Некалорийные подсластители – самая удачная альтернатива сахару на сегодняшний день. Однако многие из них не могут сравниться с сахаром по вкусу. Некоторые подсластители начинают действовать не сразу и оставляют долгое послевкусие, которое не всем нравится. Чтобы решить эту проблему, используют смеси из нескольких заменителей сахара. Такой метод помогает убрать неприятные привкусы, но не всегда справляется с остаточным сладким послевкусием. Ученые нашли решение: решили использовать минеральные соли, которые могут улучшить вкус некалорийных подсластителей.
Что такое отсроченная сладость некалорийных сахарозаменителей и с чем она связана
Многие синтетические и натуральные подсластители, в отличие от сахара, не сразу создают во рту ощущение сладости, что не очень приятно. Задержка может короткой или длиться несколько секунд, как у белковых сахарозаменителей. Исследования показали, что подсластители с медленным наступлением сладкого вкуса обладают длительным послевкусием, что тоже устраивает не всех.
Такая особенность сдерживает разработку новых сладких веществ. В ходе научных разработок были получены соединения, проявляющие сладость только через несколько минут, послевкусие от которых держалось во рту почти час. Естественно, такая искусственная сладость никого не устроит. Поэтому ученые занялись исследованием причин такой ситуации. Результаты опубликованы в журнале «Journal of Agricultural and Food Chemistry».
В ходе проведенных опытов и экспериментов обнаружилось, что ощущения сладкого вкуса связаны с двумя гетеромерными рецепторами TAS, называемых TAS1R2 и TAS1R3, находящимися на вкусовых сосочках языка. Каждый подсластитель связывается с рецепторами TAS1R2 немного по-разному, что позволяет рецептору распознавать разнообразные сладкие соединения. TAS1R3 помогает собирать и стабилизировать рецепторный комплекс. Сигнал от рецепторов, реагирующих на сладкий вкус, поступает в головной мозг; вначале в продолговатый мозг, затем в таламус, после чего в островковую кору, где формируется окончательное ощущение сладости.
Недавно американские ученые сделали удивительное открытие. Оказывается, вкусовые рецепторы есть не только на языке, но и в сердце. Причем рецепторы не просто присутствуют в сердечной мышце, а выполняют определенные функции. При воздействии аспартама, распространенного искусственного подсластителя, наблюдалось значительное усиление сокращения сердечной мышцы и ускоренное усвоение кальция. Эти процессы важны для поддержания здорового сердцебиения. Повышенное количество этих рецепторов характерно для сердечных патологий, поэтому что мы чувствуем сладкое не только языком, мозгом, но и сердцем. Причина такой особенности точно неизвестна и требует изучения.
Выяснилось, что скорость восприятия сладкого вкуса зависит от нескольких факторов:
- Времени и прочности связывания. Некоторые некалорийные подсластители дольше и крепче связываются со вкусовыми рецепторами. Это вызывает отсроченное и устойчивое ощущение сладости.
- Взаимодействий в полости рта. Скорость появления сладкого вкуса и его продолжительность зависят от взаимодействия подсластителей с клеточными мембранами и белками во рту. На этот процесс влияют состав слюны, ее кислотность и другие физико-химические свойства.
- Формулы продукта. На общий профиль сладости влияют концентрация подсластителя, его сочетание с другими ингредиентами в продукте и особенности строения молекул.
- Индивидуальных особенностей восприятия. Быстродействие рецепторов, как и другие физиологические характеристики, может варьироваться.
Состав слюны и скорость реакции рецепторов у каждого индивидуальны, и задержка наступления сладкого вкуса тоже ощущается по-разному. Некоторые могут даже не замечать, что подсластитель подействовал не сразу. Поскольку изменение минерального и кислотного состава в ротовой полости ускоряет действие подсластителей, появилась версия, что соли, добавленные в заменитель, могут ускорить ощущение сладости. Позже это предположение подтвердилось.
В отсроченном вкусе непитательных подсластителей виноват муцин
Ученые предположили, что отсроченная сладость заменителей сахара связана с биохимическими свойствами слюны. Оказалось, что причина в муцинах – гликопротеинах, выделяемых подчелюстной слюнной железой. Чтобы понять, как выглядит муцин, достаточно взглянуть на след, оставляемый улиткой. Слизь, тянущаяся за моллюском, в основном состоит из этого гликопротеина – белка с присоединенными углеводами.
Один из муцинов MUC5B создает на языке слой гидрогеля толщиной примерно 25 микрометров. В клетках слюнных желез MUC5B хранится с кальцием. Когда слюна выделяется, кальций отделяется, и муцин превращается в гидрогелевый слой, который покрывает язык и ротовую полость.
Таким же гидрогелем, выделяемым железами пищеварительного тракта, покрыта практически вся его слизистая. Слизеобразное вещество, содержащее 21 вид муциновых белков, влияет на всасывание веществ, в том числе лекарств, через слизистую кишечника. Поэтому проведенное исследование позволит не только сделать заменители слаще, но и найти способ усилить всасывание лекарственных препаратов.
Смеси солей помогают некалорийным подсластителям быстрее проявить свой вкус и не оставлять послевкусия
Ученые предположили, что для ускорения контакта сахарозаменителя с рецепторами гидрогель слизи, покрывающий вкусовые рецепторы, нужно сжать или создать в нем бреши. Тогда сладкий вкус подсластителей проявится быстрее и будет интенсивнее. Изменение состава гидрогеля поможет убрать и продолжительное сладкое послевкусие.
Большие надежды возлагались на ионы кальция, поскольку именно они помогают сохранять структуру муцина, соответственно, способны повлиять на его физико-химические характеристики. Предполагалось, что это соединение вызовет усадку муцина, сладкое вещество быстрее достигнет рецепторов, реагирующих на него, и быстрее покинет, не оставляя послевкусия.
Правильность этой теории подтвердили эксперименты с использованием бычьего и свиного муцина, который сжимался при добавлении раствора хлористого кальция. Но чтобы избавить сахарозаменитель от неприятных послевкусий хотя бы на 30%, потребовалось большое количество минеральной соли, что вызывало неприятные ощущения солености или горечи.
Тогда было решено заменить кальций на магний, который из-за особенностей строения молекулы и ее меньшего размера должен был действовать активнее. Но результат не оправдал ожиданий. Картина повторилась: только высокие концентрации хлористого магния, вызывающие появление неприятных привкусов, позволяли сахарозаменителю быстрее достигать вкусовых сосочков и не оставлять послевкусия.
Похожий эффект возник и при добавлении хлорида калия. Соль, смешанная с сахарозаменителем, ускорила появление сладости и убрала остаточный сладкий вкус, но для этого потребовалась высокая концентрация, которая тоже давала неприятные привкусы.
Смешивание трех солей, модифицирующих вкус, усилило эффект и позволило использовать меньшее количество каждого компонента. Смесь хлоридов калия, магния и кальция усилила наступление сладкого вкуса и уменьшила остаточную сладость до 79%. Вкус таких напитков понравился дегустаторам.
Смесь солей делает слаще подсластители и сахар
Некоторые участники исследования, примерно 20%, все же отметили легкую соленость в рецептурах заменителей сахара с использованием смесей минеральных солей. Поэтому команда протестировала варианты с пониженным содержанием хлоридов в двух колах с нулевой калорийностью, решив проблему легкого соленого привкуса и значительно улучшив вкус напитков.
Исследователи добавили солевые смеси в низкокалорийный апельсиновый сок и безалкогольный напиток с цитрусовым вкусом, приготовленный на основе кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы. Это сделало вкус обоих напитков более похожим на вкус сахара. Минеральная смесь не только ускоряла появление сладкого вкуса, но усиливала его. Это было подтверждено в исследованиях, проведенных с использованием ребаудиозида А — одного из сладких компонентов экстракта стевии.
Воодушевленные успехом ученые проверили действие минеральной смеси на других сахарозаменителях: сахарине, цикламате, аспартаме, ацесульфаме калия, сукралозе и адвантаме. Результаты оказались схожими: минеральная смесь увеличила сладость и улучшила вкусовые свойства подсластителей, поскольку помогала им быстрее достигнуть вкусовых сосочков на языке. Даже сахар с такой добавкой казался на 10% слаще.
Открытие позволит создавать новые виды сахарозаменителей, которые будут сладкими и быстродействующими, без послевкусия. Солевые добавки нетоксичны и зарегистрированы, как пищевые добавки: хлорид магния – E511, хлористый кальций – E509 и хлорид калия – E508. Поэтому комплексный сахарозаменитель не окажет вредного воздействия на организм, зато улучшит вкус продуктов и напитков.
