dnes je 1.10.2022

Input:

Potravinářské aditivní látky: Náhradní sladidla

1.7.2004, , Zdroj: Verlag Dashöfer

7.2
Potravinářské aditivní látky: Náhradní sladidla

Doc. Ing. Michal Voldřich, CSc.

Přehled látek, základní vlastnosti

Sladidla se obecně klasifikují jako nutriční (dodávají energii) a nenutriční (následující tabulka).

Tabulka metabolických klasifikací sladidel

   
Nutriční Nenutriční
Vyžadující insulin Nevyžadující insulin
Glukóza Fruktóza Aspartam E 951
Škrob Sorbitol E 420 Sacharin E 954
Maltóza * Laktitol E 966 Cyklamát
Kukuřičný sirup Maltitol E 965 Acesulfa-K E 950
Laktóza * Xylitol E 967 Thaumatin E 957
Mannitol E 421 * Neohesperidin DC E 959

Podle JECFA (Joint FAO/WHO Expert Committee on Food Additives) se sladidla pro zjednodušení dělí do dvou skupin:

  1. intenzivní sladidla: mají sladivost několikanásobně vyšší než sacharóza,

  2. objemová (bulk) sladidla: mají sladivost podobnou sladivosti sacharózy.

Polyoly neboli cukerné alkoholy: E 420, E 421, E 953, E 965, E 966, E 967.

Některé polyoly se vyskytují v ovoci a zelenině, ale jejich extrakce je neekonomická, a proto se vyrábějí průmyslově katalytickou hydrogenací odpovídajících sacharidů. Důsledkem změny cyklické formy cukru na lineární (cukerný alkohol) je:

  • vyšší chemická stabilita,

  • vyšší afinita pro vodu,

  • nižší schopnost krystalizovat,

  • nedochází k Maillardově reakci.

Na základě chemické struktury se polyoly klasifikují jako:

  1. hydrogenované monosacharidy: sorbitol, mannitol, xylitol,

  2. hydrogenované disacharidy: isomalt, maltitol, laktitol,

  3. směs hydrogenovaných sacharidů a polysacharidů: hydrogenovaný glukózový sirup.

Vlastnosti cukerných alkoholů:

Přehled vybraných vlastností jednotlivých polyolů a jejich porovnání s vlastnostmi sacharózy jsou uvedeny v následující tabulce.

Tabulka vybraných vlastností sacharózy a jednotlivých polyolů

                                                                             
Vlastnost Sacharóza Sorbitol Mannitol Xylitol
1) Fyzikální:
MH 42 182 182 152
hygroskopičnost vysoká vysoká (roztoky) nízká (prášek) nízká vysoká
reakce hnědnutí ano ne ne ne
rozpustnost ve vodě (g/100 ml) při pokojové teplotě vysoká (66) vysoká (75) nízká (18) vysoká (63)
bod tání (°C)96 - 97 165 - 168 93 - 94,5
stabilita stabilní při neutrálním pH stabilní k teplu, chemicky chemicky stabilní chemicky stabilní
2) Senzorická:
intenzita sladké chuti 1 0,6 0,6 1
chladivý účinek v ústech žádný vysoký nízký vysoký
3) Fyziologická:
energetická hodnota (kcal/g) 4 4 <4 <4
kariogenní potenciál Vysoký nízký nízký žádný
vhodnost pro diabetiky - + - +
laxativní účinek při dávce (g/den) bez účinku 50-75 20 50-70
Vlastnost Malbit Laktitol Isomalt Lycasin
1) Fyzikální:
MH 344,47 (maltitol) 362 monohydrát
380 dihydrát
368 340+
hygroskopičnost vysoká nízká nízká vysoká
reakce hnědnutí ne ne ne ne
rozpustnost ve vodě (g/100 ml) střední vysoká nízká (25) dodává se jako
při pokojové teplotě(149 – monohydrát, 140 - dihydrát)sirup
bod tání (°C) 135 - 140 115-125 monohydrát
70 - 80 dihydrát 145 - 150
stabilita chemicky a tepelně stabilní roztoky: dobrá při pH 3,0 - 7,5 a teplotě <60 °C po dobu 1 měsíce rezistentní k chemické a mikrobiální degradaci stabilní, chemicky inertní
2) Senzorická:
intenzita sladké chuti 0,6 - 0,9 0,35 0,45 0,55 - 0,75
chladivý účinek v ústech nízkýžádný
3) Fyziologická:
energetická hodnota (kcal/g) 2 2 2 neověřovala se
kariogenní potenciál žádný žádný žádný nízký
vhodnost pro diabetiky - + + -
laxativní účinek při dávce (g/den) 50 70 - 80 20 - 30 30 - 50

*) Určit specifickou energetickou hodnotu jednotlivých polyolů je obtížné. Energetická hodnota některých polyolů vzrůstá, jestliže se konzumují ve směsi s ostatními složkami stravy (mixed meals) nebo v postprandiální periodě. Podle Komise EU (90/496/EEC) je průměrná energetická hodnota pro všechny polyoly 2,4 kcal/g.
Malbit, obchodní název pro maltitol.
Lycasin, obchodní název pro hydrogenovaný glukózový sirup.

Alkoholické cukry se funkčně podobají sacharóze. Jsou to činidla, která dodávají výrobkům objem. Ve srovnání se sacharózou mají některé výhody, ale i nevýhody. K technologickým výhodám patří např. vyšší chemická stabilita a nižší tendence krystalizovat. Z fyziologického hlediska mají alkoholické cukry malý vliv na vznik zubních kazů. Některé alkoholické cukry tolerují diabetici.

Z tabulky vybraných vlastností sacharózy a jednotlivých polyolů je patrné, že sladicí účinek alkoholických cukrů je nižší než sacharózy. Nejvyšší má xylitol a nejnižší laktitol. Alkoholické cukry se proto někdy kombinují s intenzivními sladidly (např. sacharinem, aspartamem, acesulfamem K), aby se dosáhlo sladivosti sacharózy. Pro některé alkoholické cukry v krystalické formě je charakteristické to, že mají výrazné záporné rozpouštěcí teplo, což se v ústech vnímá jako "chladivý účinek“. Vysoké záporné rozpouštěcí teplo (-153,O7 kJ/g) má např. xylitol, a proto se vnímá jako velmi chladivý.

Sorbitol a xylitol jsou velmi rozpustné ve vodě, zatímco mannitol a isomalt jsou rozpustné málo. Hydrogenovaný glukózový sirup nekrystalizuje a působí jako činidlo zamezující v řadě potravin krystalizaci.

Viskozita alkoholických cukrů závisí na jejich molekulové hmotnosti. Viskozita hydrogenovaného glukózového sirupu je vyšší než roztoku sorbitolu, maltitolu nebo sacharózy.

Hygroskopické vlastnosti alkoholických cukrů jsou velmi rozdílné. Xylitol je velmi hygroskopický, zatímco mannitol a isomalt. Vzhledem k nízké hygroskopičnosti se mannitol používá hlavně jako práškovadlo (dustity agent) při výrobě cukrovinek.

Alkoholické cukry byly vyvinuty k náhradě sacharózy. V 70. letech ve Finsku a v polovině 80. let v Maďarsku a Polynésii probíhal výzkum (organizovaný Světovou zdravotnickou organizací, WHO) zaměřený na xylitol. Prokázalo se, že konzumace malých dávek (14 - 20 g), které byly součástí denní stravy, měla vliv na snížení výskytu zubních kazů u dětí náchylných k tvorbě zubních kazů. To potvrdily i následné studie se žvýkačkou slazenou xylitolem.

Sorbitol se používá od 20. let ke slazení potravin pro diabetiky. Většinou se kombinuje s intenzivními sladidly nebo xylitolem, aby se zvýšil jeho sladicí účinek. Xylitol a sorbitol a v menším rozsahu některé další polyoly se používají jako sladidla v diabetické stravě, neboť se metabolizují odlišně od běžných cukrů. Počáteční metabolické kroky jsou nezávislé na insulinu. Pomalá absorpce a nezapojení insulinu v těchto metabolických fázích vede k oddálení potřeby insulinu. Ten je zapotřebí až po konverzi alkoholických cukrů (většinou v játrech) na glukózu. K jejímu využití je insulin nezbytný. Orálně přijímaný xylitol nezpůsobuje žádné nebo jen malé zvýšení koncentrace glukózy v krvi u zdravých i u diabetických jedinců. Mírné dávky (cca 40 g) sorbitolu rovněž nezvyšují hladiny glukózy v krvi a potřebu insulinu tak, jako srovnatelné množství sacharózy. Rovněž některé disacharidové alkoholické cukry lze omezeně použít jako sladidla ve stravě pro diabetiky.

Běžné cukry (sladidla) dodávají výrobkům objem. Pokud se nahradí intenzivními sladidly, musí se chybějící objem doplnit jinými sacharidy, tuky nebo bílkovinami, aby potravina byla po senzorické stránce přijatelná. Diabetici tak mohou z konzumace takto slazených potravin v konečném důsledku získat více energie, což může v některých případech vést k nadváze. Alkoholické cukry lze aplikovat do výrobků uváděných na trh jako nízkokariogenní nebo určené pro diabetiky, pokud se vyžaduje u těchto výrobků vytvoření objemu. Cena alkoholických cukrů je však vysoká. V cenách r. 1986 byl sorbitol 1,4krát (tekutý) a 2,3krát (krystalický) dražší než sacharóza, mannitol 4krát a xylitol 10krát. Alkoholické cukry by se vůbec neměly používat ke slazení nápojů pro diabetiky.

Intenzivní sladidla: E 950, E 951, E 954, E 957, E 959.

Přehled vlastností intenzivních sladidel je uveden v tabulce 3.

Tabulka vybraných vlastností intenzivních sladidel

 
Sacharin Aspartam Acesulfam K
Zdroj Syntetický Syntetický Syntetický
Objeven 1879 1965 1967
Vzhled Bílý krystalický prášek Bílý krystalický prášek Bílý krystalický prášek
Molekulová hmotnost 205 (Na-sůl) 294 201
Sladivost relativně k sacharóze 300 - 600 160 - 220, v nealkonápojích asi 180x 200x, 3% roztok sacharózy 100x, 6% roztok sacharózy
Charakter sladké chuti Pomalý nástup→ maximum →setrvává Podobný sacharóze Hořká a syntetická pachuť
Stabilita Obecně stabilní ve většině formulací Stabilní v suché formě; v roztoku nejvíce stabilní při pH 4,3; hydrolýza při pH 2 - 2,5 Stabilní v suché formě; dobrá při pH> 3
Rozpustnost ve vodě Dobrá Mírná Dobrá
Vliv teploty Nezměněn po 1 h při 150 - , pH 3,3 - 8,0 Nestabilní při vysokých teplotách Stabilní k pasteraci a sterilaci, pokud pH> 3 a k pečení při teplotách nad 200 °C
Bod tání (°C) 229 - 230 246 - 247 Rozklad při 225 °C při pomalém zahřívání
Reakce hnědnutí Ne Ne Ne
Kariogenní účinek Antikariogenní Antikariogenní Nekariogenní
Synergismus Velmi dobrý: aspartam, isomalt, NHDC Dobrý: sacharin, glukóza, acesulfam K, isomalt Vynikající: aspartam
ADI (mg/kg tělesné hmotnosti) 2,5 (FAO/WHO) 40,0 (FAO/WHO) 9,0 (FAO/WHO) 15,0 (FDA)
Cena vzhledem k sacharóze (ekvivalentní sladkost) 0,02 - 0,03 0,9 - 1,2 0,4 - 0,9
       
Thaumatin Neohesperidin DC
Zdroj Přírodní Přírodní nebo syntetický
Objeven 1972 Koncem 50. let 20. st.
Vzhled Krémově zbarvený prášek Ne zcela bílý krystalický prášek
Molekulová hmotnost 22 209 (TI), 22 293 (TII) 612
Sladivost relativně k sacharóze 2000 - 2500x, 8 - 10% roztok sacharózy 250x, 5% roztok sacharózy, 170x, 10% roztok sacharózy
Charakter sladké chuti Pomalý nástup, maximum, dlouhé doznívání, lékořicová pachuť Oddálený nástup doznívání, pachuť po lékořici/mentolu
Stabilita Stabilní při pH 2,7 - 6,0 Stabilní při pH 2,0
Rozpustnost ve vodě Dobrá Dobrá
Vliv teploty Stabilní k ohřevu v rozsahu pH 2,7 - 6,0, optimální pH 2,8 - 3,5, vydrží 100 °C při pH 5,5 po několik hodin Přiměřená stabilita ve výrobcích, pufrované roztoky pH 2 - 1 stabilní 8 h při 100 °C
Bod tání (°C) 172 - 174 172 - 174
Reakce hnědnutí
Kariogenní účinek Nekariogenní Nekariogenní
Synergismus Dobrý: sacharin, acesulfam K Dobrý: většina sladidel
ADI (mg/kg tělesné hmotnosti) nespecifikováno
Cena vzhledem k sacharóze (ekvivalentní sladkost) vyšší ?

Přehled náhradních sladidel podle mezinárodní klasifikace E

E 420 (i) Sorbitol

Synonyma: D-glucitol, D-sorbitol

Výskyt: Poprvé byl izolován v r. 1872 z jasanu. Je obsažen v řadě druhů ovoce, především třešních a hruškách a v některých fermentovaných nápojích, např. cidru (5 - 6 g/l).

Výroba: Hydrogenací glukózy vzniká směs 70% sorbitolu a 30% mannitolu. Vyvíjí se výroba sorbitolu biosyntézou pomocí kvasinek z glukózy (Candida boidinii) a sacharózy (Zymomonas mobilis).

Einecs: 200-061-5

Popis: Bílý hygroskopický prášek, krystalický prášek, vločky nebo granule sladké chuti.

E 420 (ii) Sorbitol sirup

Synonyma: D-glucitol sirup

Výroba: Hydrogenací glukózového sirupu, obsahuje D-sorbitol, D-mannitol a hydrogenované sacharidy.

Einecs: 270-337-8

Popis: Čirý,

Nahrávám...
Nahrávám...