Заменители сахара: сплошная химия?
Обсудить 0
Не верьте людям, утверждающим, что они совсем не любят сладкого. Мы все сладкоежки — такими нас создала природа. Когда-то нашему далекому предку, впервые ощутившему сладкий вкус, это спасло жизнь: сахар в пище — это энергия, а умение определить на вкус более богатую энергией пищу — преимущество в борьбе за существование в условиях дефицита пищевых ресурсов. Желая утолить врожденную тягу к сладкому, человек одомашнивал растения с самыми сладкими плодами, выводил новые, более сладкие сорта сахарного тростника и сахарной свеклы и научился отнимать у них вкусные углеводы.
Но механизмы, которые обеспечивали выживаемость наших предков, в новых условиях дают сбой. Для современного человека тяга к сладкому зачастую приводит к не слишком радужным последствиям. Но неужели придется довольствоваться безвкусной кашей? И выход был найден.
Из угля
Сахарин не стал первым веществом, которым человек пытался заменить сахар. Но он стал первым синтетическим безопасным подсластителем в истории. Открыт он был, как водится, совершенно случайно. Уроженец Тамбова Константин Фальберг работал в лаборатории известного химика Айры Ремсена в Университете Джонса Хопкинса, где занимался производными толуола, получаемыми из каменноугольного дегтя. 27 февраля 1879 года он забыл помыть руки после работы и за ужином, облизнув палец, с удивлением почувствовал сладкий привкус. Так было найдено вещество, в 300 — 500 раз более сладкое, чем сахар, — им оказался имид орто-сульфобензойной кислоты, который мы сегодня называем сахарином.
Натуральный подсластитель
С давних времен одно из растений семейства астровых — стевия (Stevia) — использовалось в качестве народного медицинского средства, а также подсластителя. Вещество, ответственное за его сладкий вкус — стевиозид — было разрешено в качестве пищевой добавки совсем недавно, после того, как прошло необходимые тесты на безопасность. При этом даже тысячелетняя история использования растения в медицине не имело никакой роли: стевиозид — растительный гликозид, представитель класса веществ, обладающих выраженным физиологическим действием, далеко не всегда безвредным. Например, дигиталин (гликозид, присутствующий в наперстянке) испокон века используют в качестве медицинского средства, несмотря на его сильнейшие токсические свойства. Стевиозид, как и все остальные подсластители, тоже подозревался в канцерогенности (для подтверждения животным ежедневно скармливали такие дозы вещества, которые в обычной жизни проблематично получить в течение десятилетия). В организме стевиозид частично метаболизируется, но продукты его распада не опасны и без проблем выводятся. Натуральный стевиозид не вреднее и не полезнее других синтетических подсластителей, но при этом существенно проигрывает им по цене и по органолептическим свойствам — оставляет долгое и неприятное послевкусие. Однако популярность его растет, причем по единственной причине: он имеет натуральное происхождение, а сейчас это модно.
Фальберг совместно с Ремсеном опубликовал несколько работ по новому веществу, а позже уже самостоятельно довел схему синтеза сахарина до ума. В 1884 году Фальберг со своим родственником Адольфом Листом получил патент на производство, в котором «случайно» забыл упомянуть Ремсена, что вызвало у последнего бурю негодования, но изменить что-либо было уже невозможно. В 1885 году сахарин, произведенный в Германии компанией Fahlberg-List, впервые появился на рынке в качестве антисептика и консерванта, но постепенно сфера его применения расширялась, и с 1900 года продукт начал использоваться в качестве подсластителя, сначала для диабетиков, а позже — как дешевая замена сахара для всех. На рынке США сахариновая монополия Фальберга длилась недолго: в 1901 году для производства этого вещества была основана компания Monsanto, деятельность которой так рьяно осуждается противниками прогрессивных биотехнологий и сторонниками теории заговора.
Стратегический продукт
Сахар всегда был вопросом государственной важности. Растущая популярность сахарина, конечно, не могла не вызвать негодования со стороны сахарных магнатов. Неудивительно, что в начале XX века одна за другой прошли несколько политических кампаний, направленных на запрет этого подсластителя. В 1907 году в США прозвучали заявления (позже опровергнутые) о том, что сахарин вызывает повреждение почек и других внутренних органов. Спас положение президент Рузвельт (сам использовавший это вещество в своей диете), который заявил: «Только идиот может решить, что сахарин вреден для здоровья». Но в 1911 году на основании недоказанных утверждений сахарин официально был признан вредным (хотя и не запрещен), и судьба его повисла на волоске. А через три года началась Первая мировая война, породившая повсеместный дефицит сахара, заменить который можно было только сахарином, и о его вреде забыли на несколько десятилетий.
Синтетических низкокалорийных заменителей сахара не так много, как заменителей природного происхождения. Три самых популярных среди них — это сахарин, цикламат и аспартам.
В 1977 году в США у сахарина удалось обнаружить канцерогенные свойства. При этом обеспокоенных политиков нимало не смутил факт, что рак у мышей удалось вызвать при использовании дозировки, эквивалентной пожизненному ежедневному потреблению среднестатистическим взрослым человеком более тысячи банок безалкогольного напитка с сахарином. Вмешалась общественность — многочисленные потребители и политические группы забрасывали FDA (Food and Drug Administration, Администрацию по лекарствам и продуктам питания) петициями до тех пор, пока в 1991 году в свете новых научных данных все подозрения с сахарина не были сняты.
Сегодня сахарин (Е954) признан безопасной пищевой добавкой, разрешенной в большинстве стран мира. Он не токсичен, не является аллергеном или канцерогеном. В организме не накапливается, не усваивается и полностью выводится. Единственный его недостаток — металлический привкус, ограничивающий возможности употребления, — помог преодолеть следующий герой этой истории.
И никаких калорий!
Хайман Кирш, в 1903 году эмигрировавший из Симферополя в США, даже не подозревал, что станет основоположником совершенно новой отрасли пищевой промышленности. Вместе с сыном он основал компанию по производству сладких напитков и неплохо преуспел. Возглавив в 1924 медицинский центр, Кирш всерьез задумался о создании напитков для диабетиков. Проблема состояла в том, что единственный доступный в то время некалорийный подсластитель сахарин оставлял неприятное послевкусие и не очень хорошо подходил для напитков.
В 1937 году в Университете Иллинойса аспирант Майкл Сведа в поисках лекарства от лихорадки синтезировал вещество N-цикло-гексилсульфамат (цикламат) натрия. Он не собирался пробовать его на вкус, но случайно положил сигарету на рабочий стол, а позже, закурив, ощутил сладкий привкус. Патент на это вещество вначале купила компания DuPont, позже права были проданы Abbot Laboratories, где собирались использовать его для маскировки горького вкуса лекарств. Но вкус цикламата так и остался бы неизвестным широкой публике, если бы не Кирш.
Аспартамовые мифы
В отличие от сахарина и цикламата, аспартам полностью метаболизируется в нашем организме, распадаясь в процессе пищеварения на аспарагиновую кислоту, фенилаланин и метанол.
Аспарагиновая кислота — одна из необходимых нашему организму аминокислот. Ходят слухи, что она может вызывать ужасные последствия. Между тем, количество аспарагиновой кислоты, которое наш организм получит из литра газировки на аспартаме, равноценно ее содержанию в 3 г яичного белка или 8 г говядины или свинины, которые обычно никаких последствий не вызывают.
Фенилаланин является незаменимой аминокислотой, наш организм не может ее синтезировать, и потому должен получать ее с пищей. Впрочем, в газировке этой аминокислоты немного, в одной сосиске ее столько же, сколько в 2х литрах напитка. На бутылках напитков на аспартаме производитель обязан писать предостережение: «содержит фенилаланин, противопоказан для больных фенилкетонурией». Однако избегать такой газировки, опасаясь заболеть этой болезнью, просто глупо: фенилкетонурия — тяжелое наследственное заболевание, проявляющееся на 2−3 месяце жизни.
Метанол, который образуется в процессе пищеварения из аспартама, является ядом (летальная доза для человека — 30−50 мл). Если газировка сделана на чистом аспартаме, то из 1 литра в процессе пищеварения может образоваться не более 60 мг метанола. Вам кажется, что это много? Между тем, в литре натурального свежего бананового, ананасового, апельсинового сока содержится 100−150 мг метанола. А в томатном — 240 мг, то есть в 6 раз больше, чем во «вредной» газировке. Метиловый спирт в малых количествах не является для нашего метаболизма чем-то необычным. Полезный пектин, который содержится во всех фруктах и овощах, является метиловым эфиром, и в процессе пищеварения выделяет метиловый спирт. С выведением таких количеств метанола организм человека легко справляется.
В 1952 году он вывел на рынок инновационный напиток No-Cal на основе цикламата, предназначенный для диабетиков. Однако оказалось, что отсутствие лишних калорий привлекает и здоровых людей. Продукт быстро завоевал популярность, но через несколько лет был вытеснен с рынка продукцией напиточных гигантов Pepsico и Coca-Cola. Характерно, что оба крупнейших производителя еще до появления No-Cal рассматривали вопрос производства низкокалорийной газировки, но так и не решились на этот шаг, сделав вывод о бесперспективности данного направления.
К середине 1960-х доля напитков с цикламатом, в 30 — 50 раз более сладким, чем сахар, составила 30% рынка. Цикламат там использовался уже не в чистом виде, а в смеси с сахарином в соотношении 10:1 (такая смесь гораздо больше напоминает по вкусу сахар, чем любое из веществ по отдельности). Сама смесь получила распространение в качестве бескалорийной и дешевой альтернативы сахару, спрос на который резко снизился.
Закон суров, но это закон
Вокруг цикламата разгорелись споры. В пищевом законодательстве США есть поправка, подразумевающая нулевую терпимость к любому канцерогену в продуктах питания, какой бы малой ни была вероятность провоцирования рака. Этой поправкой часто и сегодня пользуются различные группы для борьбы с конкурентами. Подтверждение канцерогенности любого вещества при этом не проблема — это вопрос создания соответствующих условий. В 1960-х группе исследователей якобы удалось вызвать у мышей рак путем скармливания им цикламата в течение длительного времени, и, в соответствии с законом, использование цикламата запретили. Был ли у мышек рак, или нет, доподлинно неизвестно даже сегодня. С 1969 года было проведено более 400 исследований, ни в одном из которых повторить подобный результат не удалось. Производители неоднократно просили пересмотреть решение, но в США цикламат до сих пор остается под запретом. А вот в Европе и России он входит в список разрешенных пищевых добавок под маркировкой E952.
В отличие от сахарина, цикламат не является полностью нейтральной молекулой. Частично (менее 0,2%) он может превращаться в организме под действием кишечной микрофлоры в циклогексиламин, что часто дает повод для объявления его «вредным» — впрочем, если не учитывать его небольшое количество, которое, в совокупности с высокой скоростью выведения, делает цикламат вполне безопасным.
30 лет ожидания
История повторяется: в 1965 году химик компании G.D. Searle & Company Джеймс Шлаттер в процессе поиска лекарств от язвы синтезировал новое вещество. Лизнув палец, чтобы перелистнуть страницу лабораторного журнала, он почувствовал сладкий вкус и заинтересовался. Так был открыт N-(L-?-аспартил)-L-фенилаланина 1-метиловый эфир, или аспартам (E951). Идея использовать его в качестве подсластителя возникла довольно быстро — в США кипели страсти вокруг возможного запрета сахарина и цикламата, и аспартам, в 200 раз более сладкий, чем сахар, и представляющий по своей структуре безвредный дипептид, мог бы легко завоевать рынок.
Однако путь к массовому потребителю оказался непростым. Компания G.D. Searle (позже выкупленная Monsanto и получившая название NutraSweet) провела все необходимые исследования по безопасности и в 1975 году, в разгар борьбы за запрет сахарина, подала в FDA заявку на регистрацию… в которой ей было отказано. Новые и новые исследования подтверждали факт полной безопасности аспартама, но лишь в 1983 году его разрешили в США использовать для производства напитков, и только в 1996 году сняли все ограничения (в том числе во всех странах Европы). Путь на массовый рынок у сладкой молекулы занял 30 лет.
Такой длительный срок очень хорошо демонстрирует, какие повышенные требования к безопасности пищевых добавок предъявляются сегодня разрешительными органами, а также степень политической борьбы вокруг любой, даже самой безопасной молекулы. За прошедшие годы накоплено такое количество исследований по безопасности аспартама, каким не может похвастаться ни одно соединение в мире. Аспартам не токсичен и не является канцерогеном или аллергеном. Что, впрочем, вовсе не мешает некоторым СМИ время от времени объявлять его «мировым злом».
Подсластители и ожирение
По мнению некоторых «экспертов», употребление подсластителей может привести к ожирению. В качестве обоснования этой странной теории обычно приводятся недавние наблюдения, подтвердившие корреляцию между набираемым весом и склонностью к употреблению диетических напитков. Однако многочисленные толкователи полученных данных забывают простое правило: корреляция — это не зависимость, а «после» не означает «вследствие». Тем более непонятно, как замена сахара на подсластитель и снижение калорийности пищи могут привести к набору веса.
Сахарозаменитель из сахара
Один из самых лучших на сегодняшний день подсластителей был впервые получен в результате поисковой исследовательской работы, направленной на расширение сферы производных сахарозы — обычного столового сахара. На самом деле, согласно легенде, никто не собирался делать сладкое вещество из сладкого сахара — просто один ученый не расслышал другого, когда тот попросил его проверить (test) соединение, и, вместо проверки, попробовал его на вкус (taste). Вкус оказался очень похожим на сахар, но гораздо более сладким. После проверки на безопасность и, как водится, нескольких скандалов, последовало разрешение на использование в большинстве стран мира.
Сукралозу получают путем селективного хлорирования сахарозы, замещая три гидроксильные группы на атомы хлора. Такая необычная модификация очень сильно изменяет свойства соединения, делая ее в 600 раз слаще при сохранении вкуса сахара и отсутствии посторонних привкусов. Сукралоза не разрушается при высоких температурах, что позволяет ее использовать даже в выпечке. Она не усваивается и полностью выводится из организма без какого-либо вреда.
Из этих наблюдений можно сделать и другой, более очевидный вывод. Не диетические напитки вызывают ожирение, а люди, склонные к ожирению, изменяют свою диету с целью снижения потребления калорий. Те же, у кого нет таких проблем, и не задумываются ни о каких диетах.
Так провоцируют ли подсластители ожирение на самом деле? Может, дело в том, что потребление диетической колы вызывает жуткое чувство голода и заставляет съедать недельную порцию еды за ужином? Эксперименты упрямо демонстрируют, что это невозможно. Опубликованы десятки научных работ, которые убедительно показывают, что замена сахаросодержащих напитков на диетические не только не способствует набору веса, но и реально приводит к его снижению и облегчает контроль веса тела людям, у которых с этим проблемы.
Впрочем, если вы вдруг перешли с соков на диетическую колу и решили, что теперь сможете есть все подряд и при этом худеть, как по взмаху волшебной палочки, то результат будет предсказуем. Вот только стоит ли в этом результате обвинять подсластители?
Автор статьи — химик, флейворист, начальник отдела разработки пищевых ароматизаторов
