© Borgis - Nowa Medycyna 1/2014, s. 36-41
*Aneta Koszowska1, Anna Dittfeld2, Justyna Nowak1, Anna Brończyk-Puzoń1, Katarzyna Gwizdek3, Jacek Bucior4, Barbara Zubelewicz-Szkodzińska1
Cukier – czy warto go zastąpić substancjami słodzącymi?
Sweeteners – can they replace sugar?
1Zakład Profilaktyki Chorób Żywieniowozależnych, Wydział Zdrowia Publicznego, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach
Kierownik Zakładu: prof. dr hab. n. med. Barbara Zubelewicz-Szkodzińska
2Katedra i Zakład Histologii i Embriologii w Zabrzu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach
Kierownik Katedry i Zakładu: prof. dr hab. n. med. Romuald Wojnicz
3Studenckie Koło Naukowe przy Studium Wychowania Fizycznego i Sportu, Wydział Nauk o Zdrowiu, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach
Kierownik Koła Naukowego: dr n. o kult. fiz. Andrzej Knapik
4Katedra i Oddział Kliniczny Chorób Wewnętrznych, Śląski Uniwersytet Medyczny w Katowicach
Kierownik Katedry i Oddziału: prof. dr hab. n. med. Małgorzata Muc-Wierzgoń
Summary
Nowadays, low-calorie products are very popular. In the last 30 years we have observed a significant increase in low-calorie sweeteners intake. Both sugar and its substitutes can influence human body in many different ways. Sugar is a source of energy but it can lead to metabolic disorders and cause dental caries. Fructose, despite its positive influence on carbohydrate metabolism, may lead to an increase in triglycerides and VLDL cholesterol. It is suspected that high fructose corn syrup plays an important role in the obesity epidemic. Using sweeteners instead of sugar may prevent caries and help achieve normal weight. However, it can also lead to some neoplasms or changes in the structure and the function of some organs and it could have mutagenic, genotoxic and teratogenic properties. Intense sweeteners provide sweet taste without delivering many calories. Both natural and artificial sweeteners are used in the food industry. Unfortunately, nobody can guarantee that any of the known sweeteners is completely safe and healthy. A growing number of sugar substitutes as well as products containing sweeteners encouraged to review the literature concerning this subject.
WSTĘP
Produkty bogate w sacharozę dostarczają organizmowi dużych ilości szybko wchłaniających się węglowodanów, czego konsekwencją może być nadmierny przyrost masy ciała (1, 2). Osoby będące na diecie redukcyjnej odczuwają trudne do opanowania pożądanie smaku słodkiego (1, 3). Dlatego cukier w produktach spożywczych próbuje się zastąpić substancjami, które zachowując słodki smak, posiadają niską wartość energetyczną lub nie posiadają jej wcale (3-5). Produkty o obniżonej wartości energetycznej cieszą się coraz większą popularnością (1, 6). Spożycie niskokalorycznych substancji słodzących gwałtownie wzrosło na przestrzeni ostatnich 30 lat (7). Ten trend będzie zapewne kontynuowany ze względu na realizację zaleceń obniżania kaloryczności produktów przez producentów żywności (7). W ostatnim czasie Polskie Towarzystwo Badań nad Otyłością (PTBO) i Polskie Towarzystwo Diabetologiczne (PTD) potwierdziły bezpieczeństwo stosowania niskokalorycznych substancji słodzących w produktach żywnościowych. Dodatkowo zarekomendowano ich stosowanie, jako alternatywę dla sacharozy, syropu kukurydzianego oraz fruktozy u osób z problemem nadwagi, otyłością oraz zaburzeniami gospodarki węglowodanowej (8). Mając na uwadze wzrost liczby substancji dodatkowych dopuszczonych do stosowania w żywności, jak również ilości produktów, w których stosuje się zamienniki cukru, postanowiono dokonać przeglądu piśmiennictwa w tym zakresie.
NATURALNE SUBSTANCJE SŁODZĄCE
Cukier
Jest produktem wysokoenergetycznym dostarczającym 405 kcal na 100 g produktu (9). Poza energią nie dostarcza organizmowi żadnych składników odżywczych. Zaleca się, aby jego spożycie nie przekraczało 10% wartości energetycznej diety (1). Cukier spożywany w nadmiarze może powodować m.in.: próchnicę zębów, otyłość, cukrzycę, wzrost stężenia trójglicerydów (10). Światowa Organizacja Zdrowia w 2003 roku ogłosiła, że napoje słodzone cukrem zwiększają ryzyko nadwagi (1). Wykazano, że obniżenie spożycia napojów słodzonych może stać się skutecznym i efektywnym przedsięwzięciem w walce z nadwagą i otyłością (1).
Fruktoza
Jest cukrem prostym występującym w takich owocach, jak: śliwki, jabłka, gruszki, brzoskwinie i wiśnie, a także w miodzie (11, 12). Fruktoza jest często mylnie zaliczana do niskokalorycznych substancji słodzących (4). Wykazuje o 40% większą siłę słodzenia niż tradycyjna sacharoza. Już niewielkie ilości fruktozy dają odczucie słodkiego smaku (11). Zainteresowanie fruktozą wynika z faktu, że powoduje ona mniejszy wzrost glikemii poposiłkowej w porównaniu do glukozy (13). Indeks glikemiczny fruktozy wynosi 22, a glukozy 100 (11). Spożycie nadmiernych ilości fruktozy może prowadzić do wystąpienia hipertriglicerydemii oraz zwiększenia frakcji VLDL cholesterolu, a także przyczynić się do zmniejszenia odpowiedzi insulinowej oraz wytwarzania leptyny, co będzie skutkować przyrostem tkanki tłuszczowej (4, 11). Badania przeprowadzone w ostatnich latach wykazały możliwy wpływ nadmiernego spożycia fruktozy na przerost i stłuszczenie wątroby (12).
W badaniu przeprowadzonym na szczurach przez Maślak i wsp. zaobserwowano, że stosowanie diety wzbogaconej we fruktozę istotnie statystycznie zwiększa masę wątroby szczurów, przy jednoczesnym braku wpływu na ich masę ciała oraz stężenie aminotransferazy alaninowej (12). Również Ackerman i wsp. wykazali przyrost masy wątroby u szczurów wskutek podaży diety wysokofruktozowej (13). Nowe badania opisują fruktozę w innym kontekście. Jej nadmierne spożycie może stać się przyczyną rozwoju insulinooporności, zaburzeń gospodarki lipidowej, otyłości, nadciśnienia tętniczego (11). Dla pełnego zrozumienia wpływu fruktozy na organizm człowieka niezbędne jest przeprowadzanie kolejnych badań. Zgodnie z zaleceniami Polskiego Towarzystwa Diabetologicznego z 2012 roku fruktoza nie jest zalecana diabetykom jako alternatywa dla tradycyjnego cukru (4).
Syrop glukozowo-fruktozowy
Ma szerokie zastosowanie w Stanach Zjednoczonych od 1970 roku (14, 15). Jest tanią, wysokokaloryczną substancją słodzącą, używaną w wielu produktach spożywczych, takich jak: napoje, płatki, puszkowane owoce i dżemy (14). W przeprowadzonym na szczurach badaniu, w którym otrzymywały one dietę bogatą w syrop glukozowo-fruktozowy przez okres 6-7 miesięcy, zaobserwowano przyrost masy ciała, wzrost stężenia trójglicerydów oraz zwiększone odkładanie tłuszczu. Wszystkie te czynniki wpływają na rozwój otyłości, dlatego wysunięto wniosek, że nadkonsumpcja syropu glukozowo-fruktozowego może być głównym czynnikiem epidemii otyłości (14, 15). Badanie wykazało, że długoterminowy dostęp do syropu glukozowo-fruktozowego wśród szczurów prowadził do otyłości, podczas gdy w grupie stosującej sacharozę taki efekt nie został zaobserwowany (14).
SUBSTANCJE SŁODZĄCE
Zgodnie z Rozporządzeniem Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 16 grudnia 2008 roku w sprawie dodatków do żywności, substancje słodzące to substancje stosowane do nadania środkom spożywczym słodkiego smaku lub stosowane w słodzikach stołowych (16).
Substancje słodzące znajdują się w znacznej liczbie produktów spożywczych, takich jak: desery, dżemy, jogurty, lody, czekolady, ciasta, napoje i gumy do żucia. Ponadto, są one wykorzystywane w przemyśle farmaceutycznym do słodzenia tabletek i syropów oraz w przemyśle kosmetycznym do produkcji środków higieny jamy ustnej (2). Są powszechnie stosowane w produkcji żywności niskoenergetycznej. Substancje słodzące mogą wpływać na organizm człowieka zarówno w sposób korzystny (m.in. poprzez zapobieganie rozwojowi próchnicy zębów), jak i negatywny (1, 6). Nasilenie niepożądanych zmian jest zależne od ilości substancji słodzącej (6). U zwierząt, którym podawano duże dawki tych związków, obserwowano takie działania niepożądane jak nowotwory, zmiany w masie, a także w funkcjonowaniu narządów wewnętrznych, działanie teratogenne, genotoksyczne, mutagenne (1, 6, 17). Unia Europejska uznaje dopuszczone substancje słodzące za bezpieczne, jeśli ich spożycie nie przekracza ADI (ang. Acceptable Daily Intake) (4). ADI określa ilość substancji, którą człowiek może bezpiecznie spożyć w ciągu dnia bez ryzyka dla zdrowia, wyrażoną w mg/kg m.c. (2, 6, 18, 19).
PÓŁSYNTETYCZNE SUBSTANCJE SŁODZĄCE
Określane mianem wypełniaczy (ang. bulk sweetners), ze względu na budowę chemiczną są poliolami, będącymi pochodnymi sacharydów, w których grupa ketonowa lub aldehydowa została zastąpiona grupą hydroksylową, co zmienia właściwości chemiczne i biologiczne tych substancji (3, 4, 20). Dzienne dopuszczalne pobranie tych związków nie zostało określone za pomocą ADI (21). Polialkohole są znacznie wolniej absorbowane, dzięki czemu nie zwiększają w gwałtowny sposób poziomu glukozy we krwi (1). Zaobserwowano, że polialkohole w większych ilościach wywołują (spowodowane efektem osmotycznym) działanie laksygenne, doprowadzając do biegunek i wzdęć (1, 4, 20). Zaleca się nie przekraczać dawki 15-50 gramów dziennie (1). Jeśli słodziki stołowe zawierają alkohole wielowodorotlenowe, musi znaleźć się na nich następujące ostrzeżenie: „Spożycie w nadmiernych ilościach może mieć efekt przeczyszczający” (16). Do tej grupy należą: sorbitol, ksylitol i erytriol.
INTENSYWNE SUBSTANCJE SŁODZĄCE
Intensywne substancje słodzące należą do substancji dodatkowych (6). Stosowanie ich znacząco wpływa na obniżenie kaloryczności w produkcie, szczególnie w napojach. Napój słodzony sacharozą może dostarczać 60 kcal/100 ml. Napój z dodatkiem intensywnej substancji słodzącej dostarcza tylko około 1 kcal/100 ml (1, 17). Aby intensywne substancje słodzące zostały dopuszczone do stosowania w żywności, muszą przejść szereg
badań, których nadrzędnym celem jest ocena ich wpływu na organizm człowieka. Dla substancji dodatkowych, w tym substancji intensywnie słodzących, wyznaczona jest dawka akceptowanego dziennego pobrania (ADI) (6). Wadą intensywnych substancji słodzących jest niepożądany posmak, np. gorzki i metaliczny (22). Grupa intensywnych substancji słodzących jest najbardziej kontrowersyjna, a temat ich bezpieczeństwa stał się tematem wielu debat naukowych i społecznych (2). Największe kontrowersje wzbudza aspartam.
Aspartam
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Myszkowska-Ryciak J, Harton A, Gajewska D, Bawa S: Środki słodzące w profilaktyce i leczeniu otyłości. Kosmos – Problemy Nauk Biologicznych 2010; 59: 365-374. 2. Pregiel B, Wrzyszcz-Kowalczyk A, Piesiak-Pańczyszyn D: Aktualne poglądy na temat substytutów cukru. Porad Stomatol 2010; 10: 60-65. 3. Wojterska J, Tatoń J: Czy używać „słodziki” w żywieniu osób z cukrzycą i w dietach redukujących nadwagę – korzyści i straty zdrowotne. Med Metabol 2008; 12: 70-74. 4. Jeznach-Steinhagen A, Kurzawa J, Czerwonogrodzka-Senczyna A: Zastosowanie niskokalorycznych substancji słodzących. Pol Merk Lek 2013; 34: 286-288. 5. Codruta P, Mathe J: Methanol poisioning risk of aspartanic containing cooling drinks consumers. The Journal Of Preventive Medicine 2004; 12: 75-79. 6. Świąder K, Waszkiewicz-Robak B, Świderski F: Substancje intensywnie słodzące – korzyści i zagrożenia. Probl Hig i Epidemiol 2011; 92: 392-396. 7. Piernas C, Ng S, Popkin B: Trends in purchases and intake of foods and beverages containing caloric and low-calorie sweeteners over the last decade in the United States. Pediatric Obesity 2013; 8: 294-306. 8. Stanowisko Polskiego Towarzystwa Badań nad Otyłością i Polskiego Towarzystwa Diabetologicznego w sprawie stosowania niskokalorycznych substancji słodzących. Praktyka Lekarska. Zeszyty specjalistyczne 2013; 6 (83). 9. Kunachowicz H, Madolna I, Iwanow K: Wartość odżywcza wybranych produktów spożywczych i typowych potraw. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2006. 10. Kowalowski P, Kowalowska M, Stanowska K, Burczyk J: Naturalne środki słodzące w świetle dopuszczalności ich do spożycia w Polsce i krajach Unii Europejskiej. Post Fitoter 2004; 1: 4-9. 11. Ciok J, Tacikowski T, Wyrobek I: Fruktoza jako czynnik ryzyka przewlekłych chorób metabolicznych. Żyw Człow Metabol 2004; 1: 88-95. 12. Maślak E, Kostrogrys R, Franczyk-Żarów M, Pisulewski P: Wpływ diety z dodatkiem fruktozy i sprzężonych dienów kwasu linolenowego (CLA) na masę ciała i wątroby oraz stężenie aminotransferazy alaninowej (ALT) u szczurów. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość 2009; 4: 368-374. 13. Ackerman Z, Herman M, Grozovski M et al.: Fructose – inducted fatty liver disease. Hypertension 2005; 45: 1012-1018. 14. Bocarsly M, Powell E, Avena N, Hoebel B: High fructose syrup causes characteristic of obesity in rats: Increased body weight, body fat and triglyceride levels. Pharmacol Biochem Behav: doi: 10.1016/j.pbb.2010.02.012. 15. Tappy L, Egil L, Lecoutre V, Schinder P: Effects of fructose – containing caloric sweeteners on resting energy expenditure and energy efficiency: a review of human trials. Nutr Metab 2013; 10: 54. 16. Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 16.12.2008 r. w sprawie dodatków do żywności. Dziennik Urzędowy Unii Europejskiej z dnia 31.12.2008 r. 17. Sękalska B: Zawartość sztucznych substancji słodzących – aspartamu, acesulfamu K i sacharynianu sodu w napojach dietetycznych. Nauka. Technologia. Jakość 2007; 3: 127-138. 18. Reguła J, Kowalewska M: Zawartość aspartamu, acesulfamu K i sacharyny w produktach spożywanych przez osoby otyłe i chore na cukrzycę. Nauka Przyroda Technologie 2010; 4: 1-8. 19. Wierzbicka E, Skarżyńska M, Piontek E, Korzeniowska G: Ocena spożycia z dietą sztucznych substancji słodzących w wybranej grupie młodzieży z cukrzycą typu 1 – badanie pilotażowe. Bromat Chem Toksykol 201; 3: 305-312. 20. Radziejewski P, Radziejewska M: Substytuty cukru w profilaktyce próchnicy. Stomatol Współcz 2006; 13: 43-48. 21. Berner-Strzelczyk A, Kołodziejska J, Zgoda MM: Poliole – Sorbitol i Ksylitol – kariogenne substytutu cukru. Bromat Chem Toksykol 2004; 37: 175-180. 22. Świąder K, Waszkiewicz-Robak B: Intensywność słodyczy wybranych substancji słodzących. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość 2006; 46 (suppl. 1): 183-191. 23. Kovatsi L, Tsouggas M: The effect of oral aspartame administration on the excentretion and the distribution of calcium in rat tissues. J Elementol 2005; 10: 911-917. 24. Yang Q: Gain weight by “going diet?”. Artificial sweeteners and the neurobiology of sugar cravings. Yale J Biol Med 2010; 83: 101-108. 25. Rój A, Stasiuk E: Oznaczenia jakościowe w zakresie zawartości aspartamu i jego metabolitów w napojach gazowanych bezalkoholowych z zastosowaniem techniki HPLC. Bromat Chem Toksykol 2009; 3: 543-547. 26. Soffritti M, Belpoggi F, Esposti D, Lambertini L: Aspartame includes lymphomas and leukaemias in rats. Eur J Oncol 2005; 10: 107-116. 27. Soffritti M, Belpoggi F, Tibaldi E et al.: Life-span exposure to low doses of aspartame beginning during prenatal life increases cancer effects in rats. Environ Health Perspect 2007; 115: 1293-1297. 28. Mukherjee A, Chakrabarti J: In vivo cytogenetic studies on mice exposed to acesulfame K – a non nutritive sweetener. Food Chem Toxicol 1998; 35: 1177-1179. 29. Rodero AB, Rodero LS, Azoubel U: Toxicity of sucrulose in humans: a review. Int J Morphol 2009; 27: 239-244. 30. Wolski T, Najda A: Substancje słodzące pochodzenia naturalnego. Post Fitoter 2005; 1-2: 15-28. 31. Anil K, Jyotsna D: Review on Glycyrrhiza glabra. Journal of Pharmaceutical and Scientific Innovation 2012; 1: 1-4. 32. Nudrat F, Mansoor A, Seyed S et al.: Antiulcerogenic and Toxicological studies of Glycyrrhiza glabra roots available in local market of Karachi. Karachi University Journal of Science 2008; 36: 5-8. 33. Sancar M, Hantash T, Okuyan B et al.: Comparative effectiveness Glycyrrhiza glabra vs. Omeprazole and misoprosol for treatment of aspirin – induced gastric ulcers. African Journal of Pharmacy and Pharmacology 2009; 3: 615-620. 34. Grant P, Ramasamy S: An Update on Plant Derived Anti-Androgens. Int Endocrinol Metab 2012; 10: 497-502. 35. Armanini D, Mattarello M, Fiore C et al.: Licorice reduces serum testosterone in healthy women. Steroids 2004; 69: 763-766. 36. Martinez C, Gonzalez E, Garcia RS et al.: Effects on body mass of laboratory rats after ingestion of drinking water witch sucrose, fructose, aspartame, sucralose additives. The Open Obesity Journal 2010; 2: 116-124. 37. Frank G, Oberndorfer T, Simmons A et al.: Sucrulose activates human taste pathways differently from artificial sweetener. Neuroimage 2008; 39: 1559-1569. 38. Foreyt J, Kleinman R, Brown R, Lindstrom R: The use of low-calorie sweeteners by children: Implications for weight management. The Journal of Nutrition: Supplement: Low-Calorie Sweeteners, Appetite and Weight Control-What the science tells. J Nutr: us.doi:10.3945/jn.111.149609. 39. Fortuna T, Stachura M, Buda A: Właściwości fizykochemiczne i ocena sensoryczna wafli typu „ligft”. Technologia Alimentaria 2003; 2: 83-96. 40. Majewska E: Walidacja wybranych metod oznaczania aspartamu w słodzikach. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość 2008; 2: 106-118. 41. Englung-Ögge L, Brantseter A, Haugen M et al.: Association between intake of artificially sweetened and sugar sweetened beverages and preterm delivery: a large prospective cohort studies. Am J Clin Nutr 2012; 96: 552-559. 42. Vecchia LC: Low-calorie sweeteners and the risk of preterm delivery: results from two studies and a meta-analysys. Journal of Family Planning and Reproductive Health Care 2013; 39: 12-13. 43. Halldorson IT, Strom M, Petersen S, Olsen S: Intake of artificially sweetened soft drinks and risk of preterm delivery: a prospective cohort study of 59 334 Danish pregnant women. Am J Clin Nutr: doi: 10.3945/acjn.2009.28968.
