Высокая кислотность многих плодов и ягод вызывает необходимость в добавлении подслащивающих веществ для улучшения вкуса соков и напитков.
Основным подслащивающим веществом является сахар (сахароза), получаемый из сахарной свеклы и сахарного тростника. Сахар имеет высокую калорийность, хорошо усваивается организмом человека и придает приятный сладкий вкус сокам и напиткам.
Однако неограниченное потребление в пищу сахара приводит к ожирению, опасность которого усиливается в условиях современного малоподвижного образа жизни. Людям, склонным к ожирению и страдающим такими заболеваниями, как сахарный диабет, потребление сахара противопоказано.
В связи с этим во всем мире прилагаются значительные усилия к изысканию подслащивающих веществ, близких по вкусу к сахару, но имеющих меньшую калорийность и более дешевых. Заменители сахара должны быть нетоксичными, по вкусу приближаться к сахарозе, быть химически и термически стабильными, хорошо растворяться в воде, не придавать продукту постороннего привкуса или цвета.
Наибольшее распространение в ряде стран в качестве заменителя сахара получил глюкозно-фруктозный сироп (ГФС), который получают из разного крахмалсодержащего растительного сырья (кукуруза, пшеница, ячмень, картофель и т. п.). Наиболее экономично для этой цели использование кукурузы.
Исследования, проведенные во ВНИИКОП по изготовлению фруктовых соков и напитков с заменой сахара глюкозно-фруктозным сиропом, содержащим 42 % фруктозы, показали возможность 100%-ной замены сахара ГФС.
По сладости соки с ГФС не уступали образцам на сахаре, но имели более мягкий гармоничный вкус, при хранении прозрачность и стойкость их не изменялись.
Кроме сиропов с содержанием 42 % сахарозы, которые по сладости приближены к сахарозе, вырабатываются высокофруктозные сиропы (ВФС), в которых содержание сахарозы повышено до 55, 60 и 90 %.
Высокофруктозные сиропы значительно слаще сахара, так как фруктоза по сладости в 1,8 раза превышает сахарозу, поэтому для получения напитка одинаковой сладости ВФС нужно добавлять меньше, чем сахарозы, и калорийность сока и напитка соответственно снижается.
Вторыми по значению заменителями сахара являются углеводные подслащивающие вещества, относящиеся к группе альдитов, - сорбит, маннит, мальтит, ксилит и др. Наибольшее практическое применение получили полиспирты сорбит и ксилит.
Сорбит - шестиатомный спирт, который получают в промышленности каталитическим гидрированием глюкозы; в природном виде содержится во многих плодах. Сорбит термически стоек, не разлагается при стерилизации, не вызывает кариеса зубов, обладает желчегонным и послабляющим действием, хорошо усваивается организмом. В нашей стране сорбит выпускают в виде плит серовато-белого цвета или в виде растворов (сорбит пищевой водный). По сравнению с сахарозой сладость сорбита вдвое ниже, а питательная ценность такая же, но он не вызывает ожирения, так как в печени трансформируется во фруктозу и не вызывает пересыщения крови сахаром. Напитки и соки с сорбитом применяются в питании людей, больных сахарным диабетом.
Ксилит - пятиатомный спирт, хорошо растворяется в воде, нетоксичен, оказывает на организм человека такое же действие, как сорбит, по вкусу слаще сахарозы в 2 раза. Применяется в диетических напитках для больных диабетом. Ксилит получают промышленным способом путем восстановления ксилозы, которой богаты растительные отходы.
В соки и напитки ксилита вносят вдвое меньше, чем сахарозы, что снижает калорийность соков и исключает возможность ожирения.
В нашей стране ксилит и сорбит являются основными подслащивающими веществами для диетических соков и напитков, за рубежом набор подслащивающих веществ, заменяющих сахар, значительно шире.
В ряде стран применяют мальбит, основным компонентом которого является мальтит. Мальбит получают из кукурузного или картофельного крахмала путем его гидролиза до мальтозы. Полученную мальтозу затем каталитически гидрируют, очищают и сгущают под вакуумом.
Готовый продукт имеет вид сиропа или кристаллов с содержанием сухих растворимых веществ соответственно 74 и 86-90 % (сладость их по отношению к сахарозе - 60 и 90). Растворимость мальбита примерно такая же, как сахарозы, но вязкость растворов ниже.
В США производством заменителей сахара занимается ряд крупных фирм. Большинство подслащивающих веществ выпускается в виде композиций, содержащих аспартам, сахарин, тауматин и др. Наибольшее количество смесей создается на основе аспартама, аспартамных концентратов, агломерированных смесей аспартама с пищевыми кислотами и красителями.
Наиболее перспективным направлением в производстве низкокалорийных подслащивающих веществ считается создание смесей аспартама с пищевыми кислотами. В целях приготовления устойчивого сыпучего агломерата аспартама и пищевой кислоты смешивают около 0,5 % аспартама и 30 % безводных лимонной и яблочной кислот. Смесь влажностью менее 8 % нагревают до 60-93 °С и выдерживают при этой температуре для агломерирования, затем охлаждают.
По данным медицинских работников США, ежедневное потребление напитков, содержащих аспартам, вызывает сильные приступы мигрени. В связи с этим лицам, страдающим головными болями, рекомендовано отказаться от потребления продуктов с аспартамом.
Аспартам получен на основе пептидов, он в 200 раз слаще сахарозы, вырабатывается в основном в США и Японии.
К синтетическим низкокалорийным соединениям, обладающим высокой сладостью и используемым в пищевой промышленности многих стран, относятся сахарин и цикламат натрия.
Сахарин вырабатывают из толуола путем химического синтеза, он в 500 раз слаще сахарозы, но обладает металлическим привкусом.
В странах Европы, США и Японии сахарин применяют в пищевых низкокалорийных продуктах, однако периодически его применение запрещается.
Цикламат натрия (циклогексилсульфамат) в 30 раз слаще сахарозы, не изменяет своих свойств при низких значениях рН и высоких температурах (выше 100°С). Ранее применялся во многих странах, в последние годы применение его ограничено, а в ряде стран запрещено.
В Германии в низкокалорийных поливитаминных напитках и нектарах в качестве подсластителей используют сахарин, фруктозу и цикламат натрия.
Однако применение синтетических подслащивающих веществ, которые могут обладать токсичностью и канцерогенностью, повсеместно снижается, и основное внимание обращается на расширение производства натуральных подслащивающих веществ, к которым кроме полиспиртов относится фруктоза.
Фруктоза по сладости превышает сахарозу в 1,5 раза, по питательности равнозначна ей. В отличие от сахарозы фруктоза не вызывает кариеса зубов и не накапливается в крови, быстро перерабатывается в гликоген и может применяться диабетиками.
Разрабатываются и другие натуральные заменители сахара. В США разработана технология получения подслащивающих веществ из концентрированных фруктовых соков с низким содержанием кислот, не обладающих ароматом и цветом. Подготовленные соки из яблок, груш, слив, персиков и винограда фильтруют и концентрируют до 70 % сухих растворимых веществ. Подслащивающие концентраты, в которых сохранены питательные вещества и витамины плодов, со слабой окраской и без запаха используются в производстве фруктовых напитков. Они имеют стабильное качество независимо от качества исходного сока.
Подслащивающее вещество из фруктов, в котором сохранена кислотность натуральных фруктов, под названием «ликвисвит», применяется для подслащивания соков и газированных напитков в Северной Ирландии.
Натуральными растительными веществами, обладающими интенсивным сладким вкусом, являются монеллин, получаемый из растений африканских тропиков, в 1500-3000 раз слаще сахарозы; тауматин, содержащийся во фруктах африканских тропиков, в 1600 раз слаще сахарозы; глицирризин, получаемый из корней солодкового корня, где его содержание составляет от 6 до 14 %, слаще сахарозы в 50 раз; протеин, содержащийся в ягодах Восточной Африки, более чем в 1000 раз слаще сахарозы.
В европейских странах признано наиболее перспективным использовать для получения натуральных подслащивающих веществ концентрированный сок винограда.