Замена фруктозосодержащих подсластителей стевиозидом как решение проблемы «добавленного сахара»: разработки пищевой отрасли

В статье проанализировано современное состояние общего здоровья нации. Рассмотрены основные алиментарно-зависимые заболевания и причины их появления. Объяснен биохимический механизм формирования метаболического синдрома от фруктозосодержащих подсластителей. Дано обоснование использования стевии в создании продуктов функционального назначения, рассмотрены отечественные разработки, связанные с данным направлением.

Ключевые слова: сахар, стевия, стевиозид

Не вызывает сомнения тот факт, что от обеспеченности населения здоровым питанием зависит не только благополучие отдельных людей, но и общества в целом. Но сегодня на мировом уровне над благополучием здоровья стоит проблема болезней цивилизации, значительный вклад в которую вносят нерациональное питание, дефицит продуктов питания, их фальсификации, загрязнение контаминантами. К группе болезней цивилизации относят патологии сердечно-сосудистой, нервной, иммунной, пищеварительной, эндокринной систем. Из них сердечно-сосудистые, онкологические болезни и сахарный диабет прочно заняли ведущие места среди причин смертности, инвалидности и временной нетрудоспособности [1, 4]. Поэтому в России приверженность к здоровому образу жизни у работающего населения следует рассматривать как существенный резерв для сохранения и укрепления трудового потенциала страны [3].

В последнее время в широких научных кругах ведется дискуссия, что одной из причин алиментарно-зависимых заболеваний является излишнее поступление в организм рафинированных продуктов. Более узко, с этим связывают высокое потребление так называемого «добавленного сахара», определяемого как любой фруктозосодержащий подсластитель, поскольку одной из причин прогрессирования распространенности ожирения, сахарного диабета 2-ого типа и сердечно-сосудистой заболеваемости, считается повышенное содержание легкоусвояемых углеводов в продуктах питания. Триада «ожирение + диабет + гипертония» являются проявлениями общего «метаболического синдрома». Данный синдром связывают с депонированием фруктозы [13]. Объясняется это следующей патобиохимической взаимосвязью: повышенное употребление фруктозы приводит к усилению синтеза неэтерифицированных жирных кислот, которые в свою очередь, нарушают передачу сигнала инсулина в клетку и способствуют развитию инсулинорезистентности. Прогрессирование метаболического синдрома отражается на разных органах и системах, например, «печеночный эффект» приводит к интоксикации и развитию неалкогольной жировой болезни печени.

Поэтому сегодня крайне актуально создание продуктов функционального назначения. Одним из направлений таких исследований являются разработки сахаросодержащих продуктов с субституцией сахара-песка на низкоэнергетические компоненты при условии сохранения эквивалентной сладости. Такими компонентами являются сахарозаменители натурального или синтетического происхождения [8].

Считается, что синтетические заменители сахара (аспартам, ацесульфам калия, сахарин, цикламаты и др.) при длительном употреблении оказывают пагубное воздействие на организм человека: провоцируют опухоли, снижают репродуктивную функцию. Однако исследования, проведенные в 2000-х годах, показали абсолютную безвредность и нетоксичность «синтетиков» при их нормальном употреблении [11–12, 14]. Тем не менее, скепсис остается, поэтому на их фоне всегда предпочтительнее использовать в производстве продуктов питания природные заменители сахара.

Большие перспективы среди сахарозаменителей имеет стевия и продукты на ее основе. Парагвайское растение Stevia rebaudiana Bertoni семейства Сложноцветных обладает природной сладостью, обусловленной наличием в ее листьях дитерпеновых гликозидов неуглеводной природы, именуемых «стевиолгликозидами», которые в 250–300 раз слаще сахарозы [4, 7]. Из стевиолгликозидов стевиозид С₃₈H₆₀O₁₈ и ребаудиозид А С₄₄H₇₀O₂₃ имеют наиболее близкие вкусовые профили к сахару, что определяет их использование [7]. Структуры данных стевиолгликозидов изображены на рис. 1.

Все стевиолгликозиды имеют общий агликон и структурно отличаются тремя радикалами. Стевиозид содержит два β-D-глюкопиранозила и один водородный радикал Н•, ребаудиозид А — все три β-D-глюкопиранозила.

Медико-биологические исследования стевиозида показывают, что при его регулярном употреблении нормализуется уровень глюкозы в крови (гипогликемическое воздействие), понижается содержание радионуклидов и холестерина в организме, улучшаются регенерация клеток и коагуляция крови, тормозится рост новообразований, укрепляются кровеносные сосуды и оказывается кардиотоническое действие на сердечно-сосудистую систему (за счет агликона стевиола). Токсичными эффектами стевиозид не обладает, поскольку он и его побочные продукты ни в каких органах не депонируются (окончательно признано ВОЗ в 2006 году). То есть использование продуктов с применением стевии оказывает положительный эффект на организм человека [5, 7]. Поэтому постоянно проектируются новые технологии пищевых продуктов с включением ее в рецептуру.

Известны разработки специализированных мучных кондитерских изделий, напитков со стевией для больных сахарным диабетом. В Ставропольском государственном аграрном университете разработали хлебобулочные изделия с добавкой «Стевия-ВИТ». В опытные образцы добавляли измельченную стевию в количестве 0,5–2 % по отношению к массе муки в тесте. Помимо приобретения конечным продуктом лечебно-профилактических свойств, улучшились функционально-технологические свойства теста — подъемная сила и бродильная активность дрожжей возросли в 1,7 раз [5].

В Южно-Уральском государственном университете проводятся исследования по разработке песочного печенья со стевиозидом. В рецептуре полностью заменяется сахар, при этом, поскольку сахар-песок выполняет функцию пластификатора, связывая и удерживая влагу в тесте, дополнительно вводится овсяная мука в количестве 30 % от массы пшеничной муки (β-глюкан овсяной муки является реологическим фактором теста). В результате использование стевиозида приводит к существенному снижению общего сахара в исследуемом печенье с 28,5 до 8–9 %, а овсяная мука дополнительно обогащает изделие полезными микронутриентами (витаминами — В₁, В₂, РР, минеральными веществами — К, Mg, P) [9].

В Краснодарском НИИ хранения и переработки сельскохозяйственной продукции РАСХН проводят исследования по разработке маринадов плодовых и овощных, консервов «Горошек зеленый», «Кукуруза сахарная консервированная» со стевией. Клинические испытания показали, что продукция имеет гипокликемический эффект. Там же разрабатывают технологию производства «тихих» полусладких, крепленых и десертных, а также газированных вин с использованием стевии [4].

Кисломолочное направление также актуально. В Мичуринском государственном аграрном университете проектируют рецептуры обогащенных сывороточных напитков, в том числе с экстрактом стевии (10 % от массы творожной сыворотки). В результате продукт обладает функциональной направленностью [10].

В Южно-Уральском государственном университете разрабатываются сладкие творожные продукты «Кызыл эремсек» (красный творог) для диабетиков. Стевиозид (в виде добавки Е960) вносится во время томления и выпаривания творожно-молочной смеси. Органолептический максимум продуктов наблюдается при дозе стевиозида в количестве 0,05 % от массы продукта. В продукте сохраняются органолептические показатели на 23 сутки, замедляется рост титруемой кислотности и патогенной микрофлоры в сравнении со сладким творогом, в рецептуре которого содержится 10 % сахара. Снижение интенсивности органолептических, физико-химических и микробиологических изменений доказывает наличие у стевиозида природных консервирующих свойств [2].

В Ставропольском государственном аграрном университете расширяют ассортимент молочного пищевого сегмента путем создания продуктов с листьями стевии. Например, разработана технология слоеного творожно-сыворочного десерта «Творожель». В технологии используется вытяжка сухой листостебельной массы стевии, экстрагированная сывороткой, оставшейся от коагулированного ранее творога. Продукт ориентирован на категорию потребителей, страдающих диабетом, ожирением, а также позиционируется как десерт геродиетического питания из-за минимального содержания сахарозы [6].

Резюмируя, можно сделать заключение, что замена подсластителей, содержащих фруктозу, на экстракты стевии является очень перспективной областью пищевого проектирования и фактором укрепления здоровья нации. Помимо эксплицитного медико-биологического и вкусового проявления стевиолгликозидов, листья сушеной стевии и пищевые добавки в виде стевиозида могут также обладать иными латентными функционально-технологическими и консервирующими свойствами, что, несомненно, может определять ее использование в технологии производства продуктов питания.

Литература:

1. Агаджанян Н. А. Болезни цивилизации / Н. А. Агаджанян, А. Я. Чижов, Т. А. Ким // Экология человека. — 2003. — № 4. — С. 8–11.
2. Альхамова Г. К. Влияние стевиозида на потребительские свойства творожного продукта функционального назначения: автореферат дис. канд. техн. наук / Г. К. Альхамова. — Кемерово, 2013. — 20 с.
3. Буланов В. Е. Значимость здорового образа жизни для работников производственной сферы в современных условиях / В. Е. Буланов // Социальные аспекты здоровья населения. — 2015. — Т. 41, № 1. — С. 14–22.
4. Диетические продукты для больных диабетом и сердечно-сосудистыми заболеваниями / Г. Н. Павлова и др. // Пищевые ингредиенты. Сырье и добавки. — 2005. — № 1. — С. 35–36.
5. Жижкун В. С. Оценка технологической эффективности добавки биологического происхождения / В. С. Жижкун // Приоритетные направления развития пищевой индустрии: сборник научных статей. — Ставрополь, 2016. — С. 241–243.
6. Комбинированный молочно-растительный десерт с экстрактом стевии / В. И. Трухачев, О. В. Сычева, Г. П. Стародубцева и др. // Вестник АПК Ставрополья. — 2012. — № 2 (6). — С. 36–39.
7. Петров С. М. Натуральный функциональный продукт на основе сахара и стевиолгликозидов / С. М. Петров, Н. М. Подгорнова // Пищевая промышленность. — 2015. — № 1. — С. 14–18.
8. Петров С. М. Сахар или сахарозаменители? / С. М. Петров, Н. М. Подгорнова // Сахар. — 2013. — № 11. — С. 33–36.
9. Рущиц А. А. Исследование потребительских свойств песочного печенья с сахарозаменителем / А. А. Рущиц // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Пищевые и биотехнологии. — 2015. — Т. 3. № 1. — С. 45–50.
10. Сухарева Т. Н. Ресурсосберегающая технология обогащенного растительными компонентами напитка / Т. Н. Сухарева, И. В. Сергиенко // Приоритетные направления развития пищевой индустрии: сборник научных статей. — Ставрополь, 2016. — С. 552–554.
11. Aspartame: a safety evaluation based on current use levels, regulations, and toxicological and epidemiological studies / B. A. Magnuson, G. A. Burdock, J. Doullet al. // Critical Reviews in Toxicology. — 2007. — V. 37 (8). — P. 629–727.
12. Cyclamate intake and cyclohexylamine excretion are not related to male fertility in humans / L. Serra-Majem, L. Bassas, R. García-Glosaset al. // Food Additives & Contaminants. — 2003. — V. 20 (12). — P. 1097–1104.
13. Endogenous fructose production and metabolism in the liver contributes to the development of metabolic syndrome / M. A. Lanaspa, T. Ishimoto, N. Li et al. // Nature Communications 4:2434 doi: 10.1038/ncomms3434. — 2013.
14. Removal of Saccharin and Its Salts from the Lists of Hazardous Constituents / Summary of Resource Conservation and Recovery Act State Authorization Rule Checklist 225. –EPA (United States Environmental Protection Agency), 2010.