Солодкі напої, жуйки і навіть шоколад, у складі яких немає цукру, — дуже популярні товари на полицях наших магазинів. Але чому вони солодкі без цукру?
Чому нам солодко?
На рівні з іншими сенсорними відчуттями (зір, слух, нюх, дотик та відчуття рівноваги) еволюція не забула додати нам ще й відчуття смаку, щоб ми могли хоча б трішки розуміти, варто нам ковтати те, що потрапило до рота, чи краще це негайно виплюнути. За допомогою смаку наш мозок може навіть оцінити, чи поживним та безпечним є те, що ми жуємо.
Якщо до рота потрапляє щось гірке, «недосвідчений» язик може сприйняти це як отруту. Важко змусити дитину випити гірку таблетку, так? Та й кава смакує далеко не всім і не з першої спроби. Любителів гіркого 99% шоколаду теж не так багато.
Кисле і солоне в невеликих кількостях здається нам смачним. Надходження солі (вона ж натрій хлорид) є необхідним для підтримки та водного балансу в організмі ссавців, тому в міру посолені страви такі апетитні. Невелика кількість солі зменшує гіркоту і водночас трохи підсилює солодкий смак. Сильна кислинка ж може попереджати про недостиглі фрукти чи певні процеси псування. Умамі («чудовий смак» з японської) притаманний м’ясу та соєвому соусу; він сигналізує, що в їжі багато амінокислот.
Але, мабуть, найбажанішим смаком для нашого язика та мозку є солодкий, адже він сигналізує про потрапляння до рота чогось вуглеводного та висококалорійного, а саме така їжа має забезпечити достатньою кількістю енергії для продуктивної роботи.
Основних смаків аж п’ять, а рот всього один. То як розміщуються сенсори, що здатні сприймати це різноманіття? Існує популярний міф, ніби наш язик зональний, і кожна зона відповідає за впізнавання конкретного смаку, але вчені це спростували.
Розглядали язик в дзеркалі? Якщо ні — саме час подивитися на цей орган і помітити, що він вкритий «сосочками». У них усередині розміщуються смакові бруньки. Вони сформовані зі смаково-рецепторних клітин (taste-receptor cells — TRCs), підтримувальних та базальних клітин. Уявіть розрізану навпіл цибулину — смаковий рецептор буде мати схожу будову, де кожна лусочка — це окрема TRC, яка сприймає солодке чи солоне, абе кисле та гірке, та й умамі вона впізнає. До кожної такої клітини підходять нервові закінчення, що передають отриману сенсором інформацію до відповідних ділянок у головному мозку.
Але як смаково-рецепторна клітина знає, що солодке — це солодке? Насамперед тому, що вона рецепторна. Мембранний рецептор (МР) — це білкова молекула, що вбудована у клітинну мембрану і змінює свою просторову структуру у відповідь на приєднання до неї певної хімічної речовини або дію фізичного стимулу. Так вона передає сигнал, який призводить до зміни функції клітини або її частини.
Складно, але спробуємо розібратись. Уявімо, що МР — це замок. Якщо вставити в нього ключик потрібної форми (конкретна хімічна сполука), то внутрішній механізм повернеться (змінюється просторова структура рецептора) — і двері відчиняться (зміниться функції клітини).
Окремі смакові клітини на своїй поверхні мають лише один із кількох типів МР. Клітина, що впізнає солодке, містить МР, що складається з двох схожих, але не ідентичних субодиниць T1R2 і T1R3. Усі сполуки, які викликають солодкий смак, зв’язуються з рецептором T1R2+T1R3 і активують його. Однак не всі підсолоджувачі зв’язуються з тими самими ділянками на МР. T1R2 та T1R3 — це не прості молекули білка, вони мають окремі , що їх формують. Відповідно, природні та штучні цукри зв’язуються з одним доменом, тоді як підсолоджувачі (наприклад, аспартам і неотам) зв’язуються іншим доменом. Неймовірно, але кожна з цих окремих подій зв’язування підсолоджувача призводить до активації рецептора; якби цього не було, не було б супутнього відчуття солодкості. Якщо речовина не може знайти, до якого домену прив’язатись, або в організму, який щось смакує, просто немає відповідних мембранних рецепторів, то навіть про неймовірну солодкість цієї сполуки мозок так і не дізнається. Так генетично склалося, що в котів (усіх котів від милого домашнього кошеняти до бенгальського тигра) через мутацію у відповідному гені немає рецептора T1R2+T1R3, тому вони абсолютно не здатні насолоджуватись смачненьким солоденьким.
Цукор, цукрозамінники та підсолоджувачі. Сімейні зв’язки та персональні особливості
От це біле і смачненьке, що є чи не в кожного вдома — цукор, цукроза, звичайний цукор, а якщо говорити хімічною мовою, то дисахарид сахароза (C12H22O11), що складається двох моносахаридів: глюкози та фруктози. У нашому тонкому кишківнику є фермент сахараза-ізомальтаза, що успішно розщеплює цукор на його складники, і тоді вони на самоті продовжують шлях травною системою. Історія молекули глюкози закінчується у циклі Кребса та на внутрішній мембрані мітохондрій. Якщо у вас з’явилась лише фантомна думка з далекого шкільного минулого «мітохондрія — енергетична станція клітини», то можна згадати за цим посиланням. Якщо в мітохондріях утворюється аденозинтрифосфат (АТФ), то чому цукор калорійний, а не АТФний? АТФ — це молекула, що переносить енергію. Нелогічно вимірювати що-небудь у кількості молекул АТФ, адже кількість молекул взагалі не є фізичною величиною, тим більше виміру енергії, от і з’являються ці кілокалорії та кілоджоулі.
Насправді найважливішою характеристикою сполуки є здатність метаболізуватись (поглинатись) нашим організмом. Якщо немає ферменту, що може розчепити багатокомпонентну сполуку на її складові, або складові не можуть вступати в наступні біохімічні реакції, то і до мітохондрій нічого не дійде. Так, ми щось з’їли, так, нам було смачно (або ні), але це не означає, що наші клітинки обідали разом з нами. І тут ми нарешті дібрались до різниці між цукром, цукрозамінниками та підсолоджувачами.
Підсолоджувачі — це група харчових добавок, які додають солодкого смаку продуктам харчування. При цьому вони не мають калорійності, адже або взагалі не метаболізуються нашим організмом, або розщеплюються, але у дуже незначних кількостях. Про них можна сказати так: смачно, але не ситно. Ще однією особливістю підсолоджувачів є те, що вони значно або навіть значно-значно солодші за звичайний цукор.
Існує шість низькокалорійних підсолоджувачів, що схвалені як харчові добавки Управлінням з продовольства та медикаментів США (FDA). Було проведено численні дослідження кожної сполуки, щоб визначити загальну безпечність, чи повністю відсутні токсичні ефекти та інші властивості, і всі шестеро довели свою безпечність. Вони включають: аспартам, ацесульфам калію, сахарин, сукралоза, неотам, адвантам.
Ці шість сполук мають різну хімічну природу, але вони всі є штучно синтезованими підсолоджувачами. Проте є ще дві солодкі речовини, що визнані FDA безпечними для вживання та отримуються з рослин: стевіол глікозиди та екстракт архату.
Певні глікозиди стевіолу (Е960) отримують із південноамериканської рослини стевії Stevia rebaudiana. Це далеко не нове відкриття, адже стевію використовували століттями для підсолодження життя. Стевіол глікозиди містяться в харчових продуктах і напоях у США під назвами ребаудіозид А (або Reb A), стевіозид, ребаудіозид D або суміші стевіол глікозидів. Оскільки зазвичай це суміш сполук, комерційна назва часто звучить як просто «стевія» або «ребаудіозид». Стевія у 200–400 разів солодша за цукор, хоча для декого вона може мати певний післясмак. Щодо калорійності стевії, то її просто немає. Важливо пам’ятати, що її листочки (сушені, парені, варені — не важливо) та неочищені екстракти не визнані безпечними, тому перед покупкою зверніть увагу на склад.
Екстракт архату, відомого ще як Monk Fruit (або Siraitia grosvenorii) теж здавна відомий своєю солодкістю, але вже у традиційній китайській медицині. Він у 100–250 разів солодший за цукор, безпечний і теж комерційно використовується та продається.
Тепер можна повертатись до цукрозамінників. Замінники цукру більш схожі на справжній цукор. Вони мають калорійність, тобто метаболізуються організмом, теж солодкі. Водночас вони не є справжнім цукром, тому майже не підвищують рівень глюкози у крові, та зазвичай не потребують інсуліну для засвоєння. Як так? Глюкоза — основне джерело енергії в організмі. Вона переноситься кров’ю по всьому тілу, а інсулін допомагає глюкозі потрапляти безпосередньо в клітини, де вона розщепиться. Оскільки хімічно цукрозамінники не є глюкозою, то вони мають свій неповторний шлях метаболізму в організмі. Навіть якщо вони потрапляють у кров, то не потребують інсуліну в подальшому: у них низький . Це надзвичайно важливо для людей з діабетом, адже споживання цукру та цукровмісних продуктів для них небажане саме через надмірно високий рівень глюкози у крові та супутні наслідки від цього. Солодкого хочеться всім, тому цукрозамінники стають тут хімічним рятівником.
Найпоширенішими цукрозамінниками є мед, фруктоза (згадуємо, що глюкоза +фруктоза = цукор) та ціла група цукрових спиртів (ЦС). Фруктоза вдвічі солодша за цукор, проте її калорійність далеко не менша — 370 кілокалорій на 100 грамів.
Ні, цукрові спирти не мають жодного стосунку до сп’яніння. Це спирти, адже така їхня хімічна будова (мають гідроксильну групу) а цукрові, бо солодкі. Прикладами є сорбіт (=сорбітол), ксиліт (=ксилітол), лактит (=лактитол), маніт (=манітол), еритрит (=еритрол). Цукрові спирти мають трохи менше калорій, ніж звичайний цукор, — в середньому 250 кілокалорій на 100 грамів. Солодкість ж коливається від 25% до 100% солодкості цукру.
Плюси, мінуси й підводні камені цукрозамінників та підсолоджувачів
Усі ми знаємо, що надмірна кількість цукру в раціоні нікому добра не приносить: тут і карієс, і ризик ожиріння, і купа інших супутніх проблем. Тому харчуватися лише солоденьким точно не вийде. Проте, на полицях магазинів все частіше можна побачити «без додавання цукру», «zero», «низькокалорійний» та інші привабливі написи, які сигналізують мозку, що тіло кілограми не набере, бо це хоча і солодко, але без цукру. Та чи справді ми не наберемо кілограми? Чи взагалі безпечні підсолоджувачі та цукрозамінники?
Почнемо з кінця. Фруктоза — калорійна, як і цукор, ще й метаболізується переважно в печінці і за надмірного споживання (понад 50 грамів, тобто 10 чайних ложок на добу) перетворюється на жир. Дієтичніше не вийде: ризики для організму ті ж, що й за надмірного вживання цукру: ожиріння та його супутники — серцево-судинні захворювання, а у випадку фруктози ще може додатись дисліпідемія (аномально велика кількість жирів у крові). Якщо у вас немає діабету, різниці за кількістю спожитих калорій між печивом з цукром в складі чи з фруктозою немає. Головне — обмежитись одним печивом, а не коробкою.
Із цукровими спиртами вже складніше. Їх багато, вони різні, і кожен має свої характеристики калорійності та солодкості, свій глікемічний індекс. Тож перед тим, як закупитися партією зі ста баночок цукрозамінника, уважно вивчіть його властивості. Також не варто забувати, що за надмірного вживання (20 грамів на день — максимум для деяких цукрових спиртів, це чотири чайні ложечки без гірки) можуть з’явитися такі побічні ефекти, як здуття, діарея, біль у животі. Для приготування солодкої випічки з цукрових спиртів потрібно шукати спеціальні рецепти, адже їхня поведінка за високої температури дуже відмінна від звичайного цукру.
Деякі невтішні результати є щодо еритролу (він же еритрит та еритритол). Трирічне дослідження виявило кореляцію між еритритом як додатковим підсолоджувачем і вищим ризиком розвитку серцево-судинних захворювань, таких як інсульт та серцевий напад у пацієнтів із захворюваннями серця або факторами ризику (наприклад, діабет, високий кров’яний тиск). Тривале підвищення рівня еритритолу в плазмі значно вище за порогові значення сприяє посиленню тромбозу. Еритритол трапляється у невеликих кількостях у фруктах, вині та пиві. Проте кількість еритриту, який використовується як добавка в низькокалорійних напоях, морозиві, жувальних гумках і цукерках, набагато більша.
Учені точно погоджуються тільки з одним: жуйки, льодяники, зубні пасти з цукрозамінниками та/або підсолоджувачами точно корисні для наших зубів, адже ці солодкі компоненти не можуть метаболізуватись мікробіотою нашого рота. Менше цукру в роті — менше його дістається бактеріям. А якщо їх менше, то й ризик розвитку карієсу нижчий.
Доказів, що напої з підсолоджувачами корисні для здоров’я, дієтичні абощо, немає. Огляд досліджень, проведених впродовж останніх 10 років, показує, що споживання дієтичних безалкогольних напоїв (як правило, одна або більше порцій на день) було пов’язане зі значним підвищенням ризику розвитку таких захворювань, як діабет другого типу, серцево-судинні захворювання, гіпертонія.
Дані щодо набору ваги доволі суперечливі: аналіз1 довгострокових досліджень показує, що регулярне споживання напоїв з низьким вмістом калорій зменшує загальну кількість спожитих калорій і, відповідно, сприяє меншому набору ваги або її підтриманню, тоді як інші дослідження не показують такого ефекту, а деякі взагалі натякають на збільшення ваги. Відомо, що поки ще нічого не відомо.
Мозок любить солодке, йому завжди хочеться більше такої їжі, та й взагалі їсти більше. Підсолоджувач у продукті, може, і не додасть калорійності, але точно підкине ідею з’їсти ще щось: адже людина вже «зекономила» на споживанні калорій, отже, можна ще. Наприклад, замість з’їсти один шматочок маминого наполеона з цукром, ви оберете три шматочки «дієтичного» тортика в кафе. Чи менше калорій потрапить у шлунок? Ні, адже в торті ще є інші компоненти (борошно — це теж вуглевод), і жодної компенсації через заміну цукру на підсолоджувач не відбудеться.
Дослідження на тваринах показали, що підсолоджувачі можуть змінювати мікробіоту кишечника, що призводить до збільшення ваги та підвищення рівня глюкози в крові. Звісно, не варто одразу переносити результати, отримані на лабораторних тваринах, на людину, але задуматись і подосліджувати тут точно є що.
Маленька радість на кінець: щодо стевіол глікозидів поки нічого кримінального не знайшли. Тобто вони досі залишаються безпечним і некалорійним підсолоджувачем з таємничим післясмаком для декого.
Чи купувати солодку воду з написом «zero»?
У 2011 році дві серйозні установи (Американська асоціація серця та Американська асоціація діабету) зробили такі висновки:
— Діти не повинні вживати напої з підсолоджувачами регулярно і довго через досі малодосліджений спектр впливу цих сполук на здоров’я, адже в більшості досліджень фігурували дорослі.
— Якщо дорослий постійно стоїть перед вибором між калорійним солодким напоєм і напоєм з підсолоджувачами, то обрати другий правильніше. Та це не панацея, а лише тимчасове рішення. Вода — найкращий друг людини, її пити абсолютно безпечно, корисно і потрібно. Можна додати лимон чи м’яту — і вийде чудовий напій.
— Краще один повноцінний десерт, ніж багато «некалорійних» смаколиків з підсолоджувачами.
— Досліджувати, досліджувати і ще раз досліджувати підсолоджувачі, цукрозамінники та їхній вплив на нас.
Найкраще харчування — це збалансоване харчування. Цукор не є білим демоном, він може бути в раціоні, але його частка чітко визначена (10% від загальної кількості спожитих калорії), і треба на неї зважати, якщо хочете мати здорове тіло і ясний розум.
