-кишечном тракте. В отличие от искусственных заменителей сахара стевиозид не разрушается при нагреве, что делает его превосходным сладким компонентом при приготовлении выпечки, горячих напитков и другой пищи.

Очень важно, что нет ни одного сообщения о токсичности и мутагенности всех компонентов, содержащихся в стевии, а также о противопоказаниях в употреблении.

В Южной Америке, Канаде, ЮАР, Китае, Тайване, Таиланде, Корее, Малайзии и Индонезии стевиозид занимает свыше 40% объема на коммерческом рынке сладостей. Япония, известная наиболее высокой продолжительностью жизни населения и заботой о здоровье своих граждан, потребляет около 90% производимой в мире стевии.

2. Цель и задачи эксперимента

2.1. Цель эксперимента

Термин сахар (в пищевом смысле) включает в себя только сахарозу, которая является стандартом чистоты вкуса и сладости. Все другие вещества, обладающие сладким вкусом, называют заменителями сахара или подсластителями (sweeteners) .

За последние десятилетия происходит интенсивный рост производства заменителей сахара, особенно углеводной группы, в частности, инвертированных и крахмальных сиропов. При общемировом объеме производства сахара около 130 млн. т общая выработка заменителей сахара составляет до 15-20 млн. т сахарного эквивалента. Это привело к относительному снижению потребления сахарозы в чистом виде из сахарной свеклы и тростника.

Замена сахарозы другими веществами связана с её высокой удельной энергией и легкой усвояемостью. Известно, что при чрезмерных дозах употребления, в том числе и виде сахаристых продуктов (конфет, шоколада, варенья, пастилы и др.), особенно при низкой физической активности, сахароза может привести к тяжелым нарушениям углеводного и жирового обмена. Она способствует развитию заболеваний, связанных с избыточной калорийностью рациона (сахарный диабет, атеросклероз и др.). Кроме того, сахароза является одним из патогенных факторов кариеса зубов

К заменителям сахара предъявляются следующие основные требования:

- качество сладости не должно отличаться от качества сладости сахарозы;

- чистый приятный сладкий вкус, проявляющийся без задержки и не ощущающийся долго;

- отсутствие цвета и запаха;

- физиологическая безвредность (неканцерогенность, некариогенность);

- нетоксичность, полное выведение из организма;

- хорошая растворимость в воде;

- химическая и термическая устойчивость.

Единицей измерения сладости является SES (sweetness equivalency of saccharose - сладость, эквивалентная сахарозе). Сладость сахарозы приравнена к 1. Из более чем 150 известных заменителей сахара около 50 имеют SES менее 1, около 40 - слаще сахарозы до 50 раз, около 40 - от 50 до 500 раз, более 30 - слаще более чем в 500 раз.

Существуют различные классификации сладких веществ: например, по происхождению (натуральные и искусственные), по степени сладости (с высоким и низким сахарным эквивалентом), по калорийности (высококалорийные, низкокалорийные, некалорийные), по химическому строению. Мы предпочитаем ставить во главу угла химическое строение сахарозаменителей, поскольку оно в наибольшей степени определяет и калорийность, и степень сладости, и основные особенности использования конкретного подсластителя.

Цель данного эксперимента – изучить профиль сладости по сравнению к сахарозе, растворимость в воде, растворимость с органическими кислотами, образование осадков.

2.2. Задачи эксперимента

Для того, чтобы поставленная цель была раскрыта необходимо структурировать материал по теме в соответствии с основными задачами предпринимаемого исследования:

- изучить химические, физические свойства фруктозы, глюкозы и аспартама;

- рассмотреть растворимость фруктозы, глюкозы и аспартама в воде;

- раскрыть их растворимость с органическими кислотами;

- выявить образование осадков фруктозы, глюкозы и аспартама.

Объектами нашего исследования явились: фруктоза, глюкоза и аспартам.

Фруктоза - изомер глюкозы, содержится вместе с глюкозой в сладких плодах и меде. Она слаще глюкозы и сахарозы.

Фруктоза относится к группе моносахаридов и является одним из самых важных природных сахаров.

Глюкоза (от греческого glykys – сладкий). Глюкозу называют еще “виноградный сахар”, так как именно в винограде она содержится в значительном количестве в свободном виде, а также входит в состав других плодов и ягод, пчелиного мёда. В природе глюкоза встречается как составная часть сложных высокомолекулярных соединений, таких, как крахмал, клетчатка и др.

Аспартам - это низкокалорийный подсластитель приблизительно в 200 раз слаще сахара. Он усваивается организмом, но благодаря высокому коэффициенту сладости, используемое количество аспартама настолько незначительно, что его можно считать фактически свободным от калорий.

3. Экспериментальная часть

Искусственные подсластители за последние 5–8 лет получили в России широкое применение, а доля пищевых продуктов с подсластителями за последние 15 лет выросла на 30%. Активный рост данного рынка связан с преимуществами этого продукта, в первую очередь с тем, что он обладает значительно более высоким коэффициентом сладости, чем сахар. Искусственные подсластители, как правило, низкокалорийны, что расширяет область их использования в пищевой промышленности. Кроме того, употребление таких заменителей сахара не вызывает кариеса, что обуславливает их широкое применение при производстве фармацевтических препаратов.

Благодаря высокой сладости искусственные подсластители добавляются в продукцию в значительно меньших объемах, чем сахар. Таким образом, их использование дает производителям огромное преимущество, так как по вкусовым качествам продукция, изготовленная на основе искусственных заменителей сахара, не уступает продуктам, подслащенным сахаром, при этом снижаются расходы на транспортировку и хранение и ускоряются технологические процессы производства.

Искусственные подсластители широко применяются в производстве жевательной резинки, зубной пасты, йогуртов, мороженого, творожных продуктов, кондитерских и хлебобулочных изделий, соков, безалкогольных, слабоалкогольных и крепких алкогольных напитков, а также при консервации фруктов.

Искусственные подсластители, как правило, не содержат углеводы, поэтому они безопасны для диабетиков, снижают калорийность продуктов, одновременно усиливая и дополняя их вкусовые качества.

Необходимо отметить и недостатки этого продукта. При чрезмерном потреблении некоторых видов искусственных заменителей сахара могут возникнуть опасные для здоровья последствия, поэтому на их использование требуется специальное разрешение. Кроме того, сладость искусственных заменителей сахара варьируется и зависит от окружающей температуры и других факторов.

Интенсивные подсластители применяются в производстве молочных продуктов (йогуртов, мороженого, творожных продуктов и т.п.), хлебобулочных изделий, печенья, жевательной резинки, майонезов, кетчупов, соков, сухих, безалкогольных, слабоалкогольных и крепких напитков, при консервировании фруктов и овощей, то есть везде, где используют сахар. За последние 15 лет доля пищевых продуктов с подсластителями возросла на 27 %.

В технологическом процессе различают интенсивные подсластители двух типов: первичные и вторичные.

К первичным (базовым) относятся индивидуальные подсластители (сахарин, аспартам, цикламат, ацесульфам, сукралоза).

 Сахароза (свекловичный, тростниковый сахар). Очень распространен в природе. Получается из сахарной свеклы (содержание до 28% от сухого вещества) и сахарного тростника. Является невосстанавливающим сахаром, так как и кислородный мостик образован с участием обеих гликозидных гидроксильных групп:

Рис. 5. Молекула сахарозы

При гидролизе образует глюкозу и фруктозу. Фруктоза находится в сахарозе в фуранозной форме. В свободном состоянии она имеет пиранозную форму.

При гидролизе сахарозы, обладающей правым вращением, знак вращения меняется, так как образующаяся фруктоза значительно сильнее вращает влево, чем глюкоза вправо. Это явление называется инверсией, а полученная смесь – инвертным сахаром (искусственный мед).

Катализаторами инверсии являются ферменты и кислоты.

К вторичным подсластителям относятся смеси первичных. Как правило, все смеси готовятся на основе высококачественного сахарина, цикломата и аспартама. При смешении возможно проявление как "количественного", так и "качественного" синергетического эффекта. "Количественный" синергизм - это взаимное усиление сладости различных заменителей сахара. "Качественный" синергизм проявляется в улучшении вкуса при использовании нескольких заменителей сахара вместо одного.

Например, сладость ацесульфама чувствуется мгновенно, но недолго; сладость аспартама чувствуется не сразу, но держится долго. Меняя соотношение обоих веществ в смеси, ее вкус можно максимально приблизить к вкусу сахара.

Однако, смешивая их непосредственно на предприятии, изготовителям пищевой продукции не всегда (особенно при использовании сахарина и цикламатов) удается избавиться от неприятного привкуса и достичь оптимального соотношения между сладостью, ценой и технологическими характеристиками. Поэтому производители продуктов питания во всем мире, как правило, предпочитают покупать готовые смеси заменителей сахара, в которых эти проблемы уже решены.

Популярность сахарозаменителей растет быстрыми темпами. В настоящее время количество людей, пользующихся заменителями сахара, возрастает ежегодно на 5-6%.

Глюкоза применяется не только в качестве заменителя сахара, но и как улучшитель вкуса и товарного вида пищевых продуктов. В кондитерской промышленности глюкозу употребляют для изготовления мягких конфет, пралине, десертных сортов шоколада, вафель, тортов, диетических и других изделий.

Так как глюкоза не маскирует аромата и вкуса, она широко используется при производстве фруктовых консервов, замороженных фруктов, мороженого, алкогольных и безалкогольных напитков. Применение глюкозы в хлебопечении улучшает условия брожения, способствует образованию красивой золотисто-коричневой корки, равномерной пористости и хорошего вкуса. Кристаллическую глюкозу целесообразно использовать для питания больных, раненых, выздоравливающих и людей, работающих с большими перегрузками.

В последние десятилетия большое распространение получило производство глюкозно-фруктозных сиропов (ГФС). Получаемая при этом глюкоза частично превращается затем во фруктозу, при этом может достигаться разное соотношение глюкозы и фруктозы. Теоретически первоначальный выход глюкозы составляет 97 частей на 100 частей крахмала. Техническую глюкозу вырабатывают в небольших количествах кислотным гидролизом низкокачественного картофельного, кукурузного или другого зернового крахмала, предназначенного для технических целей.

Если взять раствор, содержащий сахарозу и глюкозу в соотношении 10:1, то путем сгущения его и последующего быстрого охлаждения можно получить белоснежную массу - помадный сахар. При высушивании этой массы получают порошкообразный помадный сахар, состоящий из мелких кристаллов сахарозы и инвертного сахара. При смешивании порошкообразного сахара с водой образуется паста. Помадный сахар находит всё большее распространение в кондитерской промышленности при производстве шоколада, начинок для мягких конфет и пр.

Фруктоза (фруктовый сахар) является самой сладкой представительницей природных сахаров, сладость её составляет 1,73. Поскольку растворы фруктозы оказывают левовращающее действие на поляризованный свет, её еще называют левулезой.

При обмене веществ в организме человека фруктоза, наряду с сахарозой, является источником энергии. По калорийности равная сахарозе, фруктоза эффективно усваивается человеческим организмом и может быть использована диабетиками в качестве ежедневного компонента пищи в пределах 0,5-1 г на 1 кг массы человека за исключением крайне редко встречающихся случаев наследственной невосприимчивости к фруктозе. Применение фруктозы больными сахарным диабетом позволяет снизить дозы принимаемого ими инсулина.

Исследования показали полезность фруктозы для здоровых людей в проявлении тонизирующего эффекта, а также для людей, имеющих большую физическую нагрузку. После приёма фруктозы при физической нагрузке потеря мышечного гликогена (источника энергии для организма) наполовину меньше, чем после глюкозы. Поэтому продукты с фруктозой имеют большую популярность среди спортсменов, водителей автомобилей и т.д. Хорошо влияет на метаболизм (расщепление) алкоголя.

В мире насчитывается более 20 предприятий по производству фруктозы, из них большинство размещены в Европе и в Китае. Мировое производство кристаллической фруктозы составляет около 150 тыс. т в год.

Благодаря повышенной по сравнению с сахарозой степенью сладости фруктозу используют в кондитерской промышленности, при приготовлении продуктов детского питания, при изготовлении ряда медицинских препаратов. Гигроскопичность фруктозы позволила рекомендовать её при изготовлении хлебобулочных изделий (предохраняет их от быстрого очерствения), при приготовлении соков, варенья, десертов, так как фруктоза лучше других сахаров способна подчеркивать собственный аромат плодов, фруктов и ягод. Однако гигроскопичность фруктозы приводит к повышенным требованиям к упаковочным материалам для продуктов, содержащих фруктозу. В отдельных случаях её присутствие может усилить горький вкус низкокачественного кофе, компонентов какао.

Прежде относительно чистую фруктозу выделяли довольно сложным путем из инулина - полисахарида растительного происхождения, которого достаточно много содержится в земляной груше (топинамбуре) и в клубнях георгина. В настоящее время сырьем для получения фруктозы служит любой сахарный раствор с высоким содержанием фруктозы, особенно глюкозно-фруктозные сиропы (ГФС), получаемые гидролизом крахмалсодержащего сырья.

Еще в середине прошлого столетия предпринимались попытки получения кристаллической фруктозы непосредственно из сахарозы, но далее лабораторных опытов это не пошло. Получение фруктозы путем гидролиза сахарозы в промышленных масштабах стало возможным благодаря применению ионнообменной технологии, разработанной финской фирмой "Суомен Сокери". В зависимости от технологической схемы для получения 1 кг кристаллической фруктозы по этому методу необходимо 2,1 или 1,5 кг сахарозы.

Важным свойством фруктозы является её синергическая способность в смеси с другими синтетическим заменителями сахара (подсластителями) создавать заменителей сахара высокой степени сладости (синергия - комбинированное воздействие нескольких веществ, характеризующееся тем, что превышает действие, оказываемое каждым компонентом в отдельности). Например, сладость смеси из 99,7 % фруктозы и 0,3 % сахарина в 3-4 раза выше сладости сахарозы. Сладость смеси из трети фруктозы и двух третей сахарозы равна сладости фруктозы, что позволяет уменьшать расход сахарозы при приготовлении различных продуктов.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6