Характеристика сахарозаменителя

Сукралоза является одним из новейших высокоэффективных подсластителей, доступных для пищевой промышленности. Сукралоза уникальна и изготавливается из сахарозы с помощью процесса химической модификации, которая приводит к повышению интенсивности сладости, сохранению приятного сахароподобного вкуса и созданию очень стабильной молекулы.
Это последнее свойство делает сукралозу пригодной для использования в продуктах с низким pH и нейтральными продуктами, а также в пищевых продуктах, прошедших термообработку. Это очень универсальный подсластитель, который можно использовать в самых разнообразных продуктах питания и напитках, и он позволяет разрабатывать растущий ассортимент низкокалорийных продуктов с приятным вкусом, включая выпечку.
Сукралоза одобрена для использования в пищевых продуктах в большинстве стран мира и стала очень популярной среди потребителей и пищевой промышленности.
Сукралоза является результатом интенсивной исследовательской программы, проведенной в 1970-х годах компанией Tate & Lyle, PLC. Основной целью этих исследований было выявление новых непродовольственных видов использования сахара, относительно недорогого и широко доступного сельскохозяйственного товара. Были исследованы многие потенциальные области продукта, включая моющие средства, пластмассы и химикаты.
Существовала отдельная небольшая базовая исследовательская программа, целью которой было изучение природы сладкого вкуса сахарозы и факторов, ответственных за ее приятные вкусовые ощущения[15].
Это исследование было проведено учеными Tate & Lyle в Рединге, Англия, в сотрудничестве с профессором Лэсом Хоугом из Лондонского университета в колледже королевы Елизаветы. Ключевое наблюдение из этого исследования, после создания и оценки многих сотен производных сахарозы, заключалось в том, что галогенирование сахарозы в выбранных местах резко увеличивало воспринимаемую сладость полученной молекулы. До этого химическая модификация сахарозы приводила к соединениям, которые были либо безвкусными, либо горькими. Это неожиданное усиление сладости привело к лабораторному синтезу многих галогенированных производных сахарозы и интенсивному изучению структуры / активности полученных соединений.
Структура каждой производной была проверена с помощью ядерной магнитно-резонансной спектроскопии и масс-спектроскопии перед тем, как ее попробовали добровольцы - единственный органолептический метод, чтобы определить, сладость молекулы. Было обнаружено, что усиление сладости ограничено относительно небольшим классом галогенированных соединений[11].
Рис. 1. Сукралоза
Ключевыми факторами, необходимыми для повышения сладости сахарозы, являются удержание гидроксильных групп в положениях 2, 3, 6 и 3 с большими электроотрицательными (галогеновыми) группами в оставшихся положениях молекулы.
Тетрахлор- и тетрабромпроизводные дают наибольший прирост интенсивности сладости - 2200 × и 7500 × сахарозы соответственно, но качество сладкого вкуса этих соединений не соответствует требуемому для коммерческого подсластителя. Считается, что усиление сладости в сочетании с потерей качества сладкого вкуса в этих высокозамещенных соединениях связано с повышенной липофильностью, которая вызывает продолжительный вкус.
Считается, что увеличенная липофильность обусловлена ​​повышенным связыванием этих высокогалогенированных молекул с вкусовым рецептором. После оценки многих из этих галогенированных производных сахарозы выбрали сукралозу для дальнейшей разработки в качестве итогового продукта. В процессе отбора было выявлено, что сукралоза сохраняет высокое сахароподобное сладкое качество, а также обладает высокой термической и химической стабильностью, высокой растворимостью в воде и низкой токсичностью[27].
Сукралозу получают путем селективного замещения трех гидроксильных групп на молекуле сахарозы тремя атомами хлора с получением 1,6-дихлор-1,6-дидезокси-бета-дфруктофуранозил-4-хлор-4 дезокси-альфа-d-галактопиранозида.
Основным процессом является селективная защита основных гидроксильных групп с последующим хлорированием, деблокированием и очисткой. Сукралоза может быть кристаллизована из водного раствора и может быть получена с высоким уровнем чистоты и консистенции.
Интенсивность сладости сукралозы измеряли по ряду эталонных растворов сахарозы, в результате чего было показано, что активность сукралозы слегка снижается от самой низкой до самой высокой концентрации сахарозы.
Сукралоза примерно в 750 раз слаще сахарозы при концентрации, равной сладкой 2% -ному раствору сахарозы, в то время как при 9% сахарозы сукралоза примерно в 500 раз слаще сахарозы. Общее правило состоит в том, что в среднем сукралоза примерно в 600 раз слаще сахарозы[32].
Активность и, следовательно, оптимальный уровень использования сукралозы варьируется в зависимости от пищевой матрицы, в которой она используется, поскольку, наряду со всеми интенсивными подсластителями, эффективность зависит от таких факторов, как уровень сладости, pH, температура и присутствие других ингредиентов.
Однако, поскольку сукралоза является чрезвычайно сладкой, требуется лишь очень небольшое количество, чтобы достичь изосладкого уровня с сахарозой

. Например, приблизительно 200 мг / л сукралозы необходимо, чтобы подсластить напиток до той же сладости, что и 9–10% сахара.
Обширная сенсорная исследовательская программа была проведена для определения вкусовых характеристик и качества сукралозы. Подсластители имеют вкусовые атрибуты, отличные от сладости, и профиль сукралозы был изучен, когда участники дискуссии оценивали изосладкие водные растворы сахарозы и сукралозы и назначали баллы для ключевых вкусовых качеств.
Сукралоза выгодно отличается от 9% сахарозы тем, что обладает высококачественной сладостью без горького послевкусия или металлических нот.
Существует минимальное различие в том, что сладость сукралозы имеет немного более длительную продолжительность, чем сахароза, но ее можно уменьшить, если правильно составить ее в системах для пищевых продуктов и напитков.
В то время как сукралоза хорошо функционирует в качестве единственного подсластителя в пищевых системах, ее можно смешивать с другими некалорийными и питательными подсластителями. Например она входит в состав некалорийной смеси подсластителей, наблюдается синергизм с ацесульфамом К, цикламатом и сахарином, но синергизм с аспартамом практически отсутствует[14].
В питательных смесях подсластителей сукралоза синергична с фруктозой и другими углеводными подсластителями, но не с сахарозой. Несмотря на это, смеси сахарозы и сукралозы работают хорошо, и нет никакой несовместимости между сукралозой и любым подсластителем.
Полезность ингредиента, такого как сукралоза, для пищевой промышленности зависит не только от его сенсорных качеств, но также от его физико-химических свойств.
Эти свойства будут определять типы процессов производства пищевых продуктов, в которых может использоваться ингредиент, а также типы продуктов, в которых он может функционировать.
Эти свойства также важны для срока годности продуктов, в которых используется ингредиент. До получения одобрений регулирующих органов доаказано, что физико-химические свойства сукралозы сделают ее очень полезным подсластителем для пищевой промышленности, и прошедшие годы с момента ее одобрения полностью подтвердили этот прогноз, поскольку сукралоза является ингредиентом более чем в 4000 продуктов по всему миру.
Чистая сукралоза представляет собой белый сыпучий порошок. Это очень сладкий, практически без запаха и хорошо растворим в воде. Порошок сукралозы не гигроскопичен при влажности ниже 80% и не требует специальных условий хранения для предотвращения поглощения влаги.
Будучи модифицированным углеводом, сукралоза сохраняет высокую растворимость в воде этого класса соединений, что, наряду с его стабильностью, делает его очень функциональным в пищевых системах. Это было показано экспериментально путем измерения его растворимости в диапазоне температур от 20 до 60 ° С, в результате чего его растворимость увеличилась с 28,2 г / 100 мл при 20 ° С до 66 г / 100 мл при 60 ° С. Такая высокая степень растворимости означает, что сукралоза может быть легко включена в любую водную пищевую систему[28].
Было также показано, что она хорошо растворяется в метаноле, этаноле и пропиленгликоле, других основных растворителях, используемых в производстве пищевых продуктов. Однако сукралоза нерастворима в кукурузном масле; результат согласуется с его гидрофильной природой.
Вязкость является еще одним важным свойством, влияющим на полезность пищевого ингредиента. Экспериментально растворы сукралозы сравнивали с дистиллированной водой при различных скоростях сдвига в вискозиметре Rheomat 30.
Динамическая вязкость этих водных растворов измерялась в диапазоне температур от 20 до 60 ° С, с концентрациями сукралозы в диапазоне от 10 до 50%. Результаты показали, что вязкость оставалась постоянной при всех скоростях сдвига и зависит только от температуры и давления испытательной системы. Это описано как ньютоновское поведение.
Исследования сахарозы дают очень похожие результаты, опять же, в соответствии с химической природой как сахарозы, так и сукралозы. Низкая вязкость водной сукралозы указывает на то, что она не будет отрицательно влиять на процессы в продуктах, которые включают смешивание и диспергирование компонентов пищи, и это доказано на практике.
Влияние водных растворов сукралозы на поверхностное натяжение сравнивали с водой при 20 ° С. Эти разбавленные растворы (0,1 г и 1 г / 100 мл) вызывали незначительное снижение поверхностного натяжения.
Сделан вывод, что сукралоза не обладает поверхностно-активным действием и не будет вызывать чрезмерного пенообразования в продуктах, таких как безалкогольные напитки, которые требуют высокоскоростного розлива[19].
Сукралоза очень мало влияет на рН водных растворов