Распространение сахарного диабета и ожирения в мире заставляет ученых искать способы замены сахара некалорийными и низкокалорийными сахарозаменителями. Раньше для этой цели использовались искусственные сахарозаменители аспартам, ацесульфам К, цикламат и сахарин, но позже практически у всех этих соединений были обнаружены канцерогенные, токсичные и другие нежелательные свойства.
Сейчас искусственные сладкие соединения в продуктах и напитках постепенно уступают позиции натуральным подсластителям, полезным для здоровья и обладающим приятным вкусом. Самый известный природный сахарозаменитель – стевия, получаемый из сладкой травы, пришедшей из Южной Америки. Экстракт растения безвреден, нетоксичен, некалориен, гипоаллергенен и в 250-300 раз превышает по сладости сахар. Но есть ли другие подсластители слаще сахара, которые смогли бы составить конкуренцию стевии, и каковы их реальные возможности коммерческого применения.
Ягода удачи (Dioscoreophyllum cumminsii)
Это растение – многолетняя вьющаяся лиана, достигающая в длину 1,8 метра. Растет во влажных и затененных тропических лесных местах Западной и Центральной Африки. На длинных мохнатых стеблях, напоминающих виноградные лозы, появляются красноватые плоды яйцевидной формы длиной до 35 мм, которые едят сырыми. Их клейкая мякоть в 3000 раз слаще сахара. Растение культивируют в Гане и некоторых других африканских странах для подслащивания пищи.
Сладкий вкус растению придает белок монеллин, состоящий из двух 94 аминокислотных остатков. В организме это соединение распадается на аминокислоты и легко усваивается. Вещество некалорийно и может стать альтернативой сахару. Ягода удачи подходит для больных диабетом и желающих контролировать вес.
Но монеллин, входящий в состав Dioscoreophyllum, имеет серьезный недостаток – при температуре 55–65 °C и в кислой среде теряет сладость, поэтому не может быть использован для приготовления выпечки, горячих напитков и целого ряда других блюд.
Кроме того, ягоды редки и их трудно получить в больших количествах из дикорастущего растения, поэтому коммерциализировать растение вряд ли удастся. Это не конкурент стевии, экстракт которой не боится высоких температур, не меняет своих свойств в кислой и щелочной среде. В отличие от сладкой лианы, сырье стевии легко получить практически в любых объемах и перевозить на большие расстояния.
Каппарис масайкай (Capparis masaikai)
Растение семейства Каппаридовых, широко распространённое в субтропическом регионе Юньнань Китая. Нетребовательно к почве: произрастает на скалистых участках в горах, даже на вулканическом пепле. Семена спелых плодов используются в традиционной китайской медицине для лечения фарингита.
Растение обязано своей высокой сладостью белкам-мабинлинам, в 400 раз слаще сахара. Эти белковые соединения имеют необычную структуру – в их состав входят два дисульфидных мостика, придающие стойкость к нагреванию. В лабораторных условиях белок мабинлин II сохраняет сладость после 48-часового кипения, а мабинлины III и IV остаются сладкими в течение часа при температуре 80°.
Жители Китая любят разжевывать семена растения, оставляющие во рту приятное ощущение свежести и влаги. Но мабинлин имеет специфическое горько-сладкое послевкусие, долгое время остающееся во рту, а и сам продукт по вкусу очень специфичен. Пока не будут найдены способы избавиться от горького послевкусия и сделать экстракт растения близким по вкусу к сахару, использование каппариса в качестве подсластителя маловероятно.
Сладкие компоненты стевии, как и белки-мабинлины, тоже могут быть горьковатыми. Но эта горечь слабоощутима и перебивается добавлением другого некалорийного заменителя – эритрита.
Куркулиго широколистный (Curculigo latifolia)
Растение семейства Hypoxyaceae, распространенное в тропических регионах Азии, Африки, Австралии и Америки. Произрастает на хорошо дренированных, плодородных и богатых органическими веществами почвах в высокогорных районах (1500–2000 метров) на склонах и в затененных лесах Малайзии. Съедобный плод весит около грамма и содержит два белка — куркулин и неокулин. Эти соединения не только обладают ярко выраженной сладостью, которая в 450-500 раз превышает сладость сахара, но и способны превращать кислое в сладкое.
Обычно вкусовые рецепторы во рту и на языке реагируют на кислотность и посылают в мозг сигнал «кисло», вызывая соответствующее ощущение. Но эти белки обманывают рецепторы, заставляя их передавать в мозг сигнал «сладкий». Например, лимон после употребления в пищу куркулиго похож на по вкусу на сладкий апельсин, а обычная вода воспринимается как подслащенная. К сожалению, белки теряют сладость и свои волшебные свойства при нагревании и кипячении, а искажение вкуса, остающееся после еды, не всем по душе. Поэтому вряд ли в ближайшее время куркумин и неокумин будут использоваться в качестве универсального подсластителя.
Липпия сладкая – лихорадочная трава (Lippia dulcus)
Еще одно южноамериканское растение, подходящее на роль сахарозаменителя. Сладость траве придает соединение сесквитерпен эрнандульцин. Липпия обладает противораковой, антидиабетической, антиплазмодийной, антиоксидантной, противомикробной, противовирусной активностью. По вкусу близка к стевии.
В состав растения входит камфора, благодаря которой его использовали для отпугивания москитов, вызывающих лихорадку. Отсюда и название травы. Камфора ограничивает использование липпии, поскольку может вызвать тошноту, дисфункцию нервной системы и даже кому.
В отличие от липпии, ее соотечественница стевия — нетоксичный подсластитель, риск отравления ей исключен. Если липпию не рекомендуется использовать в детском питании, то стевию можно употреблять детям. В настоящее время обсуждаются идеи о снижении минимального возраста для стевии до 3 лет и даже меньше. Некоторые ученые и врачи предлагают включать ее в состав детского питания. Токсичная липпия для этих целей не подходит.
Но зато у липпии есть шансы стать популярным лекарственным растением, ее часто называют «лекарством третьего тысячелетия». Возможно, из растения сделают сахарозаменитель, если появятся технологии, позволяющие убрать токсичные вещества. Но пока липпия разминулась в направлении использования со стевией.
Моломо монат (Sclerochiton ilicifolius)
Колючий лиственный кустарник, произрастающий на скалистых холмах провинции Лимпопо в Южной Африке. Местное название растения molomo monate переводится как «сладкий рот». Содержит монатин – натуральный высокоинтенсивный подсластитель, относящийся к индолам, в 1200-1400 раз слаще сахара. Первый образец, из которого был получен водный экстракт для исследовательских целей, появился в 1974 году. Позже был синтезирован искусственный аналог монатина, который оказался в 2700 раз слаще сахара.
Но это вещество слабоустойчиво к высоким температурам, и, хотя было предложено несколько вариантов стабилизации соединения, пока нет технологии, позволяющей получить термостойкий подсластитель. Поэтому моломо монат не конкурент стевии и другим натуральным сахарозаменителям, устойчивым к нагреву.
Архат, плод-монах (Siraitia grosvenorii)
Эта лиана, произрастающая в юго-восточной Азии, относится к семейству тыквенных. Внутри сладких плодов размером 5-7 см находится мякоть, в 200 раз слаще сахара. Архат не калориен, имеет чистый сахарный вкус с приятным карамельным оттенком, который ему придают соединения тритерпеноиды могрозиды.
Архат не теряет сладости при нагревании, подходит для изготовления разных блюд, в том числе горячих. Но растение капризно: плохо растет, долго не плодоносит, а спелые фрукты крайне сложно перевозить и перерабатывать. Из архата пытаются получать калорийный сахарозаменитель, но его минимальных количеств не хватает, чтобы даже близко приблизиться к огромным объемам производства стевии. Поэтому плод-монах — не конкурент сладкой траве, которой в мире ежегодно производят и продают более 12 тысяч тонн.
Арбусте или лиана голая (Pentadiplandra brazzeana)
Лиана с длинными стеблями, достигающими 20 метров. Произрастает на территории Анголы, Конго, Нигерии, Центральноафриканской Республики, Камеруна и Габона. В мякоти оранжевых шаровидных плодов содержатся сладкие вещества пентадин и браззеин. Местные много веков жители используют растение в сыром или вареном виде в качестве подсластителя.
Корень, кора, листья и клубни лианы содержат множество биологически активных веществ и широко используются в традиционной африканской медицине. Их используют для лечения люмбаго, зубных болей, диареи, геморроя, запоров, воспалений, кашля и даже как афродизиак.
Сладость плодам придают два белковых соединения:
- Пентадин. Вещество в 500 раз слаще сахара, сохраняет сладость при нагревании до 100 °C в течение 18 часов.
- Бразерин. Соединение в 500–2000 раз слаще сахарозы, способен выдерживать нагревание более чем до 98 °C в течение двух часов без потери сладости. Относится к группе дефензинов, обладающих антибактериальными и антигрибковыми свойствами.
Применение растения ограничено из-за его слабой изученности. Но известно, что плоды лианы вызывают роды и проникают в грудное молоко, делая его невкусным. Это свойство используют африканские женщины, желающие прекратить грудное вскармливание. Ребенок просто перестает брать грудь. Возможно, после проведения научных исследований плоды лианы начнут использовать в качестве сырья для производства сахарозаменителя с ограничениями для беременных и кормящих женщин. Но пока это не конкурент сладкой траве стевии.
Европейская и китайская солодка
Солодка (лакрица) – многолетнее растение семейства бобовых. Оба вида растения Glycyrrhiza glabra (европейская солодка) и Glycyrrhiza uralensis (китайская солодка) обязаны своим сахарным вкусом сладким терпеноидам – углеводородам со сложной структурой, превышающим сахар по сладости в 20-40 раз. Солодку используют в качестве подсластителя для табака, жевательных резинок, конфет, зубных паст, аптечных лекарств и напитков.
Корни растения содержат глабридин — вещество, положительно влияющее на сердечно-сосудистую систему, обладающее антиоксидантным действием. Леденцы с солодкой применяют для лечения простудных заболеваний и в качестве отхаркивающего средства. Корни травы пользуются особой популярностью в Азии, сироп из них входит в состав аюрведических средств и применяется в традиционной медицине Китая.
Помимо сладости, у солодки есть специфический привкус, знакомый всем, кто сосал аптечные леденцы. Это послевкусие есть и у стевии, но оно практически исчезает при очистке. Убрать характерный привкус из солодки невозможно, что ограничивает ее использование в качестве подсластителя. По всей видимости, растение останется востребованным в лекарственной индустрии, но сахарозаменителем не станет.
Тауматококк даниэлли или катемфе (Thaumatococcus daniellii)
Растение семейства имбирных. Произрастает в жарких, влажных тропических лесах и прибрежной зоне Западной Африки. Плоды с красной мякотью содержат натуральные подсластители – белки тауматины, которые до сих пор недостаточно изучены. Даже неизвестно, во сколько раз они слаще сахара, разные источники называют от 2000 до 10000 раз. Но в любом случае это растение очень сладкое.
Тауматины обладают необычным свойством – они кажутся сладкими только обезьянам Старого Света и высшим приматам, включая человека. Соединение связывается с определенными элементами во вкусовых порах листовидных сосочков языка, которых нет у других представителей живого мира.
Тауматин одобрен для использования во многих странах как усилитель вкуса и высокоинтенсивный подсластитель. Он разрешен в Таможенном Союзе, куда входит Россия, включен в регламент ТР ТС 029/2012 и имеет маркировку Е957.
Но это вещество – сильный аллерген. На фабриках, где Е957 добавляли в качестве подсластителя в жевательную резинку, у сотрудников наблюдались случаи сильнейшей аллергии и раздражение верхних дыхательных путей.
Поэтому, несмотря на свою сладость, тауматин проигрывает стевии по безопасности и не может с ней конкурировать.
Преимущества стевии перед другими растительными подсластителями
На сегодняшний день стевия – оптимальный сахарозаменитель. Ее экстракт намного слаще сахара, не искажает вкус продуктов, не имеет ярко выраженных привкусов, от которых невозможно избавиться, выдерживает нагрев и изменение кислотности среды. Сладкие компоненты травы – стевиолгликозиды – нетоксичны и гипоаллергенны.
Стевия быстро набирает зеленую массу, за год можно получить до пяти урожаев. Такой способностью не может похвастаться ни одно из сладких растений, на данный момент обнаруженных в природе. Сахарная трава, когда-то пришедшая к нам из Южной Америки, широко возделывается по всему миру, а ее потребление постоянно растет. Поэтому стевия вне конкуренции.
