Подсластители в питании больных сахарным диабетом

 

 

С учетом негативной роли пищевых сахаров в развитии сахарного диабета (СД) и сердечно-сосудистых заболеваний рассматриваются вопросы применения различных подсластителей и продуктов на их основе. Подсластители не обладают лечебными свойствами, но их можно отнести к средствам "профилактической фармакологии", так как их систематическое употребление вместо сахара улучшает течение СД, помогает соблюдать больным диетические рекомендации, улучшает результаты лечения и профилактики ожирения, способствуя предупреждению сердечно-сосудистых заболеваний. Представлены данные о свойствах природных и синтетических подсластителей, из числа которых при СД наиболее целесообразно применение препаратов на основе аспартама и экстракта стевии (стевиозида).

 

Число больных сахарным диабетом (СД) стремительно растет и к 2010 г. составит 300 млн. человек. Это заболевание становится неинфекционной эпидемией XXI в.

Одна из серьезных проблем современного общества состоит в том, что человек, вооружившись научными и техническими знаниями, пытается исправить или улучшить природу, зачастую получая результаты, наносящие ему вред. В настоящее время доступна любая пища. Но это не означает, что современный человек питается правильно, т. е. в соответствии с возможностями своей пищеварительной системы и потребностями организма. На протяжении тысячелетий люди, как и другие представители животного мира, питались естественными продуктами, не используя рафинированные (очищенные) сахара и жиры.

Избыточное потребление очищенных простых сахаров требует выделения большого количества инсулина. Минимум три раза в день на протяжении всей жизни происходит воздействие на организм рафинированных сахаров, которое на фоне избыточной массы тела может привести к нарушению углеводного обмена.

Углеводы являются "сырьем" для обеспечения энергией жизненных процессов, поэтому природа позаботилась о том, чтобы этот вид пищи воспринимался с удовольствием. И это ощущение так укрепилось в психологии людей, что слова "сладкая жизнь", "сладострастие" и т. п. стали употребляться для обозначения особого состояния души.

Установлено, что строгого соответствия между химическим строением молекулы пищевых веществ и вкусовыми рецепторами не существует. Наиболее выраженное несоответствие между строением и вкусом проявляется у горьких и сладких веществ. Сладкий вкус вызывают различные вещества: сахара, спирты, аминокислоты, белки и др.

Для удовлетворения стремления к получению приятных ощущений от сладкой пищи цивилизованное человечество в течение последних двух столетий широко использует сахар. И хотя белый (рафинированный) сахар занимает лишь около трети в общем объеме потребляемых углеводов, именно он способствует развитию различных заболеваний.

 

Наиболее полезными, дающими энергию организму, являются сложные углеводы, которые находятся в цельных зернах злаковых, овощах, бобовых, фруктах, содержащих кроме них еще и витамины, клетчатку, растительные белки, минеральные соли и органические кислоты. Сложные углеводы состоят из длинных цепочек молекул сахарозы, медленно усваиваются и поэтому не вызывают резких подъемов уровня сахара в крови. Кроме того, волокна, содержащиеся в этих продуктах, вызывают чувство насыщения.

По сравнению с другими углеводами, которые содержатся в муке, макаронных изделиях, кашах, сахар характеризуется исключительной быстротой усвоения. Под действием ферментов пищеварительного тракта сахароза сразу же расщепляется на глюкозу и фруктозу, поступающие в кровь. Повышение концентрации глюкозы в крови служит сигналом для выделения из поджелудочной железы инсулина, который, стимулируя активность фермента глюкокиназы в клетках печени, способствует присоединению фосфора к молекуле глюкозы.

В таком виде она расщепляется в организме до воды и углекислого газа, выделяя энергию. При чрезмерном поступлении сахара в организм избыток глюкозы, не истраченной на энергетические нужды и не депонированной в печени в виде гликогена, может превращаться в нейтральные жиры. Жир, откладывающийся в жировых депо, может стать причиной развития ожирения.

Известно, что ожирение является фактором риска развития СД типа 2 и у лиц с избыточной массой тела это заболевание встречается в 5—10 раз чаще, чем у людей с нормальным весом. Избыточное потребление сахара в определенной мере обусловливает гиперхолестеринемию, которая играет важную роль в развитии сердечно-сосудистых заболеваний. Злоупотребление сладким является существенным фактором развития атеросклероза, инфаркта миокарда и артериальной гипертензии.

 

Уменьшить потребление сахара непросто - велика сила привычки. Поэтому неуклонно растут объемы промышленного производства кондитерских изделий, сладких, газированных напитков и множества других сахаросодержащих продуктов. В США среднее годовое потребление сахара на одного человека с 1900 по 2000 г. увеличилось с 2,5 до 63 кг на душу населения [3].

С учетом негативной роли пищевых сахаров в развитии СД и сердечно-сосудистых заболеваний встает вопрос о разработке и внедрении подсластителей и продуктов на их основе. Подсластители не обладают лечебными свойствами, но иx можно отнести к средствам "профилактической фармакологии", т. к. их си­стематическое употребление вместо са хара улучшает течение СД, помогает больным соблюдать диетические реко­мендации, улучшает результаты лечения и профилактики ожирения, способствуя предупреждению сердечно-сосудистых заболеваний.

При СД важно свести до минимума потребление легкоусвояемых углеводов, поскольку их прием вызывает резкое повышение уровня сахара крови. Целесообразно заменить эти углеводы подслащивающими веществами, которые удовлетворяли бы потребность больного диабетом в сладком. Они должны иметь определенные вкусовые качества и не вызывать негативных последствий. Поэтому к подсластителям предъявляются определенные требования, основными из которых являются:

Применение подсластителей не является необходимостью с физиологической точки зрения. Их использование связано с психологией человека, традициями, привычками потреблять сладкую пищу.

 

Подсластители различаются по способу получения, степени участия в обмене веществ, безопасности, переносимости, интенсивности сладости.

По способу получения все подсластители делятся на природные и синтетические (табл. 1).

 

Тип подсластителя	Название подсластителя	Сладость (сахароза = 1)
Природные	Тауматин	2000,0-3000,0
	неогесперидин ДС	1500,0
	стевиозид	200,0-300,0
	мед (фруктоза + глюкоза)	1,30
	фруктоза	1,73
	глюкоза	0,74
	мальтоза	0,32
	галактоза	0,32
	лактоза	0,16
Синтетические	Сукралоза	600,0
	сахарин	300,0
	аспартам	200,0
	ацесульфам К	200,0
	цикламат	30,0
	ксилит	1,2
	мальтитол	0,9
	сорбит	0,6
	маннит	0,4

 

Очень важным аспектом применения подсластителей является их безопасность. Для проверки безопасности и определения средней дозы подсластителя необходимо определить возможный стократный экспериментальный уровень его потребления. Нормы потребления выработаны для синтетических подсластителей.

Все подсластители имеют определенные преимущества и недостатки. Поэтому в настоящее время рекомендуется смешивать малые дозы разных посластителей. При таком смешивании уменьшаются их побочные эффекты и улучшаются вкусовые качества.

Некоторые подсластители принимают участие в обмене веществ, метаболизируются в организме, незначительно стимулируют секрецию инсулина, имеют определенную энергетическую ценность.

В связи с этим посластители условно делятся на две большие группы:

1. Калорийные, принимающие участие в обмене веществ (равные по калорийности глюкозе, при сгорании 1 г выделяется 4 ккал энергии).

2. Некалорийные, не принимающие участия в обмене веществ (калорийность составляет 0 ккал).

 

К калорийным подсластителям относят:

 

С 2003 г. по решению Международной ассоциации по подсластителям фруктозу, ксилит и сорбит относят к группе заменителей (аналогов) сахара. В настоящее время рынок продуктов для больных СД насыщен продуктами и безалкогольными напитками на фруктозе, т. к. она обладает консервирующим свойством.

 

Фруктоза всасывается в два-три раза медленнее, чем сахароза, поэтому при ее разовом приеме наблюдается более низкая постпрандиальная гликемия. Однако не рекомендуется применять ее в качестве подсластителя при производстве продуктов питания как для больных СД, так и для людей с избыточной массой тела. При длительном приеме фруктоза способствует повышению уровней холестерина и триглицеридов. В организм больного СД фруктоза должна поступать с натуральными фруктами, ягодами и овощами. Отсутствуют биохимические обоснования преимущественного использования фруктозы при СД в сравнении с глюкозой. В организме человека фруктоза легко превращается и глюкозу.

 

Сорбит и ксилит (многоатомные спирты — полиолы) содержатся в растениях. Для пищевой промышленности их получают искусственным путем. Они медленно всасываются в кишечнике (в пять-шесть раз медленнее сахарозы), поэтому при их потреблении не происходит выраженного повышения гликемии. Кроме того, ксилит и сорбит имеют такую же энергетическую ценность, как сахароза и фруктоза. После всасывания в кишечнике ксилит и сорбит превращаются в печени в гликоген и расщепляются в общем цикле обмена углеводов с выделением энергии. Они оказывают слабое активирующее действие на секрецию инсулина, стимулируют выделение желудочного сока и желчи, обладают выраженным послабляющим эффектом. Около 3 % принятой дозы ксилита или сорбита выводится почками в неизменном виде. В дозе до 50 г не обладают послабляющим эффектом. Ограничений к приему сорбита и ксилита нет.

 

Мальтитол (полиол) состоит из молекулы глюкозы и сорбита. Производится путем гидрогенизации мальтозы. В организме распадается до глюкозы и сорбита. Энергетическая ценность мальтитола — 2,4 кал/г. Не вызывает резкого повышения гликемии после всасывания. В печени превращается в гликоген. Расщепление происходит с выделением энергии. Применяется без ограничений.

 

 

В группу некалорийных подсластителей входят:

 

Аспартам - низкокалорийный синтетический подсластитель. Химическая формула состоит из двух аминокислот - L-изомера аспарагиновой кислоты и метилового эфира L-фенилаланина, которые входят в состав белков растительного и животного происхождения. Как сахарозаменитель используется с 1974 г. В кишечнике человека под влиянием ферментов аспартам распадается на аспарагиновую кислоту, фенилаланин (незаменимую аминокислоту) и небольшое количество метанола, который содержится во многих продуктах. Аспартам теряет сладость в сильнокислых и слабощелочных средах (чай с лимоном) и при нагревании свыше 196 °С. Одной чайной ложке сахара соответствуют 18—20 мг аспартама. Ежедневная суточная доза составляет 40 мг/кг массы тела.

Используют аспартам при приготовление джемов, варенья, жевательной резинки, соков и др. [4]. Аспатрам не стимулирует выделение инсулина из b-клеток поджелудочной железы [2]. Его можно применять людям с избыточной массой тела, беременным, кормящим матерям, детям. Противопоказан лицам с фенилкетонурией - редкой наследственной патологией. Аспартам применяется более чем в 100 странах мира. С 1994 г. его комбинируют с ацесульфамом калия, который в 350 раз слаще сахарозы.

 

Сахарин — низкокалорийный синтетический подсластитель. Используется в мире с 1884 г. По химической структуре сахарин является имидом о-сульфобензойной кислоты. Как посластитель применяется натриевая соль сахарина, хорошо растворимая и в холодной и в горячей воде. В желудочно-кишечном тракте сахарин всасывается не полностью.

На 90 % сахарин выделяется в неизменном виде с мочой и на 8 % - с калом. Приблизительно 2 % всосавшегося сахарина метаболизируется в организме человека с образованием о-сульфобензойной кислоты. С осторожностью сахарин необходимо применять у пациентов с почечной недостаточностью и беременным женщинам. Он проникает через плацентарный барьер и накапливается в организме плода. Не рекомендуется его использование в детской практике. Сахарин не влияет на секрецию инсулина.

Длительное время в мире велись дебаты о безопасности сахарина. Исследования, проведенные в 1970-е годы, показали, что применение больших доз сахарина (10 % общего объема корма) вызывает у крыс рак мочевого пузыря [10]. В связи с этим использование сахарина запрещено в США и Канаде. Последующие исследования не подтвердили связь рака мочевого пузыря с приемом сахарина. В 1994 г. сахарин стал использоваться во всех странах Западной Европы, а с 2000 г. - в США. Рекомендуемая суточная доза составляет до 5 мг/кг массы тела. Сахарин применяют для приготовления безалкогольных напитков, джемов, мармелада, соков, зубной пасты и др. В настоящее время широко используется сочетание двух подсластителей: 4 мг сахарина и любого другого посластителя в дозе 40 мг.

Это позволяет уменьшать горький привкус сахарина и усиливать сладкий вкус.

 

Ацесульфам калия - один из самых популярных подсластителей, используется с 1967 г. По химическому строению является производным оксатиазина: 3,4 дигидро-6-метил-1,2,3-окситиазин-4-ОН-2-диоксида калиевая соль. Ацесульфам калия не метаболизируется в организме и выделяется почками в неизменном виде в течение 24 часов. Устойчив к нагреванию, поэтому может использоваться при приготовлении горячей пищи, требующей кипячения, и кондитерских изделий джемов, мармеладов), жевательной резинки, зубной пасты. Условно безопасная доза составляет 7—9 мг/кг массы тела [1]. Необходимо ограничивать потребление при хронической почечной недостаточности и других заболеваниях, требующих ограничения приема калия. Ацесульфам калия может употребляться людьми с избыточной массой тела, ожирением, больными СД, т. к. он не влияет на секрецию инсулина. Используется в 100 странах мира.

 

Сукралоза - производное сахарозы, полученное путем замены гидроксильных групп на хлор. Создана в 1976 г. Хорошо растворяется в воде, стабильна во внешней среде, метаболизируется в организме человека, не стимулирует секрецию инсулина, не влияет на уровень гликемии [9]. Сукралоза используется в промышленных масштабах при приготовлении напитков, молочных продуктов, гадостей. Безопасна, может применяться больными СД, лицами с ожирением, детьми и беременными женщинами. Согласно рекомендациям Объединенного экспертного совета по пищевым продуктам и Объединенного комитета по пищевым добавкам ВОЗ, ежедневная доза потребления сукралозы составляет 15 мг/кг массы тела.

 

Цикламат - натриевая и калиевая соль циклогексилсульфамовой кислоты. Используется с 1950 г. Хорошо растворим в воде и устойчив во внешней среде. В опытах на мышах показано, что метаболиты цикламата обладают тератогенным действием. Он проникает через плацентарный барьер и в молоко, поэтому не рекомендуется для использования кормящими и беременными женщинам. Метаболизируется в кишечнике и выделяется в неизменном виде кишечником (60 %) и почками (40 %); резорбированный цикламат метаболизируется до циклогексиламина [5]. В 1960-70-е гг. в связи с получением результатов опытов на животных в США и Великобритании было принято решение о запрещении использования цикламата. Однако по мере накопления научных данных в 2000 г. Европейская комиссия Научного комитета по питанию разрешила применять цикламат в дозе 7 мг/кг массы тела. Правда, в настоящее время цикламат используется как подсластитель крайне редко из-за низкого коэффициента сладости. Употребление цикламата разрешено в настоящее время более чем в 50 странах мира, однако у специалистов сохраняется настороженное отношение к нему. Комбинируется с другими подсластителями.

 

Неогесперидин ДС — низкокалорийное сладкое вещество, содержащееся в цитрусовых. Получают из кожи горького (сивильского) апельсина. Флавоноиды цитрусовых после каталитического гидрирования приобретают сладкий вкус и ментоловый холодок. Неогесперидин известен с 1968 г. Он слаще сахарозы в 1500—1800 раз. Стабилен во внешней среде. Менее токсичен, чем сахарин и цикламат. С 1994 г. Европейский парламент разрешил использовать неогесперидин ДС во всех странах ЕС в дозе 0,5 мг/кг массы тела. Применяется для приготовления безалкогольных напитков, жевательной резинки, мороженого, джемов, мармелада, соков, зубной пасты. Неогесперидин ДС можно комбинировать с другими подсластителями. Поступая в кишечник, он не адсорбируется и метаболизируется под влиянием микрофлоры кишечника. Используется как ароматизатор в промышленных масштабах.

 

Тауматин — низкокалорийное сладкое вещество белковой природы. Получают из африканского фрукта катемфе (ярко-красные плоды треугольной формы, содержат сладкое вещество в мембранной части семян) с 1996 г. Сладость тауматина в 1600 раз выше, чем у сахарозы [8]. Стабилен во внешней среде и используется для улучшения вкуса и запаха в различных продуктах. Безопасность тауматина подтверждена Комитетом ФАО/ВОЗ и Европейским парламентом. Применяется в комбинации с другими подсластителями для приготовления пищевых продуктов, витаминов, жевательной резинки, соевых соусов, рыбных консервов, пикантных острых закусок и др.

 

Глицирризин - природный подсластитель, получаемый из корня голой солодки. Используют для приготовления шипучих напитков, пива, кваса, шоколада, пастилы. Применяется в качестве подсластителя и ароматизатора в пищевой промышленности при производстве халвы, конфет и т. д. В 100 раз слаще сахарозы. Не растворим в холодной воде, но хорошо растворяется в горячей. Имеет специфический привкус и аромат.

 

Стевиозид - природный подсластитель, вырабатываемый из листа растения стевии (Stevia rebaudiana Bertoni). Это сладкое травянистое растение, родина которого - Южная Америка (Парагвай). Растет в болотистой местности. Издавна местные племена использовали его для подслащения чаев, горьких лекарственных средств. Стевия родственна подсолнечнику, ноготкам, хорошо адаптируется к условиям внешней среды. В настоящее время ее культивируют и за пределами Парагвая — в Японии, Китае, Корее, США, Бразилии, Украине, России.

Комплекс сладких веществ стевии состоит из восьми компонентов, различающихся как по степени сладости, так и по количественному содержанию в листьях. По химическому строению сладкие вещества стевии являются тетрациклическими дитерпеновыми гликозидами. Ферментативный гидролиз стевиозида приводит к образованию трех молекул D-глюкозы и одной молекулы безвкусного агликона стевиола. Структура стевиола подобна таковой стероидных гормонов. Стевиозид представляет собой белый кристаллический гигроскопический порошок с температурой плавления 196-198 °С, легко растворимый в воде. Он устойчив к высокой температуре и поэтому может использоваться для изготовления диетических и консервированных продуктов. Стевиозид в 300 раз слаще сахарозы и имеет характерное послевкусие.

Кроме стевиозида листья стевии содержат и другие сладкие гликозиды — ребаудиозиды (А, В, С, D и Е), дулиобиозид и стевиолбиозид с различной степенью сладости (от 50 до 450) по отношению к сахарозе. Наиболее сладким из них является ребаудиозид А (степень сладости - 350-450).

Прием стевии не приводит к повышению уровня сахара крови даже в концентрации, в 10-15 раз превышающей рекомендуемое среднесуточное потребление [7].

Из компонентов стевии наиболее широкое распространение в качестве подсластителя получил стевиозид, т. к. его содержание в растении более высокое. Технология выделения стевиозида из листьев довольно сложная. Были попытки синтезировать это соединение, получены некоторые аналоги, обладающие сладким вкусом. Большой интерес к стевиозиду проявлен в Японии еще в 1970 г. К 1978 г. продажей продукции, экстрагируемой из листьев стевии, уже занимались 12 компаний. По мнению японских специалистов, стевиозид перспективен в экономическом плане: он втрое дешевле сахара. В 2004 г. Объединенный комитет по пищевым добавкам ВОЗ утвердил применение стевиоловых глюкозидов в качестве пищевых добавок в дозе до 2 мг/кг массы тела. С 2005 г. в мире применяется ферментативно гликозилированный экстракт стевии. Он зарегистрирован в России под названием Greenlite (Гринлайт), производится компанией Stevian Biotechnology Corporation Sdn Bhd (Малайзия).

Очень важной является продемонстрированная во многих исследованиях безопасность стевиозида [6]. Более 1 тыс. тонн экстракта стевии ежегодно потребляется в Японии без единого сообщения о токсичности.

Препараты из листьев стевии широко применяются для приготовления самых разнообразных продуктов питания: различных десертов, мороженого, вафель, жевательных резинок, газированных напитков, соусов, рыбных паст, диетических продуктов. Японские и бразильские потребители используют экстракт стевии как безопасный и бескалорийный естественный подсластитель. Традиционно стевия используется в виде измельченного травяного порошка, настойки, настоя, чая из самого растения или добавки к другим травяным чаям. Порошок листа стевии можно добавлять во все блюда, где обычно используется сахар, - каши, супы, напитки, чаи, молоко, кефир, йогурты, кондитерские изделия и др. Таким образом, гликозиды стевии удовлетворяют всем требованиям, предъявляемым к подсластителям: имеют высокий коэффициент сладости и низкую энергетическую ценность, устойчивы при нагревании, легко растворяются и дозируются, утилизируются без инсулина, не оказывают вредного воздействия на организм.

 

Торговое название	Состав
LIFT-TON, Сусли	В 1 таблетке: цикламат 40 мг, сахарин 6,6 мг
СусЛюкс - Аспартам	Аспартам, дозы не указаны
СусЛюкс - Сахарин	Сахарин, дозы не указаны
Сурель Голд, Рио Сан, Аргосластин	Аспартам и ацесульфам калия, дозы не указаны
Свирмикс, Мирмикс	Аспартам, сахарин, цикламат и ацесульфам калия, дозы не указаны
Sweet Time, Сладекс, Свитли	Аспартам 18 мг в 1 таблетке
Сукразид, Сукра	Сахарин 18 мг в 1 таблетке
Аспартам	Аспартам 21 мг в 1 таблетке
Милфорд, Рио, Цукли	В 1 таблетке: цикламат 40 мг, сахарин 4 мг
Greenlite	Экстракт стевии 23 мг на порцию

 

В настоящее время все более широкое применение находят комбинированные подсластители, что обусловлено минимизацией дозы каждого из компонентов, более высокой степенью сладости, отсутствием токсичности (табл. 2). Комбинированные подсластители имеют коэффициент сладости около 300, хорошо растворимы в воде, характеризуются отсутствием постороннего привкуса.

У некоторых врачей имеется настороженное отношение к подсластителям. В связи с этим они активно не рекомендуют пациентам использование их в питании. Потребность в сладком больные СД и ожирением удовлетворяют продуктами, содержащими сахар, что приводит к ухудшению показателей углеводного обмена. Поэтому необходимо информировать больных СД, лиц с избыточной массой тела, больных ожирением о необходимости использовать в питании подсластители.

 

Таким образом, продукты питания, в состав которых входят фруктоза, ксилит, сорбит, не являются диабетическими, т. к. они калорийны и вызывают повышение уровня сахара в крови. Существует достаточное количество современных, безвредных, безкалорийных подсластителей, не влияющих на показатели гликемии, которые рекомендуется применять больным СД, людям с избыточной массой тела и ожирением. Из двух групп подсластителей (синтетических и природных) для больных СД наиболее подходят препараты на основе аспартама и экстракта стевии.