ТИПОЛОГІЯ ЦУКРОЗАМІННИКІВ
Термін «цукор» включає тільки сахарозу, яка є стандартом чистоти смаку і солодощі. Всі інші речовини, що мають солодкий смак, називають замінниками цукру або підсолоджувачами (sweeteners).
Вуглеводи та поліоли
За останні десятиліття відбувається інтенсивне зростання виробництва замінників цукру, особливо вуглеводної групи, зокрема інвертованих та крохмальних сиропів. При загальносвітовому обсязі виробництва цукру близько 130 млн. т загальний виробіток замінників цукру становить до 15-20 млн. т цукрового еквівалента. Це призвело до відносного зниження споживання сахарози у чистому вигляді з цукрових буряків та очерету.
Заміна сахарози іншими речовинами пов'язана з її високою питомою енергією та легкою засвоюваністю. Відомо, що при надмірних дозах вживання, у тому числі і вигляді цукристих продуктів (цукерок, шоколаду, варення, пастили та ін), особливо при низькій фізичній активності, сахароза може призвести до тяжких порушень вуглеводного та жирового обміну. Вона сприяє розвитку захворювань, пов'язаних із надмірною калорійністю раціону (цукровий діабет, атеросклероз та ін.). Крім того, сахароза є одним із патогенних факторів карієсу зубів.
До замінників цукру пред'являються такі основні вимоги:
- якість солодощі не повинна відрізнятися від якості солодощі сахарози; - чистий приємний солодкий смак, що виявляється без затримки і не відчувається довго; - відсутність кольору та запаху; 5>- нетоксичність, повне виведення з організму; - хороша розчинність у воді; - хімічна та термічна стійкість.
Одиницею виміру солодощі є SES (sweetness equivalency ofsaccharose - насолода, еквівалентна сахарозі). Солодкість сахарози прирівняна до 1. З більш ніж 150 відомих замінників цукру близько 50 мають SES менше 1, близько 40 - солодше сахарози до 50 разів, близько 40 - від 50 до 500 разів, більше 30 - солодше більш ніж 500 разів.
Існують різні класифікації солодких речовин: наприклад, за походженням (натуральні та штучні), за рівнем солодощі (з високим та низьким цукровим еквівалентом), за калорійністю (висококалорійні, низькокалорійні, некалорійні), за хімічною будовою. Ми вважаємо за краще ставити в основу хімічну будову цукрозамінників, оскільки вона найбільше визначає і калорійність, і ступінь солодощі, і основні особливості використання конкретного підсолоджувача.
Вуглеводи - замінники цукру
Моносахариди
Найважливішими моносахаридами є глюкоза, фруктоза, ксилоза, сорбоза, галактоза та манноза. Більшість моносахаридів одержують у кристалічному вигляді, деякі – у вигляді сиропу.
Глюкоза (від грецького glykys – солодкий). Глюкозу називають ще "виноградний цукор", оскільки саме у винограді вона міститься у значній кількості у вільному вигляді, а також входить до складу інших плодів і ягід, бджолиного меду. У природі глюкоза зустрічається як складова складних високомолекулярних сполук, таких, як крохмаль, клітковина та ін. Поряд з фруктозою глюкоза є складовою сахарози. Солодощі глюкози 0,74.
У світі налічується понад 50 спеціалізованих підприємств із вироблення глюкози, 35 з яких розташовані в Європі. Глюкоза застосовується не тільки як замінник цукру, але і як покращувач смаку та товарного виду харчових продуктів. У кондитерській промисловості глюкозу використовують для виготовлення м'яких цукерок,праліне, десертних сортів шоколаду, вафель, тортів, дієтичних та інших виробів.
Так як глюкоза не маскує аромату та смаку, вона широко використовується при виробництві фруктових консервів, заморожених фруктів, морозива, алкогольних та безалкогольних напоїв. Застосування глюкози в хлібопеченні покращує умови бродіння, сприяє утворенню красивої золотисто-коричневої кірки, рівномірної пористості та гарного смаку. Кристалічну глюкозу доцільно використовувати для харчування хворих, поранених, одужуючих та людей, які працюють з великими навантаженнями.
В останні десятиліття велике поширення набуло виробництва глюкозно-фруктозних сиропів (ГФС). При цьому глюкоза частково перетворюється потім на фруктозу, при цьому може досягатися різне співвідношення глюкози і фруктози. Теоретично початковий вихід глюкози становить 97 на 100 частин крохмалю. Технічну глюкозу виробляють у невеликих кількостях кислотним гідролізом низькоякісного картопляного, кукурудзяного або іншого зернового крохмалю, призначеного для технічних цілей.
Якщо взяти розчин, що містить сахарозу та глюкозу у співвідношенні 10:1, то шляхом згущення його та подальшого швидкого охолодження можна отримати білу масу - помадний цукор. При висушуванні цієї маси одержують порошкоподібний помадний цукор, що складається з дрібних кристалів сахарози та інвертного цукру. При змішуванні порошкоподібного цукру із водою утворюється паста. Помадний цукор знаходить все більшого поширення в кондитерській промисловості при виробництві шоколаду, начинок для м'яких цукерок та ін.
Фруктоза (фруктовий цукор) є найсолодшою представницею природних цукрів, насолода її становить 1,73. Оскільки розчини фруктози надаютьлівообертальну дію на поляризоване світло, її ще називають левульозою.
При обміні речовин в організмі людини фруктоза поряд із сахарозою є джерелом енергії. За калорійністю рівна сахарозі, фруктоза ефективно засвоюється людським організмом і може бути використана діабетиками як щоденний компонент їжі в межах 0,5-1 г на 1 кг маси людини за винятком випадків спадкової несприйнятливості, що рідко зустрічаються до фруктози. Застосування фруктози хворими на цукровий діабет дозволяє знизити дози інсуліну.
Дослідження показали корисність фруктози для здорових людей у прояві тонізуючого ефекту, а також людей, які мають велике фізичне навантаження. Після прийому фруктози при фізичному навантаженні втрата м'язового глікогену (джерела енергії для організму) наполовину менша, ніж після глюкози. Тому продукти із фруктозою мають велику популярність серед спортсменів, водіїв автомобілів тощо. Добре впливає метаболізм (розщеплення) алкоголю.
У світі налічується понад 20 підприємств із виробництва фруктози, з них більшість розміщені в Європі та Китаї. Світове виробництво кристалічної фруктози становить близько 150 тис. т на рік.
Ще в середині минулого століття робилися спроби одержання кристалічної фруктози безпосередньо з цукрози, але далі лабораторних дослідів це не пішло. Отримання фруктози шляхом гідролізу сахарози у промислових масштабах стало можливим завдяки застосуванню іоннообмінної технології, розробленої фінською фірмою "Суомен Сокері". Залежно від технологічної схеми для отримання 1 кг кристалічної фруктози, за цим методом необхідно 2,1 або 1,5 кг сахарози.