Т. В. Матвеева, С. Я. Корячкина физиологически функциональные пищевые ингредиенты для хлебобулочных
 Скачать 6.19 Mb.
|
|
диабетом. Доказать синтез гликогена в мышцах из ксилита и сорбита не удалось. По данным некоторых авторов, ксилит способствует выработке инсулина. Подобный эффект получен в опытах in vitro, однако он был выражен слабее, чем при действии глюкозы. Установлено, что при внутривенном введении животным ксилита (собаки, коровы, козы, крысы, кролики, лошади) наблюдается стимуляция выработки инсулина, выраженность которой зависит от вида животного и дозы препарата (Т. Kuzuya и соавт., 1969, 1971). Подобный эффект некоторые авторы наблюдали и у людей. При этом уровень сахара крови изменялся незначительно. Кроме того, удалось установить, что ксилит обладает способностью снижать уровень неэстерифицированных жирных кислот. Отмечено выраженное антикетогенное действие ксилита. Ксилит усиливал поглощение кислорода и подавлял образование ацетоуксусной кислоты тканью печени (В.Р. Клячко и со-авт., 1968). Известно, что антикетогенное действие связано с уменьшением образования в печени ацетил-Ко А, являющегося источником образования кетоновых тел. Высказано несколько предположений о возможном механизме этого эффекта. 1. Метаболизируясь по пентозофосфатному пути, ксилит способствует образованию глицерофосфата, принимающего участие в синтезе триглицеридов, и вовлекает в этот процесс свободные жирные кислоты. При этом их окисление в ацетил-КоА снижается. 2. При метаболизме ксилита по пентозофосфатному пути повышается образование НАДФ·Н, который стимулирует синтез жирных кислот из ацетил-Ко А, снижая его содержание. 3. Повышая интенсивность гликолиза, ксилит способствует усилению образования пировинградной кислоты, которая 246 превращается в щавелевоуксусную, способствующую окислению ацетил-Ко А в цикле Кребса. 4. Ксилит (а также сорбит и глицерин), в отличие от глюкозы, уменьшает окисление свободных жирных кислот, которое повышено при сахарном диабете вследствие снижения интенсивности метаболизма углеводов. 5. Антикетогенный эффект ксилита и сорбита может быть обусловлен усилением гликогенообразования в печени, что снижает распад жиров и их поступление с периферии. Изучение свойств ксилита показывает, что его применение не может быть ограничено только использованием в качестве заменителя сахара для больных диабетом. Имеется опыт его применения с диагностической и лечебной целью при заболеваниях желчевыводящих путей как средства, способствующего рефлекторному сокращению желчного пузыря при тюбаже и рентгенологическом исследовании желчного пузыря и желчных путей (холеграфия и холецистография). Анализ рентгенологических исследований свидетельствует о том, что ксилит может широко использоваться в клинике как холекинетическое средство, вызывающее интенсивное сокращение стенок желчного пузыря без побочных явлений. В этом его преимущество перед общепринятыми физиологическими раздражителями (яичные желтки, сметана и т.д.) (П.Ф. Крышень, Ю.И. Рафес, 1979). Ксилит применяется больными сахарным диабетом в чистом виде, а также в виде кондитерских изделий (конфет, шоколада, вафель и др.). Пищевые продукты, содержащие ксилит, не плесневеют. В то же время их применение должно учитываться у больных сахарным диабетом в соответствии с калорийностью диеты (Л.С. Маримьян, 1961). Многие больные сахарным диабетом готовят варенье и джемы на ксилите, которые сохраняют вкусовые качества ягод и фруктов. На ксилите приготавливаются фруктовые воды, мороженое и другие изделия. Но ксилит в 10 раз дороже обыкновенного сахара, у него нет столь обильных источников сырья, как сахарная свекла и сахарный тростник, что затрудняет его широкое распространение. Манит. Маннит является шестиатомным спиртом и обнаружен впервые Проутсом в так называемой манне. Это название дано лишайнику Lecanora (Aspicillia ) escubenta и другим близким видам, которые встречаются в степях южных стран, имеют вид небольших 247 бугорчатых комочков, неприкрепленных к почве, легко переносятся на большие расстояния ветром. При необходимости они применяются в пищу. Манной также называют засохший сок некоторых растений, который скапливается в месте укусов насекомых или надрезов на коре. Особенно много манны на ветвях ясеня манного и ясеня круглолистного. Богаты манной также верблюжьи колючки. Было установлено, что в состав манны, наряду с другими сахарами, входит маннит, содержание которого зависит от исходного продукта. Так, например, в манне из ясеня манного и ясеня круглолистного содержание маннита достигает 40-50 %. Наибольшее его количество обнаружено в австралийской манне из растения Myoporum pla - ticapum - до 90 %. Кроме манны, маннит обнаружен в листьях, стеблях, корнях и клубнях ятрышника, сельдерея, цветной капусты, турецких бобов, сирени, жасмина, в ржаном хлебе, высушенных грибах и некоторых морских водорослях. Наиболее распространенной изомерной формой является D-маннит. В природных условиях маннит синтезируется из других сахаров при помощи специфических бактерий: например, он легко образуется в соке спаржи при длительной экспозиции на холоде. В промышленности его получают из морских коричневых водорослей или каталитическим гидрированием сахарозы. При этом происходит ее инверсия с образованием глюкозы и фруктозы, восстанавливающихся соответственно в сорбит и маннит. Разработаны также методы химического синтеза маннита. Калорийная ценность маннита ниже ксилита и составляет 8,5 кДж/г. Он не нашел применения как сахарозаменитель, так как его сладость по сравнению с сахарозой составляет 0,4-0,7. Благодаря специфическим свойствам, маннит используется в медицинской практике в качестве желчегонного и диуретического средства осмотического типа. Он оказывает дегидратаци-онное действие, выраженное влияние на водносолевой обмен, а также детоксикационный эффект. Введенный внутривенно маннит значительно повышает осмотическое давление плазмы крови, что вызывает приток интерстициальной жидкости в сосудистое русло, увеличивает объем циркулирующей жидкости и снижает показатель гематокрита. Попадая в просвет проксимальных канальцев, он повышает осмотическое давление, что препятствует реабсорбции воды и увеличивает ее выведение (Л.В. Ленцер и соавт., 1967). 248 Маннит не токсичен, однако, не проникая в клетки, он может накапливаться в межклеточном пространстве и вызывать нарушение баланса электролитов (так называемую водную интоксикацию). Поэтому лечение маннитом рекомендуют проводить под контролем содержания натрия в плазме крови. Основными показаниями для введения раствора маннита являются острая почечная недостаточность в результате шока, обширные массивные травмы, тяжелые ожоги, резкая гипотония и другие состояния, сопровождающиеся олиго- и анурией. Кроме того, абсолютными показаниями для его применения являются гемотрансфузионные осложнения и другие состояния, сопровождающиеся гемолизом. Он используется для предупреждения острой почечной недостаточности, при операциях с искусственным кровообращением, отеке мозга и других неотложных неврологических случаях ликворной гипертензии, операциях на головном мозге, при повышении внутриглазного давления, отравлениях и интоксикациях, а также для определения скорости клубочковой фильтрации. Благодаря свойству маннита оказывать раздражающее действие на слизистую оболочку двенадцатиперстной кишки, происходит выделение гормона холецистокинина, который вызывает сокращение желчного пузыря и оказывает желчегонный эффект. Маннит также применяют для профилактики и лечения нарушений водно-солевого обмена, возникающих в результате избыточного введения жидкости при операциях с использованием экстракорпорального кровообращения с гемодилюцией. Его не рекомендуют вводить при сердечной недостаточности с выраженной внеклеточной гидратацией, повышенной кровоточивостью, внутричерепных гематомах, а также в случае органических изменений в почках. Обычно маннит вводят внутривенно капельно (Ф.В. Баллюзек и соавт., 1967). Суточная доза не должна превышать 140-180 г. Комитет по продуктам питания ЕС не обнаружил противопоказаний для длительного применения маннита в качестве сахарозаменителя, без установления «среднесуточной дозы потребления». Однако его применение в этом качестве не нашло широкого распространения в силу низкой сладости по отношению к сахарозе. 249 Мальтитол. Мальтитол имеет приятный сладкий вкус, подобно сахару, и по интенсивности составляет примерно 90 % его сладости. Его производят путем гидрогенизации мальтозы, которую получают из крахмала. Как и другие полиолы, он не приобретает коричневого цвета и не карамелизируется, как сахар. В настоящее время его производят мощные компании Cerestar, Roquette, SPI Polyols Inc. и Towa Chemical Industry Co LTD. По сравнению с другими полиолами мальтитол оказывает незначительный «холодящий» эффект во рту. Его применяют не только как сахарозаменитель, но и как заменитель жира, в связи с его свойством придавать «сливочный вкус» пище (J. Lederer и соавт., 1974). Практически под названием «мальтитол» рассматриваются продукты, полученные путем ферментативного гидролиза крахмала с последующей каталитической гидрогенизацией для связывания свободных альдегидных групп. Содержание собственно мальтитола в этих продуктах колеблется от 50 до 95 %. Было доказано, что мальтитол не подвергается метаболизму бактериями ротовой полости, которые, расщепляя сахар или крахмал, выделяют кислоты, способствующие нарушению зубной эмали и развитию кариеса. Мальтитол медленно абсорбируется в кишечнике, поэтому подъем глюкозы и инсулина в крови происходит более редуцированно по сравнению с приемом сахарозы. В организме он медленно, но полностью разлагается на глюкозу и сорбит, особенно кишечной флорой. Кроме того, учитывая, что энергетическая ценность мальтитола составляет 2,1 кал/г (сахара - 4,0 кал/г), он может применяться в диетах для снижения массы тела. Согласно положению FDA, действующему в США, продукты могут обозначаться как «снижающие калории», если они обеспечивают их уменьшение, по меньшей мере, на 25 %. Поэтому мальтитол соответствует такому обозначению. В ЕС, согласно Национальной маркировочной директиве, все полиолы, включая мальтитол, оцениваются по энергетической ценности в 2,4 кал/г. Мальтитол является безопасным продуктом для здоровья и всеми регламентирующими органами США и Европы разрешен к применению без ограничений. Учитывая, что, подобно другим полиолам, мальтитол может оказывать в больших дозах послабляющий эффект, его не 250 рекомендуют применять более 100 г в день. Послабляющий эфект наблюдается и при более низких дозах (30-50 г в день). Мальтитол разрешен к применению как вещество, обладающее не только свойством сахарозаменителя, но и другими качествами пищевых добавок (стабилизаторов, загустителей, наполнителей и др.). Он может применяться при изготовлении шоколада и шоколадных покрытий, так как, в отличие от других полиолов, имеет безводную, низкогигроскопическую стабильную кристаллическую форму с низкой точкой плавления. Гидрогенизированный гидролизат крахмала. Это общее название объединяет следующие продукты: гидрогенизированный сироп глюкозы, сироп мальтитола, сироп сорбита. Впервые технология получения таких продуктов была разработана в 60-х годах в Швеции, путем частичного гидролиза кукурузного, пшеничного или картофельного крахмала и последующей гидрогенизации при высокой температуре и давлении. В зависимости от условий проведения технологического процесса, образуются конечные продукты с преимущественным содержанием мальтитола, сорбита и высокогидрогенизированных сахаридов (малтитритола и др). Термин «гидрогенизированный гидролизат крахмала» может быть применим к любым полиолам, которые получают путем гидрогенизации сахаридных продуктов крахмального гидролиза. Однако на практике этот термин чаще применяется при описании группы полиолов, содержащих определенное количество гидрогенизированных олиго- и полисахаридов в дополнение к любым мономерным и димерным полиолам (сорбит/маннит или мальтит). Продукты, не содержащие специфических полиолов как преимущественного компонента, обозначаются общим термином «гидрогенизированный гидролизат крахмала». Он имеет приятный сладкий вкус, интенсивность которого составляет от 40 до 90 % сладости сахарозы, и хорошо сочетается в смесях с другими сахарозаменителями, маскируя» горький привкус некоторых из них. Каковы положительные свойства гидрогенизированного гидролизата крахмала? Он медленно всасывается в пищеварительном тракте и медленно расщепляется до простых полиолов. Поэтому гидролизованный гидрогенизированный крахмал вызывает подъем уровня глюкозы и инсулина крови в значительно меньшей степени, чем сахароза. Это качество позволяет рекомендовать его больным 251 сахарным диабетом, однако с обязательным учетом изменения гликемического профиля. Кроме того, полиолы, входящие в гидролизат крахмала, резистентны к воздействию микроорганизмов ротовой полости и не повреждают зубную эмаль. В многочисленных исследованиях была доказана безвредность этого продукта для организма животных и человека. Этот сахарозаменитель относится к продуктам со сниженной калорийностью. Его энергетическая ценность не превышает 3 кал/г (калорийность сахара - 4 кал/г). Как уже отмечалось, согласно утвержденному положению ЕС, все полиолы, включая и «гидрогенизированный гидролизат крахмала», имеют калорийность, равную 2,4 кал/г. В настоящее время этот сладкий продукт применяется во многих странах при изготовлении различных кондитерских изделий. Установлено, что он не только придает пище сладкий вкус, но также улучшает текстуру продукта, ингибирует кристаллизацию, снижает «пригорание» при выпечке, повышает его стабильность. Синтетические сахарозаменители Сахарин. История использования сахарина начинается с 1879 г., когда два американских химика из Университета Джона Гопкинса Фахльберг и Ремсен случайно его синтезировали. Сначала он использовался как антисептик и консервант, тормозящий ферментацию пищи Однако вскоре были обнаружены его сладкие свойства, и он на долгие годы вошел в качестве сахарозаменителя в питание людей. Сахарин является наистарейшим синтетическим сахарозаменителем. Его сладость превышает таковую сахарозы в 300 раз, а сладкий вкус может ощущаться в разведении 1 часть на 100 000. Однако в концентрации, превышающей 0,1 %, его вкус ощущается как горький. Франция была первой страной, которая в 1880 г. запретила употребление, импорт и производство сахарина как вредного продукта. Аналогичные решения приняли и другие европейские страны. В Европе заметное повышение потребления сахарина стало наблюдаться в течение второй мировой войны в связи с недостатком сахара. Однако его применение, особенно при изготовлении пищи, 252 ограничивалось горьким послевкусием и лабильностью к температуре (M. F. Cranmer, 1980). Сахарин является имидом о-сульфобензойной кислоты и представляет собой бесцветные кристаллы без запаха, хорошо растворимые в горячей (1:28) и плохо - в холодной воде. В продажу обычно поступает натриевая соль сахарина, которая лучше растворяется в воде и была известна ранее под названием « кристаллоза». При кипячении в водном растворе сахарин образует о- сульфамидбензойную кислоту, обладающую не сладким, а горьким вкусом. Поступая в организм, сахарин всасывается не полностью. Около 6-8 % введенного вещества выделяется с калом, а около 90 % -с мочой в неизмененном виде. Период полувыведения составляет 20-30 мин. Примерно 1 % сахарина метаболизируется в организме до о- сульфамидбензойной кислоты и о-сульфобензойной. После введения он накапливается больше всего в мочевом пузыре, в меньшей степени - в почках, печени, легких и селезенке. Сахарин проникает через плацентарный барьер и накапливается в органах плода, выделяясь более медленно, чем из организма матери. В течение длительного периода применения сахарина были отмечены лишь единичные побочные явления - он повышал диурез (что заставило ограничить дозу до 0,01-0,05 г в день), в редких случаях наблюдалась фотосенсибилизация. Полулетальная доза сахарина для мышей и крыс составляет 175 г/кг. Однако в 70-х годах прошлого столетия возникли сомнения относительно безвредности сахарина, так как было обнаружено, что его употребление может способствовать развитию рака мочевого пузыря у экспериментальных животных. Так, G. Bryan (1970) обнаружил рак мочевого пузыря при инстилляции или введении сахарина в корм крысам. Затем эти данные подтвердили и другие исследователи (G. R. Howe и соавт., 1977; R. N. Hoover, P. H. Strasser 1980; A. S. Morrison, J. E. Buring, 1980). Показано, что в больших дозах сахарин также приводит к развитию опухолей у животных второго поколения. Кроме того, доказано его коканцерогенное действие, когда он способствовал ускоренному развитию опухолей мочевого пузыря у крыс при введении нитрозомочевины. Злокачественное перерождение наблюдалось, если доза сахарина составляла от 1 до 10 % общей массы корма, а при внутрибрюшинном введении - от 50 до 200 мг/кг. Некоторые 253 исследователи при внутрибрюшинном введении сахарина наблюдали повышение содержания ДНК в печени и почках, что может являться следствием разрыва спирали молекулы (R. M. Hicks и соавт., 1973). Безопасность сахарина оценивал Объединенный комитет экспертов FAO / BO 3 по пищевым добавкам на 11-й и 18-й сессиях в 1968 и 1974 гг. соответственно. В то время были установлены уровни безусловно допустимого суточного потребления сахарина (ДСП) - до 5 мг на 1 кг массы тела - и условно допустимого потребления (в диетических целях) - 15 мг на 1 кг массы тела. На совещании в Женеве в апреле 1977 г. Объединенный комитет экспертов рассмотрел данные трех исследований канцерогенности сахарина, в которых наблюдалось значительное повышение частоты возникновения опухолей мочевого пузыря у поколения Fj крыс- самцов, пищевой рацион которых содержал 5 % или более сахарина. В этих исследованиях, отличавшихся от предыдущих долгосрочных экспериментов, животные получали сахарин с молоком матери, а затем в течение всей жизни (О.М. Jensen, С. Kamby, 1982). Гипотеза о том, что о-толуолсульфонамид - основная примесь сахарина - может быть канцерогеном, была исключена, поскольку это соединение само по себе не вызывало опухолей мочевого пузыря у крыс (D. L. Arnold и соавт., 1980). Кроме того, опухоли мочевого пузыря наблюдались и при использовании сахарина, не содержащего этой примеси. Сахарин не вызывал опухолей мочевого пузыря во многих других стандартных долгосрочных исследованиях, в ходе которых этот продукт давали нескольким видам животных. Изучение мутагенности сахарина дало как положительные, так и отрицательные результаты. Эта несогласованность объяснялась присутствием какой-то еще не идентифицированной примеси, являющейся сильным канцерогеном. Возможно, что сахарин действует как вещество, способствующее развитию опухолей (коканцероген). Принимая во внимание озабоченность по поводу возможного вредного действия сахарина на человека, Объединенный комитет экспертов заменил ранее установленное безусловное для человека ДСП 5 мг/кг на 2,5 мг/кг и отменил прежнее условное ДСП 15 мг/кг. В опыте на крысах при введении препарата с кормом на фоне контрольных животных, содержащихся на стандартном рационе, канцерогенность сахарина была очевидной. У крыс, получавших сахарин, возникли опухоли в тех органах и тканях, в которых у контрольных животных они не наблюдались совсем или наблюдались 254 в единичных случаях. Так, опухоли развились в мочевом пузыре и предстательной железе у 7 подопытных животных, тогда как у контрольных крыс опухоли этой локализации отсутствовали. У подопытных животных развилось также 12 опухолей подкожной клетчатки, в контроле - только 1 опухоль. Суммарный выход опухолей у подопытных животных почти втрое (31 животное с опухолями) превышал этот показатель в контроле (опухоли у 11 крыс). В других опытах (инокуляция под кожу, кожная аппликация, сочетание с бензпиреном) не было выявлено ни бластомогенной активности, ни способности сахарина модифицировать опухолевый процесс. На основании проведенных исследований авторы сделали вывод, что сахарин обладает канцерогенной активностью и не может быть рекомендован в качестве пищевой добавки. Удалось также определить наиболее вероятные причины канцерогенного действия высоких доз сахарина у крыс. Установлено, что гиперплазия и стимуляция активности эпителия мочевого пузыря наблюдается при введении сахарина выше 5 % в диете на фоне повышения концентрации натрия и рН. Эта реакция организма является неспецифической, но именно она, как считают исследователи, ответственна за негативные эффекты сахарозаменителя. Известно, что высокие концентрации других неорганических ионов в диете стимулируют канцерогенез в мочевом пузыре в аналогичных условиях. Поэтому органическая часть молекулы натриевой соли сахарина, по мнению экспертов, в данном процессе не принимает участия. В 1993 г. Объединенный экспертный комитет по пищевым добавкам FAO / BOЗ в 41-м докладе признал недостаточными результаты проведенных ранее исследований для утверждения о канцерогенной опасности сахарина для человека. При этом комитет установил дозу ежедневного применения сахарина 0-5 мг/кг вместо принятой ранее 0-2,5 мг/кг, исходя из максимальной дозы, не вызывающей токсических явлений при назначении крысам в двух поколениях и равной 500 мг/кг с учетом фактора безопасности, равным 100. Особо подчеркивалось, что сахарин может применяться только в диетическом питании. Следует отметить, что сахарин не является жизненно необходимым лекарственным средством, чтобы обсуждать возможности его применения при спорных вопросах его повышенной опасности для здоровья. Особенно это касается людей, живущих в 255 неблагоприятной экологической среде. Сахарин без особого труда может быть заменен. Специалисты считают возможным его использование для широкого применения в смеси с другими безопасными сахарозаменителями в соотношении 40:4 (сахарозаменитель:сахарин) только в диетических продуктах как «добавку к пище», но не «пищевую добавку». |