Низкокалорийный подсластитель. Вопросы практического применения в пищевой промышленности

Низкокалорийный подсластитель

Вопросы практического применения в пищевой промышленности

А.В.Силаев, И.В.Тихонова, Ю.Г.Сметанина

ООО «Дёлер НФ и БИ»

Во многих областях пищевой промышленности - кондитерской, консервной, кулинарии, производстве напитков и, конечно, в домашних условиях -с давних времен использовали вещества, обладающие сладким вкусом. Наиболее широкое применение в промышленном производстве нашла сахароза. Классическая замена сахарозы - фруктоза с коэффициентом сладости 1,7 или сорбит и маннит с коэффициентом сладости 0,6 и 0,5 соответственно.

В течение последних десяти лет низкокалорийные подсластители, такие как сахарин, цикламат, аспартам и ацесульфам К, заняли прочные позиции в качестве замены традиционных сахаров углеводной природы. Прежде всего эта тенденция относится к производству напитков. Чем же обусловлено данное направление развития рынка подсластителей с высоким сахарным эквивалентом?

По данным статистики, более 150 млн человек в мире больны сахарным диабетом, около 20 % жителей про-мышленно развитых стран страдают излишним весом. Настораживает тот факт, что ожирению подвержены и дети.

Эти заболевания, как правило, спровоцированы неправильным питанием, малоподвижным образом жизни, потреблением продуктов, содержащих большое количество углеводов. Один из основных поставщиков углеводов в

организм человека - сахароза. В растительных продуктах (зерновых, овощах, фруктах) она содержится в небольших количествах, обычно сахароза поступает в организм человека с продуктами, в которые вносится дополнительно: мороженое, напитки, кондитерские и кулинарные изделия. При избытке сахаров в потребляемых продуктах и недостаточном расходе энергии в организме накапливаются жировые отложения и нарушается обмен веществ, что приводит к тяжелым заболеваниям.

В условиях нарастающего ритма современной жизни, угнетающих стрессовых ситуаций, неблагоприятной экологической обстановки особо актуальны здоровый образ жизни и здоровое, функциональное питание.

Возросший потребительский спрос на функциональные продукты питания и напитки - основная причина увеличения использования низкокалорийных подслащивающих веществ.

Тенденция к здоровому образу жизни положила начало целой индустрии Wellness. Wellness - понятие очень емкое, определяется как хорошее состояние души, базирующееся на хорошем состоянии здоровья, признаками которого, в свою очередь, являются хорошее самочувствие и хороший внешний вид.

Такие секторы индустрии Wellness, как отрасль витаминов, минеральных и пищевых добавок, контроль веса и

фигуры, косметики и парфюмерии, работают над проблемой оздоровления, продления трудоспособного, активного образа жизни. Значительную нишу индустрии занимает производство напитков специального назначения, напитков, которые помимо своей основной функции - утоления жажды - приносят дополнительную пользу, а именно, укрепляют физиологические функции организма.

Поскольку функциональные напитки все больше входят в рацион потребителя и нацелены на оздоровление организма, важно не перегружать их излишним содержанием калорий за счет дополнительно вносимых сахаров.

Вторая причина увеличения использования подсластителей - экономическая целесообразность. Применение низкокалорийных подсластителей как более технологичных и экономичных подслащивающих веществ по сравнению с сахаром более предпочтительно. При этом упрощается технология, сокращаются не только производственные, но также транспортные и складские затраты.

Если сравнить стоимость подслащивания напитка сахарозой и интенсивным подсластителем, видна безусловная экономическая выгода.

Однако потребительский спрос на продукт зависит не только от его ценовой характеристики, но и от его безопасности для здоровья и, конечно, от органолептических свойств.

В соответствии с этим к интенсивным подсластителям предъявляется ряд требований, и прежде всего безопасность для здоровья потребителя. Для каждого подсластителя пищевым законодательством установлен уровень предельно допустимой концентрации. Кроме того, подсластитель должен обладать хорошей растворимостью, бесцветностью в растворе, не иметь запаха, иметь чистый, приятный вкус и сладость не ниже сладости сахарозы.

На рынке подсластителей постоянно появляются новые продукты, например, неотам. Этот подсластитель был получен из аспартама и отличается высоким коэффициентом сладости (~8000) и профилем сладости, приближенным к аспартаму.

RAW MATERIALS AND ADDITIVES

Что же представляют собой наиболее распространенные подсластители, такие как сахарин, цикламат, аспар-там?

Сахарин - это кристаллы или порошок без запаха. Он имеет стойкий вкусовой эффект, хорошо растворим в воде, стабилен в кислотных продуктах.

Цикламат обладает хорошей растворимостью и стабильностью в кислотных продуктах, высоко устойчив к агрессивным условиям среды: к воздействию высокой температуры, низким значениям рН и имеет высокий уровень ПДК.

Аспартам имеет самый высокий уровень безопасности: ПДК - 600 мг/л, у него близкий к сахару вкусовой профиль. Он не обладает горьким послевкусием.

Тем не менее, несмотря на очевидные достоинства, каждому из перечисленных подсластителей свойственен ряд недостатков. Сахарин имеет горьковатый привкус, к тому же в соответствии с российским пищевым законодательством уровень ПДК составляет не более 80 мг/л, что не позволяет использовать его для полной замены сахара. Что касается цикламата, то специфический вкусовой профиль этого подсластителя не позволяет использовать его для 100%-ной замены сахара. Аспартам требует особых условий для растворения: его растворимость повышается в кислом растворе, так, при 20 °С можно растворить 4 % аспартама в 5%-ном растворе лимонной кислоты, что значительно облегчает приготовление базовых растворов. Растворимость аспартама также повышается с увеличением температуры. Однако нельзя забывать, что аспартам теряет сладость под воздействием высокой температуры. Поэтому температура воды при растворении аспартама не должна превышать 60 °С.

Пастеризация напитков, содержащих аспартам, возможна. Даже при

длительной пастеризации потери ас-партама составят лишь 2-4 %, что практически не отразится на сладости напитка.

Аспартам устойчив только при определенных значениях рН среды, что, безусловно, влияет на срок годности напитков. Оптимальное значение рН 4,2.

В процессе хранения напитка происходит постепенный распад аспарта-ма, зависящий от температуры хранения готовой продукции. Так, при 5 °С потери аспартама в безалкогольном напитке с рН 3,7 составят всего около 6 % за год. Но при 20 °С - уже 30-40 %. Кроме того, аспартам имеет высокие ценовые характеристики.

Как видим, все перечисленные подсластители по-своему уникальны и имеют свои недостатки и достоинства, как органолептические, так и ценовые. Идеального подсластителя не существует, даже сахароза не решает все задачи. Например, в фармацевтической промышленности применение альтернативных подсластителей гораздо эффективнее.

И тем не менее выполнение всех

требований, предъявляемых к подсластителям, возможно при использовании различных комбинаций моноподсластителей, так называемых «смесе-вых» форм подсластителя.

Применительно к напиткам производителю, безусловно, проще работать с готовыми смесевыми формами, поскольку они уже отработаны по ор-ганолептическим характеристикам, для них установлен уровень ПДК, а соотношения и комбинация моноподсластителей подобраны таким образом, что обеспечивают эффект синергизма и, следовательно, дополнительную экономическую выгоду.

Как известно, синергизм - это комбинированное воздействие нескольких веществ на вкусовые рецепторы, которое превышает действие, оказываемое каждым компонентом в отдельности. Классический пример эффекта синергизма - это смесь, состоящая из равных соотношений аспартама и ацесульфама, каждый из которых обладает коэффициентом сладости 200, в смеси же коэффициент сладости составляет 312,5.

Учитывая возросший интерес производителей напитков к интенсивным подсластителям, фирма «Дёлер» помимо моноподсластителей предлагает и «смесевые» формы серии «Диет-микс»: «Диетмикс - 200», «Диетмикс - 200 Ультра», «Диетмикс - 350». В названии каждой смеси отражен ее коэффициент сладости.

В «Диетмикс - 200» учтен уровень безопасности; смесь обладает хорошо сбалансированными органолептичес-кими свойствами для напитков практически всех вкусовых направлений. Возможна замена сахара до 100 %. Замена сахара смесью ДМ-200 значительно снижает затраты. Экономия при этом составляет более 89 % на единицу продукта.

Смесь «Диетмикс - 200 Ультра» разработана на замену сахара до 45 %. Но даже при частичной замене сахара экономическая выгода составляет более 43 % на единицу напитка. Кроме того, смесь хорошо комбинируется с другими моноподсластителями, такими как аспартам и ацесульфам, что расширяет возможности ее применения.

Смесь «Диетмикс - 350» разработана для 100%-ной замены сахара, вкусовые характеристики смеси максимально приближены к профилю сахара.

При 100%-ной замене сахара экономия стоимости подслащивания на единицу напитка составляет более 84 %.

Что касается технологических аспектов применения моноподсластителей и их смесей, то, несмотря на их высокую технологичность по сравнению с сахаром, также могут возникать определенные сложности. Это прежде всего взаимодействие подсластителей с ароматизаторами различного вкусового направления. Подсластители спо-

собны как усиливать, так и угнетать ароматические свойства ароматизаторов, и при использовании новой комбинации моноподсластителей в качестве смеси необходима аппликация. Кроме того, следует учитывать и такие особенности, как выбор товарной формы подсластителя (порошок или гранулы) в зависимости от применяемого технологического оборудования. При подготовке растворов соблюдение точности навески товарной формы подсластителей обеспечит необходимый коэффициент сладости и уровень ПДК в готовом продукте. Более того, некоторые подсластители требуют особых условий для растворения.

Например, аспартам и смеси подсластителей, содержащие аспартам, рекомендуется растворять в кислой среде.

И еще один немаловажный аспект: температура воды, поступающей на розлив, должна быть достаточно низкой (9...10 оС), чтобы предотвратить вспенивание низкокалорийных напитков.

Не секрет, что качество готового продукта зависит от качества входящих в его состав ингредиентов, т. е. сырья. Любое сырье, в том числе и подсластители, рекомендуется приобретать только у известных поставщиков, пользующихся отличной положительной репутацией на рынке сырья.

Входной контроль качества обязателен при первичной закупке сырья, текущий - рекомендуется проводить периодически, в соответствии с установленным внутризаводским порядком тестирования поступающего сырья и обязательный - в нестандартных ситуациях, когда, например, были нарушены условия хранения, либо во время хранения произошло нарушение целостности упаковки.

На что же следует обращать внимание при входном контроле? Прежде всего, на наличие удостоверения качества, условия транспортировки, качество упаковки, внешний вид подсластителя, его запах, цвет, вкус и коэффициент сладости.

Контроль перечисленных показателей, как правило, не вызывает затруднения, за исключением, пожалуй, определения коэффициента сладости.

Для проведения тестирования коэффициента сладости необходимо подготовить стандартные растворы сахарозы, базовый и рабочие растворы подсластителя. Стандартные и базовый растворы готовят в мерных колбах с использованием дистиллированной воды температурой 20 °С.

При подготовке растворов важно соблюдать точность навески. Хранить растворы более 24 ч не рекомендуется.

Из 1%-ного базового раствора подсластителя готовят рабочий раствор с концентрацией, рассчитанной на декларируемый коэффициент сладости, и два раствора с большей и меньшей концентрацией в 10 единиц (для подсластителей с высоким коэффициентом сладости - в 20 единиц). Концентрация подсластителя и масса рабочего раствора рассчитывается следующим образом.

1. Концентрации подсластителя. (С, %):

С = С / К

п с ' сл ,

где Сс - концентрация раствора сахарозы; Ксл - коэффициент сладости подсластителя.

Например, 5 : 180 = 0,028, где 5 -концентрация стандартного раствора сахарозы, 180 - декларируемый коэффициент сладости подсластителя.

2. Масса рабочего раствора подсластителя (М, г):

М = V / С

п ,

где V - объем базового раствора подсластителя; Сп - концентрация подсластителя.

Например, 10 : 0,028 = 357,14, где 357,14 - масса рабочего раствора подсластителя, т. е. раствор, содержащий 10 г базового раствора подсластителя и 347,14 г дистиллированной воды.

Аналогично рассчитывается концентрация рабочих растворов для сравнения их с 10%-ным стандартным раствором сахарозы.

Определение коэффициента сладости следует проводить - начиная со стандартного раствора сахарозы, сравнивая его с рабочими растворами подсластителя по этапам, от наибольшего коэффициента сладости к наименьшему.

Предварительная оценка коэффициента сладости проводится методом органолептического тестирования в сравнении с 5%-ным раствором сахарозы и подтверждается сравнением с 10%-ным раствором сахарозы.

Отдел технического сервиса и технического маркетинга фирмы «Дёлер НФ и БИ» готовы к обсуждению проектов по отработке рецептур с использованием моноподсластителей и подсластителей «смесевых» форм с учетом Ваших требований и окажет необходимую консультативную помощь.