Dołącz do czytelników
Brak wyników

Dietoterapia

19 lutego 2021

NR 23 (Luty 2021)

Naturalne środki słodzące a ich wpływ na zdrowie i możliwość ograniczenia cukru we krwi – dopuszczalność spożycia w Polsce i Unii Europejskiej

12

Choroby cywilizacyjne, nazywane epidemią XXI w., a wśród nich otyłość, cukrzyca, dyslipidemie, nadciśnienie tętnicze czy zespół metaboliczny, są jednym z największych problemów zdrowotnych państw wysoko rozwiniętych i krajów szybko się rozwijających. Z dotychczasowych badań wynika, że predyspozycje genetyczne w mniejszym stopniu niż styl życia mogą wpływać na ich pojawienie się i rozwój. Znacznie większe znaczenie mają zachowania zdrowotne, determinujące styl życia. Możemy wśród nich wymienić napięcie nerwowe i sytuacje stresowe, niską aktywność fizyczną, palenie tytoniu, spożywanie dużych ilości alkoholu, dietę bogatą w tłuszcze, szczególnie zwierzęce i wysokoprzetworzone, oraz cukry wraz ze zbyt wysokim odsetkiem energii pochodzącej z cukrów prostych.

Analiza spożycia wskazuje na rosnący udział cukru w diecie. Jego przeciętne, roczne spożycie przez mieszkańca Polski wzrosło z 38,4 kg w 2008 r. do 47 kg w roku 20181. Raportowany wzrost spożycia cukrów także na świecie pozostaje w bezpośrednim związku z epidemią otyłości, niższym stężeniem cholesterolu frakcji HDL i wyższym trójglicerydów2–6. Ograniczenie cukru w diecie zaleca Światowa Organizacja Zdrowia (WHO). Według WHO walka z jego nadkonsumpcją jest uzasadniona w celu zapobiegania chorobom cywilizacyjnym, takim jak cukrzyca, choroby układu krążenia i nowotwory. Zgodnie z rekomendacjami WHO z 2015 r. cukry proste powinny stanowić poniżej 10% energii dostarczanej dziennie organizmowi z dietą, a najkorzystniej byłoby ograniczyć je do 5%7. Rekomendacje te zawierają także najnowsze polskie normy żywienia8. Dane wskazują, że Polacy, w tym również dzieci, spożywają minimum 2 razy więcej cukru niż zaleca WHO. Szczególnie niebezpieczne jest rosnące spożycie w diecie tzw. cukrów dodanych, przetworzonych w formie produktów spożywczych (np. napoje, słodkie przekąski), które wzrosło z 21 do 33 kg rocznie, podczas gdy spożycie cukru nieprzetworzonego nabywanego bezpośrednio przez gospodarstwa domowe spadło z 17 do 11 kg1. Sugeruje to, że przyczyną opisanych zmian  w strukturze spożycia może być niska świadomość społeczeństwa na temat źródeł i zawartości cukrów prostych w zwyczajowej diecie. 
Jednocześnie obserwuje się wzrost zainteresowania konsumentów poprawą jakości zdrowotnej diety, a jednym z kierunków jej modyfikacji jest ograniczenie podaży cukrów prostych i obniżenie wartości energetycznej. Coraz większą popularnością cieszą się produkty o obniżonej wartości energetycznej, z których eliminuje się dodatek sacharozy. Naturalne substancje słodzące obecne na rynku wydają się spełniać te wymagania, gdyż są to związki, które wyodrębniono z surowców roślinnych, np. owoców, korzeni, liści i są składnikami żywności. Na popularności zyskały więc zamienniki cukru i rozmaite substancje słodzące. Wiele organizacji i towarzystw rekomenduje ich stosowanie w diecie. Polskie Towarzystwo Badań nad Otyłością (PTBO) i Polskie Towarzystwo Diabetologiczne (PTD) określiły substancje słodzące jako bezpieczne9. Na rynku pojawiło się też wiele nowych substancji słodzących, których walory są podkreślane i wykorzystywane w rozmaitych sytuacjach zdrowotnych. Niektóre z nich, jako substancje dodawane do żywności, w tym substancje słodzące, przed ich dopuszczeniem do stosowania zostały poddane ocenie pod względem bezpieczeństwa przez Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności EFSA (The European Food Safety Authority). EFSA ustalił dawki akceptowanego dziennego pobrania ADI (Acceptabe Daily Intake) wyrażone w mg na 1 kg masy ciała, które spożywane przez całe życie nie powodują negatywnych skutków zdrowotnych – Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (WE) nr 1333/2008 z dnia 16.12.2008 r. w sprawie dodatków do żywności. ADI wyznacza się na podstawie badań toksykologicznych, wyznaczając poziom NOAEL (no-observed-adverse-effect level) niewywołujący dających się zaobserwować szkodliwych skutków dla zwierząt laboratoryjnych. Aby uzyskać ADI, wyznaczoną dawkę dzieli się przez 
100 (margines bezpieczeństwa). W przypadku środków słodzących w stosownych sytuacjach nie wyznacza się maksymalnego poziomu liczbowego. Stosuje się wtedy zasadę quantum satis, co oznacza, że substancja powinna być stosowana zgodnie z dobrą praktyką produkcyjną, na poziomie nie wyższym niż niezbędny, żeby osiągnąć zamierzony cel i nie wprowadzać konsumenta w błąd. 
Wśród substancji słodzących, zamienników cukru, jakie pojawiły się na rynku, szczególną popularnością cieszą się naturalne środki słodzące pochodzenia roślinnego. Są wśród nich glikozydy stewiolowe, ksylitol, taumatyna, miód, słodziki naturalne z grupą alkoholową: erytrytol, mannitol, sorbitol. Ich cechą wspólną w większości przypadków jest słodki smak i korzystny hipoglikemiczny wpływ na organizm umożliwiający poprawę gospodarki węglowodanowej.

POLECAMY

Glikozydy stewiolowe (E 960) 

Ich naturalnym źródłem jest stewia – roślina z rodziny astrowatych nazywana „słodkim ziołem Paragwaju” lub „miodowym liściem”. Po raz pierwszy odkryta ok. 200 lat temu przez rdzennych mieszkańców Ameryki Południowej, którzy używali liści rośliny do słodzenia napojów lub żucia dla słodkiego smaku.
Mimo że pochodzi z Ameryki Południowej (Brazylii i Paragwaju), może rosnąć w tropikalnym klimacie (Kenia, Chiny, USA, Wietnam, Brazylia, Indie, Argentyna, Columbia, a także w Portugalii czy Hiszpanii). Stewia została opisana i zarejestrowana po raz pierwszy przez szwajcarskiego botanika Mosesa Santiago de Bertoni, który zauważył jej słodki smak. Od nazwiska odkrywcy, stevia została zdefiniowana jako Stevia Rebaudiana Bertoni, (członek rodziny słonecznikowych Asterceace, związana z chryzantemą). Liście stewii są ok. 15–30 razy słodsze od cukru i doskonale pełnią rolę jego niemal bezkalorycznego zastępnika. Izolacja chemiczna słodkich związków odpowiedzialnych za smak stewii dokonana przez dwóch francuskich chemików, tłumaczy tajemnicę jej smaku, za który odpowiedzialne są związki nazywane glikozydami stewiolowymi (50–400 razy słodsze niż cukier). Mimo że w stewii zidentyfikowano ponad 40 różnych glikozydów stewiolowych, nie wszystkie są odpowiedzialne za jej słodki smak. Glikozydy stewiolowe to ogólna nazwa różnorodnych pochodnych stewiolu występujących w Stevia rebaudiana. W mieszaninie glikozydów obecnej w ekstrakcie z liści ok. 65% stanowi stewiozyd, a ok. 25% rebaudiozyd A, pozostałe to rebaudiozyd B, C, D, E, F, duclozyd A i C oraz stewiolbiozyd. 
Glikozydy stewiolowe zbudowane są ze stewiolu połączonego wiązaniami glikozydowymi z glukozą i różnią się stopniem słodkości (ryc. 1, tab. 1). 

Ryc. 1. Wzór strukturalny stewiozydu i rebaudiozydu A


Pierwsze komercyjne użycie stewii miało miejsce w Japonii (1971), natomiast jako roślina uprawna stewia jest hodowana w Chinach od 1984 r. Same stewiozydy pozyskuje się podczas wodnej hydrolizy z liści rośliny. Roztwór wodny jest oczyszczany i suszony, aż do uzyskania kryształów glikozydów stewiolowych. 
W 2008 r. stewię dopuszczono do sprzedaży w USA. W roku 2010 Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) uznał, że stosowanie jej jest bezpieczne. W związku z tym 11 listopada 2011 r. Komisja Europejska oficjalnie uznała stewię za dodatek do żywności o numerze E 96013. Przy czym ustalono jej dopuszczalne dzienne spożycie (ADI) na 4 mg na kilogram masy ciała. Ustawodawstwo europejskie definiuje grupy żywności, w których stosowanie glikozydów stewiolowych jest dozwolone. Są to: napoje bezalkoholowe (orzeźwiające napoje mleczne i sojowe), piwo, lody, przetwory z warzyw i owoców, dżemy, czekolady, cukierki, gumy do żucia, płatki śniadaniowe, desery, sosy, dodatki do żywności i słodziki stołowe. Stewia jest szeroko stosowana w krajach Dalekiego Wschodu. 
Zaletą stewiozydów jest nie tylko ich niska, praktycznie bliska zeru wartość energetyczna i słodki smak przypominający nieco lukrecję. Stewiozydy w przewodzie pokarmowym nie są trawione, przechodzą przez górną część przewodu pokarmowego nienaruszone (żołądek, jelito cienkie). Ulegają hydrolizie pod wpływem mikroflory jelita (Bacteroides sp.), a produktem końcowym tego procesu jest stewiol i glukoza. Glukoza nie jest wchłaniana do krwiobiegu, lecz wykorzystywana przez występujące tam mikroorganizmy. Stewiol jest wchłaniany do krwi i transportowany do wątroby, gdzie jest przekształcany do pochodnej glukuronidu. Okres półtrwania stewii wynosi około 14 godzin, a glukuronidy stewiolowe są wydzielane w moczu14.
Warto też podkreślić, że glikozydy stewiolowe poza intensywnym smakiem słodkim, niską wartością energetyczną, są bardzo stabilne i mają właściwości korzystne dla zdrowia. Należy do nich działanie przeciwhiperglikemiczne (obniżające stężenie glukozy we krwi)15–17, przeciwnadciśnieniowe związane z blokowaniem napływu jonów Ca+2 do komórek mięśni gładkich naczyń18–20, przeciwzapalne i przeciwbakteryjne21–24, przeciwnowotworowe, przeciwbiegunkowe i antydiuretyczne. Ponadto mają działanie immunomodulujące – wpływające na układ odpornościowy21. 
 

Tab. 1. Komponenty smaku słodkiego stewii rebaudiana10–12
Nazwa Potencjał słodzący w porównaniu z sacharozą (sacharoza = 1)
Stevioside 150–300
Steviolbioside 100–125
Rebaudiosides A 200–400
Rebaudiosides C 50–120
Rebaudiosides D 200–300
Rebaudiosides E 250–300
Dulcoside A 50–120


Ksylitol (E 967) 

Substancje słodzące, które naturalnie występują w roślinach oraz owocach, np. jabłkach, brzoskwiniach, śliwkach, figach, truskawkach, malinach, to poliole nazywane alkoholami cukrowymi lub wodorotlenowymi. Zaliczane są do nich takie substancje, jak: ksylitol (E 967), erytrytol (E 968), sorbitol (syrop sorbitolowy lub E 420), mannitol (E 421), maltitol (syrop maltitolowy lub E 965), izomalt (E 953), laktitol (E 966). Ksylitol to równie słodki jak sacharoza naturalny zastępnik sacharozy odkryty przypadkowo podczas II wojny światowej w Finlandii. Sytuacja kryzysowa związana z brakiem podstawowych artykułów żywnościowych sprawiła, że znaleziono substytut cukru w postaci naturalnego słodzika otrzymywanego z masy drzewnej brzozy, a po wojnie zaczęto go powszechnie używać. Proces ekstrakcji jest stosunkowo drogi, dlatego ksylitol jest relatywnie drogim zastępnikiem cukru. Jest otrzymywany przez redukcję ksylozy z hemicelulozy. Ksyloza jest obecna w truskawkach, malinach, śliwkach, a nawet w warzywach (np. w kalafiorze). Jednakże otrzymywanie ksylitolu z tych źródeł nie jest opłacalne i trwają poszukiwania tańszych i wydajniejszych jego źródeł. Wartość energetyczna ksylitolu jest o 40% niższa od sacharozy (2,4 kcal/g), jest on umiarkowanie higroskopijnym, krystalicznym, białym proszkiem, stabilnym w podwyższonych temperaturach, topi się dopiero od 94°C. Ksylitol jest poliolem i nie wymaga ustalenia dawki ADI. Podobnie jak inne poliole (sorbitol, mannitol, maltitol, laktitol, izomalt, erytrytol) jest uważany za środek bezpieczny, a podczas jego stosowania w żywności i żywieniu obowiązuje zasada quantum satis.

Ksylitol otrzymywany jest przez uwodornienie 

D-ksylozy znajdującej się w hemicelulozie drewna (zawierają ok. 20–30% ksylanu), np. z kory brzozy, względna słodkość zbliżona do sacharozy, w zakresie 0,85–1. To najsłodszy z alkoholi cukrowych. Z chemicznego punktu widzenia jest pięciowęglowym alkoholem, w odróżnieniu od sześciowęglowych cukrów (glukozy czy fruktozy), uczestniczy w innych przemianach metabolicznych. Właściwości prozdrowotne ksylitolu wykraczają poza możliwość ograniczenia cukru w diecie. Po spożyciu jest wolno wchłaniany przez organizm oraz nie jest całkowicie przez niego wykorzystany. Około 1/3 ksylitolu jest absorbowana przez wątrobę, a pozostała część ulega fermentacji przez symbiotyczne bakterie zasiedlające jelito grube. Powstają krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, wykazujące działanie przeciwnowotworowe oraz wzbogacające korzystną mikroflorę jelita, działające jak prebiotyk.
Jego metabolizm, niezależny od insuliny, wyjaśnia jego przydatność w dietoterapii insulinooporności i cukrzycy. Badania wykazały, że tylko nieznacznie podnosi poziom glukozy we krwi i jest dobrym zastępnikiem cukru w diecie25–27. Jest także korzystny w regulowaniu poziomu pH, głównie śliny, dzięki czemu nie niszczy płytki nazębnej i nie przyczynia się do próchnicy zębów28–31. Wykazuje właściwości przeczyszczające, jest stosunkowo wolno absorbowany z jelita, podobnie jak sorbitol (tab. 2)32, 33.
Ksylitol wykorzystywany jest do słodzenia kawy i herbaty, analogicznie do cukru. Jest przydatny do słodzenia deserów i ciast (z wyjątkiem ciasta drożdżowego, bo nie jest pożywką do wzrastania drożdży). Jest odporny na działanie wysokich temperatur i nie traci naturalnych właściwości. Nadaje się więc do przetworów owocowych typu dżemy i konfitury. Alkohole wodorotlenowe jako środki słodzące mogą być obecne w gumie do żucia, dropsach odświeżających oddech, „fit słodyczach”, kolorowych napojach niegazowanych i gazowanych bez cukru.
 

Ryc. 2. Metabolizm stewiozydów w przewodzie pokarmowym14

Taumatyna (E 957)

Taumatyna to związek pochodzenia roślinnego. Słodkie białko, o masie 22 kDa, którego źródłem są owoce rośliny Thaumatococcus daniellii. Występuje pięć form taumatyny, ale najobficiej występują formy I i II. Roślina naturalnie rośnie w Afryce i została odkryta prawie 150 lat temu przez W.F. Daniella, brytyjskiego lekarza wojskowego. Dopiero w 1972 r. wyizolowano z jej owoców słodkie białko – taumatynę. Dla przemysłu spożywczego taumatyna produkowana jest przez bakterie zmodyfikowane genetycznie, wykorzystuje się też ekstrakt z owoców T. daniellii. Z jednego owocu można otrzymać do 12 mg taumatyny. Ze względu na jego małą ilość poszukuje się innych sposobów otrzymywania taumatyny i wykorzystuje metody inżynierii genetycznej. Taumatyna na całym świecie jest uznawana za bezpieczną dla zdrowia. Jest dopuszczona do obrotu w Polsce i stosowana w produkcji niektórych wyrobów spożywczych od stycznia 1998 r. Uzyskała także status GRAS (Generally Recognized As Safe), wydawany przez amerykańską Agencję Żywności i Leków (FDA), oznaczający, że związek ten jest powszechnie uznany za bezpieczny35. Jego bezpieczeństwo potwierdziła też EFSA36. W przypadku taumatyny nie ustalono limitu dopuszczalnego dziennego spożycia (ADI)37.
Wartość energetyczna taumatyny wynosi 4 kcal/1 g, ale z powodu dużej słodyczy stosuje s...

Pozostałe 70% treści dostępne jest tylko dla Prenumeratorów

Co zyskasz, kupując prenumeratę?
  • 6 wydań czasopisma "Naturoterapia w praktyce" w roku + wydania specjalne
  • Nielimitowany dostęp do całego archiwum czasopisma
  • Dodatkowe artykuły i filmy
  • ...i wiele więcej!
Sprawdź

Przypisy