Sladidla

Termín sladidla se váže na látky používané jako potraviny a pomocné nebo přídatné látky. Zákon o potravinách přesně stanovuje druhy sladidel a podmínky jejich použití v potravinách. Typickým zástupcem sladidel je sacharóza, pro kterou známe legislativní a obchodní termín cukr bílý a která je důležitou potravinářskou a průmyslovou surovinou a potravinou. Sacharóza dodává potravině příjemnou sladkou chuť, je součástí hmoty potravin, přispívá k jejich energetické hodnotě a při potravinářských nebo kulinářských procesech podléhá hydrolýze, karamelizaci a Maillardově reakci. Produkty těchto reakcí přispívají k vůni, barvě a chuti potravin.

Jaké jsou důvody náhrady cukru?

Spotřeba cukru se ve vyspělých zemích pohybuje od 30 do 50 kg na osobu ročně a v České republice kolísá kolem 40 kg na osobu a rok, což je jedna z nejvyšších spotřeb v Evropě. Jelikož má vysoká spotřeba řepného cukru negativní vliv na lidský organismus, snaží se výrobci potravin nahradit tuto ingredienci jinou látkou s podobnými chuťovými a technologickými vlastnostmi Sacharóza je v potravinách nahrazována v podstatě ze tří důvodů:

1. Snaha snižovat energetickou hodnotu
2. Vyhovět požadavkům na dostupnost potravin, které nezpůsobují kazivost zubů
3. Potřeba zásobovat trh potravinami vhodnými pro diabetiky

Druhy sladidel

Podle České legislativy se sladidla dělí na:

1. přírodní sladidla (ve vodě rozpustné sladce chutnající látky na bázi přírodních sacharidů) a med (potravina  přírodního sacharidového charakteru, složená převážně z glukózy, fruktózy, organických kyselin, enzymů a pevných částic zachycených při sběru sladkých šťáv květů rostlin - nektar, výměšků hmyzu na povrchu rostlin –medovice, nebo na živých částech rostlin včelami, které sbírají, přetvářejí, kombinují se svými specifickými látkami, uskladňují a nechávají dehydratovat a zrát v plástech).
   Mezi přírodní sladidla patří cukr, invertní cukr, dextróza, fruktóza, glukózový sirup.
2. náhradní sladidla
   • syntetická – identická s přírodními (cukerné alkoholy – polyoly: sorbitol, mannitol, isomalt, maltitol, laktitol, xylitol, erytritol)
   • syntetická (acesulfam K, aspartam, kyselina cyklámová a její sodná a vápenatá sůl, sacharin a jeho sodná, draselná a vápenatá sůl,  neohesperidin DC, sukralóza, sůl aspartamu-acesulfamu, neotam)
   • přírodní (thaumatin, steviolglykosidy)
     
     

1. Přírodní sladidla

Cukr – vyčištěná krystalizovaná sacharóza, průmyslově se získává z cukrové řepy nebo třtiny. Patří do skupiny neredukujících disacharidů, kdy glukóza  a fruktóza jsou spojeny glykosidickou vazbou.
Tekuté výrobky z cukru – tekutý cukr, tekutý invertní cukr, sirup z invertního cukru, karamel  (invertní cukr se vyrábí hydrolýzou sacharózy na glukózu a fruktózu zahříváním v kyselém prostředí).
Dextróza – je to  monosacharid  D-glukóza, důležitý zdroj energie např. pro diabetiky ve stavu hypoglykémie.
Fruktóza – monosacharid, vyskytuje se především v ovoci. Je to nejsladší přirozený sacharid a vyskytuje se vázaný na glukózu v sacharóze. Je 1,4 x sladší než cukr (sacharóza), ale má nižší glykemický index (32), proto je vhodný i pro diabetiky.
Glukózový sirup – vyčištěný koncentrovaný roztok cukrů získaných částečnou kyselou hydrolýzou škrobu, inulínu nebo jejich kombinací. Škrobový sirup obsahuje 20 % D-glukózy vedle řady jejích oligomerů.

2. Náhradní sladidla

Syntetická sladidla - identická s přírodními

Cukerné alkoholy – polyoly: jsou to produkty redukce monosacharidů, v lidském těle jsou metabolizovány (fermentovány) v tlustém střevě na nižší mastné kyseliny a mají tak relativně nízkou energetickou hodnotu. Mají příjemnou lahodnou chuť, jejich sladivost je většinou nižší ve srovnání se sacharózou. Mají vyšší endotermní rozpouštěcí entalpii, což při použití vyvolává chladivý pocit v ústech. Nezpůsobují tvorbu zubního kazu a jsou vhodným sladidlem pro diabetiky. Jejich nevýhodou jsou mírné laxativní účinky při vyšší spotřebě (viz tabulka: LT). Z tohoto důvodu se musí na obalech potravin uvádět v souvislosti s použitím polyolů v potravinách upozornění, že nadměrná konzumace může vyvolat projímavé účinky.  

LT – Laxation treshold, maximální doporučená denní dávka na osobu

Sorbitol (E420)

Chemicky se jedná o D-glucitol, který se průmyslově vyrábí hydrolýzou škrobu nebo sacharózy. Má příjemně sladkou chuť a asi poloviční sladivost než sacharóza. V rostlinné říši je velmi rozšířen, nejznámějším zdrojem je jeřabina. Je to nejpoužívanější alkoholický cukr. Použití tohoto sladidla je u diabetiků limitováno. Ve vyšších dávkách (viz tabulka) může vlivem vysokého osmotického tlaku vyvolat průjem. Také se zjistilo, že se buňky diabetiků zbavují sorbitolu obtížněji a vlivem zmiňovaného vysokého osmotického tlaku může docházet k hydrolýze buněk. Zcela jistě je sorbitol spoluviníkem slábnoucího zraku až slepoty a rizika amputací u diabetiků.

Mannitol (E421)

Je to hexahydroalkoholický cukr a je isomerní se sorbitolem. Vyskytuje se přirozeně v různých rostlinách např. řepě, celeru, olivách a mořských řasách. Toto sladidlo je o něco méně sladší než cukr, má menší kalorickou hodnotu a způsobuje méně zubních kazů než cukr. Vhodný pro diabetiky. Používá se hlavně při výrobě žvýkaček a také ve farmacii k výrobě žvýkacích tablet. V léčivech se používá k ochraně ledvin před selháním (osmotické diuretikum) – k intravenózní infuzi. Vyvažuje elektrolytickou nerovnováhu.

Isomalt (E953)

Jiný název je palatinit a jedná se o ekvimolární směs dvou látek pocházejících z manitolu a sorbitolu. Je o polovinu méně sladký než sacharóza, ale ve spojení s ostatními polyoly se zvyšuje sladivost izomaltu a dále zvýrazňuje přirozenou chuť potravin. Používá se zejména do cukrovinek a dalších sladkých potravin. Výhodou je, že izomalt je nízkoenergetickým sladidlem, chutná jako sacharóza a nezanechává v ústech pachuť. Nezpůsobuje tvorbu zubního kazu a je vhodným sladidlem pro diabetiky.

Maltitol (E965)

Maltitol je cukerný alkohol odvozený od cukru maltózy. Jeho sladivost je srovnatelná s cukrem, ale má ve vyšších dávkách (viz tabulka) projímavé účinky. Maltitol se vyrábí zejména ve formě sirupu, který se používá do receptur různých potravin, v práškové formě je surovinou do čokolád.

Laktitol (E966)

Laktitol se vyrábí redukcí mléčného cukru laktózy. Laktitol má uplatnění v mléčných výrobcích a je cukernou složkou diabetických mléčných čokolád. Využívá se rovněž jako léčivo při terapii hepatické encefalopatie.

Xylitol (E967)

D-Xylitol se vyrábí redukcí D-xylózy, která se získá hydrolýzou hemicelulos bohatých na D-xylózu, např. ze dřeva břízy nebo kukuřičného šustí. Xylitol je stejně sladký jako cukr, ale má nižší kalorickou hodnotu. Xylitol se široce uplatnil jako nízkoenergetické sladidlo při výrobě žvýkaček či cukrovinek pro diabetiky, nezpůsobuje kazivost zubů. Při rozpouštění v ústech vyvolává příjemný pocit chladu.

Erytritol (E968)

Je to čtyřuhlíkatý alkoholický cukr. Vyrábí se fermentací D-glukózy. Běžně se vyskytuje v ovoci, zelenině a také v semenech rostlin a v houbách. Ze všech přírodních sladidel má nejnižší kalorickou hodnotu a téměř nulový glykemický index. Erythritol díky malé molekule prochází stěnou tenkého střeva a je z organismu vylučován močí. Je vhodný jako sladidlo pro diabetiky.

Syntetická sladidla

Acesulfam K (E950)

Jedná se o stabilní nekalorické sladidlo 200x sladší než cukr. Patří do skupiny syntetických sladidel – oxatiazinondioxidů.  Po chemické stránce se jedná o heterocyklus s atomy kyslíku, dusíku a síry. Zanechává v ústech hořkou pachuť, proto se zřídka používá samostatně jako sladidlo, spíše se používá ve směsi sladidel zvláště v kombinaci s aspartamem. Jeho přijatelný denní příjem (ADI) byl stanoven na max 9 mg na jeden kilogram tělesné hmotnosti a den. Původní testy na zvířatech naznačovaly možnost karcinogenity tohoto sladidla, toto podezření se však neprokázalo. Velké dávky acetoacetamidu (produktu rozpadu acesulfamu K) ovlivňovaly funkci štítné žlázy u pokusných zvířat. V malých dávkách acesulfam K není škodlivý. Zatím nebyly s jistotou prokázány žádné toxické účinky.

Aspartam (E951)

Aspartam je methylester dipeptidu aspartylfenylalaninu. Vyrábí se ze dvou aminokyselin – kyseliny L-asparágové a L-fenylalaninu. Je 200x sladší než cukr a jeho chuťový profil je velmi blízký cukru. Jeho stabilita je závislá na vlhkosti potraviny, na podmínkách zpracování a skladování. V produktech s obsahem vlhkosti do 8 % při skladovacích teplotách do 55 ºC je aspartam velmi stabilní. Největší význam pro stabilitu rozpuštěného aspartamu má teplota a pH. Aspartam je stabilní v rozmezí pH 3,0 – 5,0, kam spadá většina potravin, za přijatelných lze považovat rozsah 2,5 až 5,5. Rozkladné produkty jsou dipeptid L-aspartyl-L-fenylalanin a hlavně diketopiperazin, který není toxický, ale způsobuje ztrátu sladivosti. Výživová hodnota aspartamu  je 4 kcal/g, ale vzhledem k jeho vysoké sladivosti a nízkému dávkování se jedná o nízkokalorické sladidlo vhodné i pro diabetiky. Není vhodné pro fenylketonuriky, protože je zdroj fenylalaninu. Jeho přijatelný denní příjem (ADI) je velmi vysoký, byl stanoven na max 40 mg na jeden kilogram tělesné hmotnosti a den. Aspartam byl podezírán z možné karcinogenity, ale opakované studie toto nepotvrdily. Aspartam je v současné době jedno z nejdůkladněji testovaných potravinářských aditiv a obvykle konzumované dávky nemohou působit toxicky.

 
Kyselina cyklámová a její sodná a vápenatá sůl (E952)

Běžně se tyto látky označují jako cyklamáty a po chemické stránce to jsou soli kyseliny cyklohexylsulfamové. Cyklamáty jsou nekalorická sladidla asi 30x sladší než cukr. Díky této nízké relativní sladivosti je nutné používat poměrně vysoké dávky. Avšak jejich přijatelný denní příjem (ADI) byl stanoven na max 7 mg na jeden kilogram tělesné hmotnosti a den, proto se používá spíše ve směsi sladidel než samostatně. Výhrady proti cyklamátu se zakládají na zjištění z roku 1967, že produkty jeho metabolismu jsou karcinogenní. Množství 0,1 a,ž 0,9%  cyklamátu se v těle metabolizuje na výsledný cyklohexylamin, který je velmi toxický, případně až na dicyklohexylamin, který je karcinogenní. Na základě toxikologických testů byly cyklamáty pro podezření z karcinogenity v řadě států zakázány. V současné době převládá názor, že cyklamáty nezpůsobují rakovinu přímo, ale spíše zvyšují sílu jiných karcinogenů. U nás je jeho používání povoleno, ale nedoporučuje se dětem a těhotným ženám.

Sacharin a jeho sodná, draselná a vápenatá sůl (E954)

Jedná se o sůl anhydridu sulfaminobenzoové kyseliny a je to nejstarší a nejdéle používané náhradní sladidlo. Jedná se o stabilní nekalorické sladidlo 300x sladší než cukr. Po vstřebání ze střeva se rychle vyloučí ledvinami. Jeho sladká chuť je doprovázena hořkou a kovovou pachutí, proto se používá ve směsi sladidel a ne samostatně. Jeho přijatelný denní příjem  (ADI) je poměrně nízký: max 5 mg na jeden kilogram tělesné hmotnosti a den. Jeho použití se nedoporučuje dětem do tří let, těhotným ženám a kojícím matkám. Epidemiologická studie provedená americkým Národním ústavem pro výzkum rakoviny zjistila, že používání sacharinu je spojeno s vyšším výskytem rakoviny močového měchýře. Nežádoucí účinky sacharinu jsou často připisovány nečistotám obsaženým v tomto sladidlu. Z tohoto důvodu se v posledních letech věnuje více péče odstraňování těchto nečistot během výroby.

Sukralóza (E955)

Jedná se o stabilní nekalorické sladidlo vyrobené z cukru (sacharózy), kdy tři hydroxylové skupiny jsou nahrazeny chloridovými ionty (1´,4,6´-trichlorgalaktosacharóza). Tato změna ve struktuře způsobila, že sukralóza je  600x sladší než cukr a pouze malá část (15 %) je po požití absorbována organismem a zbytek se vylučuje stolicí beze změny. Její přijatelný denní příjem (ADI) je max 15 mg na jeden kilogram tělesné hmotnosti a den.

Provedené studie potvrdily, že sukralóza je netoxická, není karcinogenní, teratogenní ani mutagenní, je vhodná jak pro děti tak pro těhotné. Chuťově připomíná cukr a nevyvolává žádnou následnou pachuť. Nemá žádný vliv na metabolismus cukrů, je tedy vhodná i pro diabetiky. Je vhodná i pro osoby trpící fenylketonurií. Nepodporuje vznik zubního kazu. Vyznačuje se vysokou stabilitou při zpracování a skladování. Je mimořádně stabilní při vysokých teplotách, je vhodná na pečení, vaření a konzervaci.

Neoherperidin DC (E959)

Dihydrochalkon neohesperidinu je vyroben hydrogenací neohesperidinu, flavonoidu vyskytujícího se v přírodě v hořkých pomerančích. Jeho sladivost je přibližně 1 000x vyšší než cukr a vykazuje pomalu nastupující a zvolna odeznívající chuť připomínající mentol. V hořkých lécích a grapefruitových džusech může snižovat hořkost a dodávat sladkou chuť. Používá se často v kombinaci s jinými sladidly. Je odolný vůči teplotě a relativně odolný i vůči kyselé hydrolýze až do pH=2. Jeho přijatelný denní příjem (ADI) je max 5 mg na jeden kilogram tělesné hmotnosti a den. Nejsou známé žádné nežádoucí účinky této látky.

Neotam (E961)

Neotam se chemicky podobá aspartamu (=metylesteru dipeptidu složeného z aminokyselin: kyseliny L-asparagová a L-fenylalaninu), přičemž k aminoskupině asparagové kyseliny má připojenu 3,3-dimetylbutylovou skupinu. Přítomností této skupiny se blokuje štěpení peptidové vazby mezi asparagovou kyselinou a fenylalaninem a to vede k tomu, že se fenylalanin neuvolňuje a neotam tak mohou konzumovat i osoby s fenylketonurií. Jedná se o sladidlo, které je až 8000x sladší než sacharóza, je tepelně stabilní (především, pokud se vyskytuje v sušených potravinách), ovšem v potravinách s nízkým pH je stabilní pouze po dobu dvou až třech měsíců. Jeho přijatelný denní příjem (ADI) je max 2 mg na jeden kilogram tělesné hmotnosti a den.

Sůl aspartamu-acesulfamu (E962)

Sůl aspartamu-acesulfamu je intenzivní sladidlo obsahující iontovou vazbu aspartamu a acesulfamu. Sůl se připravuje krystalizací ze zahřátého kyselého roztoku aspartamu a acesulfamu K v poměru 2:1 (hmot.). Draslík a voda se odstraní. Sůl je stabilnější než samotný aspartam. Obsahuje 64 % aspartamu a 36 % acesulfamu a je přibližně 350x sladší než cukr, chuť je podobná cukru. Na aspartam a acesulfam obsažené v soli aspartamu-acesulfamu se vztahují stejné přijatelné denní příjmy (ADI) jako pro jednotlivé sloučeniny: aspartam (max 40 mg/kg/den) a acesulfam K (max 9 mg/kg/den). Sůl aspartamu-acesulfamu je vhodná do žvýkaček jako pomalu se uvolňující sladidlo a dále se používá  všude tam, kde se běžně používá aspartam a acesulfam K.

Přírodní sladidla

Thaumatin (E957)

Thaumatin je přírodní sladidlo extrahováno ze západoafrického ovoce Katemfe (Thaumatococcus daniellii). Je to bílkovinná látka obsahující 207 aminokyselin o molekulové hmotnosti 22 204. Tento protein je přibližně 3 000x sladší než sacharóza, dobře rozpustný ve vodě a odolný vůči zvýšené teplotě, vyznačující se však pachutí lékořice. Z tohoto důvodu je vhodný zvláště v kombinaci s ostatními sladidly a používá se především při výrobě cukrovinek. Thaumatin má dále schopnost modifikovat chuti jiných přísad a na druhé straně potlačovat chutě nežádoucí. V lidském organismu se metabolizuje jako ostatní bílkoviny. Mnohé studie na lidský organismus i na organismus zvířat neprokázaly žádné negativní účinky. Použití thaumatinu v potravinách je považováno za bezpečné.

Steviolglykosidy (E960)

Jedná se o nové čistě přírodní nekalorické vysoce intenzivní sladidlo získané z listů Stévie rebaudiana Bertoni. Lístky stévie obsahují přirozeně se vyskytující sladké sloučeniny – steviolglykosidy, z nichž nejvýznamnější jsou rebaudosidy A, B, C, D, E, dulcosid a steviosid. Každá tato látka má však jinou sladivost a jiný chuťový profil, některé se vyznačují nahořklou pachutí. Pro použití v potravinách má největší význam rebaudosid A,  který je 300x sladší než sacharóza a vyznačuje se čistou sladkou chutí s pozdějším nástupem sladkosti a delším přetrvávajícím sladkým efektem. Přijatelný denní příjem (ADI) pro steviolglykosidy, vyjádřený jako ekvivalent steviolu je 4 mg/kg tělesné hmotnosti na den.