27 березня, 2015
Подсластители в питании человека
Еще сравнительно недавно сахар, известный человечеству более 1500 лет, в большинстве стран мира был довольно экзотическим и дорогостоящим продуктом, и в небольшом количестве даже продавался в аптеках в качестве лекарственного средства. Доступность, глобальное распространение и массовое потребление сахара стали возможны лишь начиная с ХІХ ст., после того как было налажено его промышленное производство в Европе и других странах не только из сахарного тростника, но и из некоторых сортов свеклы.
И хотя сахар не является нутриентом, безальтернативно необходимым для нормального метаболизма пищевых веществ в организме человека, он широко используется в повседневном питании населения, а разнообразные сладости и другие пищевые изделия с сахаром стали пристрастием миллионов взрослых и детей.
Физиологическая ценность сахарозы связана с тем, что она легко всасывается и усваивается организмом (коэффициент усвоения близок к 100%), быстро обеспечивая энергией нуждающиеся в легкоусвояемых углеводах ткани, в первую очередь мозговую, поглощающую глюкозу в 2-3 раза больше других. К тому же, в мозговой ткани ограничены запасы гликогена, потребность в котором возникает в условиях дефицита глюкозы.
Суточная физиологическая потребность взрослого человека в сахарозе составляет 25-40 г (эксперты ВОЗ и ФАО считают, что она должна находиться в пределах 10-15% от калорийности суточного рациона).
Однако мировая статистика свидетельствует о том, что общее фактическое потребление сахара в расчете на одного человека в 3-4 раза выше и достигает 40-50 кг в год (в среднем на одного человека в день приходится 60 г). Потребление сахара в бывшем СССР в среднем составляло 47,2 кг в год, в США – 41,3 кг. В настоящее время среднегодовой уровень потребления сахара в Украине составляет около 2 млн тонн, т. е. примерно 40 кг на человека.
Сахар присутствует не только в кондитерских изделиях, но и во всевозможных напитках, йогуртах, соусах, хлебобулочных и колбасных изделиях и др., потребляя которые человек зачастую и не подозревает, что с совершенно не сладким на вкус продуктом поглощает и сахар. Не случайно американский исследовательский Центр науки и интересов общества (Center for Science in the Public Interest) назвал безалкогольные напитки «жидкими конфетами». По данным этого центра с такими напитками подростки ежедневно потребляют 12-15 чайных ложек сахара в день. Нарушая академический стиль изложения, приведем пример из личного опыта, свидетельствующий о том, что нередко потребитель встречается с рекламой, недостоверно отражающей пищевую «весомость» содержания сахара в потребляемом продукте. Совсем недавно в одном из кафе мне довелось видеть рекламу чизбургера, столь популярного в ассортименте этого торгово-кулинарного учреждения. На упаковке изделия в числе других компонентов упоминалось наличие 4,9 г сахара. А далее указано, что это количество составляет 0,5% от дневной нормы потребления сахара. Нетрудно подсчитать, что, как полагают изготовители, «норма» сахара оказывается равной примерно 100 г, т. е. она превышает рекомендованную медиками как минимум в 2,5 раза.
О вредности чрезмерного потребления сахара хорошо известно, этой проблеме посвящена обширная научная и научно-популярная литература. В связи с этим вполне оправданы медицинские рекомендации по ограничению, а то и вовсе исключению сахара из повседневного питания даже здоровых взрослых людей (еще раз напомним, что сахар не является физиологически необходимым безальтернативным нутриентом). Из рациона лечебного питания больного сахарным диабетом сахар в любом случае должен исключаться.
Характеристика основных подсластителей
Охарактеризуем основные подсластители, разрешенные к использованию Всемирной организацией здравоохранения.
Сахарин (Е-954)
По химической структуре сахарин представляет собой натриевую соль ортосульфобензойной кислоты. Как вещество, обладающее интенсивным сладким вкусом, обнаружен случайно и был синтезирован в 1879 г. в США эмигрантом из России Фальбергом. Более 100 лет сахарин широко используется для подслащивания чая, других напитков, лекарственных препаратов, в косметике, кондитерских и других изделиях и продуктах. Сладость сахарина превышает сахарозную в 300-500 раз. Он хорошо растворяется в воде (до 700 г в 1 л воды), стабилен при температурной обработке, обладает не всегда ощущаемым слабым металлическим привкусом, не обнаруживаемым в смесях с другими подсластителями. Сахарин выпускается в форме таблеток, порошка и концентрированного раствора для кулинарных целей. Если отсутствует специальный концентрированный раствор, то для удобства дозировки сахарина при приготовлении различных блюд рекомендуется предварительно растворить его в воде (60-65°С) в соотношении 2 г сахарина на 1 л воды. В 1 мл такого раствора содержится 0,002 г сахарина, что по сладости соответствует примерно 1 г сахара. Следовательно, при кулинарной потребности 5, 10, 20, 50 или 100 г сахара их можно заменить соответственно 5, 10, 20, 50 или 100 мл заранее приготовленного 2% раствора сахарина.
Сахарин не усваивается организмом, а медленно абсорбируется и быстро выводится почками в неизмененном виде. Сахарин допущен к применению более чем в 90 странах мира. Его применение одобрено Объединенной экспертной комиссией по пищевым добавкам ВОЗ и Научным комитетом по пищевым продуктам Европейского сообщества. Он широко используется в пищевой промышленности в качестве одного из ингредиентов мороженого, кремов, желатиновых десертов и других изделий, лекарств.
Допустимая дневная доза потребления сахарина принята в количестве 5 мг на 1 кг веса тела человека (не более 500 мг/сут). Сахарин широко используется в качестве одного из ингредиентов в разнообразных смесях с другими искусственными подсластителями, выпускаемыми производителями во многих странах под фирменными названиями (брендами). Например, в Германии производят сахаринсодержащий подсластитель «Сусли», в Израиле – «Сукразит», в Чехии – «Дианер», «Суалин» и т. п.
Аспартам (Е-951)
Аспартам – белый, не обладающий запахом кристаллический порошок, примерно в 200 раз превосходящий по сладости сахар. Синтезирован в 1970-х гг. На него приходится примерно четверть всего производства и потребления искусственных подсластителей. Аспартам применяется при производстве более 5 тыс. наименований продуктов питания и напитков.
В состав аспартама входят 2 аминокислоты – аспарагиновая (40%) и фенилаланиновая (50%), а также 10% сложного метилового эфира. Заметим, что все эти компоненты содержатся и в белках различных натуральных пищевых продуктов. Например, в 100 г бананов содержится 135 мг аспарагиновой кислоты, 50 мг фенилаланина и 20 мг метанола. В 18-20 мг аспартама (по сладости эквивалентно одной чайной ложке сахара) этих веществ содержится намного меньше: аспарагиновой кислоты – 7,5 мг, фенилаланина – 10 мг, метанола – 2 мг. Как и белки других пищевых продуктов, аспартам практически полностью метаболизируется в организме. Он широко применяется в производстве безалкогольных напитков, йогуртов, молочных смесей, мороженого, кондитерских изделий, слабоалкогольного пива, жевательной резинки и др. Аспартам очень популярен в качестве подсластителя чая, кофе, других горячих напитков. В небольшом количестве он используется для приготовления отдельных видов супов, овощных салатов, чипсов, а также в фармацевтической промышленности. Ориентировочная безопасная доза аспартама составляет 5-10 мг/кг массы тела.
Как и сахарин, аспартам часто выпускается в смесях с другими подсластителями (чаще всего с ацесульфамом-К, смесь с которым обеспечивет лучшее вкусовое ощущение) и под разичными названиями (в Австралии, например, «Equal»). В конце 1997 г. из аспартама получен новый подсластитель «Неотам», который в 25-30 раз слаще аспартама и значительно (в 50-60 раз) более устойчив в органических кислотах и водных растворах.
Цикламаты (Е-952)
В эту группу подсластителей входят натриевые и калиевые соли цикламовой кислоты. В чистом виде это белый кристаллический порошок, устойчивый при нагревании до 250°С, он стабилен при переработке, термообработке и хранении, хорошо растворяется в воде (до 200 г/л), степень сладости – в 30 раз выше сахарозной.
В отличие от некоторых других искусственных подсластителей, применение цикламатов встречало (и продолжает встречать) немало возражений из-за опасений в нефротоксическом и канцерогенном действии. И хотя использование цикламатов разрешено во многих странах, есть еще немало стран, в которых производство и употребление цикламатов такого разрешения не имеет. Тем не менее, ввиду отсутствия уверенных научных данных относительно вредного воздействия цикламатов на организм человека ВОЗ санкционировала его безопасную допустимую дозу для взрослых до 10 мг/кг массы тела.
Ацесульфам-К (Е-950)
Калиевая соль сложного органического соединения (6-метил-1,2,3-оксатиацин-4 (3-Н)-2,2-диоксида), белый кристаллический порошок, термически и химически устойчив, хорошо растворим в воде. Ацесульфам-К обладает быстропроявляющейся сладостью, в 150-200 раз превышающей сахарозную. Для применения в пищевой промышленности разрешен с 1988 г. При комнатной температуре может храниться до 6-8 лет, обладает высокой устойчивостью при рН от 3 до 7, не гигроскопичен, при высоких концентрациях появляется горьковатый привкус. Допустимая безопасная доза – до 15 мг/кг массы тела.
Сукралоза (Е-955)
Сложное химическое соединение из семейства хлорированных углеводов, имеющее молекулярную формулу С12Н19О8Cl3. В чистом виде это кристаллы бело-кремового цвета, почти в 600 раз слаще сахарозы. Сукралоза была разработана в Англии в 1976 г. путем обработки чистой сахарозы хлором. Считается, что полученный хлорид является безопасным соединением, присутствующим во многих обычно потребляемых пищевых продуктах и напитках. Хорошо растворяется в воде и этаноле. При температуре до 20°С сукралоза сохраняет свои качества при длительном хранении в средах с повышенной кислотностью. Несмотря на сложную химическую структуру, сукралоза считается одним из наиболее безопасных для здоровья подсластителем, пригодным для использования беременными и маленькими детьми. Максимальная допустимая суточная доза составляет 700 мг (5-10 мг на 1 кг массы тела). Несмотря на все положительные качества, сукралоза еще мало используется в пищевой промышленности, что связано с ее более высокой стоимостью по сравнению с другими искусственными подсластителями.
Украинские специалисты (В.В. Яременко, 1996 и др.) предложили новый синтетический подсластитель отизон. Это белый кристаллический порошок, хорошо растворимый в воде (при температуре 20°С его растворимость составляет 270 г/л и увеличивется в несколько раз при повышении температуры), стабилен при кипячении. Полученные исследователями результаты свидетельствуют о технологических достоинствах этого подсластителя, позволяющих использовать его в качестве заменителя сахарозы в производстве хлеба и многих других продовольственных изделий, в частности как подсластителя в диетическом питании. По данным автора, медико-биологические исследования не выявили негативного влияния отизона на организм человека. Допустимая суточная доза этого подсластителя для человека составляет 4,5 мг/кг масы тела, что по сладости эквивалентно потреблению 55 г сахара человеком с массой тела 60 кг.
Натуральные подсластители
Результаты большинства авторитетных научных исследований и многолетних наблюдений свидетельствуют о том, что потребление разрешенных искусственных подсластителей в допустимых суточных дозах не влечет за собой опасных для здоровья человека неблагоприятных последствий. Тем не менее наличие некоторой доли сомнений в абсолютной безвредности использования химических веществ искусственного происхождения присутствует в сознании многих людей. В значительной мере благодаря этому все больший интерес вызывает возможность использования в качестве подсластителей продуктов естественного происхождения. Наличие таких продуктов известно с глубокой древности. Находили и находят применение полученные из растений такие высокоинтенсивные подсластители, как миракулин, тауматин, глицирризин, монеллин и многие другие (некоторые из них имеют сахарозный эквивалент, достигающий 2000-3000!). Однако возможности широкого использования большинства растительных подсластителей крайне ограничены из-за сравнительно незначительного ресурса исходного растительного сырья, высокой стоимости производства, малой стойкости к высоким температурам, некоторым органическим кислотам, наличия сопутствующего привкуса, недостаточной комплексной изученности медико-биологических свойств и др.
Среди подсластителей растительного происхождения в настоящее время широкое распространение получили производные стевии (медовой травы, Stevia rebaudiana), издавна выращиваемой в южноамериканских странах и использовавшейся аборигенами-индейцами в качестве подсластителя еще с доколумбовых времен. В диком виде в странах Северной и Южной Америки произрастает более 200 видов стевии, но только Stevia rebaudiana обладает естественной сладостью. Это растение известно уже около 1500 лет и интенсивно выращивается в Парагвае и других странах Южной Америки, а теперь и в Юго-Восточной Азии и Японии. С конца 1980-х гг. стевия выращивается в Украине, Молдове, Узбекистане и России. Свежие листья стевии ненамного слаще сахара, в то время как высушенные слаще в 20-30 раз.
В начале 30-гг. прошлого столетия французские исследователи получили из листьев стевии белое кристаллическое вещество «стевиозид», в 300 раз более сладкое, чем сахар. Как показали последующие исследования, сладость листьев стевии определяется наличием в них органических соединений неуглеводной природы – дитерпеновых гликозидов. Производство и потребление продуктов на основе стевии развивается весьма интенсивно (например, в Японии в производство внедрено около 250 «стевиевых» патентов). Проведенные в разных странах исследования показали, что стевия обладает весьма ценными свойствами и полезна для человека. Такие исследования, в частности, выполненные украинскими учеными, показали абсолютную безвредность стевии даже при длительном ее употреблении. По данным исследователей, дитерпеновые гликозиды стевии обладают иммуномодулирующими, антигипертензивными, бактерицидными, сахароснижающими, антиокислительными и др. полезными свойствами. Ацетилсалициловая кислота, бутадион и другие противовоспалительные лекарства, принимаемые совместно со стевией, не оказывают неблагоприятного воздействия на стенки желудка. Стевия положительно влияет на деятельность печени и поджелудочной железы, препятствует образованию язв желудочно-кишечного тракта, устраняет аллергические диатезы у детей, улучшает сон, повышает физическую и умственную работоспособность.
Имеется много данных о перспективности и доступности для получения естественных подсластителей растения солодки. Продукты корня этого многолетнего растения (оно произрастает и в Украине) содержат ценные биологически активные вещества, успешно используемые в различных отраслях народного хозяйства, медицине и пищевой промышленности. Лекарственные препараты из корня солодки обладают противовоспалительными, противоаллергическими, антибиотическими, противоязвенными, радиозащитными, противоопухолевыми и многими другими полезными свойствами. По предварительным данным, помимо других ценных продуктов (в частности, 15 кг антиоксидантов флавонидов), из 1 т корня солодки можно получить 150-200 кг подсластителя с сахарозным эквивалентом 50.
Безопасность
Поскольку на сегодня наиболее распространенным и удобным видом подслащивающих веществ продолжают оставаться подсластители искусственного происхождения (и, надо полагать, такое положение сохранится еще достаточно долго), следует обратиться к вопросу, который тревожит и потребителей, и медиков: представляют ли, и какую, опасность эти подсластители для здоровья человека?
Следует отметить, что вопрос о потенциальной опасности искусственных подсластителей возник практически сразу после их открытия и начала промышленного производства. Временами такой интерес и сопутствующее ему беспокойство подогревается сенсационными обвинениями (нередко инициированными конкурирующими производителями) в адрес всех или отдельных подсластителей, которым приписывается этиологическая роль в возникновении разнообразной патологии человека. Рак мозга, заболевания почек, тяжелые нарушения нервной системы, болезни желудочно-кишечного тракта, аллергия, бессонница, депрессия, бронхиальная астма, повышение массы тела, эмбриотоксическое действие, ослабление памяти, снижение потенции, случаи потери сознания, пищевые отравления, раздражительность и тревожные состояния, нарушения и потеря слуха и зрения, диабет (?), Базедова болезнь, болезнь Паркинсона... и даже аварии самолетов (!) из-за пагубного влияния на пилотов – таков далеко не полный перечень отрицательных последствий, приписываемых воздействию тех или иных исскуственных подсластителей. Насколько же объективны и обоснованы подобные обвинения?
Для ответа на этот важный в медицинском отношении вопрос обратимся к эволюции отношения ученых к использованию старейшего искусственного подсластителя – сахарина. Его токсические свойства были предметом многочисленных исследований. В ходе экспериментов на лабораторных животных при парентеральном введении сахарина в дозах от 50 до 200 мг на килограмм массы тела животного отдельные исследователи наблюдали злокачественные перерождения клеток некоторых внутренних органов. Естественно, что подобные наблюдения вызвали серьезную тревогу и побудили к запрету на использование сахарина в некоторых странах. Однако в мировой литературе отсутствуют достоверные данные о подобном эффекте у людей. Это не удивительно, т. к. в пищевых целях сахарин используется в значительно меньших концентрациях (в 70-100 раз), нежели в вышеупомянутых опытах, и не вводится парентерально. В таких дозах сахарин не вызывает патологических или других неблагоприятных воздействий ни в экспериментальных исследованиях, ни в многолетних клинических наблюдениях (напомним, что сахарин весьма широко использовался населением в период І и ІІ мировых войн, и никаких отрицательных последствий его использования обнаружено не было). Не случайно в ряде стран, где действовал запрет на сахарин, он со временем был отменен. Использование сахарина в качестве пищевой добавки разрешено ВОЗ и многими другими всемирными и региональными экспертными структурами, в т. ч. санитарным законодательством в странах СНГ. В качестве безопасного уровня потребления сахарина указывается его содержание в пищевом продукте, не превышающее 0,015-0,020% массы потребляемых продуктов. Уместно сослаться и на авторитетное мнение такого известного в прошлом специалиста в области химического канцерогенеза, как академик Л.М. Шабад. В свое время в личной беседе с автором статьи он однозначно высказал свое положительное мнение о канцерогенной безопасности указанных доз сахарина и возможности его использования в питании не только больных сахарным диабетом, но и людей, не страдающих этим заболеванием.
Во многих странах мира более полувека сахарин был практически единственным широко распространенным и доступным населению искусственным подсластителем. В последние десятилетия его монополию ощутимо поколебали новые синтезированные химические подсластители, лидерство среди которых довольно прочно захватил аспартам. Однако нередко аспартам подвергается критике (может, и не совсем безосновательно, но и не без конкурентного влияния других производителей) как опасный для здоровья человека подсластитель. Немедицинские средства массовой информации пестрят всевозможными обвинениями в адрес аспартама. Пожалуй, легче найти патологию, в возникновении которой аспартам пока не обвиняли, чем ту, к возникновению которой он (по мнению противников его использования) причастен. Действительно ли это так, и если так хотя бы частично, то почему использование аспартама однозначно и без каких-либо колебаний не запрещают?
Прежде всего напомним, что входящие в состав аспартама «страшные» химические соединения присутствуют (и подчас в количестве, значительно превышающем их содержание в сопоставимом количестве аспартама) во многих натуральных пищевых продуктах. Их метаболизм происходит в организме человека при температуре более 35°С (одно из обвинений в адрес аспартама – в растворах при температуре около 30°С он образует формальдегид, обладающий канцерогенными свойствами).
Уже около 20 лет аспартам широко используется в качестве подсластителя во многих странах мира сотнями тысяч больных диабетом. За редкими исключениями (связанными с плохой индивидуальной переносимостью), эти больные и их лечащие врачи не наблюдали патологических нарушений, обусловленных приемом аспартама в суточных дозах, не превышавших 100 мг.
Безопасность использования аспартама в суточных дозах, даже значительно превышающих 200 мг (в повседевном питании человека эти дозы обычно значительно ниже 100 мг), подтверждена в опытах на животных и длительных наблюдениях на людях, признана ВОЗ, научным комитетом пищевой промышленности ЕС, он разрешен к употреблению более чем в 70 странах мира.
Имеются сообщения о неблагоприятном (в частности, канцерогенном) влиянии на здоровье и других искусственных подсластителей, в частности, цикламатов, ацесульфама-К и др.
Однако (как и в случае с сахарином) в подавляющем большинстве случаев такие сообщения основаны не на прямых наблюдениях за людьми, длительно потреблявшими тот или иной подсластитель, а на результатах лабораторных экспериментов, когда животным вводились дозы вещества, значительно (в сотни раз) превышающие эквивалентные уровни реального потребления их людьми.
В 1999 г. группа экспертов ВОЗ провела глубокий анализ результатов исследований (даются ссылки более чем на 200 источников), посвященных изучению канцерогенных свойств сахарина, цикламатов и некоторых других подсластителей, и пришла к однозначному выводу об отсутствии канцерогенного эффекта при использовании подсластителей, разрешенных к применению в допустимых дозах.
Для большинства разрешенных подсластителей Комитет экспертов ВОЗ считает абсолютно безопасной для здоровья дозу до 500-700 мг/сут (для человека весом 70 кг это составит примерно 10 мг/кг массы тела). Если, например, подсластитель в количестве, меньшем чем 100 мг на 1 кг массы тела, уже не является потенциально вредным для здоровья, то в качестве допустимой максимальной дозы принимается 1 мг на 1 кг массы тела, т. е. количество, в 100 раз меньшее, нежели безопасное.
Завершая краткое освещение современных научных данных о влиянии искусственных подсластителей на здоровье человека, можно сделать обобщающий вывод о том, что использование этих подсластителей в регламентированных дозах не влечет достоверно выявленных отрицательных последствий для здоровья их потребителей.
Рекомендации
Любое нелекарственное добавочное к природным экзогенное химическое воздействие на организм априорно не желательно. В связи с этим, используя искусственные подсластители в качестве добавки к повседневному питанию, целесообразно учитывать некоторые рекомендации.
Прежде всего, если отсутствует труднопреодолимая тяга ко вкусовому ощущению сладости, по возможности лучше воздерживаться от включения искусственных химических подсластителей в повседневный рацион питания. Такие подсластители не следует потреблять беременным, нужно предельно ограничить (исключить) их потребление детьми (предотвращая тем самым формирование у них пристрастия к сладкому).
В случае индивидуальной плохой переносимости (аллергические реакции, другие неблагоприятные проявления со стороны любых внутренних органов, зрения, нервной системы и т. п.), очевидно связанных с использованием того или иного вида подсластителя, необходимо исключить его из потребления, попытаться заменить другим подсластителем. Следует помнить, что аспартам противопоказан больным фенилкетонурией. Нужно воздерживаться от одновременного приема алкоголя и искусственных подсластителей, ускоряющих всасывание алкоголя в кровь. Периодически (каждые несколько месяцев) целесообразно менять вид подсластителя так, чтобы суммарная длительность потребления одного и того же подсластителя не превышала 5-6 мес в течение года.
Предпочтение следует отдавать подсластителям, в состав которых входит 2-3 вида разных подслащивающих веществ. Для подслащивания чая, кофе или другого напитка лучше пользоваться таблетированной формой подсластителя, которая обеспечивает максимальную точность его дозы. В любом случае не стоит злоупотреблять искусственными подсластителями, ограничивая их прием дозами, утвержденными ВОЗ и другими компетентными организациями в качестве безопасных для здоровья человека. По возможности, нужно ориентироваться даже не на максимально допустимую безопасную дозу, а на 50% от нее. Если для большинства подсластителей максимально допустимой дозой принять 2,0 мг на кг массы тела человека (при 75 кг это составит 150 мг/сут), верхний допустимый показатель индивидуального регулярного повседневного потребления на уровне 50% от нее составит 75 мг. При использовании, например, аспартама такую дозу обеспечивают 4 стандартных пакетика (таблетки) препарата, позволяющие эквивалентно натуральному сахару подсластить 2-3 чашки чая (кофе), что вполне может удовлетворить соответствующую минимальную потребность человека, которому при сахарном диабете (или по другим причинам) нельзя для этого воспользоваться сахаром.
Соблюдение этих простых и доступных каждому человеку рекомендаций позволяет (при медицинской потребности в отказе или ограничении потребления сахара и его натуральных заменителей) использовать для вкусовой альтернативы разрешенные ВОЗ подсластители в качестве безопасной для здоровья взрослых людей пищевой добавки.