Сравнительный анализ синтетических подсластителей и стевии в производстве газированных напитков

Введение

Синтетические подсластители, такие как аспартам, сукралоза и сахарин, широко используются в промышленности для создания безкалорийных или низкокалорийных продуктов. Они обладают высокой сладостью при минимальной калорийности напитка. Их преимущества включают уменьшение общего содержания сахара в продукте, что актуально в контексте проблемы ожирения и сахарных болезней. Однако синтетические подсластители имеют свои недостатки. Некоторые исследования связывают их употребление с потенциальными негативными последствиями для здоровья, такими как изменения микрофлоры желудочно-кишечного тракта, усиление чувства голода и даже проблемы с метаболизмом.

Стевия, натуральный подсластитель, извлекается из листьев растения Stevia rebaudiana. Она обладает высокой сладостью без добавления калорий и имеет низкий гликемический индекс. Благодаря своему растительному происхождению стевия часто воспринимается потребителями как более естественная и здоровая альтернатива сахару и синтетическим подсластителям.

Однако стевия может иметь особенный вкус, который некоторым людям кажется несколько горьковатым или имеющим послевкусие, что может повлиять на предпочтения потребителей. Также стевия может быть дороже в производстве по сравнению с синтетическими подсластителями.

Стевия, признанная индейцами гуарани в Парагвае сотни лет назад как естественный подсластитель, получила лишь на этой неделе одобрение Управления по контролю за продуктами и лекарствами США для использования в напитках. Хотя подсластители на основе стевии давно находили место на полках магазинов с натуральными продуктами, колебания в отношении их безопасности со стороны FDA замедляли шаг крупных производителей безалкогольных напитков.

Coca-Cola и Pepsi разработали свои версии подсластителя на основе стевии. Продукты PureVia от Pepsi и Truvia от Coca-Cola, производимые Cargill, основаны на экстракте rebiana из стевии. Coca-Cola объявила о планах выпуска трех вариантов сокового напитка Odwalla, подслащенного стевией, по информации The Wall Street Journal. Ожидается, что новый напиток "Sprite Green", подслащенный стевией, поступит в продажу уже в следующем месяце. У PepsiCo также есть два готовых к продаже напитка на основе стевии: SoBe Lifewater и Trop 50, апельсиновый сок. Компания Dr Pepper Snapple Group, занимающаяся производством напитков, также проявляет интерес к стевии [1, 2].

1. Натуральные подсластители

Натуральные подсластители представляют собой разнообразие продуктов, добавляющих пище природную сладость. Они могут иметь как низкое содержание калорий, так и быть калорийными. Некоторые из них могут содержать незначительные количества витаминов, минералов и антиоксидантов, в то время как другие не обладают питательной ценностью.

Общее свойство всех натуральных подсластителей заключается в том, что они происходят из природных источников и обладают сладким вкусом.

Примеры натуральных подсластителей с калориями включают:

• Сахар
• Тростниковый сахар
• Мед
• Кленовый сироп
• Сироп агавы
• Фруктовый сок
• Финиковый сироп

Некоторые из них, например, кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы, ассоциируются с негативными последствиями, такими как ожирение и зубной кариес. Этот вид подсластителя содержится в различных газированных напитках и сладостях.

Однако, существуют и натуральные альтернативы, такие как monk fruit, стевия и сироп из корня маниоки, которые не содержат фруктозы и являются прекрасной заменой калорийным сахарам.

Стевия – популярный непитательный подсластитель, извлекаемый из растения Stevia rebaudiana. Его сладость в 180-400 раз превосходит обычный столовый сахар. Несмотря на наличие некоторого количества калорий, его считают продуктом с низким содержанием калорий в порции [3].

Преимущество стевии заключается в ее изумительно сладком вкусе при практически отсутствии калорий. Более того, это удобный ингредиент для добавления в различные продукты и блюда.

Помимо вкусовых качеств, использование стевии в качестве подсластителя приносит такие же пользы для здоровья, что и экстракт плодов monk, включая способность помогать контролировать уровень сахара в крови и уменьшать вес.

Недостатки стевии сводятся к предпочтениям во вкусе. Несмотря на статус безопасности, как у фрукта монк, вкус стевии может не всем подходит [3].

2. Анализ безалкогольных напитков, содержащих сахар и стевию

Производители напитков все чаще применяют комбинацию сахара и стевии для более здорового снижения калорийности. Будь то безалкогольный напиток, содержащий сахар или его сочетание со стевией, приборы Anton Paar легко справляются с контролем этого процесса!

Сахароза, более известная как обычный сахар, встречается не только в сладостях типа шоколада, мороженого или пирожных, но и во многих полуфабрикатах и напитках. Особенно безалкогольные напитки являются значительным источником "скрытого" сахара. Многие предпочитают напитки с уменьшенным содержанием сахара из-за связи потребления калорий с ожирением и его негативным влиянием на здоровье. Ожирение является основным фактором риска для развития хронических заболеваний, таких как ишемическая болезнь сердца и сахарный диабет 2 типа. В свете этого Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) урезала рекомендуемую суточную норму потребления сахара до 25 граммов, что эквивалентно приблизительно шести чайным ложкам для взрослых и половине этого для детей.

Основная проблема заключается в том, что обычный безалкогольный напиток содержит от 8 до 10 граммов сахара на 100 мл, что приводит к превышению рекомендуемой суточной нормы потребления сахара уже при употреблении среднего размера банки. Однако использование стевии для достижения той же степени сладости в безалкогольных напитках требует значительно меньших количеств, поэтому калорийность уменьшается почти до минимума. Более того, подсластители, такие как стевия, не способствуют развитию кариеса. В напитках, содержащих смесь сахара и подсластителей, уровень сахара снижается, сохраняя при этом насыщенный вкус.

Рис. 1. Молекула ребаудиозида A [3]

Повлияет ли добавление стевии в обычные безалкогольные напитки на результаты измерения.

Определение плотности с использованием метода U-образных пробирок и расчет Брикса представляет собой стандартную процедуру, широко применяемую в производстве безалкогольных напитков. Анализатор безалкогольных напитков M (SDA M), оснащенный ячейками плотности и скорости звука, предоставляет быстрые и точные измерения для оценки Brix fresh, Brix inverted и степени инверсии, обеспечивая надежный контроль качества.

Рис. 2. Добавление стевии в воду

Рисунок 2 показывает, что добавление 0,0978г стевии в 100 мл дистиллированной воды приводит к повышению температуры по шкале Брикс на 0,078 Брикс (среднее значение за 5 определений).

Чтобы исследовать влияние стевии на обычные безалкогольные напитки, были исследованы дегазированные образцы Cola 1 и Cola 2. Измерения Cola 1 и Cola 2 проводились без добавления стевии и с добавлением стевии.

Таблица

Влияние стевии на безалкогольные напитки

Были проведены три измерения количества дегазированной Cola 1 без добавления стевии (Раствор 1, сравнительная таблица). К 100 мл дегазированной Cola 1 из той же бутылки добавляли 0,0187 г стевии. Этот раствор (Раствор 2), который имеет подслащивающую способность по меньшей мере от 3,7°по шкале Брикса до 8,4° по шкале Брикса, измеряли четыре раза. Все измерения проводились с помощью SDA M и устройства для смены образцов Xsample 122.

На рисунке 3 графически показаны полученные результаты для образцов Brix actual, Brix fresh и Brix inverted из Cola 1 без (Раствор 1) и с добавлением стевии (раствор 2).

Рис. 3. Градус Brix колы с добавлением стевии и без нее

Таким образом ожидаемо, прирост плотности, вызванный применением стевии, отражается в легком повышении температуры по шкале °Брикса. Каждое измерение прошло повторное определение [4].

3. Сравнительный анализ и применение

Сравнивая оба вида подсластителей в производстве газированных напитков, можно выделить несколько ключевых моментов. Синтетические подсластители, несмотря на свои возможные отрицательные последствия, часто более дешевы и обеспечивают более схожий вкус с сахаром по сравнению со стевией. Они могут быть более удобными для использования в промышленных масштабах из-за своей стабильности и долгого срока годности.

С другой стороны, стевия, хоть и более натуральная альтернатива, может предоставить рынку напитков здоровое и безкалорийное решение, привлекая тех, которые предпочитают продукты с минимальной обработкой и без искусственных добавок [5].

Заключение

Таким образом сравнительный анализ синтетических подсластителей и стевии в производстве газированных напитков подчеркивает значительные различия между двумя типами подсластителей. Синтетические подсластители, такие как аспартам и ацесульфам калия, обеспечивают высокую сладость при низкой калорийности, но несут в себе ряд потенциальных рисков для здоровья и могут иметь ощутимый вкусовой оттенок.

С другой стороны, стевия, натуральный подсластитель, известный своей интенсивной сладостью без добавления калорий, представляет собой более безопасную и естественную альтернативу. Ее применение в производстве газированных напитков позволяет сохранить сладкий вкус без добавления большого количества сахара.

Преимущества стевии включают ее натуральное происхождение, отсутствие калорий, а также низкий гликемический индекс, что делает ее более подходящей для людей, следящих за уровнем сахара в крови или приверженцев здорового образа жизни.

1. Основные ингредиенты газированных напитков. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://foodchannel.com/2008/could-stevia-be-the-soda-sweetener-that-saves-the-day (дата обращения 09.12.2023).
2. Подсластители – оптимальный выбор. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://wmingredients.com/tpost/lggp1kght1-podslastiteli-optimalnii-vibor (дата обращения 09.12.2023).
3. Monk Fruit vs. Stevia: Comparing Natural Sweeteners. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://drinkolipop.com/blogs/digest/monk-fruit-vs-stevia-comparing-natural-sweeteners (дата обращения 09.12.2023).
4. Анализ безалкогольных напитков, содержащих в своём составе сахар и стевию. [Электронный ресурс] Режим доступа: https://paar.ru/usage/articles/analiz-bezalkogolnykh-napitkov-soderzhashchikh-v-svoyem-sostave-sakhar-i-steviyu/ (дата обращения 09.12.2023).
5. Николаева Т.А., Шумилова А.Д., Головачева О.В. Альтернативные подсластители из натурального сырья: стевизоид и эритрид // Научно-образовательный журнал для студентов и преподавателей «StudNet» №4/2022. С.2929-2939.