Зміст:
Введення ................................................. .................................................. ................ 3
1. Літературний огляд ................................................ ..................................... 7
1.1. Історія появи замінників цукру ........................................... 7
1.2. Види замінників цукру ............................................... .................. 10
1.3. Корисні властивості та недоліки замінників цукру .................. 16
2. Мета і завдання експерименту .............................................. ........................ 23
2.1. Мета експерименту ................................................ ............................ 23
2.2. Завдання експерименту ................................................ ........................ 24
3. Експериментальна частина ................................................ ........................... 26
4. Опис апаратурно-технологічної схеми виробництва
безалкогольних напоїв ................................................ ........................... 56
Висновок ................................................. .................................................. .......... 60
Список літератури ................................................ ................................................ 63
Необхідними компонентами для організму є вуглеводи, які потрапляють з рослинною їжею, у тому числі і з хлібом. Вуглеводи служать основним джерелом енергії. Понад 56% енергії організм отримує за рахунок вуглеводів, іншу частину - за рахунок білків і жирів.
Для діяльності головного мозку єдиним постачальником енергії є глюкоза. Вуглеводи виявляються в усіх без винятку органах і тканинах. Вони входять до складу оболонок клітин і субклітинних утворень, беруть участь в утворенні багатьох найважливіших речовин.
Вуглеводи мають здатність накопичуватися в організмі у вигляді глікогену в печінці і м'язах.
В'язкі секрети, які виділяються різними залозами, також багаті вуглеводами. Вони оберігають стінки органів (стравохід, кишки, шлунок, бронхи і т.д.) від проникнення патогенних мікробів, механічних і термічних ушкоджень. По хімічній природі вуглеводи є органічними речовинами, до складу яких входять вуглець, кисень і водень.
У залежності від складності будови, розчинності, швидкості засвоєння і використання для глікогенообразованія вуглеводи харчових продуктів поділяються на прості вуглеводи: моносахариди (глюкоза, фруктоза, галактоза), дисахариди (сахароза, лактоза, мальтоза) і складні вуглеводи, або полісахариди (крохмаль, глікоген, пектинові речовини, клітковина).
Найбільш поширений моносахарид - глюкоза - міститься у багатьох плодах і ягодах, а також утворюється в організмі в результаті розщеплення дисахаридів і крохмалю їжі. Глюкоза найбільш швидко і легко використовується в організмі для утворення глікогену, для живлення тканин мозку, працюючих м'язів (у тому числі серцевого м'яза), для підтримки необхідного рівня цукру в крові й створення запасів глікогену печінки. Вона є ефективним засобом підтримки живлення післяопераційних, ослаблених і інших тяжкохворих. У всіх випадках при великому фізичному напруженні глюкоза може використовуватися як джерело енергії.
Фруктоза має ті ж властивості, що й глюкоза, і може розглядатися як цінний, легкозасвоюваний цукор. Однак, вона повільніше засвоюється в кишечнику і, потрапляючи в кров, швидко покидає кров'яне русло. Фруктоза в значній кількості (до 70-80%) затримується в печінці і не викликає перенасичення крові цукром. У печінці фруктоза більш легко перетворюється в глікоген в порівнянні з глюкозою. Іншою властивістю фруктози є порівняно невисока стійкість, у результаті чого фруктоза починає частково змінюватися, вже при тривалому кип'ятінні. Фруктоза засвоюється краще сахарози і відрізняється більшою, солодкістю. Висока солодкість фруктози дозволяє використовувати менші її кількості для досягнення необхідного рівня солодощі продуктів і таким чином знизити загальне споживання цукрів, що має значення при побудові харчових раціонів обмеженою калорійності.
Надлишок сахарози впливає на жировий обмін, посилюючи жирообразование. Встановлено, що при надмірному надходженні цукру посилюється перетворення в жир всіх харчових речовин (крохмалю, жиру, частково і білка). Таким чином, кількість надходить цукру, може служити певною мірою чинником, який регулює жировий обмін. Рясне споживання цукру призводить до порушення обміну холестерину і підвищення його рівня в сироватці крові. Надлишок цукру негативно позначається на функції кишкової мікрофлори. При цьому підвищується питома вага гнильних процесів у кишечнику, розвивається метеоризм. Встановлено, що в найменшій мірі ці недоліки проявляються при споживанні фруктози. Основними джерелами фруктози є фрукти і ягоди. Глюкоза і фруктоза широко представлені в меді: вміст глюкози сягає 36,2%, фруктози - 37,1%. У кавунах весь цукор представлений фруктозою, кількість якої становить 8%. Третій моносахарид - галактоза - у вільному вигляді в харчових продуктах не зустрічається. Галактоза є продуктом розщеплення основного вуглеводу молока - лактози.
Тема дипломної роботи «Огляд ринку замінників цукру, що випускаються вітчизняною промисловістю і надходять по імпорту та розробка рекомендацій щодо їх застосування» актуальна, тому що 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. тонн спільне вироблення замінників становить до 15-20 млн. тонн цукрового еквівалента. Це призвело до відносного зниження споживання сахарози в чистому вигляді, одержуваної з цукрових буряків та тростини.
Заміна сахарози іншими речовинами пов'язана з її високою питомою енергією і легкою засвоюваністю, що при надмірних дозах вживання, в тому числі і у вигляді цукристих продуктів (цукерок, шоколаду, варення, пастили і ін), особливо при низькій фізичної активності, може призвести до важких порушень вуглеводного та жирового обміну, сприяти розвитку захворювань, пов'язаних з надмірною калорійністю раціону (цукровий діабет, атеросклероз і ін), і появі карієсу зубів Основні вимоги, які пред'являються до замінників цукру:
· Якість солодощі замінників не повинно відрізнятися від якості солодощі сахарози;
· Чистий, приємний солодкий смак, що виявляється без затримки і не відчуватиметься довго;
· Відсутність кольору і запаху;
· Фізіологічна нешкідливість (неканцерогенно);
· Нетоксичність, повне виведення з організму;
· Хороша розчинність у воді;
· Хімічна та термічна стійкість.
Мета даної роботи - провести детальний огляд ринку замінників цукру, що випускаються вітчизняною промисловістю і надходять по імпорту та розробка рекомендацій щодо їх застосування.
Для того, щоб поставлена мета була розкрита необхідно структурувати матеріал по темі у відповідності до завдань дослідження:
- Вивчити історію появи замінників цукру;
- Розглянути види замінників цукру;
- Виявити корисні властивості та недоліки замінників цукру;
- Визначити мету і завдання експерименту.
Мета експерименту - вивчити профіль солодощі в порівнянні до сахарози, розчинність у воді, розчинність з органічними кислотами, утворення опадів.
Завдання експерименту:
- Вивчити хімічні, фізичні властивості фруктози, глюкози і аспартама;
- Розглянути розчинність фруктози, глюкози і аспартама у воді;
- Розкрити їх розчинність з органічними кислотами;
- Виявити утворення опадів фруктози, глюкози і аспартама.
Об'єктами нашого дослідження були: фруктоза, глюкоза і аспартам.
Зараз, через багато років після випадкового відкриття Фальберг, попит на підсолоджувачі великий як ніколи. Адже багато Сахарозаменители не мають енергетичної цінності. До того ж вони дуже економічні: один пластиковий контейнер заміняє від 6 до 12 кг цукрового піску.
Однак у 70-ті роки минулого століття після дослідів на тваринах стало ясно, що сахарин провокує рак сечового міхура у щурів. Сахарин миттєво потрапив в "чорні списки". Він був заборонений до вживання в Америці і більшості європейських країн. Деякий виправдання сахарину відбулося півтора десятиліття по тому, однак у Канаді цей замінник до цих пір знаходиться на нелегальному становищі, а у всіх інших державах він дозволений до продажу з позначкою "Викликає рак у лабораторних тварин".
Потім були відкриті цикламати, тобто натрієві і калієві солі Цикламова кислоти.
Кар'єра цикламатом почалася з великого скандалу: весь клас речовин оголосили повільно діючою отрутою. Лише нещодавно продаж цикламатом була дозволена в Європейському союзі. Однак у Франції, Великобританії та США ця речовина до цих пір офіційно заборонено до виробництва та вживання. У Росії ж цей замінник був оглянутий Міністерством охорони здоров'я і пройшов перевірку. Фахівці не рекомендують використовувати цикламати вагітним жінкам, дітям і людям, страждаючим нирковою недостатністю.
Взагалі ж існує допустима денна доза цього підсолоджувача: 11 мг на кілограм ваги тіла на добу.
Цикламати найчастіше використовують у дуеті з сахарином. Найпопулярніші торгові найменування цієї "солодкої парочки" - "Цуклі", "Сусли", "Мілфорд" і "Діамант".
Третій відомий підсолоджувач - аспартам, синтезований у 70-х роках компанією "Monosanto".
Аспартам небезпечний: вважається, що він потенційний канцероген, і до аспартаму дуже підозріло ставляться в європейських державах. Лікарі не рекомендують аспартам дітям і підліткам. Але! Цей замінник добре розчинний у воді, і тому він став основою смаку всіх "полегшених" ("лайт") лимонадів. Залишається сподіватися, що помірна кількість такої "газованої води" шкоди не завдасть.
На етикетках аспартам, зазвичай, маскується під абревіатурою Е 951. Також продукт з аспартамом забезпечений написом, що забороняє цю продукцію хворим на фенілкетонурію. Це вроджене захворювання, яке супроводжується непереносимістю фенілаланіну, що міститься в аспартамі. Цей замінник рідко використовується в чистому вигляді. Найчастіше його змішують з ацесульфамом К, який належить до нового покоління замінників цукру. Вважається, що цей "букет" хімічних речовин максимально наближений до смаку натурального цукру.
Самим безпечним замінником є сукралоза, яка була синтезована в 1976 році в Англії.
Фахівці стверджують, що її прийом безпечний не тільки для звичайного контингенту, але і для вагітних жінок і дітей молодшої вікової групи. Максимальна денна доза становить 5 мг на 1 кг ваги.
Сукралоза в 600 разів солодше цукру, і тому смаковий ефект досягається за допомогою мінімальних кількостей цього підсолоджувача. Незважаючи на ці якості, сукралоза майже не використовується в харчовій промисловості і порівняно рідко зустрічається на прилавках російських аптек. Цей замінник є найдорожчим.
Треба сказати, що серед лікарів існує така точка зору, що цукрозамінники взагалі небезпечні, тому що порушують нормальний обмін речовин. І хоча експериментатори збиваються з ніг, намагаючись довести, що підсолоджувачі не беруть участь в обміні речовин, справляючи враження виключно на смакові сосочки мовою, від зловживання підсолоджувачами слід утриматися.
Невеликі кількості традиційних солодощів більш безпечні, ніж "хімічні" таблетки.
Масштаб застосування цукрозамінників вражає. В одному тільки 1995 р. і тільки сахарину і його солей було використано у світі близько 28000 тонн.
Сімейство замінників цукру, дозволених для застосування в харчуванні населення Росії, досить численне. Крім сахарину і його солей, воно включає аспартам, Цикламова кислоту та її солі (цикламати), сукралозу, стевіозид, неогесперідін і т.д. Їх застосування дозволене спеціальним документом, затвердженим у 1996 р. (СанПін 2.3.2.560-96). Всі вони - харчові добавки з відповідною добовою дозою, рекомендованої фахівцями. Особливо треба підкреслити, що всі подстластітелі, рекомендовані до застосування, ретельно вивчалися в нашій країні і за кордоном. Результати цих досліджень неодноразово обговорювалися на засіданнях спеціальних комітетів експертів - адже мова йде про речовини, широко застосовуються населенням, причому, найчастіше, тими з нас, хто не завжди може похвалитися хорошим здоров'ям. У 1999 р., група експертів Міжнародного агентства з вивчення раку (Ліон) - спеціалізованої установи Всесвітньої організації охорони здоров'я - провела аналіз результатів досліджень, присвячених вивченню канцерогенних властивостей сахарину і його солей, а також цикламатом. Наскільки серйозним було обговорення питання свідчить хоча б список наукових публікацій, присвячених сахарину і ретельно проаналізованих експертами, - він займає сімнадцять з половиною сторінок! Висновок експертів був однозначним: немає підстав вважати сахарин, його солі, а також цикламати небезпечними в канцерогенний відношенні для людини. Аналогічний висновок був свого часу зроблено і щодо інших замінників цукру, дозволених до застосування.
Для кожного цукрозамінника визначений свій добовий, абсолютно безпечний для здоров'я рівень споживання (наприклад, для сахарину він дорівнює 5 мг / кг маси тіла, для цикламатом - 11 мг / кг).
Існуюча в країні система контролю Департаменту держсанепіднагляду МОЗ Росії, включаючи гігієнічну сертифікацію продуктів на основі цукрозамінників, гарантує здоров'я та безпечне їх використання як хворим на цукровий діабет і страждають ожирінням, так і людям, які ведуть здоровий спосіб життя.
Штучні підсолоджувачі поділяються на дві категорії. І хоча в основної маси замінників цукру (манітол, сорбіт, ксиліт і гідрогенізований сироп глюкози) та ж калорійність, що й у цукру, і вони здатні замінювати його в багатьох продуктах, організмом такі підсолоджувачі засвоюються гірше. Введення ................................................. .................................................. ................ 3
1. Літературний огляд ................................................ ..................................... 7
1.1. Історія появи замінників цукру ........................................... 7
1.2. Види замінників цукру ............................................... .................. 10
1.3. Корисні властивості та недоліки замінників цукру .................. 16
2. Мета і завдання експерименту .............................................. ........................ 23
2.1. Мета експерименту ................................................ ............................ 23
2.2. Завдання експерименту ................................................ ........................ 24
3. Експериментальна частина ................................................ ........................... 26
4. Опис апаратурно-технологічної схеми виробництва
безалкогольних напоїв ................................................ ........................... 56
Висновок ................................................. .................................................. .......... 60
Список літератури ................................................ ................................................ 63
Введення
Російський учений К. А. Тімірязєв писав: «Давно помічено, що ми не звертаємо уваги на самі чудові факти тільки тому, що вони занадто звичайні. Чи багатьом, дійсно, приходить в голову, що шмат хліба, добре спеченого пшеничного хліба ... становить одне з найбільших винаходів людського розуму ».Необхідними компонентами для організму є вуглеводи, які потрапляють з рослинною їжею, у тому числі і з хлібом. Вуглеводи служать основним джерелом енергії. Понад 56% енергії організм отримує за рахунок вуглеводів, іншу частину - за рахунок білків і жирів.
Для діяльності головного мозку єдиним постачальником енергії є глюкоза. Вуглеводи виявляються в усіх без винятку органах і тканинах. Вони входять до складу оболонок клітин і субклітинних утворень, беруть участь в утворенні багатьох найважливіших речовин.
Вуглеводи мають здатність накопичуватися в організмі у вигляді глікогену в печінці і м'язах.
В'язкі секрети, які виділяються різними залозами, також багаті вуглеводами. Вони оберігають стінки органів (стравохід, кишки, шлунок, бронхи і т.д.) від проникнення патогенних мікробів, механічних і термічних ушкоджень. По хімічній природі вуглеводи є органічними речовинами, до складу яких входять вуглець, кисень і водень.
У залежності від складності будови, розчинності, швидкості засвоєння і використання для глікогенообразованія вуглеводи харчових продуктів поділяються на прості вуглеводи: моносахариди (глюкоза, фруктоза, галактоза), дисахариди (сахароза, лактоза, мальтоза) і складні вуглеводи, або полісахариди (крохмаль, глікоген, пектинові речовини, клітковина).
Найбільш поширений моносахарид - глюкоза - міститься у багатьох плодах і ягодах, а також утворюється в організмі в результаті розщеплення дисахаридів і крохмалю їжі. Глюкоза найбільш швидко і легко використовується в організмі для утворення глікогену, для живлення тканин мозку, працюючих м'язів (у тому числі серцевого м'яза), для підтримки необхідного рівня цукру в крові й створення запасів глікогену печінки. Вона є ефективним засобом підтримки живлення післяопераційних, ослаблених і інших тяжкохворих. У всіх випадках при великому фізичному напруженні глюкоза може використовуватися як джерело енергії.
Фруктоза має ті ж властивості, що й глюкоза, і може розглядатися як цінний, легкозасвоюваний цукор. Однак, вона повільніше засвоюється в кишечнику і, потрапляючи в кров, швидко покидає кров'яне русло. Фруктоза в значній кількості (до 70-80%) затримується в печінці і не викликає перенасичення крові цукром. У печінці фруктоза більш легко перетворюється в глікоген в порівнянні з глюкозою. Іншою властивістю фруктози є порівняно невисока стійкість, у результаті чого фруктоза починає частково змінюватися, вже при тривалому кип'ятінні. Фруктоза засвоюється краще сахарози і відрізняється більшою, солодкістю. Висока солодкість фруктози дозволяє використовувати менші її кількості для досягнення необхідного рівня солодощі продуктів і таким чином знизити загальне споживання цукрів, що має значення при побудові харчових раціонів обмеженою калорійності.
Надлишок сахарози впливає на жировий обмін, посилюючи жирообразование. Встановлено, що при надмірному надходженні цукру посилюється перетворення в жир всіх харчових речовин (крохмалю, жиру, частково і білка). Таким чином, кількість надходить цукру, може служити певною мірою чинником, який регулює жировий обмін. Рясне споживання цукру призводить до порушення обміну холестерину і підвищення його рівня в сироватці крові. Надлишок цукру негативно позначається на функції кишкової мікрофлори. При цьому підвищується питома вага гнильних процесів у кишечнику, розвивається метеоризм. Встановлено, що в найменшій мірі ці недоліки проявляються при споживанні фруктози. Основними джерелами фруктози є фрукти і ягоди. Глюкоза і фруктоза широко представлені в меді: вміст глюкози сягає 36,2%, фруктози - 37,1%. У кавунах весь цукор представлений фруктозою, кількість якої становить 8%. Третій моносахарид - галактоза - у вільному вигляді в харчових продуктах не зустрічається. Галактоза є продуктом розщеплення основного вуглеводу молока - лактози.
Тема дипломної роботи «Огляд ринку замінників цукру, що випускаються вітчизняною промисловістю і надходять по імпорту та розробка рекомендацій щодо їх застосування» актуальна, тому що 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. тонн спільне вироблення замінників становить до 15-20 млн. тонн цукрового еквівалента. Це призвело до відносного зниження споживання сахарози в чистому вигляді, одержуваної з цукрових буряків та тростини.
Заміна сахарози іншими речовинами пов'язана з її високою питомою енергією і легкою засвоюваністю, що при надмірних дозах вживання, в тому числі і у вигляді цукристих продуктів (цукерок, шоколаду, варення, пастили і ін), особливо при низькій фізичної активності, може призвести до важких порушень вуглеводного та жирового обміну, сприяти розвитку захворювань, пов'язаних з надмірною калорійністю раціону (цукровий діабет, атеросклероз і ін), і появі карієсу зубів Основні вимоги, які пред'являються до замінників цукру:
· Якість солодощі замінників не повинно відрізнятися від якості солодощі сахарози;
· Чистий, приємний солодкий смак, що виявляється без затримки і не відчуватиметься довго;
· Відсутність кольору і запаху;
· Фізіологічна нешкідливість (неканцерогенно);
· Нетоксичність, повне виведення з організму;
· Хороша розчинність у воді;
· Хімічна та термічна стійкість.
Мета даної роботи - провести детальний огляд ринку замінників цукру, що випускаються вітчизняною промисловістю і надходять по імпорту та розробка рекомендацій щодо їх застосування.
Для того, щоб поставлена мета була розкрита необхідно структурувати матеріал по темі у відповідності до завдань дослідження:
- Вивчити історію появи замінників цукру;
- Розглянути види замінників цукру;
- Виявити корисні властивості та недоліки замінників цукру;
- Визначити мету і завдання експерименту.
Мета експерименту - вивчити профіль солодощі в порівнянні до сахарози, розчинність у воді, розчинність з органічними кислотами, утворення опадів.
Завдання експерименту:
- Вивчити хімічні, фізичні властивості фруктози, глюкози і аспартама;
- Розглянути розчинність фруктози, глюкози і аспартама у воді;
- Розкрити їх розчинність з органічними кислотами;
- Виявити утворення опадів фруктози, глюкози і аспартама.
Об'єктами нашого дослідження були: фруктоза, глюкоза і аспартам.
1. Літературний огляд
1.1. Історія появи замінників цукру
Першим замінником цукру став сахарин, який був синтезований в 1879 році російським емігрантом Фальберг. Нове речовина мало дивовижною якістю: воно було в 450 разів солодше цукру. США, що стали першопрохідцями в освоєнні замінників цукру, мають столітній досвід вживання сахарину. Одного разу за обідом він звернув увагу на незвичайний смак хліба - той був солодким. Але домашні жодної солодощі не відчували. Тоді Фальберг зрозумів: солодкий не хліб, а його пальці - до обіду вчений возився з препаратом зі страшною назвою сульфамінбензойная кислота. Після трапези винахідник помчав до лабораторії перевірити здогад. Припущення підтвердилося: сполуки сульфамінбензойной кислоти дійсно були дивовижно солодкими. Так був синтезований сахарин. Хімічна речовина з такими властивостями нагоді дуже швидко: під час Першої світової війни цукру катастрофічно не вистачало. На початку 20-х Наркомздрав дозволив проводити сахарин в нашій країні.Зараз, через багато років після випадкового відкриття Фальберг, попит на підсолоджувачі великий як ніколи. Адже багато Сахарозаменители не мають енергетичної цінності. До того ж вони дуже економічні: один пластиковий контейнер заміняє від 6 до 12 кг цукрового піску.
Однак у 70-ті роки минулого століття після дослідів на тваринах стало ясно, що сахарин провокує рак сечового міхура у щурів. Сахарин миттєво потрапив в "чорні списки". Він був заборонений до вживання в Америці і більшості європейських країн. Деякий виправдання сахарину відбулося півтора десятиліття по тому, однак у Канаді цей замінник до цих пір знаходиться на нелегальному становищі, а у всіх інших державах він дозволений до продажу з позначкою "Викликає рак у лабораторних тварин".
Потім були відкриті цикламати, тобто натрієві і калієві солі Цикламова кислоти.
Кар'єра цикламатом почалася з великого скандалу: весь клас речовин оголосили повільно діючою отрутою. Лише нещодавно продаж цикламатом була дозволена в Європейському союзі. Однак у Франції, Великобританії та США ця речовина до цих пір офіційно заборонено до виробництва та вживання. У Росії ж цей замінник був оглянутий Міністерством охорони здоров'я і пройшов перевірку. Фахівці не рекомендують використовувати цикламати вагітним жінкам, дітям і людям, страждаючим нирковою недостатністю.
Взагалі ж існує допустима денна доза цього підсолоджувача: 11 мг на кілограм ваги тіла на добу.
Цикламати найчастіше використовують у дуеті з сахарином. Найпопулярніші торгові найменування цієї "солодкої парочки" - "Цуклі", "Сусли", "Мілфорд" і "Діамант".
Третій відомий підсолоджувач - аспартам, синтезований у 70-х роках компанією "Monosanto".
Аспартам небезпечний: вважається, що він потенційний канцероген, і до аспартаму дуже підозріло ставляться в європейських державах. Лікарі не рекомендують аспартам дітям і підліткам. Але! Цей замінник добре розчинний у воді, і тому він став основою смаку всіх "полегшених" ("лайт") лимонадів. Залишається сподіватися, що помірна кількість такої "газованої води" шкоди не завдасть.
На етикетках аспартам, зазвичай, маскується під абревіатурою Е 951. Також продукт з аспартамом забезпечений написом, що забороняє цю продукцію хворим на фенілкетонурію. Це вроджене захворювання, яке супроводжується непереносимістю фенілаланіну, що міститься в аспартамі. Цей замінник рідко використовується в чистому вигляді. Найчастіше його змішують з ацесульфамом К, який належить до нового покоління замінників цукру. Вважається, що цей "букет" хімічних речовин максимально наближений до смаку натурального цукру.
Самим безпечним замінником є сукралоза, яка була синтезована в 1976 році в Англії.
Фахівці стверджують, що її прийом безпечний не тільки для звичайного контингенту, але і для вагітних жінок і дітей молодшої вікової групи. Максимальна денна доза становить 5 мг на 1 кг ваги.
Сукралоза в 600 разів солодше цукру, і тому смаковий ефект досягається за допомогою мінімальних кількостей цього підсолоджувача. Незважаючи на ці якості, сукралоза майже не використовується в харчовій промисловості і порівняно рідко зустрічається на прилавках російських аптек. Цей замінник є найдорожчим.
Треба сказати, що серед лікарів існує така точка зору, що цукрозамінники взагалі небезпечні, тому що порушують нормальний обмін речовин. І хоча експериментатори збиваються з ніг, намагаючись довести, що підсолоджувачі не беруть участь в обміні речовин, справляючи враження виключно на смакові сосочки мовою, від зловживання підсолоджувачами слід утриматися.
Невеликі кількості традиційних солодощів більш безпечні, ніж "хімічні" таблетки.
Масштаб застосування цукрозамінників вражає. В одному тільки 1995 р. і тільки сахарину і його солей було використано у світі близько 28000 тонн.
Сімейство замінників цукру, дозволених для застосування в харчуванні населення Росії, досить численне. Крім сахарину і його солей, воно включає аспартам, Цикламова кислоту та її солі (цикламати), сукралозу, стевіозид, неогесперідін і т.д. Їх застосування дозволене спеціальним документом, затвердженим у 1996 р. (СанПін 2.3.2.560-96). Всі вони - харчові добавки з відповідною добовою дозою, рекомендованої фахівцями. Особливо треба підкреслити, що всі подстластітелі, рекомендовані до застосування, ретельно вивчалися в нашій країні і за кордоном. Результати цих досліджень неодноразово обговорювалися на засіданнях спеціальних комітетів експертів - адже мова йде про речовини, широко застосовуються населенням, причому, найчастіше, тими з нас, хто не завжди може похвалитися хорошим здоров'ям. У 1999 р., група експертів Міжнародного агентства з вивчення раку (Ліон) - спеціалізованої установи Всесвітньої організації охорони здоров'я - провела аналіз результатів досліджень, присвячених вивченню канцерогенних властивостей сахарину і його солей, а також цикламатом. Наскільки серйозним було обговорення питання свідчить хоча б список наукових публікацій, присвячених сахарину і ретельно проаналізованих експертами, - він займає сімнадцять з половиною сторінок! Висновок експертів був однозначним: немає підстав вважати сахарин, його солі, а також цикламати небезпечними в канцерогенний відношенні для людини. Аналогічний висновок був свого часу зроблено і щодо інших замінників цукру, дозволених до застосування.
Для кожного цукрозамінника визначений свій добовий, абсолютно безпечний для здоров'я рівень споживання (наприклад, для сахарину він дорівнює 5 мг / кг маси тіла, для цикламатом - 11 мг / кг).
Існуюча в країні система контролю Департаменту держсанепіднагляду МОЗ Росії, включаючи гігієнічну сертифікацію продуктів на основі цукрозамінників, гарантує здоров'я та безпечне їх використання як хворим на цукровий діабет і страждають ожирінням, так і людям, які ведуть здоровий спосіб життя.
1.2. Види замінників цукру
Всі замінники цукру можна умовно розділити на дві групи: натуральні й синтетичні. Перші (фруктоза, сорбіт, ксиліт) повністю засвоюються організмом і, як звичайний цукор, забезпечують людину енергією. Вони безпечні, але, на жаль, калорійні. Більшість синтетичних замінників (сахарин, цикламат, аспартам, ацесульфам калію, сукразіт) енергетичної цінності не мають і не засвоюються.Рис 1. Формула сорбіту
Цукровий спирт, гідрогенізований сироп глюкози і ксиліт фактично допомагають запобігти карієс і використовуються у нешкідливих для зубів видах солодощів і жувальних гумок. Проте будь-який підсолоджувач може стати причиною діареї, якщо споживати більше 25 г на день.
Більшість російських підприємств, які виробляють штучні підсолоджувачі для харчової промисловості, використовують імпортну сировину - в останні роки спостерігається стійка тенденція зростання імпортних поставок штучних замінників цукру в нашу країну. Це пов'язано зі зростаючими потребами різних галузей промисловості, особливо тих, які перейшли на західні технології виробництва. Так, у 2001 році обсяги імпортних поставок штучних замінників цукру до Росії склали 3 224 тонни, а в 2002-му вони зросли на 46% (рис. 2). У 2003 році зростання продовжилося, хоча його темпи трохи сповільнилися - до 38%. У 2004 році імпорт замінників цукру виріс ще на 22% і склав 7925 тонни. Можна зробити висновок, що імпорт штучних замінників цукру буде збільшуватися й цього року.
Рис. 2. Річна динаміка імпортних поставок штучних замінників цукру в Росію в 2001-2004 рр.. (У натуральному вираженні)
Витрати на закупівлю імпортних замінників цукру за період з 2001 по 2004 рік постійно збільшувалися, проте темпи зростання витрат були дещо нижчими, ніж темпи зростання імпорту. Так, обсяги імпортованих замінників цукру за 4 роки зросли майже в 4 рази, а витрати на їх придбання - тільки в 3,2 рази.
В останні роки на російському ринку найбільшого поширення набули такі підсолоджувачі, як аспартам, сахарин, цикломат, ацесульфам К. Ці види замінників цукру часто називають базовими, так як майже всі вони, крім аспартама, використовуються не в чистому вигляді, а в сумішах, будучи присутнім в них у певних пропорціях. Завдяки цьому досягається необхідна збалансованість смакових характеристик сумішей замінників цукру і економічність їх використання.
Базові підсолоджувачі, а також їх суміші мають різні характеристики. Для того щоб вибрати продукт, відповідний для конкретного технологічного процесу, необхідно ретельно вивчити властивості кожного з них, при цьому звертаючи увагу в першу чергу на смакові характеристики, якість, безпеку і вартість.
На російському ринку штучних замінників цукру представлена продукція з 20 країн. Проте основними країнами-виробниками, чия продукція імпортувалася до Росії, були Франція, Китай, Фінляндія і Німеччина - на їх частку доводилося щорічно від 80 до 93% всіх штучних замінників цукру, що поставлялися з-за кордону за останні 4 роки.
Майже половина всіх штучних замінників цукру, імпортованих у Росію, представлених на російському ринку - завезено з Франції (рис. 3). Свою продукцію постачають такі провідні французькі компанії, як Varoise de Consentres SA, Euro-Aspartam SA, Rokket Frerer SA.Aspartam SA, Rokket Frerer SA.
Рис. 3. Обсяги імпорту провідних країн-виробників штучних замінників цукру
З Китаю в 2003 році поставлялося 14% всіх імпортованих штучних замінників цукру. На російському ринку представлена продукція компаній Sweet life Ltd., Rainbow Rich Int. Co. Ltd., Beijing vitasweet Co., Ltd., Zuzhou fine chemicals Group Co. та ін
З Фінляндії в 2003 році поставлялося майже 12% від усієї імпортованої продукції. На російському ринку представлені підсолоджувачі провідного фінського виробника Danisco Finland Oy (Danisco A / S, Данія).
У 2003 році німецькі виробники займали близько 11% ринку імпортованих штучних замінників цукру. У ряду найбільш помітних компаній варто відзначити Odenwald-Konserven GmbH, Palatinit GmbH, Nutrinova AG, Nutrition Specialties & Food Ingredients GmbH, DHW GmbH.
У Росії створено ряд компаній - виробників штучних замінників цукру, які працюють на імпортній сировині. Так, російсько-швейцарське спільне підприємство ЗАТ «Сентріс» (Москва) організувало власне виробництво цієї продукції. Усі виробничі процеси відповідають вимогам GMP - правилами організації виробництва і контролю якості лікарських засобів. Компанія виробляє і реалізує на ринку Росії та країн СНД замінники цукру під торговою маркою Aspamix. Дана продукція являє собою високоякісні суміші, виготовлені на основі різних базових замінників цукру: аспартама і сахарину - Aspamix-350; аспартама, сахарину і цикламата - Aspamix-200 +; аспартама і сахарози - Aspamix-200lux та інших.
Підприємство OOO «Аспасвіт» (Москва) розробило, виробляє і реалізує під торговою маркою Aspasweet добре збалансовані суміші замінників цукру з коефіцієнтами солодощі від 100 до 450. Кожна зі створених композицій замінників цукру являє собою досконалу комбінацію трьох складових: ноу-хау, високоякісних інгредієнтів і точності дотримання рецептур.
Компанія OOO «Інбуко» (Калінінград) виробляє підсолоджувачі під торговою маркою Slamix. Всі високоякісні суміші виробляються з інгредієнтів найбільших європейських виробників Product Aditivos SA, Eurosweet SA, Vitasweet. Популярність штучних замінників цукру зростає швидкими темпами, тому що багато виробників, які мають у своєму розпорядженні сучасне імпортне обладнання, розуміють, що наблизитися до європейського стандарту, а також вистояти в конкурентній боротьбі можна тільки через комплексний підхід до виробництва якісного продукту на якісній сировині. Проте динаміка використання штучних замінників цукру в Росії буде визначатися характером державного регулювання ринку цукру та законодавчими обмеженнями на використання штучних замінників цукру.
Тепер, що стосується інтенсивних замінників цукру.
Інтенсивні підсолоджувачі - ацесульфам К, аспартам і сахарин використовуються в основному в дієтичних напоях і десертах. Всі вони в 200-400 разів солодше цукру!
Смак аспартама схожий зі смаком цукру, і на відміну від сахарину він не залишає після себе гіркого присмаку (рис. 4).
Рис. 4. Формула аспартама
Твердження, що аспартам викликає головний біль, погіршення зору і гіперактивність, не доведені.
Інтенсивні підсолоджувачі прийнято вважати гідною альтернативою традиційним цукристим речовинам у масовому виробництві напоїв з ряду причин:
· Здешевлюються і спрощуються технологія виробництва, вантажно-розвантажувальні, транспортні і складські операції;
· Калорійність напоїв знижується в десятки разів;
· У поєднанні з фруктовими ароматизаторами і органічними кислотами солодкість інтенсивних замінників цукру посилюється і збагачується смак напою;
· У виробників з'являється можливість розширення асортименту;
· В результаті зменшення частки зброджуваний вуглеводів в складі продукту покращується їх біологічна стійкість при зберіганні;
· Поряд зі зниженням калорійності при дозуваннях, які забезпечують достатню солодкість, інтенсивні підсолоджувачі надають знижений осмотичний тиск на тканини організму при засвоєнні напоїв.
1.3. Корисні властивості та недоліки замінників цукру
Замінники цукру можна вживати в їжу без побоювань, що це викличе відчутні коливання показників глюкози в крові та сечі. Однак пацієнтам з підвищеною масою тіла слід пам'ятати, що замінники цукру так само, як звичайний цукор володіють калорійністю і відповідно сприяють підвищенню маси тіла. Цукрозамінники, особливо сорбіт і ксиліт, через їх повільного засвоєння можуть викликати здуття живота і розлад шлунка. Деякі хворі діабетом відрізняються незвичайною чутливістю навіть до невеликих доз замінників цукру.На відміну від цукрозамінників підсолоджувачі є неенергетичних речовинами. Таким чином, основні відмінності у вживанні баскалорійних замінників цукру і володіють калорійністю замінників цукру полягає в тому, що при розрахунку калорійності їжі слід враховувати енергоємність замінників цукру. З цієї причини хворим на діабет з надлишковою масою тіла набагато корисніше вживати не замінники цукру, а підсолоджувачі (цикламат, сахарин, ацесульфам калію і аспартам), тим більше, що вони у багато разів солодше цукру. Їх можна використовувати в тому числі і для підсолоджені напої.
Повідомлення про те, що вживання замінників цукру викликає серйозні побічні ефекти і навіть стає причиною онкологічних захворювань, не відповідає дійсності. Підсолоджувачі можна вживати без будь-яких побоювань, особливо вони рекомендуються повним пацієнтам. Всесвітня організація охорони здоров'я встановила безпечні граничні норми добового споживання замінників цукру дорослим, щоб виключити найменший ризик.
На 1 кг маси тіла:
Сахарин - від 0 до 2,5 мг
Цикламат натрію - від 0 до 12,34 мг
Аспартам - від 0 до 4 мг
Ацесульфат калію - від 0 до 9 мг
Дози цукрозамінників (ксиліту, сорбіту, фруктози), як уже говорилося, не повинні перевищувати 30 мг на добу, а для осіб похилого віку - 15 - 20 г на добу. При застосуванні цих речовин необхідно виконувати наступні правила:
при використанні ксиліту і сорбіту слід починати з невеликих доз (10-15 г на добу) для визначення індивідуальної переносимості, у тому числі і послабляющего ефекту;
застосування цукрозамінників рекомендується на тлі компенсації або субкомпенсації цукрового діабету;
потрібно враховувати калорійність цукрозамінників;
при появі нудоти, здуття живота, печії доза цукрозамінника повинна бути зменшена до 10-15 г або його потрібно скасувати.
Корисні властивості замінників цукру:
· Покращують смак деяких продуктів;
· Забезпечують оперативне постачання організму енергією;
· Цукрові спирти, застосовувані в деяких солодощах, фактично допомагають запобігти карієс;
· Деякі штучні підсолоджувачі містять дуже мало калорій.
Недоліки:
· Надмірне споживання цукру веде до руйнування зубів;
· Можлива непереносимість молочного цукру - лактози;
· Солодкі батончики і печиво можуть витіснити з раціону більш поживні продукти.
Для більшості людей слово "цукор" означає столовий цукор - сахарозу. А взагалі існує багато різновидів цукрів різного ступеня солодощі. Найсолодший з цукрів - фруктоза (у фруктах і меді), потім йде сахароза (основний компонент цукрової тростини і цукрових буряків), глюкоза (в меді, фруктах і овочах), мальтоза (у пророщених зернах) і лактоза (молочний цукор).
Дієтологи розрізняють два типи цукрів: внутрішні цукру, що містяться у стінках клітин рослин, і зовнішні цукру, в них не містяться. Внутрішні цукру присутні у фруктах і овочах - у моркві і буряку. Крім вітамінів і мінеральних речовин ці продукти містять клітковину, що дає відчуття ситості.
До зовнішніх сахарам відносяться столовий цукор, глюкоза, мед, світла патока, чорна патока і молочний цукор. Цукор, присутній у фруктових соках, також відноситься до зовнішнього типу, оскільки в процесі видавлювання соку клітини фруктів руйнуються. Зовнішні цукру негативно впливають на зуби, і тому рекомендується обмежити їх зміст 10% щодня споживаних калорій.
Разом з крохмалем цукру є одним з основних типів вуглеводів, що забезпечують організм енергією. У процесі травлення цукру розщеплюються, виділяють глюкозу, яка через кров потрапляє в організм і служить паливом для м'язів, органів і клітин.
Вміст глюкози в крові контролюється гормонами - інсуліном (скорочують рівень глюкози) і глюкагоном (що підвищує його). Якщо організм не справляється з регулюванням вмісту цукру в крові, як це відбувається у хворих на діабет, це може викликати або гіперглікемію - надмірне підвищення вмісту цукру, або гіпоглікемію, коли рівень цукру в крові надмірно низький.
Більшість цукрів перетравлюються швидко, будучи вельми оперативним джерелом енергії. Проте, чим швидше росте рівень цукру в крові, тим швидше він і падає, ось чому енергетичний ефект від солодких напоїв або продуктів настільки швидкоплинний і залишає після себе відчуття занепаду сил і сонливість. Споживання їжі регулярно і невеликими порціями з включенням достатньої кількості складних вуглеводів спрощує організму завдання контролю за вмістом цукру в крові.
Чи шкідливий цукор?
Хоча вже неодноразово робилися дослідження зв'язку між високим споживанням цукру і підвищеним ризиком розвитку серцевих захворювань, діабету і хвороб нирок, наукового підтвердження вони не отримали. Вчені сумніваються навіть у тому, що споживання цукру у великих кількостях призводить до ожиріння, оскільки деякі дані свідчать, що худорляві люди споживають більше цукру, ніж огрядні.
Цукор сам по собі не містить вітамінів, мінеральних речовин або клітковини, і навіть мед і коричневий цукор, які вважаються корисними для здоров'я, містять лише незначні кількості їх. Отже, необхідно стежити за тим, щоб закуски і напої з високим вмістом цукру не витісняли з раціону більш поживну їжу.
Цукор має також здатністю пригнічувати апетит. У зв'язку з цим має викликати занепокоєння, якщо діти перед основними прийомами їжі набивають свої шлунки порожніми калоріями з солодких напоїв, шоколаду і солодощів і в результаті відмовляються від більш поживної їжі.
Якщо не вважати здібності цукру руйнувати зуби, сам по собі він не вважається шкідливим. За умови загальної збалансованості харчування - з адекватним надходженням в організм вітамінів, мінеральних речовин і клітковини, а також жирів, білків і вуглеводів в необхідних пропорціях - помірне споживання цукру цілком прийнятно з точки зору дієтології. А для більшості людей цукор робить їжу досить приємною.
Існує теорія, яка пов'язує високий вміст цукру в раціоні харчування з розвитком гіперактивності. Для метаболізму цукру в організмі необхідний хром, проте в процесі рафінування цукру цей елемент із сирцю видаляється. А без хрому інсулін менш ефективно контролює рівень цукру в крові, і це, як припускають, може призвести до розвитку гіперактивності і поведінкових проблем, таких, як агресивність і необузданность. Однак даної теорії бракує наукових доказів, щоб вважатися остаточно правильною.
Деякі люди не переносять молочний цукор - лактозу. В результаті дефіциту ферменту лактази в їх організмі вони нездатні перетравлювати молоко, хоча до йогуртів і деяких сортів сиру ставляться терпимо.
Солодощі та прохолодні напої - головні чинники руйнування зубів, хоча сприяти цьому можуть всі крохмалисті продукти, оскільки живуть на зубах бактерії розкладають їх, утворюючи кислоту, пошкоджують зубну емаль. Їжа між основними прийомами їжі і пристрасть до солодких напоїв і фруктових соків протягом тривалого часу особливо шкідливі для зубів, оскільки продовжують термін контакту зубів з цукром. Малюкам ніколи не слід давати пляшечки з цукровим сиропом або фруктовими соками.
Жувальні цукерки (іриски) і сухофрукти містять багато концентрованого цукру і прилипають до зубів, в результаті чого кислота може утворюватися протягом більш тривалого часу.
Жувальна гумка без цукру після їжі сприяє запобіганню ушкоджень зубів, стимулюючи утворення слини, що змиває більшу частину шкідливої кислоти.
Необхідно бути уважним при вживанні:
Наприклад, а цесульфам (Е950) призводить до порушень роботи кишечника і алергічних захворювань. Заборонено для вживання в Канаді та Японії.
Аспартам (Е951) в організмі розкладається на канцерогенні речовини. У 1985 році вченими Філадельфійського університету (США) проведені комплексні лабораторні випробування цієї речовини. Після двох тижнів, проведених при температурі 28-30 ° С, основна кількість аспартаму в газованій воді розкладалось на формальдегід (канцероген класу А), метанол і фенілаланін. Як наслідок: провокуються головні болі і сильна втома, викликається прискорене серцебиття і депресія. В окремих випадках: пухлина мозку, множинний склероз. У США, Канаді та країнах ЄС на етикетках продуктів харчування, що містять аспартам, в обов'язковому порядку потрібно повідомлення про негативні наслідки його застосування.
Цикламат (Е952) з 1969 року заборонено в США, Франції, Великої Британії та ще ряді країн через підозри, що цей підсолоджувач провокує ниркову недостатність. У Росії він найбільш поширений через низьку ціну.
Сахарин (Е954) викликав рак у лабораторних тварин. Встановлено, що він руйнує сечовий міхур. Активно почав використовуватись в Німеччині під час Другої світової війни. Навіть Сталін, не зважаючи на труднощі з продовольством, категорично заборонив використання сахарину. Заборонений до вживання в Канаді. У США і країнах ЄС на етикетках продуктів харчування, що містять сахарин, в обов'язковому порядку потрібно повідомлення про негативні наслідки його застосування.
За даними Клініки ендокринології ММА ім. І.М. Сєченова, навіть вживання натуральної фруктози може призвести до токсичного ураження печінки. Сорбіт пригнічує травлення, а ксиліт, що додається в жувальну гумку, викликає розвиток раку сечового міхура.
На противагу зазначеним підсолоджувачів численні дослідження екстракту стевії (стевіозіда) показали, що при його регулярному вживанні знижується вміст цукру, радіонуклідів і холестерину в організмі, поліпшується регенерація клітин і коагуляція крові, гальмується зростання новоутворень, зміцнюються кровоносні судини. Відзначено також жовчогінну та протизапальну дії. Він перешкоджає утворенню виразок у шлунково-кишковому тракті. На відміну від штучних замінників цукру стевіозид не руйнується при нагріванні, що робить його чудовим солодким компонентом при приготуванні випічки, гарячих напоїв та іншої їжі.
Дуже важливо, що немає жодного повідомлення про токсичність і мутагенності всіх компонентів, які у стевії, а також про протипоказання у вжитку.
У Південній Америці, Канаді, ПАР, Китаї, Тайвані, Таїланді, Кореї, Малайзії та Індонезії стевіозид займає понад 40% обсягу на комерційному ринку солодощів. Японія, відома найбільш високою тривалістю життя населення та турботою про здоров'я своїх громадян, споживає близько 90% виробленої у світі стевії.
2. Мета і завдання експерименту
2.1. Мета експерименту
Термін цукор (в харчовому сенсі) включає в себе тільки сахарозу, яка є стандартом чистоти смаку та солодощі. Усі інші речовини, що володіють солодким смаком, називають замінниками цукру або підсолоджувачами (sweeteners).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 спільне вироблення замінників цукру становить до 15-20 млн. т цукрового еквівалента. Це призвело до відносного зниження споживання сахарози в чистому вигляді з цукрових буряків та тростини.
Заміна сахарози іншими речовинами пов'язана з її високою питомою енергією і легкою засвоюваністю. Відомо, що при надмірних дозах вживання, в тому числі і вигляді цукристих продуктів (цукерок, шоколаду, варення, пастили і ін), особливо при низькій фізичної активності, сахароза може призвести до важких порушень вуглеводного та жирового обміну. Вона сприяє розвитку захворювань, пов'язаних з надмірною калорійністю раціону (цукровий діабет, атеросклероз та ін.) Крім того, сахароза є одним з патогенних факторів карієсу зубів
До замінникам цукру пред'являються наступні основні вимоги:
- Якість солодощі не повинно відрізнятися від якості солодощі сахарози;
- Чистий приємний солодкий смак, що виявляється без затримки і не відчуватиметься довго;
- Відсутність кольору і запаху;
- Фізіологічна нешкідливість (неканцерогенно, некаріогенность);
- Нетоксичність, повне виведення з організму;
- Хороша розчинність у воді;
- Хімічна і термічна стійкість.
Одиницею виміру солодощі є SES (sweetness equivalency of saccharose - солодкість, еквівалентна сахарозі). Солодкість сахарози прирівняна до 1. З більш ніж 150 відомих замінників цукру близько 50 мають SES менше 1, близько 40 - солодший сахарози до 50 разів, близько 40 - від 50 до 500 разів, більше 30 - солодше більш ніж у 500 разів.
Існують різні класифікації солодких речовин: наприклад, за походженням (натуральні та штучні), за ступенем солодощі (з високим і низьким цукровим еквівалентом), за калорійністю (висококалорійні, низькокалорійні, некалорійні), за хімічною будовою. Ми вважаємо за краще ставити в основу хімічну будову цукрозамінників, оскільки воно в найбільшою мірою визначає і калорійність, і ступінь солодощі, і основні особливості використання конкретного підсолоджувача.
Мета даного експерименту - вивчити профіль солодощі в порівнянні до сахарози, розчинність у воді, розчинність з органічними кислотами, утворення опадів.
2.2. Завдання експерименту
Для того, щоб поставлена мета була розкрита необхідно структурувати матеріал по темі у відповідності з основними завданнями проведеного дослідження:- Вивчити хімічні, фізичні властивості фруктози, глюкози і аспартама;
- Розглянути розчинність фруктози, глюкози і аспартама у воді;
- Розкрити їх розчинність з органічними кислотами;
- Виявити утворення опадів фруктози, глюкози і аспартама.
Об'єктами нашого дослідження були: фруктоза, глюкоза і аспартам.
Фруктоза - ізомер глюкози, міститься разом з глюкозою в солодких плодах та меді. Вона солодше глюкози і сахарози.
Фруктоза відноситься до групи моносахаридів і є одним з найважливіших природних цукрів.
Глюкоза (від грецького glykys - солодкий). Глюкозу називають ще "виноградний цукор", так як саме у винограді вона міститься в значній кількості у вільному вигляді, а також входить до складу інших плодів і ягід, бджолиного меду. У природі глюкоза зустрічається як складова частина складних високомолекулярних сполук, таких, як крохмаль, клітковина і ін
Аспартам - це низькокалорійний підсолоджувач приблизно в 200 разів солодше цукру. Він засвоюється організмом, але завдяки високому коефіцієнту солодощі, використовуване кількість аспартама настільки незначно, що його можна вважати фактично вільним від калорій.
3. Експериментальна частина
Штучні підсолоджувачі за останні 5-8 років отримали в Росії широке застосування, а частка харчових продуктів з підсолоджувачами за останні 15 років зросла на 30%. Активне зростання даного ринку пов'язаний з перевагами цього продукту, в першу чергу з тим, що він має значно більш високим коефіцієнтом солодощі, ніж цукор. Штучні підсолоджувачі, як правило, низькокалорійні, що розширює сферу їх використання в харчовій промисловості. Крім того, вживання таких замінників цукру не викликає карієсу, що обумовлює їх широке застосування при виробництві фармацевтичних препаратів.Завдяки високій солодощі штучні підсолоджувачі додаються в продукцію в значно менших обсягах, ніж цукор. Таким чином, їх використання дає виробникам величезну перевагу, так як за смаковими якостями продукція, виготовлена на основі штучних замінників цукру, не поступається продуктам, підсолодженим цукром, при цьому знижуються витрати на транспортування і збереження і прискорюються технологічні процеси виробництва.
Штучні підсолоджувачі широко застосовуються у виробництві жувальної гумки, зубної пасти, йогуртів, морозива, сирних продуктів, кондитерських та хлібобулочних виробів, соків, безалкогольних, слабоалкогольних та міцних алкогольних напоїв, а також при консервації фруктів.
Штучні підсолоджувачі, як правило, не містять вуглеводи, тому вони безпечні для діабетиків, знижують калорійність продуктів, одночасно підсилюючи і доповнюючи їх смакові якості.
Необхідно відзначити і недоліки цього продукту. При надмірному споживанні деяких видів штучних замінників цукру можуть виникнути небезпечні для здоров'я наслідки, тому на їх використання потрібно спеціальний дозвіл. Крім того, солодкість штучних замінників цукру варіюється і залежить від навколишньої температури та інших факторів.
Інтенсивні підсолоджувачі застосовуються у виробництві молочних продуктів (йогуртів, морозива, сирних продуктів і т.п.), хлібобулочних виробів, печива, жувальної гумки, майонезів, кетчупів, соків, сухих, безалкогольних, слабоалкогольних та міцних напоїв, при консервуванні фруктів і овочів, тобто всюди, де використовують цукор. За останні 15 років частка харчових продуктів з підсолоджувачами зросла на 27%.
У технологічному процесі розрізняють інтенсивні підсолоджувачі двох типів: первинні і вторинні.
До первинних (базовим) відносяться індивідуальні підсолоджувачі (сахарин, аспартам, цикламат, ацесульфам, сукралоза).
Сахароза (буряковий, тростинний цукор). Дуже поширений у природі. Виходить з цукрових буряків (вміст до 28% від сухої речовини) і цукрового очерету. Є невідновлюваних цукром, так як і кисневий місток утворений з участю обох глікозидних гідроксильних груп:
Рис. 5. Молекула сахарози
При гідролізі утворює глюкозу і фруктозу. Фруктоза знаходиться в сахарозі в фуранозних формі. У вільному стані вона має пиранозной форму.
При гідролізі сахарози, що володіє правим обертанням, знак обертання змінюється, так як утворюється фруктоза значно сильніше обертає вліво, ніж глюкоза вправо. Це явище називається інверсією, а отримана суміш - інвертний цукор (штучний мед).
Каталізаторами інверсії є ферменти і кислоти.
До вторинних підсолоджувачів належать суміші первинних. Як правило, всі суміші готуються на основі високоякісного сахарину, цикломату і аспартама. При змішанні можливий прояв як "кількісного", так і "якісного" синергетичного ефекту. "Кількісний" синергізм - це взаємне посилення солодощі різних замінників цукру. "Якісний" синергізм проявляється в поліпшенні смаку при використанні декількох замінників цукру замість одного.
Наприклад, солодкість ацесульфама відчувається миттєво, але недовго; солодкість аспартама відчувається не відразу, але тримається довго. Змінюючи співвідношення обох речовин в суміші, її смак можна максимально наблизити до смаку цукру.
Однак, змішуючи їх безпосередньо на підприємстві, виробникам харчової продукції не завжди (особливо при використанні сахарину і цикламат) вдається позбутися від неприємного присмаку і досягти оптимального співвідношення між солодкістю, ціною і технологічними характеристиками. Тому виробники продуктів харчування в усьому світі, як правило, вважають за краще купувати готові суміші замінників цукру, в яких ці проблеми вже вирішені.
Популярність цукрозамінників зростає швидкими темпами. В даний час кількість людей, що користуються замінниками цукру, зростає щорічно на 5-6%.
Глюкоза застосовується не тільки в якості замінника цукру, але і як поліпшувач смаку і товарного виду харчових продуктів. У кондитерській промисловості глюкозу вживають для виготовлення м'яких цукерок, праліне, десертних сортів шоколаду, вафель, тортів, дієтичних і інших виробів.
Так як глюкоза не маскує аромату і смаку, вона широко використовується при виробництві фруктових консервів, заморожених фруктів, морозива, алкогольних і безалкогольних напоїв. Застосування глюкози в хлібопеченні покращує умови бродіння, сприяє утворенню красивою золотисто-коричневої скоринки, рівномірної пористості і гарного смаку. Кристалічну глюкозу доцільно використовувати для харчування хворих, поранених, видужуючих і людей, що працюють з великими перевантаженнями.
В останні десятиліття великого поширення набуло виробництво глюкозно-фруктозного сиропів (ГФС). Отримана при цьому глюкоза частково перетворюється потім у фруктозу, при цьому може досягатися різне співвідношення глюкози і фруктози. Теоретично первинний вихід глюкози складає 97 частин на 100 частин крохмалю. Технічну глюкозу виробляють в невеликих кількостях кислотним гідролізом низькоякісного картопляного, кукурудзяного або іншого зернового крохмалю, призначеного для технічних цілей.
Якщо взяти розчин, що містить сахарозу і глюкозу в співвідношенні 10:1, то шляхом згущення його і подальшого швидкого охолодження можна отримати білосніжну масу - помадний цукор. При висушуванні цієї маси отримують порошкоподібний помадний цукор, що складається з дрібних кристалів сахарози і інвертного цукру. При змішуванні порошкоподібного цукру з водою утворюється паста. Помадний цукор знаходить все більше поширення в кондитерській промисловості при виробництві шоколаду, начинок для м'яких цукерок і пр.
Фруктоза (фруктовий цукор) є самої солодкої представницею природних цукрів, солодкість її становить 1,73. Оскільки розчини фруктози надають левовращающіе дію на поляризоване світло, її ще називають левулеза.
При обміні речовин в організмі людини фруктоза, поряд з сахарозою, є джерелом енергії. За калорійністю рівна сахарозі, фруктоза ефективно засвоюється людським організмом і може бути використана діабетиками в якості щоденного компонента їжі в межах 0,5-1 г на 1 кг маси людини за винятком вкрай рідко зустрічаються випадків спадкової несприйнятливості до фруктози. Застосування фруктози хворими на цукровий діабет дозволяє знизити дози прийнятого ними інсуліну.
Дослідження показали корисність фруктози для здорових людей у прояві тонізуючого ефекту, а також для людей, що мають велике фізичне навантаження. Після прийому фруктози при фізичному навантаженні втрата м'язового глікогену (джерела енергії для організму) наполовину менше, ніж після глюкози. Тому продукти з фруктозою мають велику популярність серед спортсменів, водіїв автомобілів і т.д. Добре впливає на метаболізм (розщеплення) алкоголю.
У світі налічується понад 20 підприємств з виробництва фруктози, з них більшість розміщені в Європі і в Китаї. Світове виробництво кристалічної фруктози становить близько 150 тис. т на рік.
Завдяки підвищеною в порівнянні з сахарозою ступенем солодощі фруктозу використовують в кондитерській промисловості, при приготуванні продуктів дитячого харчування, при виготовленні ряду медичних препаратів. Гігроскопічність фруктози дозволила рекомендувати її при виготовленні хлібобулочних виробів (охороняє їх від швидкого черствіння), при приготуванні соків, варення, десертів, тому що фруктоза краще за інших цукрів здатна підкреслювати власний аромат плодів, фруктів і ягід. Однак гігроскопічність фруктози призводить до підвищених вимог до пакувальних матеріалів для продуктів, що містять фруктозу. В окремих випадках її присутність може посилити гіркий смак низькоякісного кави, компонентів какао.
Перш відносно чисту фруктозу виділяли досить складним шляхом з інуліну - полісахариду рослинного походження, якого достатньо багато міститься в земляний груші (топінамбур) і в бульбах жоржини. В даний час сировиною для отримання фруктози служить будь-який цукровий розчин з високим вмістом фруктози, особливо глюкозно-фруктозного сиропи (ГФС), одержувані гідролізом крахмалсодержащего сировини.
Ще в середині минулого століття робилися спроби отримання кристалічної фруктози безпосередньо з сахарози, але далі лабораторних дослідів це не пішло. Отримання фруктози шляхом гідролізу сахарози в промислових масштабах стало можливим завдяки застосуванню іонообмінних технології, розробленої фінською фірмою "Суомі Сокері". У залежності від технологічної схеми для отримання 1 кг кристалічної фруктози за цим методом необхідно 2,1 або 1,5 кг сахарози.
Важливою властивістю фруктози є її синергетична здатність в суміші з іншими синтетичним замінниками цукру (підсолоджувачами) створювати замінників цукру високого ступеня солодощі (синергія - комбінована дія декількох речовин, що характеризується тим, що перевищує дія, що виникає кожним компонентом окремо). Наприклад, солодкість суміші з 99,7% фруктози і 0,3% сахарину в 3-4 рази вище солодощі сахарози. Солодкість суміші із третини фруктози і двох третин сахарози дорівнює солодощі фруктози, що дозволяє зменшувати витрати сахарози при приготуванні різних продуктів.
На основі фруктози отримують різні патоки, штучний мед, начинки, напої, морозиво, консерви. Створено суміш фруктози і вітаміну С - фруктові, 40 г якого замінюють майже 70 г сахарози.
Отже, в ході експерименту ми з'ясували, що фруктоза - це ізомер глюкози, міститься разом з глюкозою в солодких плодах та меді. Вона солодше глюкози і сахарози.
З гексоз найбільше значення мають глюкоза (виноградний цукор) і фруктоза (фруктовий цукор). Глюкоза - представник альдоз, фруктоза - кетоз. Глюкоза і фруктоза - ізомери (мають одну і ту ж молекулярну формулу, але різна будова).
Молекули глюкози
Зазвичай для зображення ізомерів моноз використовують проекційні формули Фішера. Цей метод дозволяє представити різне положення атомів водню і гідроксильних груп у просторі щодо вуглецевого ланцюга. Молекули глюкози і фруктози при такому зображенні мають такий вигляд:
Рис. 6. Молекули глюкози і фруктози
Фізичні властивості фруктози:
Фруктоза утворює безводні кристали у вигляді голок, температура плавлення 102-105 ° С. Молекулярний вага 180,16; питома вага 1,60 г/см3; калорійна цінність приблизно та ж, що і в інших цукрів, тобто близько 4 ккал на 1 м. Фруктоза властива деяка гігроскопічність.
Концентровані розчини фруктози зберігають вологу.
Ми з'ясували, що фруктоза легко розчинна у воді і спирті. При 20 ° С насичений розчин фруктози має концентрацію в 78,9%, насичений розчин сахарози - 67,1%, а насичений розчин глюкози - тільки 47,2%. Фруктоза має левовращающіе вплив на поляризоване світло (звідки одна з назв «левулоза»); питоме обертання - 930. В'язкість розчинів фруктози нижче в'язкості розчинів сахарози і глюкози.
Хімічні властивості фруктози:
З хімічної точки зору фруктоза веде себе в принципі, як нормальний редукованого цукру. Типова реакція з аміногрупами, відома під назвою реакції Майяр, протікає порівняно активно. Фруктоза, подібно глюкози, перетворюється при нагріванні з кислотами.
Органолептичні властивості фруктози:
Залежно від умов, фруктоза може бути Вв 1,5 -1,8 разів солодше сахарози. У слабокислотних розчині, при температурі нижче 100 ° С, фруктоза майже в два рази солодший сахарози. У більш теплому розчині різниця менше, приблизно 1,2. Відносна солодкість різних солодких речовин:
Фруктоза 120-175
Сахароза, ксиліт 100
Глюкоза 70
Сорбіт 50-60
Маніт 40-50
Мальтоза 30
Лактоза 15
Так як фруктоза має ще приємний солодкий смак, при її застосуванні кількість необхідного цукру можна знизити на 30-50%. Це має вирішальне значення, коли мова йде про різні дієтичних і малокалорійних виробах, при виготовленні яких фруктозою можна замінити штучні солодкі речовини, часто роблять, за даними дослідників, негативний вплив на здоров'я.
Фруктоза має властивості посилення певних ароматів, зокрема ягід і фруктів. За смаком фруктоза не відрізняється від звичайного цукру і не має якого-небудь присмаку.
Властивості фруктози у харчових продуктах:
Напої.
Цукор додають у напої лише в цілях підсолоджування. Тому сахарозу в них можна легко замінити іншими засобами підсолоджування. Встановлено, що особливо на так звану відносну солодкість фруктози впливають кислота і температура напою, а також вживана концентрація цукру. У слабокислих напоях солодкість фруктози сильніше, ніж солодкість того ж кількості сахарози, а в кислих напоях значної різниці не спостерігається. Фруктоза солодше у високих концентраціях, ніж у низьких.
У гарячі напої фруктози треба додавати більше, ніж сахарози, оскільки ступінь солодощі фруктози знижується при підвищенні температури розчину.
Суміші фруктози і сахарину, а також фруктози і цикламата, можна успішно застосовувати як малокалорійних підсолоджувальних коштів. Коли лимонний прохолодний напій підсолоджує сумішшю фруктози і сорбіту, виходить напій, в якому не відчувається гіркий присмак сахарину. Калорійність такого напою на 65% нижче калорійності цукрового напою. У напоях - кола потрібно менше суміші фруктози і сахарину, для того, щоб досягти того ж ступеня солодощі, що відзначається в напої, що містить 10% сахарози.
Такі напої може включити у свою дієту і хворим на цукровий діабет. Ідеальною вважається суміш із солодких речовин половина якої складається з калорійних коштів підсолоджування, а половина з синтетичних.
Хлібобулочні вироби.
Вплив фруктози на якісні властивості різноманітних кексів досліджено багатьма авторами. Якщо фруктозу додають в тісто в тій же кількості, що і сахарозу, кекс на фруктозі завжди виходить менше за обсягом, ніж кекс на сахарозі. Температура остудневанія крохмалю має велике значення в будові кексу. За будовою кращий кекс виходить, коли температура остудневанія крохмалю дорівнює 87,5-92с. У цьому випадку кекс містить 56% сахарози і 68% фруктози. Різноманітне вплив різних цукрів слід врахувати при застосуванні традиційних рецептів у виготовленні хлібобулочних виробів на основі нових підсолоджувальних коштів.
Сама значна різниця, однак, спостерігається в кольорі: кекс на фруктозі більш рум'яниться.
Якщо кекс на фруктозі випікають при тій же температурі, як і кекс на сахарозі, його слід вийняти з духовки, щоб він не підгорів. Добре випечений кекс на фруктозі завжди виходить більш рум'яним, ніж кекс на сахарозі. Хоча ступінь солодощі фруктози у водних розчинах набагато сильніше, ніж сахарози, в кексах різниці в солодощі не спостерігається.
У печиві солодкість сахарози вище, ніж солодкість фруктози. Це пояснюється активною участю фруктози в реакції Майяр і втратою деякої частки солодощі. Печиво відрізняється також за своєю будовою. Для печива на фруктозі характерна деяка в'язкість, а печиво на сахарози за будовою розсипчасте. Упаковане в поліетиленову плівку печиво на фруктозі зберігається вологим і м'яким протягом декількох тижнів, оскільки фруктоза володіє вираженою гігроскопічністю.
При випічці з дріжджами фруктоза веде себе як сахароза, оскільки дріжджі здатні використовувати фруктозу як і сахарозу в якості джерела енергії.
Варення і джем.
При виготовленні полуничного варення фруктоза веде себе майже як сахароза.
Однак при зберіганні колір варення на фруктозі, погіршується швидше. Будова джему на фруктозі і сахарозі однакове. За допомогою фруктози, однак, можна отримати більш міцний джем, оскільки фруктозі властиво зміцнювати суміш з підвищенням її концентрації, а сахароза досягне максимальної міцності при концентрації 60% цукру.
Морозиво.
Цукор надає великий вплив і на будову, і на плавлення морозива. Чим більше цукру, тим нижче падає точка плавлення. На плавлення морозива впливає також молекулярна вага уживаного цукру, і внаслідок цього фруктоза (М = 180) знижує точку плавлення більше, ніж сахароза (М = 342).
Морозиво на фруктозі за будовою і смаку не відрізняється від морозива на сахарозі. Після тримісячного зберігання при температурі -25 ° С плавлення морозива на фруктозі можна було вважати задовільним, у той час як плавлення морозива на сахарозі не відповідало вимогам.
Йогурт.
Встановлено, що в йогурті фруктоза солодше сахарози. Загалом смак йогурту на фруктозі свіже і краще, ніж на сахарозі і навіть поліпшується під час зберігання. Будова і якість їх однакові. Отримані результати підтверджують, що найкраща область застосування фруктози - слабокислі холодні продукти, вміст цукру в яких не дуже висока.
Шоколад і солодощі.
Оскільки фруктоза володіє антікаріогеннимі властивостями, її варто застосовувати саме в солодощах. У цих продуктах можливо замінити сахарозу або рідкий цукор фруктозою. При виготовленні шоколаду на фруктозі доводиться стикатися з труднощами, у зв'язку з більшою гігроскопічністю фруктози і її властивістю реагувати з іншими речовинами.
Кристали фруктози легше кришаться в порошок, ніж кристали сахарози. Гігроскопічність фруктози призводить до того, що її кристали, мають тенденцію до агломерації. При вальцірованіі шоколадної маси слід дотримуватися певну температуру (40 ° С), уникнути агломерації кристалів. Хімічні реакції фруктози з іншими речовинами часто здійснюються при процесі вальцірованія. Процес слід виконувати якомога швидше, щоб фруктоза не встигла увібрати в себе вологу і, щоб кристали не з'єдналися.
Формула глюкози C 6 H 12 O 6.
Глюкоза - моносахарид, одна з восьми ізомерних альдогексоз. Молярна маса 180 г / моль. Глюкоза у вигляді D-форми (декстоза, виноградний цукор) є найпоширенішим вуглеводом. D-глюкоза (зазвичай її називають просто глюкозою) є у вільному вигляді та у вигляді олігосахаридів (тростинний цукор, молочний цукор), полісахаридів (крохмаль, глікоген, целюлоза, декстран), глікозидів та інших похідних. У вільному вигляді D-глюкоза міститься у плодах, квітках та інших органах рослин, а також у тваринних тканинах (у крові, мозку та ін.) D-глюкоза є найважливішим джерелом енергії в організмах тварин і мікроорганізмів. Як і інші моносахариди D-глюкоза утворює кілька форм. Кристалічна D-глюкоза отримана в 2-х формах: a-D-глюкоза і b-D-глюкоза.
a-D-глюкоза:
tпл 146 ° С [a] D = + 112,2 ° (у воді), кристалізується з води у вигляді моногідрату з tпл 83 ° С.
b-D-глюкоза:
Отримують кристалізацією D-глюкози з піридину та деяких інших розчинів. tпл 148-150 ° С, [a] D = + 18,9 ° (у воді).
У водному розчині встановлюється рівновага між кількома взаімопревращается формами D-глюкози: a - і b-пиранозной, a - і b - фуранозних, відкритої альдегідної і гідратної формою. У рівноважній системі у воді [a] D = + 52,7 °.
L-глюкоза:
L-глюкоза отримана синтетично, відновленням лактона L-глюконової кислоти. a-L-глюкоза - кристали tпл 142-143 ° С [a] D = - 95,5 ° (у воді) і - 51,4 ° (рівноважна система у воді). Хімічні властивості L-глюкози такі ж, як у D-глюкози.
Знаходження в природі.
Особливу вигляді глюкоза міститься майже у всіх органах зелених рослин.
Особливо її багато у виноградному соку, тому глюкозу іноді називають виноградним цукром. Мед в основному складається з суміші глюкози з фруктозою.
В організмі людини глюкоза міститься в м'язах, в крові (0.1 - 0.12%) і служить основним джерелом енергії для клітин і тканин організму.
Підвищення концентрації глюкози в крові призводить до посилення вироблення гормону підшлункової залози - інсуліну, зменшує вміст цього вуглеводу в крові. Хімічна енергія поживних речовин, що надходять в організм, укладена в ковалентних зв'язках між атомами. У глюкози кількість потенційної енергії становить 2800 кДж на 1 моль (тобто на 180 грам).
Отримання.
Глюкоза може бути отримана гідролізом природних речовин, до складу яких вона входить. У виробництві її отримують гідролізом картопляного і кукурудзяного крохмалю кислотами.
H2SO4, t (C6H10O5) n + nH2O ѕ ѕ ® nC6H12O6
Повні синтези глюкози, здійснені, виходячи з діброма кролеіна, а також з гліцеринового альдегіду і діоксіацетона, мають лише теоретичний інтерес.
У природі глюкоза разом з іншими вуглеводами утворюється в результаті реакції фотосинтезу:
хлорофіл 6CO2 + 6H2O ѕ ѕ ѕ ® C6H12O6 + 6O2-Q
У процесі цієї реакції акумулюється енергія Сонця.
Застосування.
Глюкоза є цінним поживним продуктом. В організмі вона піддається складним біохімічним перетворенням в результаті яких утворюється діоксид вуглецю і вода, при це виділяється енергія згідно підсумкового рівнянню:
C6H12O6 + 6O2 ѕ ® 6H2O + 6CO2 + 2800 кДж
Цей процес протікає східчасто, і тому енергія виділяється повільно.
Глюкоза також бере участь у другому етапі енергетичного обміну тваринної клітини (розщеплення глюкози). Сумарне рівняння виглядає так:
C6H12O6 +2 H3PO4 + 2АДФ ѕ ® 2C3H6O3 + 2АТФ + 2H2O
Так як глюкоза легко засвоюється організмом, її використовують у медицині як зміцнюючого лікувальний засіб при явищах серцевої слабкості, шоці, вона входить до складу кровозаменяющих і протишокових рідин. Широко застосовують глюкозу в кондитерській справі (виготовлення мармеладу, карамелі, пряників і т.д.), у текстильній промисловості як відновник, в якості вихідного продукту при виробництві аскорбінової і гліконових кислот, для синтезу ряду похідних цукрів і т.д. Велике значення мають процеси бродіння глюкози. Так, наприклад, при квашенні капусти, огірків, молока відбувається молочнокисле бродіння глюкози, так само як і при силосуванні кормів.
Якщо подвергаемая силосованию маса недостатньо ущільнена, то під впливом проник повітря відбувається маслянокислое бродіння і корм стає непридатний до застосування.
На практиці використовується також спиртове бродіння глюкози, наприклад при виробництві пива.
Фізичні властивості.
Глюкоза - безбарвна кристалічна речовина із солодким смаком, добре розчинне у воді. З водного розчину вона виділяється у вигляді кристалогідрату:
C6H12O6 · H2O. У порівнянні з буряковим цукром вона менш солодка.
Хімічні властивості.
Глюкоза має хімічними властивостями, характерними для спиртів і альдегідів. Крім того, вона володіє і деякими специфічними властивостями:
Властивості, обумовлені наявністю в молекулі гідроксильних груп альдегідної групи
1. Реагує з карбоновими кислотами з утворенням складних ефірів (п'ять гідроксильних груп глюкози вступають в реакцію з кислотами).
2. Реагує з оксидом срібла (I) в аміачному розчині (реакція "срібного дзеркала"):
CH2OH (CHOH) 4-COH + Ag2O ® CH2OH (CHOH) 4-CO2H + 2AgЇ
Глюкоза здатна піддаватися бродінню:
а) спиртове бродіння C6H12O6 ® 2CH3-CH2OH + CO2
б) молочнокисле бродіння C6H12O6 ® 2CH3-CHOH-COOH молочна кислота:
1. Як багатоатомний спирт реагує з гідроксидом міді (II) c освітою алкоголята міді (II)
2. Окислюється гідроксидом міді (II) (з випаданням червоного осаду).
Під дією відновників перетворюється на шестиатомний спирт
в) маслянокислое бродіння C6H12O6 ® C3H7COOH + 2H2 + 2CO2 масляна кислота
D-глюкоза дає загальні реакції на альдози, вона є поновлюючим цукром, утворює ряд похідних за рахунок альдегідної групи (фенілгідразон, n-бромфенілгідразон та ін.)
Озазон глюкози ідентичний озанону манози, яка є епімер глюкози, і озазону фруктози. При відновленні глюкози утворюється шестиатомний спирт сорбіт; при окисленні альдегідної групи глюкози - одноосновна D-глюконова кислота, при подальшому окисленні - двоосновна D-цукрова кислота. При окисленні лише вторинної спиртової групи глюкози (за умови захисту альдегідної групи) утворюється D-глюкуронова кислота. Освіта D-глюкуронової кислоти з D-глюкози може відбуватися при дії ферментів оксидаз або дегідрогеназ глюкози. При піролізі D-глюкози утворюються глікозани: a-глікозан і левоглюкозан (b-глюкозан).
Далі розглянемо:
1) Будова глюкози і фруктози і їх реакції їх;
2) Загальні формули глюкозоподобних речовин і стереохімічні відносини;
3) Опис тріоз, пентоз і гексоз - глюкози, фруктози;
4) Синтез Е. Фішера глюкози, фруктози і їх оптичних антиподів і i-ізомерів.
Глюкоза і фруктоза одночасно виникають з тростинного цукру при його інверсії, а саме, наприклад, при кип'ятінні розчину його з слабкою сірчаною кислотою:
C 11 H 22 O 11 + Н 2 О = з 6 h 12 o 6 + С 6 Н 12 O 6.
Відбувається гідроліз: частка тростинного цукру, приєднуючи частку води, розпадається на частку глюкози і фруктози частку. Всі природні глюкозоподобние речовини можуть бути отримані при гідролізі більш складних з'єднань, що знаходяться переважно в рослинах, наприклад тростинного цукру, крохмалю, клітковини, різних камеді, або гуммі і т. п.; тому глюкози називаються моносахаридами, а речовини, з яких вони виходять при інверсії - бісахарідамі, трісахарідамі і т. д. Глюкози називають також сахаромонозамі і просто цукрами, а тростинний цукор служить представником сахаробіоз. Формули глюкози і фруктози в звичайному структурному сенсі такі:
I. CH 2 (OH). [СН (ОН)] 4. СОН
II. СН 2 (ОН). [СН (ОН)] 3. СО.СН 2 (ОН).
Глюкози є альдегід, а фруктоза - кетон граничного, шестиатомний спирту з нормальним вуглецевим ядром. Наступні перетворення спонукали прийняти ці формули: а) глюкози і фруктоза приєднують водень при дії амальгами натрію на водні розчини їх, перетворюючись у граничні шестиатомний спирти С 6 Н 14 О 6. б) глюкози і фруктоза приєднують ціаністий водень CNH (реакція Килианом), утворюючи нітрили C 7 H 13 O 6 N; ці переводяться потім у одноосновні гексаоксікіслоти, які при нагріванні з концентрованою йодисто-водневої кислотою і з червоним фосфором перетворюються на гептіловие кислоти: з глюкози виходить нормальна гептіловая кислота:
СН 3. СН 2. СН 2. СH 2. СН 2. СН 2. СО 2 H,
а з фруктози - бутілметілуксусная:
(СН 3. СН 2. СН 2. СН 2). СН (СО 2 Н). СН 3.
в) глюкози і фруктоза з фенілгідразином, а також і з гідроксиламіном і аніліном, вступають у взаємодію з одного типу, утворюючи фенілгідразіди, оксими і аніліди. Реакція з фенілгідразином виражається так:
C 6 H 12 O 6 + N 2 H 3. З 6 H 5 = C 6 H 12 O 5 (N 2 H.С 6 H 5) + H 2 O.
Залишок фенілгідразину встає на місце альдегідного або кетонів кисню; виходять при цьому фенілгідразіди, так звані гідразони глюкози і фруктози, ізомерних, що і показують такі формули:
СН 2 (ОН). [СН (ОН)] 4. С (N 2 HC 6 H 5) H = C 12 H 18 O 5 N 2
СH 2 (ОН). [СН (ОН)] 3. С (N 2 H.С 6 H 5). СН 2 (ОН) = C 12 H 18 O 5 N 2.
При надлишку фенілгідразину і при нагріванні відбувається наступна реакція:
З 6 Н 12 О 5 (N 2 H. С 6 Н 5) + N 2 H 3. З 6 H 5 = C 6 H 10 O 4 (N 2 H.С 6 Н 5) 2 + H 2 O + H 2.
З утворився в перший момент гідразону виходить так званий озазон глюкози або фруктози, З 11 H 22 O 4 N 4, вода і водень; останній у міру перебігу реакції діє на надлишок фенілгідразину, перетворюючи його на аміак і анілін:
N 2 Н 3. С 6 Н 5 + Н 2 = NH 3 + C 6 H 3. NH 2.
Озазон виходить один і той же і з глюкози, і з фруктози; з цього випливає, так як положення залишку фенілгідразину в обох гідразону певне, що другий залишок фенілгідразину при утворенні озазона із глюкози з'єднується з другим вуглецем (форм. I), сусіднім з альдегідної групою, а при утворенні з фруктози - з першим (форм. II), відповідним вуглецю в альдегідної групи глюкози:
CH 2 (OH). [CH (OH)] 3. C (N 2 HC 6 H 3). C (N 2 HC 6 H 5) H.
Озазони відіграють велику роль при вивченні цукрів, для характеристики їх і при виділенні із сумішей, тому що вони добре кристалізуються, у вигляді жовтих голочок, і мало розчиняються; гідразони іноді також зручні для цього. Освіта озазонов, при чому відбуваються ще аміак і анілін, можна вважати найхарактернішою реакцією глюкозоподобних речовин; всі інші реакції їх, крім здатності розкладатися на спирт і СО 2 при бродінні, властиві речовин найрізноманітніших функцій; до того ж здатність бродити під впливом дріжджів виявляють далеко не всі моносахариди. З димить соляною кислотою озазон реагує так:
C 18 H 22 O 4 N 4 + 2H 2 O + 2НCl = C 6 H 10 O 6 + 2HCl.N 2 H 3. C 6 H 5.
Виходить так званий озон в розчині і хлористо-водневий фенілгідразин в осаді; обидва залишку фенілгідразину в озазоне замінилися двома кисню:
СН 2 (ОН). [СН (ОН)] 3. СО.СОН;
Оцон є альдегідокетоноспірт. Оцони важливі при вивченні цукрів тим, що при відновленні (цинковий пил і сірчана кислота) вони переходять в цукор:
C 6 H 10 O 6 + H 2 = C 6 H 12 O 6;
в даному випадку відновлення призводить до фруктози. Таким чином глюкозу через оцон можна перетворити на фруктозу.
Такий же перехід можна зробити через ізоглюкозамін [Речовина ізомерні з глюкозаміном, які добувають з хітину (в оболонці омарів) при нагріванні з міцною соляною кислотою; глюкозанін з фенілгідразином дає озазон глюкози, а з азотистою кислотою - правообертальні глюкози, яка не проте здатна бродити (Тіманн )], що виникає при відновленні озазона, тому що ізоглюкозамін з азотистою кислотою розпадається на азот і фруктозу:
C 6 H 1 O 5. NH 2 + HNO 2 = C 6 H 12 O 6 + N 2 + H 2 O.
г) Здатність глюкози і фруктози відбудуєш у спирти і утворити нітрили і гідразони пояснюється присутністю в них альдегідного [Тільки нездатність фарбувати фуксіносерністую кислоту говорить за відсутність у глюкози альдегідної групи; але поки що взагалі невідомо, як до цього реагенту ставляться інші оксіальдегіди] або кетонів кисню; при утворенні озазонов має значення вже спиртова група; спиртова натура глюкози позначається в їх здатності з'єднуватися з підставами, давати лужні і лужноземельні алкоголяти. Присутність п'яти спиртових угруповань дає їм можливість утворити пятізамещенние ефіри з кислотами:
З 6 Н 12 О 6 + 5R (ОН) = З 6 Н 7 R 5 Про 6 + 5Н 2 О,
де R означає кислотний радикал.
д) Здатність відбудуєш Фелінгову рідина, тобто окис міді в лужному розчині, пояснюється одночасною присутністю спиртової та кетонів або альдегідної угруповань. Таким чином структурні формули глюкози і фруктози можна вважати доведеними. У природі існують і отримані синтетично ще багато речовин, що мають властивості глюкози. Структурні формули, їм відповідають, наступні:
А. СН 2 (ОН). [СН (ОН) n.СНО,
В. СН 2 (ОН). [СН (ОН)] n-1.СО.СН 2 (ОН).
При n = 4 формула А перетворюється на формулу глюкози, а В - у формулу фруктози. Величина n одержала в цей час значення 1, 2 і т. д. до 7 включно. А виражає будова альдоз, а В - кетоз; ці назви походять від слів альдегід, кетон. При n = 1 у частці полягає три атома вуглецю, при n = 2 - чотири і т. д.; загальні назви утворюються таким чином груп сполук наступні: тріози, тетрози, пентози, гексози (сюди відноситься глюкози і фруктоза), гептози, октози і нонози.
Гексози глюкози (виноградний цукор або декстроза) в природі дуже поширена. Вона знаходиться, частиною у вільному вигляді, частиною у поєднанні з іншими моносахаридами, а також у вигляді глюкозидів, в меді, у багатьох плодах, в соку деяких рослин і коренів, в зернах, бульбах і, нарешті, в сечі діабетиків, з якої кристалізується , в поєднанні з хлористим натрієм, у вигляді (С 6 Н 12 О 6) 2. NaCl.H 2 O. Звичайно отримують глюкозу з крохмалю або тростинного цукру, зручно також користуватися молочним цукром. 25% розчин тростинного цукру нагрівають до 50 - 55 ° з 2 - 3% пресованих дріжджів години 2 - 3; відбувається інверсія. При згущенні в порожнечі з розчину виходить кристалічна маса; її промивають розведеним спиртом, уд. в. 0,830, і залишок розчиняють в тому ж спирті; з розчину кристалізується потім глюкозу, яку потрібно ще раз перекристаллизованная з метилового спирту. Водний спирт, промивали глюкозу, містить фруктозу, яка і може бути виділена з нього (див. нижче). Якщо інверсія зроблена за допомогою кип'ятіння з сірчаної кислотою (що гірше, ніж з дріжджами), то потрібно перш за все видалити цю баритом, а потім чинити так само, як вище. Зручно інвертувати також спиртовим розчином хлористого водню при 45 - 50 °. При фабричному приготуванні користуються крохмалем, який при повній інверсії дає тільки одну глюкозу; так як повної інверсії при кип'ятінні зі слабкою сірчаною кислотою досягти тут не можна, то така глюкоза не являє собою чистого продукту. З молочного цукру при інверсії виходить глюкоза з галактозою (див. нижче); випарений розчин дає кристалічну суміш, з якої глюкоза витягується, метиловим спиртом. Глюкоза кристалізується з міцного спирту і з водного розчину при 30 ° - 35 ° (при спеціальному виробництві у вигляді кристалічної пилу або прізмочек складу C 6 H 12 O 6; температура плавлення 146 °; при звичайній температурі з водного розчину кристалізується гідрат C 6 H 12 O 6 + H 2 O, температура плавлення близько 80 °. Солодкий смак глюкоза - слабше, ніж тростинного цукру. Водний розчин обертає п. п. вправо [α] D = + 52,6 °. Свіжоприготований розчин виявляє оптичну діяльність майже вдвічі сильніше ; це - явище біротаціі; нагрівання розчину або тривалий стояння його при звичайній температурі знищує біротацію; якщо розчин приготовлений з розплавленої та охолодженої потім до звичайної температури глюкоза, біротаціі не помічається. При нагріванні до 170 °, глюкоза, втрачаючи воду, переходить в так званий глюкозан,
З 6 Н 12 О 6 - Н 2 О = С 6 Н 10 О 5,
аморфна речовина, яка у водному розчині знову переходить в глюкозу. Глюконова кислота (2 при n = 4), лактон якої C 6 H 10 O 6 плавиться при 130 ° - 135 ° і обертає п. п. вправо [α] D = + 68,2; у вигляді лактонокіслоти плавиться при 130 ° - 132 ° а обертає вправо, [α] D = 225 °; цукрова кислота (3); при редукції глюкози виходить шестиатомний спирт сорбіт (Meunier), стереоізомер маніту; сорбіт при окисленні дає знову глюкозу (Vincent і Delachanal). Гідразон глюкози, безбарвні голки, плавиться при 144 ° - 145 °; озазон, жовті голки, плавляться при 204 ° - 205 °.
Фруктоза (левулоза) зустрічається в меді і в багатьох плодах; утворюється при окисленні маніту хамелеоном або повітрям у присутності платинової черні разом з манози (Горуп Безанец, який назвав отриману суміш маннітозой). Для отримання чистої фруктози звичайно користуються інулін, який при кип'ятінні з слабкою сірчаною кислотою, і навіть просто водного розчину, цілком переходить у фруктозу. При випаровуванні водного розчину в порожнечі над сірчаною кислотою виходить сироп, який, після промивання абсолютним спиртом, перетворюється на кристалічну масу; фруктоза плавиться при 95 ° і починає розкладатися при 100 °. З спиртового розчину, що виходить при обробці інвертованого тростинного цукру на глюкозу, фруктоза може бути виділена за допомогою порошку гашеного вапна, з якою вона утворює важкорозчинні з'єднання С 6 Н 12 О 6. Са (ОН) 2; останнє, після промивання, розкладають щавлевою кислотою або вуглекислотою. Фруктоза солодше глюкозу, бродить важче її, відновляє Фелінгову рідина слабше; обертає п. п. вліво; величина обертання сильно змінюється з температурою: [α] D (0 °) = - 108,5 °, [α] D (20 °) = - 95,7 °; цим користуються для визначення кількості фруктози в сумішах з іншими цукрами, тому що останні не виявляють такої мінливості від температури. Фруктоза, вращающая вліво, виходить з d-глюкози. і d-маніту і при відновленні дає d-маніт разом з d-сорбітом, вона належить до групи d-з'єднань, а тому Е. Фішер називає її d-фруктозою, що суперечить напрямку її оптичної діяльності; фруктозу можна вважати похідним цукром від d - глюкози, а також від d-манози, а всі похідні необхідно позначати позначкою вихідного цукру; оптична діяльність та інших похідних альдоз нерідко обратна по напряму з оптичної діяльності вихідної альдози; це має місце при озазонах, аніліди та ін Бути може, зручно було б вважати альдози взагалі основними цукрами, а кетози похідними. Фруктоза, як вище показано, є кетозу; інша зустрічається в природі кетозу - сорбіноза.
Сорбіноза (Шейблер, раніше називалася сорбіном) виходить з ягід горобини (Sorbus); вона має дуже солодким смаком, добре кристалізується у вигляді ромбічних щільних кристалів складу С 6 Н 12 О 6 + 1/2Н 2 О; обертає п. п. вліво, [α] D = - 43,4 °; по всіх реакцій це одна з глюкози, але не бродить. Її повинно вважати стереоізомерів d-фруктози. При відновленні дає сорбіт, який при окисленні дає Г. Озазон плавиться при 164 °.
В останні десятиліття в якості замінників цукру широко використовуються крохмальні сиропи і патоки.
Шляхом ферментативного гідролізу крохмаль у крохмаловмісну сировину (картопля, кукурудза, пшениця, сорго, ячмінь, рис і т.д.) постадійно перетворюється спочатку в глюкозу, а потім у суміш глюкози і фруктози. Процес може бути припинений на різних стадіях і тому можна отримувати глюкозно-фруктозного сиропи (ГФС) з різним співвідношенням глюкози і фруктози. При вмісті в сиропі 42% фруктози - виходить звичайний ГФС, при підвищенні вмісту фруктози до 55-60% - збагачений, або ОГФС (сироп 2-го покоління), високофруктозний сироп 3-го покоління містить 90-95% фруктози.
У зв'язку з тим, що такий сироп солодше цукру, він за кордоном поступово витісняє останній при застосуванні в кондитерській, хлібопекарській і інших галузях харчової промисловості, при виробництві напоїв. Світовий досвід показує, що ГФС може замінити цукор: в кондитерських виробах - близько 20%, у виробництві морозива - близько 50%, при виробленні хлібобулочних виробів, плодоовочевих консервів, безалкогольних напоїв і виноградних вин, згущеного молока - до 100%.
Так, кукурудзяні сиропи з високим вмістом фруктози можна використовувати при виробництві пшеничного хліба, при цьому хліб довше не черствіє і не відрізняється від зазвичай приготованого за смаком, однорідності і кольором м'якуша. При використанні ГФС довго зберігається свіжість кондитерських виробів, зокрема, м'яких цукерок, помади, зефіру. При внесенні в соки з м'якоттю 3-7% ГФС підвищується біологічна цінність соків при зниженні витрати цукру на їх виробництво. Застосування високофруктозного сиропу при виробництві хлібобулочних виробів, сухих круп і приправ до салатів сприяє зниженню калорійності цих продуктів.
Висока солодкість і розчинність ГФС 3-го покоління дозволяє отримувати ароматизовані концентровані сиропи з більш високим коефіцієнтом розбавлення, що підвищує вихід продукту, стійкість його при зберіганні і зменшує вартість транспортування.
Глюкозно-фруктозного сиропи можна отримувати і з відходів переробки плодів і овочів, особливо ефективним сировиною служать виноградні вичавки, містять значну кількість цукрів - 9-11%. Шляхом екстракції і подальшої концентрації можна отримувати ГФС, збагачені біологічно активними речовинами, в тому числі вітамінами: тіаміном і рибофлавіном.
Таблиця 1.
Хімічний склад глюкозного сиропу (ГС), отриманого із зернової сировини.
| Показник | Масова частка до абс. сухій речовині,% |
| Глюкоза | 94,62 |
| Олігосахариди | 2,66 |
| Білок | 1,13 |
| Жир | 0,75 |
| Зола | 0,51 |
| Вітаміни, мг / кг: тіамін (B1) | 2,72 |
| рибофлавін (B2) | 16,18 |
| нікотинова кислота (РР) | 4,25 |
| токоферол (Е) | 3,74 |
Мальтозна та глюкозно-мальтозна патоки містять велику кількість зброджують цукор (відповідно до 65% та понад 70%), що дозволяє широко застосовувати їх у пивоварінні, надаючи при цьому позитивний вплив на смак і в'язкість пива.
Глюкозно-мальтозна патока відрізняється найбільшою насолодою і найменшою в'язкістю, що дозволяє виробляти її з високим вмістом сухих речовин (до 83,5%), при цьому вона не кристалізується в процесі зберігання. Вміст глюкози в ній не перевищує 38%, що дозволяє застосовувати її як замінник сахарози в виноробстві, хлібопеченні, консервуванні, при виробництві напоїв і т.д. Крім того, глюкозно-мальтозний патоку можна використовувати як готовий продукт для приготування в домашніх умовах вин, варення, плодово-ягідних консервів, квасу, випічки і пр.
Що стосується солодощі сумішей.
Рівень солодощі суміші, що складається з двох замінників цукру, часто виявляється вище або нижче рівня, обчисленого шляхом алгебраїчного додавання індивідуальної виразності солодощі кожного з цих замінників цукру. Функція між вираженістю солодощі та концентрацією не є лінійною. Хорошим психофізичним методом для вимірювання вираженості солодощі є оцінка величини:
S = kcn
де: S - вираженість солодощі
k - константа пропорційності
с - молярность
n - експонента
Значення n становило приблизно 1.3 для всіх досліджених цукрів і менш 1.00 для сахарину і цикламата. Експонента n є показником ступеня підвищення солодощі із збільшенням концентрації, а значення k-показником відносної солодощі цукрів. Наведемо порівняння виразності солодощі декількох замінників цукру в концентрації 1,0 M по Московіца: сахароза - 3,20; фруктоза - 2,05; лактоза - 1,45 г, глюкози - 1,00; маніт - 0.80; рибоза - 0.68; сорбіт - 0.53; гліцерин - 0.37.
Якщо змішати розчини двох різних концентрацій цукру і якщо їх експонента n = 2, то:
St = k (C1 + С2) 2
St = kC12 + kC22 + 2C1C2
З іншого боку, якщо б індивідуальна солодкість розраховувалася і складалася алгебраїчно, то результат був би таким:
S1 = kCi2 S2 = kC22
St = kCi2 + kCi2
Таким чином, помилкове припущення про можливість простого підсумовування призводить до того, що загальна солодкість виявляється нижче фактичної, яка відображена у значенні 2С1С2.
Алгебраїчне підсумовування завжди приводить до помилкового синергізму, якщо експоненти замінників цукру перевищують одиницю. Оскільки математичне вираз для сумішей смакових якостей відрізняється складністю, наближене значення можна отримати в тому випадку, якщо концентрацію одного із замінників цукру привести у відповідність з концентрацією другого, а потім використовувати суму двох концентрацій одного і того ж підсолоджувача для визначення еквівалентної солодощі. Багато дослідників перетворюють свої цукру в концентрації глюкози з еквівалентною солодкістю. Всі розглянуті вище випадки грунтувалися на припущенні, що обидва підсолоджувача взаємодіють з одними і тими ж рецепторними ділянками. Електрофізіологічні експерименти показали, що це не завжди правильно і що існує багато інших рецепторних ділянок солодощі. У деяких випадках істинний синергізм може мати місце за умови, що два різних підсолоджувача не конкурують за один і той же рецепторний ділянку. Проте максимальна солодкість, яку можна досягти, в два рази нижче вираженості солодощі, що продукується найсолодшій з двох обраних молекул у суміші. Таким чином, синергізм смакових якостей у сумішах може сприяти підвищенню солодощі їжі, але суміші цукрів не можуть стати новим ефективним підсолоджувачем, який міг би замінити, наприклад, сахарин.
Тепер, що стосується аспартама.
Аспартам - це низькокалорійний підсолоджувач приблизно в 200 разів солодше цукру. Він засвоюється організмом, але завдяки високому коефіцієнту солодощі, використовуване кількість аспартама настільки незначно, що його можна вважати фактично вільним від калорій.
Складається з двох амінокислот - аспарагінової кислоти і фенілаланіну, які є будівельними "цеглинками" білка. Амінокислоти, що входять до складу аспартама, є в природі в більшості протеіносодержащіх продуктів, включаючи м'ясо, молочні продукти та овочі.
Метаболізм: При травленні аспартам розпадається на фенілаланін, аспарагінову кислоту і невелика кількість метанолу. Метанол перебуває в природному вигляді в організмі людини і в багатьох продуктах. Його кількість в аспартамі мало в порівнянні з тим, яке знаходиться в продуктах. Наприклад, томатний сік містить у шість разів більше метанолу в порівнянні з такою ж порцією напою, підсолодженого аспартамом.
Властивості: По смаку дуже близький до цукру. Підсилює і підкреслює аромат натуральних фруктів, особливо цитрусових. Можна знизити кількість калорій у напоях і продуктах за рахунок заміни цукру аспартамом. Крихітна кількість аспартама з 1 / 10 калорії дає той же самий рівень солодощі як чайна ложка цукру з 16 калоріями. Не викликає карієсу зубів.
Аспартам використовують для підсолодження різних продуктів, напоїв і в якості столового підсолоджувача. В даний час його застосовують у наступних широко відомих продуктах:
- Газовані напої
- Соки
- Пудинги, наповнювачі для тортів, желе
- Десерти і підливки
- Столові підсолоджувачі (таблетки і порошки)
- Жувальні гумки
- Фруктові соки
- Пастила
- Заморожені десерти
- Йогурти
- Джеми, мармелад
- Фармацевтика
- Гарячий шоколад
- Сніданки із зернових
- Кондитерські вироби
- Сухі напої
- Мультивітаміни
- Освіжувачі рота
Аспартам є самою ретельно вивченої харчовою добавкою, використовуваної в харчових продуктах. Аспартам безпечний і схвалений для вживання в їжу діабетикам, вагітним жінкам, що годують матерям і дітям. Аспартам був вивчений і оголошений безпечним такими впливовими організаціями, як Європейська комісія по продуктах харчування (SCF), Об'єднана експертна комісія з харчових добавок (JECFA) Всесвітньої організації охорони здоров'я (WHO), Управління з контролю за харчовими продуктами і ліками США (FDA), а також багатьма контролюючими організаціями у більш ніж 90 країн по всьому світу.
Припустима денна доза (ADI) для аспартама була встановлена в 40 мг на кілограм ваги тіла людини (JECFA). Дана норма ADI також схвалена й прийнята Мінздравом України.
Ні Аспартам, ні його компоненти не накопичуються в організмі. Білкові амінокислоти також як білки виділяють 4Ккал на 1г. Але, враховуючи високу сладоінтенсівность аспартама, 16200 разів солодше цукру, калорійність аспартама можна вважати незначною.
Аспартам має смак, аналогічний цукру. Підсилює смак аромат цитрусових та інших фруктів. При всіх його чудових властивостях у аспартама є два недоліки він не має гарну розчинність і не витримує високої температури. Це ускладнює процес готування напоїв і обмежує використання аспартама в таких областях як хлібопекарська та інші види харчової промисловості, де технологічно потрібне підвищення температури. Розчинність аспартама приблизно 1%, і вона збільшується з підвищенням температури, досягаючи приблизно 5% при граничній (60 ° С). Розпадаючись, аспартам залишається абсолютно нешкідливим. При тривалому впливі температури вище 60 ° С компоненти аспартама розділяються, губиться частина солодощі. Тому в деяких рецептах його можна застосовувати тільки на останніх стадіях приготування. Аспартам можна використовувати при моментальної пастеризації, при швидкому охолодженні. Максимальна стійкість (25 ° С) досягається при рН 4.2.
Індивідуально Аспартам в основному застосовується для підсолоджування харчових продуктів, наприклад морозива або кремів, які не вимагають теплової обробки, а також продуктів лікувального призначення.
Для того щоб охарактеризувати якість солодощі аспартама, він був зіставлений з цукром та іншими цукристими речовинами. У результаті цього, на відміну від інших цукристих речовин з високою солодкістю, солодкість аспартама ближче всього до солодощі цукру. При використанні суміші Аспартам + Ацесульфам потрібно враховувати, що в напоях Аспартам лише обмежено стабільний. Тому іноді доцільно, суміші співвідношення замінників цукру в бік надлишку ацесульфама.
I. Приготування води. Надходять у виробництво воду піддають очищенню. Перше фільтрування води проводять у пісковому фільтрах для грубої очистки. Освітлену воду пом'якшують натрійкатіонітовим фільтрі 25 і збирають в збірники 27. З цього збірника воду насосом 28 подають через керамічний патронний фільтр 29 і холодильник 30 на сатурірованіе (насичення діоксидом вуглецю) і в якому змішується вода з купажним сиропом. Для регенерації катіоніту використовують солерозчинник 26 і збірник регенеруючого розчину 23. в апараті 30 вода охолоджується до 4-7 ° С.
II. Приготування цукрового сиропу. Для отримання білого цукрового сиропу в сіроповарочний апарат 2 заливають розраховану кількість підготовленої води і починають нагрівати її до кипіння. При нагріванні включають мішалку і в апарат поступово засипають попередньо очищений від сторонніх домішок цукор з розрахунку 8,5 - 9 частин на 5 частин води (за масою). Кип'ятіння триває 25-30 хв при обов'язковому видаленні утворюється піни. Для отримання сиропу інвертного цукру після зниження температури до 68-72 ° С в апарат з мірника 3 додають розчин лимонної кислоти для інвертування сахарози і додання приємного смаку. Потім гарячий сироп зливають до збірки 4 (Монжа). З нього гарячий сироп під невеликим тиском, створюваним діоксидом вуглецю, надходить через фільтр 5 у холодильник 6. Охолоджений сироп перекачують для зберігання в закриті збірники 7. Вміст цукру в готовому сиропі 60-65% мас.
III. Приготування кольору. Колер, застосовуваний для фарбування напоїв від жовтого до коричневого кольору, готують шляхом нагрівання цукру до 180-200 ° С. У колероварочний апарат 1 вводять цукор і воду в кількості 1-2% до маси цукру, включають мішалку і систему обігрівання апарату. Температуру розчину поступово (протягом 40 хв) доводять до 180 ° С, розплавлену масу уварюють протягом 90 хв. З апарату уварена маса зливається в бак 22. Тут охолоджений до 60-65 ° С карамельної маси додають гарячою воду, доводячи концентрацію сухих речовин до 70% мас. Потім через фільтр 20 колер перекачують насосом 21 у збірник 19 на зберігання. Зі збірки розчин колера насосом або самопливом подається у предкупажние мірники 18.
IV. Приготування купажного сиропу. Купажний сироп являє собою концентрований розчин всіх компонентів, що складають смакову і ароматичну основу напою. Його готують періодичним способом. Компоненти змішують у закритому купажним апараті 17, в який подають відповідно до рецептури компонента в такій послідовності: цукровий сироп із збірок 7, плодово-ягідні соки, вина або настої з мірників 10, органічних кислот з мірника 8, підсолоджувач з ємності 40, колер з мірників 18. Суміш ретельно перемішують і в останню чергу вносять ароматичні речовини з мірника 9. У періодичному процесі порошкоподібний або гранульований підсолоджувач додається за попередніми розведенням або без нього в ємність для приготування сиропу після завдання в нього розчину кислоти. Залежно від використовуваного обладнання загальний час розчинення становить 5-30 хв. При додаванні підсолоджувача в ємність для приготування сиропу без його попереднього розчинення необхідно стежити за тим, щоб порошок не прилипав до стінок бака або валу мішалки. Якщо підсолоджувач попередньо розбавляється, то він може бути або повністю розчинений у воді, або, що частіше має місце, приготований у вигляді суспензії з концентрацією до 30%, після чого перелитий в купажну ємність. Соки, вина і настої, що мають опади, при поданні їх з ємності 12 в мірник 10 освітлюють на фільтрі 11. Після змішування всіх компонентів у купажним апараті 17 сироп насосом 16 перекачують через фільтр 15 і холодильник 14 в напірні резервуари 13, забезпечені сорочками для підтримки необхідної температури купажного сиропу.
При вживанні свіжих соків, недостатньо витриманих морсів або нестандартних екстрактів, що містять значну надмірну кількість білків або спирту, купажний сироп готують гарячим способом. Для цього в сіроповарочном апараті 2 варять білий сироп разом з відфільтрованому соком або розведеним екстрактом. Варка триває не більше 20 хв., Після чого гарячу суміш фільтрують, охолоджують і подають у купажний апарат 17. Для насичення змішаного напою діоксидом вуглецю використовують автоматизовані установки безперервної дії. Насичення напою діоксидом вуглецю проводять під надлишковим тиском 0,3-0,6 МПа до вмісту діоксиду вуглецю 4,5-6 г / дм. З сатуратора 31 газований напій надходить в резервуар фасувального автомата 34.
V. Фасування напоїв. Напої фасують в пляшки в фасувальному цеху. Преформа надходить зі складу в цех і завантажується в бункер видувної машини, звідти надходить на транспортер видувної машини 32. Транспортер подає преформу на штампи, де відбувається видув пляшки. ПЕТ пляшка з повітряного транспортеру за допомогою вентиляторів проходить через УФ лампу 33 і направляється в фасувальний автомат 34. У фасувальному автоматі 34 ПЕТ пляшка наповнюється напоєм. Заповнені ПЕТ пляшки укупориваются на автоматі 35, далі ПЕТ пляшки по транспортеру надходять на напівавтомат 36 для виявлення сторонніх включень і недоливу. Після чого наклеюють етикетку в автоматі 37. Далі ПЕТ пляшки надходять на пакувальний автомат 38, де вони упаковуються поліетиленовою плівкою. Потім готові упаковки надходять на склад готової продукції.
- Вивчено історію появи замінників цукру;
- Розглянуто види замінників цукру;
- Виявлено корисні властивості та недоліки замінників цукру;
У ході експерименту було вивчено профіль солодощі в порівнянні до сахарози, розчинність у воді, розчинність з органічними кислотами, утворення опадів. А саме:
- Вивчено хімічні, фізичні властивості фруктози, глюкози і аспартама;
- Розглянуто розчинність фруктози, глюкози і аспартама у воді;
- Розкрито їх розчинність з органічними кислотами;
- Виявлено утворення опадів фруктози, глюкози і аспартама.
Отже, зробимо короткі висновки: першим замінником цукру став сахарин, який був синтезований в 1879 році російським емігрантом Фальберг.
Другим синтетичним замінником цукру стали натрієві і калієві солі Цикламова кислоти, простіше кажучи, цикламати.
Одним з найпопулярніших замінників цукру вважається аспартам, синтезований у 70-х роках компанією "Monosanto". Зараз на нього припадає близько 25% всієї споживаної "солодкої синтетики". Незважаючи на таку поширеність, аспартам таїть у собі потенційну небезпеку. Проблема полягає в хімічному будову цієї речовини: воно складається з двох амінокислот - феніланіну і аспаргін, з'єднаних між собою молекулою метилового спирту. У процесі проведених досліджень метанол трансформувався у формальдегід, який є канцерогеном класу А. Так що фахівці не заперечують ймовірних ускладнень, пов'язаних з вживанням великих доз цього цукрозамінника. Крім того, аспартам звинувачують у безлічі інших гріхів.
Фруктоза відноситься до групи моносахаридів і є одним з найважливіших природних цукрів.
Деякі сполуки фруктози зустрічаються у вигляді природних продуктів. Найбільш важливим серед них є сахароза, тобто звичайний цукор, молекули якого складаються з однієї молекули фруктози і однієї молекули глюкози.
Фруктоза утворює безводні кристали у вигляді голок, температура плавлення 102-105 ° С. Молекуряний вага 180,16; питома вага 1,60 г / см 3; калорійна цінність приблизно та ж, що й інших цукрів, 4 ккал на 1 м. Фруктоза властива деяка гігроскопічність. Концентровані склади фруктози зберігають вологу. Фруктоза легко розчинна у воді і спирті. При 20 ° С насичений розчин фруктози має концентрацію в 78,9%, насичений розчин сахарози - 67,1%, а насичений розчин глюкози - тільки 47,2%. В'язкість розчинів фруктози нижче в'язкості розчинів сахарози і глюкози.
Фруктоза, яка довгий час була рідкісним солодким речовина. Застосовувалася лише у фармакопейних препаратах або хворими на цукровий діабет, за останні роки стала звичайним сировиною у харчовій промисловості. Фруктоза, будучи природним речовиною, володіє багатьма позитивними властивостями, які можна використовувати у виробництві різних продуктів. Найбільш важливими є висока ступінь солодощі, безпеку з точки зору карієсу, відсутність побічних явищ, відмінні особливості метаболізму, тонізуючий ефект, властивості підкреслення ароматів і утворення нових ароматичних субстанцій, хороша розчинність і мала в'язкість, вплив на метаболізм алкоголю і т. д. В даний час фруктоза використовується при виготовленні лікарських препаратів і дієтичних продуктів.
Глюкоза має також назву виноградний цукор, тому що саме у винограді глюкоза міститься в значній кількості у вільному вигляді. Вона присутня також в інших плодах і ягодах, входить до складу бджолиного меду. У природі глюкоза зустрічається в складі складних високомолекулярних сполук, таких як крохмаль, клітковина та ін Поряд з фруктозою глюкоза є складовою частиною сахарози. Солодкість глюкози дорівнює 0,74.
Глюкоза - один з ключових продуктів обміну речовин, що забезпечують живі клітини енергією (в процесах дихання, бродіння, гліколізу), служить вихідним продуктом біосинтезу багатьох речовин. У людини і тварин постійний рівень глюкози в крові підтримується шляхом синтезу і розпаду глікогену.
Глюкозу застосовують не тільки в якості замінника цукру, але і як поліпшувач смаку і товарного виду харчових продуктів. У кондитерській промисловості глюкозу вживають для отримання м'яких цукерок, десертних сортів шоколаду, вафель, тортів, дієтичних і інших виробів. Так як глюкоза не маскує аромату і смаку, її широко використовують при виробництві фруктових консервів, заморожених фруктів, морозива, алкогольних і безалкогольних напоїв. У хлібопеченні глюкоза покращує умови бродіння, сприяє утворенню красивою золотисто-коричневої скоринки, рівномірної пористості і гарного смаку.
2. Валентас К.Дж., Ротштейн Е., Сінгх Р.П. Харчова інженерія. М: Професія, 2004. - 368 с.
3. Голубєв В.М., Чічев-Філатова Л.В. Харчові та біологічно активні добавки. М.: Академія, 2004. - 400 с.
4. Дерканосова Н.М., Шеламова С.А., Абрамова І.М. Діабетичне цукрове печиво. / / Зберігання та переробка сільгоспсировини. - 2003. - № 9. - С. 63-64.
5. Жехов А. Нові джерела / / Цукрові буряки. - 2003 .- № 7 .- С. 23.
6. Ісупов В. П. Харчові добавки і прянощі. Історія, склад, застосування. М.: ГІОРД, 2004. - 629 с.
7. Карнаушенко Л.І., Гордієнко Л.А., Коркач А.В. Вплив глюкозного сиропу на реологічні властивості помадних цукерок. / / Зберігання та переробка сільгоспсировини. - 2000. - № 5. - С.35-37.
8. Копачів В. В. Сахара і цукрозамінники. М.: Книга плюс, 2004. - 670 с.
9. Люк Е., Ягер М. Консерванти в харчовій промисловості. Властивості і застосування. М.: ГІОРД, 2004. - 416 с.
10. Нечаєв А.П. Харчова хімія. М.: ГІОРД, 2004. - 632 с.
11. Нечаєв А.П., Траубенберг С.Є., Кочеткова О.А., Колпакова В.В., Вітол І.С., Кобелєва І.Б. Харчова хімії. М: ГРИФ, 2004. - 640 с.
12. Нечаєв О. П. Кочеткова А. А. Зайцев А. М. Харчові добавки. М.: Книга плюс, 2004. - 432 с.
13. Пульцін М.М. Солодощі і пристрасті: цукор і підсолоджувачі - питання і відповіді. М.: Норма, 2004. - 114 с.
14. Ренслі Дж., та ін Їжа та харчові добавки. М.: ГІОРД, 2004. - 430 с.
15. Сарафанова Л. А. Застосування харчових добавок. Технічні рекомендації.
16. Сарафанова Л. Харчові добавки. М.: ГІОРД, 2004 - 522 с.
17. Збірник рецептур борошняних кондитерських і булочних виробів. Для підприємств громадського харчування. Сост. Павлов А. В.
18. Скуріхін І. М., Шатерник В. А. Як правильно харчуватися. М.: Агропромиздат, 2003. - 240 с.
Аспартам - це низькокалорійний підсолоджувач приблизно в 200 разів солодше цукру. Він засвоюється організмом, але завдяки високому коефіцієнту солодощі, використовуване кількість аспартама настільки незначно, що його можна вважати фактично вільним від калорій.
Складається з двох амінокислот - аспарагінової кислоти і фенілаланіну, які є будівельними "цеглинками" білка. Амінокислоти, що входять до складу аспартама, є в природі в більшості протеіносодержащіх продуктів, включаючи м'ясо, молочні продукти та овочі.
Метаболізм: При травленні аспартам розпадається на фенілаланін, аспарагінову кислоту і невелика кількість метанолу. Метанол перебуває в природному вигляді в організмі людини і в багатьох продуктах. Його кількість в аспартамі мало в порівнянні з тим, яке знаходиться в продуктах. Наприклад, томатний сік містить у шість разів більше метанолу в порівнянні з такою ж порцією напою, підсолодженого аспартамом.
Властивості: По смаку дуже близький до цукру. Підсилює і підкреслює аромат натуральних фруктів, особливо цитрусових. Можна знизити кількість калорій у напоях і продуктах за рахунок заміни цукру аспартамом. Крихітна кількість аспартама з 1 / 10 калорії дає той же самий рівень солодощі як чайна ложка цукру з 16 калоріями. Не викликає карієсу зубів.
Аспартам використовують для підсолодження різних продуктів, напоїв і в якості столового підсолоджувача. В даний час його застосовують у наступних широко відомих продуктах:
- Газовані напої
- Соки
- Пудинги, наповнювачі для тортів, желе
- Десерти і підливки
- Столові підсолоджувачі (таблетки і порошки)
- Жувальні гумки
- Фруктові соки
- Пастила
- Заморожені десерти
- Йогурти
- Джеми, мармелад
- Фармацевтика
- Гарячий шоколад
- Сніданки із зернових
- Кондитерські вироби
- Сухі напої
- Мультивітаміни
- Освіжувачі рота
Аспартам є самою ретельно вивченої харчовою добавкою, використовуваної в харчових продуктах. Аспартам безпечний і схвалений для вживання в їжу діабетикам, вагітним жінкам, що годують матерям і дітям. Аспартам був вивчений і оголошений безпечним такими впливовими організаціями, як Європейська комісія по продуктах харчування (SCF), Об'єднана експертна комісія з харчових добавок (JECFA) Всесвітньої організації охорони здоров'я (WHO), Управління з контролю за харчовими продуктами і ліками США (FDA), а також багатьма контролюючими організаціями у більш ніж 90 країн по всьому світу.
Припустима денна доза (ADI) для аспартама була встановлена в 40 мг на кілограм ваги тіла людини (JECFA). Дана норма ADI також схвалена й прийнята Мінздравом України.
Ні Аспартам, ні його компоненти не накопичуються в організмі. Білкові амінокислоти також як білки виділяють 4Ккал на 1г. Але, враховуючи високу сладоінтенсівность аспартама, 16200 разів солодше цукру, калорійність аспартама можна вважати незначною.
Аспартам має смак, аналогічний цукру. Підсилює смак аромат цитрусових та інших фруктів. При всіх його чудових властивостях у аспартама є два недоліки він не має гарну розчинність і не витримує високої температури. Це ускладнює процес готування напоїв і обмежує використання аспартама в таких областях як хлібопекарська та інші види харчової промисловості, де технологічно потрібне підвищення температури. Розчинність аспартама приблизно 1%, і вона збільшується з підвищенням температури, досягаючи приблизно 5% при граничній (60 ° С). Розпадаючись, аспартам залишається абсолютно нешкідливим. При тривалому впливі температури вище 60 ° С компоненти аспартама розділяються, губиться частина солодощі. Тому в деяких рецептах його можна застосовувати тільки на останніх стадіях приготування. Аспартам можна використовувати при моментальної пастеризації, при швидкому охолодженні. Максимальна стійкість (25 ° С) досягається при рН 4.2.
Індивідуально Аспартам в основному застосовується для підсолоджування харчових продуктів, наприклад морозива або кремів, які не вимагають теплової обробки, а також продуктів лікувального призначення.
Для того щоб охарактеризувати якість солодощі аспартама, він був зіставлений з цукром та іншими цукристими речовинами. У результаті цього, на відміну від інших цукристих речовин з високою солодкістю, солодкість аспартама ближче всього до солодощі цукру. При використанні суміші Аспартам + Ацесульфам потрібно враховувати, що в напоях Аспартам лише обмежено стабільний. Тому іноді доцільно, суміші співвідношення замінників цукру в бік надлишку ацесульфама.
4. Опис апаратурно-технологічної схеми виробництва безалкогольних напоїв
На технологічній схемі зображено виробництво газованих безалкогольних напоїв, в якій виділено такі етапи виробництва.I. Приготування води. Надходять у виробництво воду піддають очищенню. Перше фільтрування води проводять у пісковому фільтрах для грубої очистки. Освітлену воду пом'якшують натрійкатіонітовим фільтрі 25 і збирають в збірники 27. З цього збірника воду насосом 28 подають через керамічний патронний фільтр 29 і холодильник 30 на сатурірованіе (насичення діоксидом вуглецю) і в якому змішується вода з купажним сиропом. Для регенерації катіоніту використовують солерозчинник 26 і збірник регенеруючого розчину 23. в апараті 30 вода охолоджується до 4-7 ° С.
II. Приготування цукрового сиропу. Для отримання білого цукрового сиропу в сіроповарочний апарат 2 заливають розраховану кількість підготовленої води і починають нагрівати її до кипіння. При нагріванні включають мішалку і в апарат поступово засипають попередньо очищений від сторонніх домішок цукор з розрахунку 8,5 - 9 частин на 5 частин води (за масою). Кип'ятіння триває 25-30 хв при обов'язковому видаленні утворюється піни. Для отримання сиропу інвертного цукру після зниження температури до 68-72 ° С в апарат з мірника 3 додають розчин лимонної кислоти для інвертування сахарози і додання приємного смаку. Потім гарячий сироп зливають до збірки 4 (Монжа). З нього гарячий сироп під невеликим тиском, створюваним діоксидом вуглецю, надходить через фільтр 5 у холодильник 6. Охолоджений сироп перекачують для зберігання в закриті збірники 7. Вміст цукру в готовому сиропі 60-65% мас.
III. Приготування кольору. Колер, застосовуваний для фарбування напоїв від жовтого до коричневого кольору, готують шляхом нагрівання цукру до 180-200 ° С. У колероварочний апарат 1 вводять цукор і воду в кількості 1-2% до маси цукру, включають мішалку і систему обігрівання апарату. Температуру розчину поступово (протягом 40 хв) доводять до 180 ° С, розплавлену масу уварюють протягом 90 хв. З апарату уварена маса зливається в бак 22. Тут охолоджений до 60-65 ° С карамельної маси додають гарячою воду, доводячи концентрацію сухих речовин до 70% мас. Потім через фільтр 20 колер перекачують насосом 21 у збірник 19 на зберігання. Зі збірки розчин колера насосом або самопливом подається у предкупажние мірники 18.
IV. Приготування купажного сиропу. Купажний сироп являє собою концентрований розчин всіх компонентів, що складають смакову і ароматичну основу напою. Його готують періодичним способом. Компоненти змішують у закритому купажним апараті 17, в який подають відповідно до рецептури компонента в такій послідовності: цукровий сироп із збірок 7, плодово-ягідні соки, вина або настої з мірників 10, органічних кислот з мірника 8, підсолоджувач з ємності 40, колер з мірників 18. Суміш ретельно перемішують і в останню чергу вносять ароматичні речовини з мірника 9. У періодичному процесі порошкоподібний або гранульований підсолоджувач додається за попередніми розведенням або без нього в ємність для приготування сиропу після завдання в нього розчину кислоти. Залежно від використовуваного обладнання загальний час розчинення становить 5-30 хв. При додаванні підсолоджувача в ємність для приготування сиропу без його попереднього розчинення необхідно стежити за тим, щоб порошок не прилипав до стінок бака або валу мішалки. Якщо підсолоджувач попередньо розбавляється, то він може бути або повністю розчинений у воді, або, що частіше має місце, приготований у вигляді суспензії з концентрацією до 30%, після чого перелитий в купажну ємність. Соки, вина і настої, що мають опади, при поданні їх з ємності 12 в мірник 10 освітлюють на фільтрі 11. Після змішування всіх компонентів у купажним апараті 17 сироп насосом 16 перекачують через фільтр 15 і холодильник 14 в напірні резервуари 13, забезпечені сорочками для підтримки необхідної температури купажного сиропу.
При вживанні свіжих соків, недостатньо витриманих морсів або нестандартних екстрактів, що містять значну надмірну кількість білків або спирту, купажний сироп готують гарячим способом. Для цього в сіроповарочном апараті 2 варять білий сироп разом з відфільтрованому соком або розведеним екстрактом. Варка триває не більше 20 хв., Після чого гарячу суміш фільтрують, охолоджують і подають у купажний апарат 17. Для насичення змішаного напою діоксидом вуглецю використовують автоматизовані установки безперервної дії. Насичення напою діоксидом вуглецю проводять під надлишковим тиском 0,3-0,6 МПа до вмісту діоксиду вуглецю 4,5-6 г / дм. З сатуратора 31 газований напій надходить в резервуар фасувального автомата 34.
V. Фасування напоїв. Напої фасують в пляшки в фасувальному цеху. Преформа надходить зі складу в цех і завантажується в бункер видувної машини, звідти надходить на транспортер видувної машини 32. Транспортер подає преформу на штампи, де відбувається видув пляшки. ПЕТ пляшка з повітряного транспортеру за допомогою вентиляторів проходить через УФ лампу 33 і направляється в фасувальний автомат 34. У фасувальному автоматі 34 ПЕТ пляшка наповнюється напоєм. Заповнені ПЕТ пляшки укупориваются на автоматі 35, далі ПЕТ пляшки по транспортеру надходять на напівавтомат 36 для виявлення сторонніх включень і недоливу. Після чого наклеюють етикетку в автоматі 37. Далі ПЕТ пляшки надходять на пакувальний автомат 38, де вони упаковуються поліетиленовою плівкою. Потім готові упаковки надходять на склад готової продукції.
Висновок
У ході роботи були вирішені наступні завдання:- Вивчено історію появи замінників цукру;
- Розглянуто види замінників цукру;
- Виявлено корисні властивості та недоліки замінників цукру;
У ході експерименту було вивчено профіль солодощі в порівнянні до сахарози, розчинність у воді, розчинність з органічними кислотами, утворення опадів. А саме:
- Вивчено хімічні, фізичні властивості фруктози, глюкози і аспартама;
- Розглянуто розчинність фруктози, глюкози і аспартама у воді;
- Розкрито їх розчинність з органічними кислотами;
- Виявлено утворення опадів фруктози, глюкози і аспартама.
Отже, зробимо короткі висновки: першим замінником цукру став сахарин, який був синтезований в 1879 році російським емігрантом Фальберг.
Другим синтетичним замінником цукру стали натрієві і калієві солі Цикламова кислоти, простіше кажучи, цикламати.
Одним з найпопулярніших замінників цукру вважається аспартам, синтезований у 70-х роках компанією "Monosanto". Зараз на нього припадає близько 25% всієї споживаної "солодкої синтетики". Незважаючи на таку поширеність, аспартам таїть у собі потенційну небезпеку. Проблема полягає в хімічному будову цієї речовини: воно складається з двох амінокислот - феніланіну і аспаргін, з'єднаних між собою молекулою метилового спирту. У процесі проведених досліджень метанол трансформувався у формальдегід, який є канцерогеном класу А. Так що фахівці не заперечують ймовірних ускладнень, пов'язаних з вживанням великих доз цього цукрозамінника. Крім того, аспартам звинувачують у безлічі інших гріхів.
Фруктоза відноситься до групи моносахаридів і є одним з найважливіших природних цукрів.
Деякі сполуки фруктози зустрічаються у вигляді природних продуктів. Найбільш важливим серед них є сахароза, тобто звичайний цукор, молекули якого складаються з однієї молекули фруктози і однієї молекули глюкози.
Фруктоза утворює безводні кристали у вигляді голок, температура плавлення 102-105 ° С. Молекуряний вага 180,16; питома вага 1,60 г / см 3; калорійна цінність приблизно та ж, що й інших цукрів, 4 ккал на 1 м. Фруктоза властива деяка гігроскопічність. Концентровані склади фруктози зберігають вологу. Фруктоза легко розчинна у воді і спирті. При 20 ° С насичений розчин фруктози має концентрацію в 78,9%, насичений розчин сахарози - 67,1%, а насичений розчин глюкози - тільки 47,2%. В'язкість розчинів фруктози нижче в'язкості розчинів сахарози і глюкози.
Фруктоза, яка довгий час була рідкісним солодким речовина. Застосовувалася лише у фармакопейних препаратах або хворими на цукровий діабет, за останні роки стала звичайним сировиною у харчовій промисловості. Фруктоза, будучи природним речовиною, володіє багатьма позитивними властивостями, які можна використовувати у виробництві різних продуктів. Найбільш важливими є висока ступінь солодощі, безпеку з точки зору карієсу, відсутність побічних явищ, відмінні особливості метаболізму, тонізуючий ефект, властивості підкреслення ароматів і утворення нових ароматичних субстанцій, хороша розчинність і мала в'язкість, вплив на метаболізм алкоголю і т. д. В даний час фруктоза використовується при виготовленні лікарських препаратів і дієтичних продуктів.
Глюкоза має також назву виноградний цукор, тому що саме у винограді глюкоза міститься в значній кількості у вільному вигляді. Вона присутня також в інших плодах і ягодах, входить до складу бджолиного меду. У природі глюкоза зустрічається в складі складних високомолекулярних сполук, таких як крохмаль, клітковина та ін Поряд з фруктозою глюкоза є складовою частиною сахарози. Солодкість глюкози дорівнює 0,74.
Глюкоза - один з ключових продуктів обміну речовин, що забезпечують живі клітини енергією (в процесах дихання, бродіння, гліколізу), служить вихідним продуктом біосинтезу багатьох речовин. У людини і тварин постійний рівень глюкози в крові підтримується шляхом синтезу і розпаду глікогену.
Глюкозу застосовують не тільки в якості замінника цукру, але і як поліпшувач смаку і товарного виду харчових продуктів. У кондитерській промисловості глюкозу вживають для отримання м'яких цукерок, десертних сортів шоколаду, вафель, тортів, дієтичних і інших виробів. Так як глюкоза не маскує аромату і смаку, її широко використовують при виробництві фруктових консервів, заморожених фруктів, морозива, алкогольних і безалкогольних напоїв. У хлібопеченні глюкоза покращує умови бродіння, сприяє утворенню красивою золотисто-коричневої скоринки, рівномірної пористості і гарного смаку.
Список літератури
1. Азрілевіч М.Р. Замінники цукру / / Харчові інгредієнти. - 2003. - № 2 - С. 42-45.2. Валентас К.Дж., Ротштейн Е., Сінгх Р.П. Харчова інженерія. М: Професія, 2004. - 368 с.
3. Голубєв В.М., Чічев-Філатова Л.В. Харчові та біологічно активні добавки. М.: Академія, 2004. - 400 с.
4. Дерканосова Н.М., Шеламова С.А., Абрамова І.М. Діабетичне цукрове печиво. / / Зберігання та переробка сільгоспсировини. - 2003. - № 9. - С. 63-64.
5. Жехов А. Нові джерела / / Цукрові буряки. - 2003 .- № 7 .- С. 23.
6. Ісупов В. П. Харчові добавки і прянощі. Історія, склад, застосування. М.: ГІОРД, 2004. - 629 с.
7. Карнаушенко Л.І., Гордієнко Л.А., Коркач А.В. Вплив глюкозного сиропу на реологічні властивості помадних цукерок. / / Зберігання та переробка сільгоспсировини. - 2000. - № 5. - С.35-37.
8. Копачів В. В. Сахара і цукрозамінники. М.: Книга плюс, 2004. - 670 с.
9. Люк Е., Ягер М. Консерванти в харчовій промисловості. Властивості і застосування. М.: ГІОРД, 2004. - 416 с.
10. Нечаєв А.П. Харчова хімія. М.: ГІОРД, 2004. - 632 с.
11. Нечаєв А.П., Траубенберг С.Є., Кочеткова О.А., Колпакова В.В., Вітол І.С., Кобелєва І.Б. Харчова хімії. М: ГРИФ, 2004. - 640 с.
12. Нечаєв О. П. Кочеткова А. А. Зайцев А. М. Харчові добавки. М.: Книга плюс, 2004. - 432 с.
13. Пульцін М.М. Солодощі і пристрасті: цукор і підсолоджувачі - питання і відповіді. М.: Норма, 2004. - 114 с.
14. Ренслі Дж., та ін Їжа та харчові добавки. М.: ГІОРД, 2004. - 430 с.
15. Сарафанова Л. А. Застосування харчових добавок. Технічні рекомендації.
16. Сарафанова Л. Харчові добавки. М.: ГІОРД, 2004 - 522 с.
17. Збірник рецептур борошняних кондитерських і булочних виробів. Для підприємств громадського харчування. Сост. Павлов А. В.
18. Скуріхін І. М., Шатерник В. А. Як правильно харчуватися. М.: Агропромиздат, 2003. - 240 с.