Получают в основном с использованием методов органического синтеза. В отличие от природных, синтетические подслащивающие вещества требуют более серьезных критериев гигиенической безопасности и установления допустимых количеств потребления.
Наиболее распространенные синтетические подсластители:
Сахарин — представляет собой имид о-сульфобензойной кислоты, плохо растворимой в воде (1 г на 290 мл холодной воды или на 25 мл кипящей). Для подслащивания пищевых продуктов применяют натриевую и калиевую соли сахарина. Растворимость натриевой соли составляет 1 г в 1,5 мл воды при 22 °С. Показано, что 75 % поступившего в организм сорбита превращается в углекислый газ. Он медленно всасывается в кишечнике, что благоприятствует усиленному росту бактерий, синтезирующих витамины группы В, этим свойством объясняется способность сорбита уменьшать расход в организме тиамина, пиридоксина, биотина. Токсическое действие не выявлено.
Сахарин в 400-500 раз слаще сахара. Высокая сладость и низкая стоимость обеспечили его широкое распространение в качестве пищевой добавки. Имеются его аналогии: СД-100 и СД-450. Ежегодное потребление в США составляет 3 тыс. т, Японии — 1 тыс. т, странах Западной Европы — несколько сотен тонн. Недостаток сахарина — возможное отрицательное влияние на здоровье человека, что послужило причиной его запрещения в 70-х годах в Канаде, Франции, Италии, ряде других стран.
Временная ДСД для сахарина составляет 2,5 мг на кг массы тела.
Цикламаты — соли циклогексиламино-М-сульфоновой кислоты. В качестве подсластителей используют только натриевую и кальциевую соли. Это белые кристаллические порошки, хорошо растворимые в воде (натриевая соль — 1 г в 5 мл, кальциевая — 1 г в 4 мл при 25 °С). Обладают хорошей температурной, кислотной и щелочной стойкостью. Степень сладости цикламатов составляет 20-30 ед.
Имеющиеся данные по токсичности цикламатов неоднозначны. Обращают внимание исследования, проведенные национальной Академией наук США по поручению Государственной комиссии по пищевым и фармацевтическим добавкам (FDA). Показано, что цикламаты способствуют образованию опухолей или могут являться канцерогенами в присутствии других соединений, поэтому использование этих добавок было запрещено в США, Японии, Великобритании. Тем не менее, цикламаты применяют для подслащивания продуктов примерно в 40 странах мира. Приемлемое суточное потребление цикламатов составляет 11 мг на кг массы тела (2 мг/кг в пересчете на цикламовую кислоту).
Ацесульфам К — представитель гомологического ряда оксатиа-цинондиоксидов. Белый кристаллический порошок, не гигроскопичен, стабилен при хранении. Растворимость препарата составляет 270 г/л при 20°С, 1000 г/л при 100 °С. Водные растворы ацесуль-фама К характеризуются термо- и кислотоустойчивостью и выгодно отличаются по этим показателям от сахарозы. Пищевые продукты, подслащенные ацесульфамом К, можно подвергать стерилизации.
Сахарный эквивалент препарата зависит от вида продукта, концентрации подсластителя, рН, температуры, использования других Добавок. При сравнении с 3%-ным раствором сахарозы ацесульфам К имеет сахарный эквивалент 200 ед.
Имеющиеся в настоящее время данные свидетельствуют об отсутствии какого-либо вредного влияния ацесульфама К на организм человека. Ацесульфам К разрешен для пищевых продуктов в Великобритании, Ирландии, Германии, Бельгии, других странах Западной Европы, Азии и Америки. Установленная ФАО/ВОЗ ДСД составляет 9 мг на кг массы тела.
Производится под торговой маркой «Sunett».
Аспартам — N – L – α-спарил – L – фенилаланина 1 – метиловый эфир. Белый кристаллический порошок. Растворимость в воде ограничена при 20 °С — 1г, при 50 °С — 5 г в 100 мл. Подкисление среды увеличивает растворимость препарата. Он характеризуется относительно невысокой стойкостью к воздействию рН, температуры, условий хранения, что создает определенные проблемы в технологии его применения. Оптимальные условия для аспартама, при которых период его полураспада равен 260 суткам: рН 4,2, температура 25 °С. Увеличение температуры и сроков хранения, изменение рН приводят к распаду аспартама.
Сахарный эквивалент аспартама составляет 160-200 ед. Степень сладости его примерно равна ацесульфаму. Обладает способностью усиливать естественный вкус и аромат пищевых продуктов, особенно цитрусовых соков и напитков. Не вызывает кариеса зубов. Являясь аминокислотой, аспартам полностью метаболизиру-ется: в организме он расщепляется протеолитическими ферментами на две аминокислоты, которые участвуют в построении новых белков и соединений белковой природы, Комплексные гигиенические и токсикологические исследования, проведенные FDA, показали безвредность аспартама для здоровья людей. Установленная ФАО/ВОЗ ДСД составляет 40 мг на кг массы тела.
Многие фирмы выпускают аспартам под торговой маркой Nut-rasweet («Нутра Свит»). «Нутра Свит» используется в технологии изготовления более 5 тыс. наименований продуктов. Одобрен государственными органами здравоохранения 93 стран, включая СНГ. Практически не содержит калорий, пригоден для всех возрастных групп, включая больных сахарным диабетом.
Наряду с «Нутра Свит» разработан препарат «Свитли» — прекрасная альтернатива сахару, а для диабетиков — возможность «сладкой жизни», которой они, казалось бы, лишены.
«Свитли» (Свитли-Овен-75) — некалорийный сахар, слаще обычного тростникового сахара в 75 раз. Имеются гигиенический сертификат Госсанэпиднадзора (№ 1-П-11/305 от 11.12.92) и сертификат соответствия Госстандарта РФ, отвечающие требованиям отечественных и международных стандартов. ТОО «Сабина» предоставляет комплекты научно-технической и нормативной документации на использование «Свитли» в различных отраслях пищевой промышленности и общественного питания.
На международном рынке появился подсластитель «Сусли» германского производства, однако его применение ограничено из-за содержания в нем цикламата натрия, который запрещен в РФ и многих других странах мира в качестве пищевой добавки.
В настоящее время активно ведется научный поиск новых, высокоэффективных подсластителей. Получен гомолог аспартама — элитам с сахарным эквивалентом 2000 ед., состоящий из L-аспарагиновой кислоты и D-апанина, производное аспартама — суперас-партам, имеющий степень сладости 55 000, все они обладают большей стабильностью, чем аспартам. Синтезировано производное аспарагиновой кислоты, в 10 000 раз слаще сахарозы. Создан продукт синтеза сахарозы под названием сюкралоза (с сахарным эквивалентом 600 ед.) и др.
Многие зарубежные фирмы интенсивно проводят работу по составлению композиций подслащивающих веществ (мультивеществ), которые бы удовлетворяли требованиям к индивидуальному сладкому веществу, были выгодны с точки зрения технологии производства и стоимости. Примером является совместное использование ацесульфама и аспартама в соотношении 1:1, что значительно увеличивает сладость и вкусовые достоинства продукта по сравнению с их раздельным применением.
Основные требования к сладкому веществу:
• качество сладости не должно отличаться от качества сладости сахарозы;
• отсутствие посторонних запахов;
• чистый, приятный вкус, проявляющийся без задержки;
• физиологическая безвредность, нетоксичность, биотрансформация и полное выведение из организма;
• хорошая растворимость в воде или жирах, исходя из направления использования.
Проводимые экспериментальные исследования и клинические наблюдения показывают, что воздействие на организм подсластителей (особенно синтетических) может быть неоднозначным и зависит от дозы применения препарата. Возникает необходимость контроля содержания подсластителей в пищевых продуктах. Существуют хромотографические и спектрофотометрические методы анализа, однако они сложны и не всегда доступны при текущем производственном контроле, а также при массовых исследованиях, проводимых контролирующими органами и необходимых для экспресс-оценки безопасности продукта. В этом плане определенное значение имеют косвенные показатели содержания подсластителей в пищевых продуктах. Примером может служить определение кислотности или показателя цвета некоторых напитков. С этой целью готовится контрольный напиток с известными значениями указанных показателей и сравнивается с испытуемым образцом.
Важным показателем экспертизы и идентификации является степень сладости (сахарный эквивалент) подсластителей. За рубежом и в нашей стране принята методика органолептического анализа, по которой данный показатель определяют как величину, равную отношению массовых концентраций раствора сахарозы и исследуемого подсластителя, имеющих одинаковую сладость, измеренную при одинаковых условиях. Органолептически определяют и сравнивают сладости контрольного и рабочего растворов, находят концентрации испытуемого вещества, соответствующего по степени сладости контрольному раствору (методика разработана НПО пивоваренной, безалкогольной и винодельческой промышленности).
Солезаменители. Их производство имеет важное значение для людей, вынужденных избегать потребление соли. Существует заменитель поваренной соли, представляющий собой комплекс веществ, соленых на вкус, но не содержащих натрия. ДСД на солезаменители не установлена.