Подсластители сахароспирты: классификация, свойства и применение при сахарном диабете

Для сохранения здоровья важно правильно питаться и избегать избытка углеводов в рационе. Для этого врачи и диетологи рекомендуют заменять сахар на сахароспирты: сорбит, маннит, мальтит, лактит, изомальт и эритрит. Соединения обладают приятным сладким вкусом с мятным послевкусием, не повышают или незначительно повышают уровень глюкозы в крови, что делает их подходящими для использования при сахарном диабете.

Чтобы выбрать подходящий сахарный спирт, необходимо оценить его основные параметры: всасывание, усвояемость, влияние на уровень глюкозы и инсулина в крови, токсичность, безопасность. Нужно также учесть возможные побочные эффекты.

Что такое подсластители сахароспирты

Сахарные спирты, несмотря на название, не содержат сахара и не вызывают опьянения. Это полиолы – химические производные углеводов, в которых кетонная или альдегидная группа замещена гидроксильной. Сахароспирты в небольших количествах содержатся во фруктах и овощах, но в продажу поступают только заменители, произведенные биохимическим путем из различного органического сырья. Вначале промышленным путем производят углеводы, которые потом превращают в сахароспирты.

Эти подсластители добавляют в леденцы, жевательную резинку, зефир, конфеты, выпечку, мороженое, используют для улучшения вкуса лекарств. Они широко применяются при изготовлении продукции для больных диабетом.

Некоторые сахарные спирты, например ксилит и эритрит, обладают антикариесогенными свойствами, поэтому их добавляют в зубные пасты, ополаскиватели и другие продукты для ухода за полостью рта.

Классификация сахароспиртов

 Сахарные спирты делятся на три группы в зависимости от строения молекул:

• Моносахаридные. К этой категории относятся сахароспирты, полученные из сахаров, содержащих один вид молекул углеводов: ксилозы, глюкозы, маннозы. Популярные моносахариды: ксилит, сорбит, маннит.
• Дисахаридные. В эту группу входят сахароспирты, получаемые из углеводов, содержащих два простых углеводных фрагмента. Например, лактит, образующийся из лактозы — дисахарида, состоящего из молекул глюкозы и галактозы.
• Полисахаридные. Состоят из компонентов, имеющих сложное строение. Например, изомальт представляет собой смесь альфа-D-глюкопиранозил-[1,6]-D-сорбита и альфа-D-глюкопиранозил-[1,6]-D-маннита.

В перечень пищевых добавок, разрешенных Техническим регламентом Таможенного союза ТР ТС 029/2012 и действующим на территории России, входит большое количество сахароспиртов. Это мальтит (E965), лактит (E966), ксилит (E967), сорбит (E420), маннит (E421), изомальт (E953), эритрит (E968). Все эти соединения можно встретить в составе пищевых продуктов, а многие сахарные спирты продаются в виде подсластителей для добавки в напитки и пищу.

Физические и химические свойства сахароспиртов

Сахарные спирты — соединения обладают множеством общих свойств, позволяющих их использовать в качестве пищевых добавок:

• Сладость. Этот параметр измеряют относительно сахарозы — столового сахара. Сахарные спирты могут менее сладкими по сравнению с сахаром или равными ему по сладости.
• Охлаждающий эффект. Сахарные спирты обладают отрицательным тепловым эффектом растворения. Они не выделяют, а поглощают энергию, поэтому при жевании резинки или конфеты с эритритом и другими сахароспиртами во рту появляется приятный мятный привкус. Из-за приятного «холодящего» эффекта сахарные спирты смешивают с другими подсластителями, например с экстрактом стевии. Благодаря сочетанию «холодка» со сладостью эти заменители стали распространенным компонентом фармацевтических продуктов, например леденцов или пастилок от кашля.
• Растворимость. Практически все сахароспирты растворяются в воде, причем растворимость повышается с увеличением температуры. Одни соединения, например ксилит, растворяются лучше, а другие, к примеру маннит, хуже. Благодаря наличию гидроксильных групп, полиолы легко растворяются в слюне.
• Гигроскопичность. Так называется способность соединений впитывать влагу из окружающей среды. Многие полиолы хорошо удерживают жидкость в пищевых продуктах и не дают им черстветь. Но высокая гигроскопичность сахарозаменителей создает проблемы при их хранении. В условиях повышенной влажности кристаллы полиолов оплывают, теряют форму, слипаются и превращаются в бесформенную массу. Поэтому рекомендуется хранить купленные гигроскопичные сахарозаменители в сухом месте, в плотно закрытой таре.
• Антиоксидантная способность. Сахарные спирты обладают дополнительными атомами водорода, которые отдают свободным радикалам – атомам или молекулам, имеющим неустойчивую молекулярную структуру. Полиолы работают как антиоксиданты: гасят активность свободных радикалов и препятствуют развитию оксидативного стресса, вызванного скоплением таких частиц. Это очень важно, поскольку свободные радикалы запускают процессы старения, гибели клеток, провоцируют различные нарушения и заболевания. Маннит, ксилит и эритрит при проведении научных исследований показали способность не только гасить свободные радикальные частицы, но и выводить их из организма.
• Положительное влияние на здоровье зубов. Бактерии, живущие в полости рта, не могут перерабатывать сахароспирты с образованием кислот, как сахар, поэтому употребление полиольных сахарозаменителей предотвращает развитие кариеса. Сахарные спирты способны образовывать комплексные соединения (хелатные структуры), восстанавливающие (реминерализирующие) зубную эмаль. Применение таких подсластителей поможет сохранить здоровье зубов.
• Калорийность. Большинство сахароспиртов менее калорийны по сравнению с сахаром. К сожалению, из-за низкого уровня сладости такие подсластители часто добавляют в продукты в большем количестве и таким образом выравнивают калорийность. Поэтому для контроля веса предпочтительнее некалорийные сахароспирты эритрит и маннит.
• Низкий инсулиновый индекс. Полиолы медленно повышают уровень глюкозы в крови или не увеличивают его совсем, не провоцируют скачков инсулина. Эти свойства делают сахароспирты популярными подсластителями среди диабетиков и тех, кто придерживается низкоуглеводной диеты.

 Параметры сахароспиртов указаны в таблицах.

Применение сахароспиртов при диабете

Практически все сахароспирты применяют при диабете из-за низкого гликемического индекса и незначительного влияния на уровень инсулина. Часть этих препаратов не перерабатывается организмом и не требует инсулина для усвоения.

Исследования, проведенные на добровольцах и грызунах, показали, что многие сахарные спирты улучшают обмен веществ, уменьшают всасывание глюкозы из кишечника и усиливают ее сжигание мышцами.

Ксилит

При проведении исследований ученые выяснили, что этот заменитель уменьшает всасывание глюкозы в кишечнике и увеличивает ее поглощение мышцами. Такая способность вызывает снижение уровня глюкозы в сыворотке крови и уменьшает инсулинорезистентность – нечувствительность тканей к инсулину. Исследования показали, что ксилит очень незначительно повышает уровень глюкозы в крови у здоровых и больных диабетом.

Подсластитель задерживает опорожнение желудка и увеличивает время прохождения пищи по кишечнику, создавая чувство сытости, поэтому замена сахара таким подсластителем способствует снижению веса. Добавление ксилита крысам на диете с высоким содержанием жиров предотвращало ожирение и нарушения обмена веществ. У грызунов уменьшался окислительный стресс, вызванный присутствием свободных радикалов.

Ксилит в дозах от 20 до 70 г/день хорошо переносится. Увеличение дозы не рекомендуется из-за возможности развития диареи, вздутия живота, повышенного газообразования и других кишечных расстройств.

Сорбит

Сорбит используется в качестве подсластителя в диабетических продуктах с 1929 года. Еще в 1941 году ученые обнаружили, что употребление сорбита в дневных дозах 25–50 граммов не влияет на уровень глюкозы, в том числе после еды. Эта особенность вызвана низким гликемическим индексом сахароспирта и его способностью подавлять ферменты, необходимые для расщепления углеводов. Замена сахара сорбитом поможет снизить вес. Сахароспирт тормозит всасывание глюкозы в кишечнике, увеличивает усвоение глюкозы мышцами, задерживает опорожнение желудка, улучшает прохождение пищи, вызывая чувство сытости.

У сорбита есть и недостатки. Этот сахароспирт в организме превращается во фруктозу, способную вызвать отложение жира в печени и увеличение веса. В день можно съесть не более 20 г, но поскольку сорбит на 50–70% менее сладок по сравнению с сахаром, его часто переедают. Передозировка опасна развитием тяжелой диареи, иногда приводящей к госпитализации.

Применение подсластителей больным, употребляющим полистиролсульфонат натрия, назначаемого при болезнях почек, может вызвать поражение кишечника вплоть до образования язв и отмирания тканей – некроза кишки.

Маннит

Этот сахароспирт обладает нулевым гликемическим и инсулинемическим индексами, что делает его особенно привлекательным для людей с диабетом. Однако, в отличие от других сахарных спиртов, он хуже переносится из-за слабительного эффекта, проявляющегося уже после употребления 20 граммов сахарозаменителя. 

Максимальный безвредный объем может варьироваться в зависимости от индивидуальных особенностей организма. Иногда даже 100 граммов подсластителя не вызывают диареи, но в некоторых случаях слабительный эффект может проявиться уже после нескольких граммов.

Важно не злоупотреблять маннитом, так как его накопление в организме приводит к увеличению внеклеточной жидкости и, как следствие, к бессимптомной сердечной недостаточности. Важна умеренность и учет индивидуальной переносимости.

Мальтит

Мальтит — это легко усваиваемый дисахаридный сахарный спирт. Отличается высокими гликемическим и инсулиновым индексами — быстро впитывается и может повышать показатели сахара в крови. Эти свойства частично гасятся способностью мальтита замедлять всасывание глюкозы в кишечнике за счет подавления активности ферментов α-глюкозидазы и α-амилазы. Сахарозаменитель также усиливает поглощение сахара мышцами.

Подсластитель создает менее выраженный слабительный эффект по сравнению с другими спиртами. Даже в больших дозах он вызывает лишь колики, урчание и газы, но не приводит к диарее. Возможна индивидуальная непереносимость. Из-за нее покупатели, купившие зефир с таким подсластителем в ряде торговых сетей, получили серьезное расстройство пищеварения.

Употреблять мальтит можно в дозировке 0,3 г/кг, однако при сахарном диабете необходимо тщательно контролировать уровень сахара в крови. Если концентрация глюкозы повышается, следует перейти на другой сахарозаменитель, например, экстракт стевии или эритрит.

Лактит

Этот подсластитель очень слабо переваривается и всасывается. В толстом кишечнике он частично расщепляется кишечными бактериями с образованием полезных короткоцепочечных жирных кислот, углекислого газа и воды. Во время научного эксперимента употребление шоколада с этим сахарозаменителем практически не вызвало повышения уровня сахара и инсулина. Подсластитель положительно влияет на обмен веществ: снижает уровень триглицеридов в сыворотке крови и не приводит к отложению жира.

К сожалению, использование этого заменителя может привести к серьезным кишечным расстройствам. Лактит способен вызывать дефицит фермента бета-галактозидазы в верхнем отделе желудочно-кишечного тракта, приводящий к вздутию живота, метеоризму, коликам, урчанию в животе и жидкому стулу. 

В некоторых случаях такое состояние наблюдалось даже при употреблении 20 г шоколада с лактитом. Слабительное действие сахароспирта зависит от возраста, рациона, состояния кишечника, индивидуальных особенностей пищеварения, поэтому употреблять его нужно понемногу, начиная с небольших доз. При кишечных расстройствах лучше купить экстракт стевии в порошке или в таблетках, который не вызывает таких побочных эффектов.

Изомальт

Изомальт незначительно влияет на уровень инсулина и глюкозы в крови по сравнению с сахаром. Уменьшается показатель гликированного гемоглобина (HbA1c), показывающего средний уровень глюкозы в крови за последние три месяца. 

Ученые исследовали влияние в течение 12 недель изомальта на пациентов с сахарным диабетом 2 типа, употреблявших ежедневно 30 г изомальта. У участников эксперимента снизились показатели фруктозамина – соединения, состоящего из глюкозы и белка, гликированного гемоглобина, С-пептида, инсулина, проинсулина, глюкозы натощак. Уменьшились инсулинорезистентность и концентрация плохого холестерина.

Изомальт в больших количествах может вызывать брожение в толстой кишке, приводящее к вздутию живота, метеоризму и коликам. У участников испытания, съевших 100 г молочного шоколада с 40 г изомальта, были случаи колик, метеоризма, урчания, жидкого стула, усиленной перистальтики. 

Снижение количества изомальта до 30 г улучшило переносимость продукта, но все же вызвало небольшое количество желудочно-кишечных побочных эффектов.

Слабительное действие этого сахарного спирта зависит от индивидуальной чувствительности и частоты потребления, поэтому при использовании изомальта в качестве заменителя сахара нужно соблюдать умеренность и осторожность.

Эритрит

Эритрит – сахарный спирт, не содержащий калорий. Хорошо усваивается, не влияет на уровень глюкозы в крови и инсулина. Понижает избыточный уровень глюкозы в крови, понижая ее всасывание в кишечнике, и увеличивает ее поглощение мышцами. Подходит для больных диабетом и всех, кто следит за своим здоровьем. Уменьшает повреждение клеток – перекисное окисление липидов, ведущее к повреждению их оболочек и клеточной гибели. Такое состояние часто возникает при окислительном стрессе, вызванном свободными радикалами и сопровождающем сахарный диабет. Эритрит улучшает состояние сосудов, пострадавших от диабета, положительно влияет на здоровье зубов и полости рта.

В дозе 1 г/кг подсластитель прекрасно переносится и не вызывает желудочно-кишечных симптомов. Эритрит по сравнению с другими спиртами гораздо реже дает слабительный эффект, поэтому его можно использовать для приготовления пищи и добавления в диетические напитки. Эти особенности делают эритрит востребованным и распространенным сахарозаменителем. Потребление такого сахарного спирта оценивается на уровне 106 мг/человек/день в Японии, а в США — 25 мг/человек/день.

Интерес к сахароспиртам постоянно растет благодаря их физическим, химическим и биологическим свойствам. Полиолы имеют внешний вид и вкус сахара, но меньшую калорийность, и не столь значительно влияют на уровень глюкозы и инсулина. Это делает их подходящими для людей с диабетом и желающих вести здоровый образ жизни. Главное при применении этих заменителей — соблюдать дозировку. Тогда полиолы покажут свои лучшие качества.