Redukcja cukru: Redukowanie poziomu cukru

Smak słodki jest to pierwszy smak, z którym spotykamy się po narodzinach i kojarzymy to wrażenie z przyjemnością. Pokarm matki w pierwszych dniach życia dziecka jest najsłodszy, a jego słodycz jest wynikiem znacznej zawartości laktozy w mleku. Nic dziwnego, że produkty żywnościowe o słodkim smaku cieszą się większym pożądaniem. Na przestrzeni XIX i XXI wieku spożycie cukru zwiększyło się z 0,42 kg/osobę/miesiąc (w 1820 r.) na 5,8 kg/osobę/miesiąc w 2000 r. Oszacowano, że do prawidłowego funkcjonowania organizmu potrzebujemy ok. 210 g cukru/miesiąc. Trudność w rezygnacji ze spożycia cukru wynika z faktu, że cukier uzależnia, co jest stymulowane między innymi tym, że cukier pobudza produkcję serotoniny (hormonu szczęścia) w mózgu. Ponadto, ze względu na liczne skutki uboczne spożywania cukru, produkt ten jest zaliczany do środków spożywczych, których spożycie powinno być maksymalnie ograniczane. W tym celu producenci żywności poszerzają swoje oferty o produkty cechujące się obniżoną zawartością cukru.

Węglowodany – cukry

Węglowodany nazywane są inaczej sacharydami lub potocznie cukrami. Jest to grupa związków, których podstawą jest łańcuch węglowy z przyłączonymi do niego wodorem i tlenem. Pod względem chemicznym węglowodany dzieli się na cukry proste i cukry złożone. Cukry proste są to monosacharydy, czyli pojedyncze jednostki cukrowe, których nie da się przekształcić w procesie hydrolizy w mniejsze cząsteczki. Do najczęściej występujących w żywności monosacharydów należą: glukoza, galaktoza i fruktoza. Cukry złożone są to polisacharydy (czyli wielocukry), składające się z co najmniej dwóch jednostek monosacharydów. Najczęściej wykorzystywanym cukrem złożonym jest disacharyd sacharoza, którym jest cukier stołowy. Sacharoza jest dwucukrem, w którego skład wchodzą glukoza i fruktoza. Drugim często występującym disacharydem w żywności jest laktoza, która składa się z glukozy i galaktozy. Trzecim jest maltoza, disacharyd złożony z dwóch jednostek glukozy, a połączenie wielu jednostek maltoz tworzy łańcuch skrobiowy. Skrobia jest polisacharydem, którego podstawową jednostką jest glukoza. Jeśli łańcuch skrobi jest prosty, bez rozgałęzień, to wówczas mamy do czynienia z frakcją amylozy, a jeśli łańcuch jest rozgałęziony – to z frakcją amylopektyny. W technologii żywności wykorzystywane są procesy hydrolizy polisacharydów, w celu pozyskania różnego rodzaju syropów. Na drodze hydrolizy chemicznej (najczęściej z użyciem kwasów) lub enzymatycznej cukrów złożonych prowadzi się rozkład wiązań glikozydowych (między monosacharydami) w celu utworzenia krótszych fragmentów polisacharydowych (maltodekstryn) lub w przypadku pełnej hydrolizy do uzyskania monosacharydów (glukozy, fruktozy). W procesie hydrolizy sacharozy powstaje cukier inwertowany. W procesie hydrolizy wielocukrów otrzymywane są syropy fruktozowo-glukozowe. Syropy mają konsystencję płynną, co ułatwia ich dawkowanie bez konieczności wcześniejszego rozpuszczania.

W znaczeniu żywieniowym węglowodany dzieli się na przyswajalne i nieprzyswajalne. Do grupy węglowodanów przyswajalnych zaliczamy te, których wchłanianie jest możliwe w układzie pokarmowym człowieka, to znaczy że układ pokarmowy człowieka jest wyposażony w system enzymatyczny umożliwiający wchłanianie bezpośrednie lub po wcześniejszym rozłożeniu do cukrów prostych. Do węglowodanów przyswajalnych zaliczamy: monosacharydy, disacharydy oraz niektóre polisacharydy (np. skrobię). Z kolei do nieprzyswajalnych węglowodanów zaliczamy te frakcje, które przechodzą nienaruszone przez układ pokarmowy człowieka, ze względu na brak odpowiedniego systemu enzymatycznego umożliwiającego rozkład do cukrów prostych. Frakcje węglowodanów nieprzyswajalnych potocznie określa się mianem „błonnika”. Spośród najczęściej stosowanych w technologii żywności frakcji węglowodanów nieprzyswajalnych wymienić należy pektyny, fruktooligosacharydy, w tym inulinę itp.

Znaczenie dla zdrowia

Węglowodany mają istotne znaczenie dla prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka. Ta grupa składników pokarmowych powinna być podstawowym źródłem energetycznym dla ludzkiego organizmu. Warto przypomnieć, że 1 g węglowodanów dostarcza około 4 kcal energii i rozkładany jest do dwutlenku węgla i wody. Glukoza jest cukrem, który warunkuje prawidłową pracę mózgu, erytrocytów (czerwonych ciałek krwi), rdzenia kręgowego oraz mięśni, w tym mięśnia sercowego. Poziom glukozy we krwi u zdrowego człowieka powinien oscylować pomiędzy 70 a 120 mg/dl. W ciągu dnia mózg wykorzystuje około 140 g glukozy, a erytrocyty około 40 g glukozy. Aby zapewnić ciągłość funkcjonowania organów organizm ludzki gromadzi formy zapasowe, którymi jest glikogen. Glikogen jest to polisacharyd złożony z jednostek glukozy. Jest gromadzony w wątrobie i mięśniach. Glikogen wątrobowy jest wykorzystywany do utrzymywania równowagi glukozy we krwi, natomiast glikogen w mięśniach jest wykorzystywany bezpośrednio do aktywności fizycznej. Regulacja poziomu glukozy we krwi odbywa się na drodze glikolizy (zużycia zapasowych form glukozy) lub glukoneogenezy (syntezy glukozy z innych źródeł, niecukrowych). Mimo, że w procesie glukoneogenezy organizm człowieka potrafi syntetyzować glukozę z innych źródeł, to jednak węglowodany powinny być dostarczane w codziennej diecie. Niedostateczna podaż węglowodanów w pożywieniu prowadzi do rozkładu kwasów tłuszczowych i utworzenia znacznej ilości ciał ketonowych, które powodują silne zakwaszenie organizmu i jego istotne obciążenie. Z tego powodu, zgodnie z zaleceniami żywieniowymi, każda zdrowa osoba powinna w codziennej diecie spożyć co najmniej 130 g węglowodanów przyswajalnych, co stanowi 45-65% dziennego zalecanego spożycia energetycznego. W stanach fizjologicznie uzasadnionych, takich jak ciąża lub karmienie, dawka ta jest podwyższona odpowiednio do 175 i 210 g/dobę. Ze względu na łatwość zdobycia żywności, w obecnych czasach niedobory spożycia węglowodanów zdarzają się rzadko i stwierdzane są najczęściej u osób z zaburzeniami odżywiania lub u osób wycieńczonych stanami chorobowymi.

Aktualnie częściej diagnozowane jest nadmierne spożywanie węglowodanów, a przede wszystkim cukrów prostych. Konsekwencją tego zjawiska jest wzrost zachorowalności na choroby niezakaźne, takie jak: nadwaga, otyłość, insulinooporność, cukrzyca, zespół metaboliczny, niealkoholowe stłuszczenie wątroby, próchnica, a także nowotwory. Tendencje wzrostowe spożycia węglowodanów prostych obserwowane są w różnych grupach wiekowych, społecznych i związane są z nadmiernym spożyciem słodkich, przetworzonych, gotowych produktów spożywczych. Produkty te ogólnie określane są jako środki spożywcze o wysokim indeksie glikemicznym (jest to wskaźnik informujący o szybkości wchłaniania cukru do krwi powodując wzrost stężenia glukozy we krwi). Długoterminowa dieta bogata w produkty o wysokim indeksie glikemicznym skutkuje podwyższeniem stężenia leptyny, która ukierunkowuje metabolizm na syntezę tkanki tłuszczowej. Ponadto zwiększa się ryzyko rozwoju cukrzycy typu 2, stłuszczenia wątroby, nowotworów i chorób niedokrwiennych serca. W związku z wymienionymi następstwami zdrowotnymi spożycie cukrów prostych powinno być ograniczone do 10% energii ogółem, a zgodnie z najnowszymi doniesieniami ekspertów planowane jest obniżenie zalecanego spożycia cukrów prostych do 5%.

Rudy Wouters

Wiceprezes Beneo Technology Center

Ponieważ uczucie niechęci do cukru cały czas rośnie pośród klientów, nastąpiła zmiana zachowań zakupowych dotyczących produktów mlecznych. Według Minitel obawy dotyczące cukru spowodowały, że wielu klientów zdecydowało się na jogurty zamiast innych deserów. Na zmianę zdecydowała się ponad jedna trzecia Niemców (39%), Francuzów (37%) i Włochów (34%) oraz nawet 51% klientów polskich i 49% hiszpańskich. Dodatkowo klienci zwracają również uwagę na zawartość cukru w swoich jogurtach – ponad połowa ankietowanych twierdzi, że sprawdza zawartość cukru podaną na opakowaniu ich jogurtu. Nastąpił też wzrost ilości klientów sprawdzających etykiety wartości odżywczych na swoich lodach. Według badania FMCG Gurus (2017/2018), 45% francuskich konsumentów sprawdza etykiety na opakowaniu swoich lodów w porównaniu do 27% ankietowanych w Wielkiej Brytanii. Ze względu na rosnącą grupę klientów zainteresowanych produktami niskocukrowymi producenci mają większą szansę sukcesu, jeżeli będą w stanie zaoferować produkty mleczne o ograniczonej zawartości cukru przy jednoczesnym zachowaniu smaku i tekstury.

Z ograniczaniem cukru wiąże się wiele wyzwań, ponieważ pełni on w produktach żywnościowych różne funkcje. Cukier nie odpowiada jedynie za słodkość i smak, ale zapewnia również teksturę i wrażenia dla jamy ustnej. Oznacza to, że do redukcji cukru i uzyskania jednocześnie podobnego smaku i tekstury, bez żadnej zmiany procesu produkcyjnego potrzebne jest wielkie doświadczenie.

Beneo Technology Center stworzyło szeroką gamę receptur uwzględniających te wyzwania i zapewniających utrzymanie smaku i tekstury podczas redukcji zawartości cukru. Inulina z błonnikiem funkcyjnym i oligofruktoza Beneo mogą być stosowane w recepturach zamiast cukru, ponieważ pomagają one uzyskać gładką i kremową teksturę oraz dobry smak w produktach o obniżonej zawartości cukru. Zależnie od ilości błonnika stosowanego w gotowym produkcie może to również pozwolić producentowi na umieszczenie na opakowaniu informacji „źródło błonnika”. Dodatkowo błonnik funkcyjny Beneo Orafti wspomaga również dietę o niskim indeksie glikemicznym. Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności pozytywnie ocenił oświadczenie zdrowotne dotyczące redukcji poposiłkowej odpowiedzi glikemicznej dla inuliny i oligofruktozy Orafti.

Dodatkowo Inulina i Oligofruktoza Orafti pozytywnie wpływają na bardziej zrównoważoną florę jelitową poprzez stymulowanie rozwoju korzystnych bakterii z rodzaju Bifidobacterium – ważnego elementu zdrowego funkcjonowania układu trawiennego. Inulina i oligofruktoza są łatwo rozpuszczalne i dzięki temu mogą być stosowane we wszystkich rodzajach produktów żywnościowych i napojów, a także wspomagają zdrowie ludzi już od młodego wieku.

Zamienniki

Obecnie obserwuje się zwiększenie liczby osób, które z dużą uwagą dokonują wyboru produktów na podstawie ich składu. Jednak nadal zdecydowana większość konsumentów, a przede wszystkim dzieci i młodzież, jest nastawiona na produkty o atrakcyjnym słodkim smaku. Jednak biorąc pod uwagę długoterminowe zdrowotne skutki uboczne takiego postępowania, należy na etapie planowania i tworzenia nowych produktów promować takie produkty, które będą atrakcyjne także pod względem żywieniowym. W tym miejscu należy podkreślić, że zastępowanie sacharozy innymi formami cukru prostego nie rozwiązuje problemu, zmienia tylko pozornie skład produktu poprzez usunięcie zwrotu „cukier”. Do produktów, które wykorzystuje się jako formy zastępcze cukru zalicza się przede wszystkim syropy. Ze względu na płynny stan skupienia syropy charakteryzują się łatwiejszym rozpuszczaniem, ponadto powstrzymują proces krystalizacji w produktach wysokosłodzonych oraz krystalizacji wody w produktach zamrożonych (np. lodach). Przykładowymi syropami są: syrop z cukru inwertowanego (który otrzymuje się w procesie hydrolizy sacharozy do cukrów składowych glukozy i fruktozy) oraz syrop skrobiowy (jak sama nazwa wskazuje jest to produkt wytworzony ze skrobi, której pochodzenie może być różne: ziemniaczane, kukurydziane, ryżowe itp.). W efekcie rozkładu hydrolitycznego przemysłowo produkuje się syropy glukozowo-fruktozowe i fruktozowo-glukozowe. Hydroliza polisacharydu prowadzi do zwiększenia udziału cukrów prostych i tym samym zwiększa ich pośrednie spożycie, poprzez produkty je zawierające. Z licznych dowodów naukowych wiadome jest, że obciążenie metaboliczne spożyciem fruktozy jest podobne do nadmiernego spożycia glukozy, dlatego stosowanie tego cukru w formie zastępczej nie przynosi pozytywnych skutków.

Ciekawym produktem o istotnych walorach słodzących jest melasa, która jest produktem odpadowym powstającym w czasie wytwarzania krystalicznego cukru. Jest to gęsta brązowa ciecz o wysokiej lepkości i karmelowym zapachu. Zawiera od 60% do 70% cukru w suchej masie, poza tym jest bogata w składniki białkowe, potas (6-7%) i inne składniki mineralne. Ze względu na charakterystyczny kolor i zapach, aplikacja tego syropu jest obarczona pewnymi ograniczeniami.

Podobnymi zamiennikami są inne syropy, takie jak: syrop klonowy (zagęszczony sok z klonu) oraz syrop z agawy (kaktusa z rodzaju Agave). Syropy te, podobnie jak melasa, oprócz cukrów zawierają szereg składników mineralnych podwyższających ich wartość odżywczą. Dla przykładu syrop z agawy ma czterokrotnie niższy indeks glikemiczny w porównaniu do miodu. Syrop z agawy zawiera spore ilości inuliny (błonnika o właściwościach prebiotycznych). Należy jednak pamiętać, że wymienione syropy, jak i inne podobne preparaty (miód sztuczny, miód naturalny), są to też źródła cukrów prostych i ich aplikacja powinna uwzględniać preferencje żywieniowe konsumentów.

Inną alternatywą dla preparatów słodzących mogą być substancje o właściwościach podobnych do cech sacharozy, w tym między innymi ksylitol oraz substancje klasyfikowane jako „nowa żywność” takie jak tagatoza i trehaloza. Ksylitol jest substancją pozyskiwaną tradycyjnie z kory brzozy, jednak przemysłowo otrzymywany jest z kukurydzy. Pod względem chemicznym jest alkoholem cukrowym, pod względem fizycznym przypomina cukier biały co powoduje, że jest z powodzeniem wykorzystywany jako jego zamiennik. Tym bardziej że jest o 40% mniej kaloryczny od sacharozy i ma 14-krotnie niższą wartość indeksu glikemicznego. Przypisuje się mu także dodatkowe cechy, takie jak zwiększanie przyswajalności wapnia oraz działanie bakteriostatyczne. Należy jednak uwzględnić fakt, że u niektórych osób może wywoływać wzdęcia i biegunkę.

Z kolei tagatoza jest monosacharydem, który w naturze występuje w tropikalnych drzewach Sterculia setigera, przemysłowo pozyskiwana w wyniku izomeryzacji produktów hydrolizy laktozy (glukozy i galaktozy). Pod względem wyczuwalności słodkości tagatoza charakteryzuje się 92% wyczuwalnością w porównaniu do sacharozy. Jej istotną technologicznie cechą jest wzmacnianie smaku i kamuflowanie gorzkości innych słodzików, takich jak acesulfam K lub aspartam. Potęguje poczucie smaków miętowego, śmietankowego i cytrynowego, co z technologicznego aspektu jest cenną właściwością. Z żywieniowych cech tagatoza wykazuje 3-krotnie niższą kaloryczność, nie powoduje próchnicy, pozytywnie stymuluje rozwój mikroflory jelit i jest zalecana dla diabetyków. Aktualnie prowadzone są badania nad wykorzystaniem tagatozy w leczeniu anemii i hemofilii.

Ostatnim przykładem zamiennika cukrowego jest trehaloza. Aktualnie częściej stosowana w medycynie do wydłużania czasu przechowywania narządów do przeszczepu. Pod względem chemicznym jest to dwucukier, trudno hydrolizujący w środowisku kwasowym, którego jednostką podstawową jest glukoza. W przyrodzie występuje w strukturach tkankowych chrząszczy, drożdży i niektórych roślin pustynnych. Pod względem kaloryczności nie jest konkurentem dla sacharozy, jednak wolniej ulega metabolizmowi, co wpływa na niższy jej indeks glikemiczny. Aktualnie największym problemem jest stworzenie ekonomicznego procesu pozyskiwania tego disacharydu.

Oczywiście do najbardziej konkurencyjnych substancji słodzących należy zaliczyć nie substancje słodzące, ale środki spożywcze o właściwościach słodzących, takie jak rośliny słodzące, a konkretnie gatunek stewii Stevia rebaudiana (por. Ziarno M., Zaręba D. 2010. Stevia rebaudiana – słodycz w naturze. Forum Mleczarskie Biznes, 3, 20-23), oraz kompozycje środków spożywczych, przede wszystkich owoców i warzyw, takie jak koncentraty lub syropy.

Oświadczenia żywieniowe

Etykieta produktu spożywczego musi zawierać informacje o ogólnej zawartości węglowodanów, łącznie z alkoholami wielowodorotlenowymi. Poza tym w grupie tej powinny być wyszczególnione cukry, w rozumieniu cukrów prostych i disacharydów, które w stosunkowo szybkim procesie ulegają przemianom wewnątrzustrojowym i tym samym szybko podnoszą poziom glukozy we krwi.

Pod względem redukcji zawartości cukrów w produktach gotowych, można posłużyć się oświadczeniem żywieniowym, których warunki stosowania zostały określone w Rozporządzeniu nr 1924/2006 WE Parlamentu Europejskiego i Rady z 20 grudnia 2006 r. w sprawie oświadczeń żywieniowych i zdrowotnych dotyczących żywności, uzupełnionym przez załącznik do rozporządzenia (WE) nr 116/2010 z 9 lutego 2010 r. zmieniające Rozporządzenie (WE) nr 1924/2006 Parlamentu Europejskiego i Rady w odniesieniu do wykazu oświadczeń żywieniowych oraz załącznik do Rozporządzenia Komisji (UE) nr 1047/2012 z 8 listopada 2012 r. zmieniające Rozporządzenie (WE) nr 1924/2006 w odniesieniu do wykazu oświadczeń żywieniowych. Dla produktów charakteryzujących się zmodyfikowaną zawartością węglowodanów dopuszczone są następujące oświadczenia: „niska wartość energetyczna”, „zmniejszona wartość energetyczna”, „niska zawartość cukrów”, nie zawiera cukrów”, „bez dodatku cukrów”, „źródło błonnika pokarmowego”. Należy jednak pamiętać, że wykorzystanie określonego oświadczenia musi być potwierdzone poprzez spełnienie określonych kryteriów, wymienionych w przytoczonych powyżej rozporządzeniach.

Biorąc pod uwagę niepokojące doniesienia epidemiologiczne oraz możliwości technologiczne producentów żywności należy podjąć wyzwanie uświadamiania i propagowania zalet żywności o zredukowanej zawartości cukrów. Warto również wykorzystać przestrzeń reklamową, jak i etykietę, do szerzenia dobrych postaw żywieniowych konsumentów, przede wszystkich wśród dzieci i młodzieży.