شیرین کننده‌های مصنوعی پرفروش در بازار مواد شیمیایی ایران

امروزه مصرف شیرین کننده‌های مصنوعی به علت قیمت و مضرات کمتر نسبت به شکر که به سم سفید مشهور شده است روز به روز در صنایع غذایی افزایش چشمگیری می‌یابد. مقدار مصرف کمتر به علت شیرین کنندگی چند صد برابر این نوع شیرین کننده‌ها سبب شده عوارض کمتری برای سلامتی در مقایسه با شکر داشته باشند.

شیرین کننده‌ها هر نوع ماده افزودنی طبیعی یا مصنوعی هستند که به غذاها و نوشیدنی‌ها طعم شیرین می‌بخشند. این ترکیبات علاوه بر قدرت شیرین کنندگی، ممکن است در فرآیندهایی مانند نگهداری مواد غذایی، تخمیر، پخت (کمک به بهبود بافت، لطافت و خمیرمایه)، قهوه‌ای شدن و کاراملی شدن مواد غذایی استفاده شوند.

شیرین کننده‌های طبیعی می‌توانند مغذی و خوش‌طعم هم باشند و از این‌رو هم به عنوان غذا و هم طعم دهنده مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال، از آنجا که قند معمولی و سایر شیرین کننده‌های مغذی مانند عسل و شربت ذرت با مشکلات سلامتی (مانند چاقی و پوسیدگی دندان) در ارتباط هستند و یا حتی تهدیدی برای زندگی (برای بیماران دیابتی) محسوب می‌شوند، از قرن نوزدهم تلاش برای تولید شیرین کننده‌های غیر مغذی که در معرض متابولیسم نیستند و کالری کمی دارند یا فاقد کالری هستند، شروع شده است.

شیرین کننده‌های غیر مغذی که ممکن است به طور مصنوعی تولید شوند و یا از گیاهان گرفته شوند، شامل ترکیباتی مانند ساخارین، آسپارتام، سیکلمات‌ها و سوکرالوز و آسه سولفام هستند که امروزه به وفور در مواد غذایی آماده یافت می‌شوند.

حقایقی در رابطه با شیرین کننده‌ها

قند یک اصطلاح عمومی برای دسته ای از کربوهیدرات‌های شناخته شده به عنوان ساکارز با فرمول شیمیایی (C12H22O11) است. گروه دیگری از این ترکیبات شامل قند ذرت (به نام گلوکز ، یا دکستروز ) ، قند میوه (فروکتوز)، قند شیر (لاکتوز) و قند مالت (مالتوز) هستند.

ساکارز یک ساکارید است یعنی از دو قند ساده یا مونوساکارید که شامل گلوکز و فروکتوز است، تشکیل شده است و در واقع یکی از شیرین‌ترین قندها است. اگر شیرینی ساکارز به عنوان استاندارد 1 در نظر گرفته شود، شیرینی گلوکز 0/5-0/6، شیرینی لاکتوز 27/0 و شیرینی مالتوز 6/0 است. فروکتوز که در میوه‌ها و عسل یافت می‌شود، شیرین‌ترین قند طبیعی است و 1.1 تا 2.0 برابر شیرین‌تر از ساکارز است.

ساکارز به طور عمده از نیشکر و چغندر قند حاصل می‌شود اما از منابعی مانند درختان افرا، پالم‌های قندی (به ویژه نخل خرما) و سورگوم نیز به دست می‌آید. ساکارز در همه گیاهان یافت می‌شود به عنوان مثال سیب از نظر وزنی حاوی حدود 4 درصد ساکارز، 6 درصد فروکتوز و 1 درصد گلوکز است. همچنین انگور حدود 2 درصد ساکارز، 8 درصد فروکتوز، 7 درصد گلوکز و 2 درصد مالتوز دارد. عسل عمدتا از فروکتوز و گلوکز تشکیل شده است، این نسبت به شهد اصلی جمع‌آوری شده توسط زنبور عسل و مقدار زمان پردازش و نگهداری بستگی دارد.

تفاوت شیرین کننده‌های کم‌کالری با ساکارز

در تولید شیرین کننده‌های کم کالری مشکلات زیادی وجود دارد که فقط به شیرینی محدود نمی‌شود. به عنوان مثال بعضی از شیرین کننده‌ها در دمای بالا شیرینی خود را از دست می‌دهند که این مسئله باعث می‌شود برای پخت و پز نامناسب باشند یا اینکه با گذشت زمان شیرینی آن از دست می‌رود و ماندگاری ندارند. علاوه بر این برخی از شیرین کننده‌های غیر مغذی، طعم نامطلوبی دارند.

ولی ساکارز به عنوان یک شیرین کننده دارای خواص عملکردی است که به طور کامل در سایر شیرین کننده‌ها یافت نمی‌شود. ساکارز به محصولات پخته شده قوام و بافت می‌بخشد. این ماده باعث شکل گیری ساختار غذای پخته شده می‌شود و به رطوبت، لطافت، نرمی و پف کردن خوراکی‌ها کمک می‌کند.

علاوه بر این ساکارز اثر محافظتی نیز دارد و به جلوگیری از فساد مواد غذایی کمک می‌کند. این ماده به عنوان یک منبع غذایی برای تخمیر ارگانیسم‌هایی که در تولید نوشیدنی‌های الکلی، نان و ترشی حائز اهمیت هستند ، عمل می‌کند. در نوشابه‌ها ساکارز علاوه بر ایجاد طعم شیرین باعث احساس خوشایند در دهان شده و به ثبات دی اکسید کربن کمک می‌کند. بر همین اساس تاکنون هیچ شیرین کننده دیگری تولید نشده که تمام خواص ساکارز را به طور کامل ارائه دهد.

شیرین کننده‌های مصنوعی

آسپارتام

آسپارتام یا آسپارتیل فنیل آلانین که با نام‌های مختلفی به بازار عرضه می‌شود در سال 1965 کشف شد. مقداری کالری آسپارتام ناچیز است و حدود 180 -200 بار شیرین‌تر از ساکارز است. ایمنی این قند همچنان بحث برانگیز است اما در حال حاضر محبوب‌ترین ماده شیرین کننده در نوشابه های رژیمی است. این ترکیب شیرینی خود را در طولانی‌مدت از دست می‌دهد به همین دلیل تولید کنندگان اقداماتی برای افزایش پایداری آن در مواد غذایی انجام داده اند مثلا آن را با شیرین کننده‌های دیگر همچون آسه سولفام ترکیب می‌کنند.

آسه سولفام پتاسیم

آسه سولفام پتاسیم در سال 1988 در ایالات متحده به عنوان افزودنی شیرین کننده تأیید شد. این ترکیب 170 تا 200 برابر شیرین‌تر از ساکارز است، ماندگاری خوبی دارد و پایداری بالایی دارد. آسه سولفام پتاسیم ابتدا در مخلوط‌های غذایی خشک استفاده می‌شد ولی اکنون استفاده آن گسترش یافته است.

سیکلامات سدیم

سیکلامات سدیم یک شیرین کننده مصنوعی است که 30 تا 50 برابر شیرین‌تر از ساکارز (قند سفره) است و از این‌رو کمترین قدرت شیرین کنندگی را در بین شیرین کننده‌های مصنوعی تجاری دارد. این ماده غالباً با سایر شیرین کننده‌های مصنوعی خصوصاً ساخارین استفاده می‌شود. مخلوط 10 قسمت سیکلامات با 1 قسمت ساخارین رایج است و مزه غیر مطبوع هر دو شیرین کننده را کاهش می‌دهد. قیمت سیکلامات از اکثر شیرین کننده‌های دیگر از جمله سوکرالوز کمتر است و در مقابل حرارت نیز پایدار است. با این حال نگرانی‌های ایمنی باعث شده است که مصرف آن در چند کشور ممنوع شود، اگرچه اتحادیه اروپا آنها را بی‌خطر می‌داند.

سوکرالوز

سوکرالوز یک شیرین کننده دیگر است که در بدن تجزیه نمی‌شود بنابراین فاقد کالری است. در اتحادیه اروپا این قند با شماره E955 شناخته می‌شود و با کلره شدن ساکارز تولید می‌شود. سوکرالوز حدود 600 برابر شیرین‌تر از ساکارز، 3 برابر شیرین‌تر از آسپارتام و آسه سولفام و 2 برابر شیرین‌تر از ساخارین سدیم است. برخی از داده‌ها در رابطه با مصرف طولانی مدت آن از افزایش وزن و افزایش خطر بیماری‌های قلبی خبر می‌دهند.

در حالی که سوکرالوز ماندگاری بالایی دارد و برای استفاده در دمای بالا (مانند کالاهای پخته شده) ایمن در نظر گرفته شده است، برخی شواهد نشان می‌دهد که در دمای بالاتر از 319 درجه سانتی‌گراد تجزیه می‌شود. موفقیت تجاری محصولات با پایه سوکرالوز از مقایسه آن با سایر شیرین کننده‌های کم‌کالری از نظر طعم، ثبات و ایمنی ناشی می‌شود. این قند مصنوعی معمولاً با نام تجاری Splenda به فروش می‌رسد.

ساخارین

ساخارین یک شیرین کننده مصنوعی پرکاربرد است که در سال 1879 توسط دو محقق آلمانی، I. Remsen و C. Fahlberg کشف شد و حدود 200 تا 300 برابر شیرین‌تر از قند سفره است. این ترکیب در مقیاس وسیع در چندین کشور به صورت ساخارین، ساخارین سدیم و ساخارین کلسیم تولید می‌شود. اگرچه ایمنی آن در دهه‌های 1970 و 80 مورد بحث بود، اما هنوز هم به طور گسترده بخصوص در دهان شویه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

اثر شیرین کننده‌های مصنوعی بر سلامتی

شیرین کننده‌های مصنوعی در بین افرادی که سعی در لاغر شدن دارند بسیار محبوب هستند. با این حال، اثرات آنها بر روی اشتها ، وزن ، دیابت و سایر بیماری‌ها در مطالعات متفاوت است که در ادامه شرح داده شده است.

تأثیر بر اشتها

برخی از افراد معتقدند كه شیرین كننده‌های مصنوعی ممكن است اشتها را افزایش داده و باعث افزایش وزن شوند. اعتقاد بر این است که قندهای مصنوعی قادر به فعال کردن مسیر پاداش غذایی که بعد از خوردن غذا احساس رضایت را ایجاد می‌کند، نیستند بنابراین باعث می‌شود افراد بیشتر غذا بخورند.

این ترکیبات با اینکه طعم شیرینی دارند از کالری پایین‌تری نسبت به کالری موجود در غذاهای شیرین برخوردار هستند و به نظر می‌رسد مغز را در تشخیص احساس گرسنگی دچار مشکل می‌کنند.

علاوه بر این، برخی از دانشمندان فکر می‌کنند برای احساس سیری نیاز به مصرف بیشتر یک ماده غذایی حاوی شیرین کننده مصنوعی، در مقایسه با نسخه شیرین شده با شکر است. حتی گفته شده است كه این شیرین كننده‌ها ممكن است هوس مصرف غذاهای شیرین را افزایش دهند.

با این حال مطالعات نشان داده است شركت كنندگان هنگام جایگزینی غذاهای شیرین با خوراکی‌ها و نوشیدنی‌های حاوی قند مصنوعی، گرسنگی كمتری احساس می‌كنند و كالری كمتری مصرف می‌كنند.

تاثیر بر وزن

در مورد کنترل وزن، برخی از مطالعات مشاهده ای ارتباط بین مصرف نوشیدنی‌های حاوی شیرین کننده مصنوعی و چاقی را نشان داده‌اند. با این حال، مطالعات کنترل شده دقیق‌تر نشان می‌دهد که شیرین کننده‌های مصنوعی ممکن است وزن بدن، توده چربی و اندازه دور کمر را کاهش دهند.

این مطالعات همچنین نشان می‌دهد که جایگزینی نوشابه های معمولی با نسخه‌های بدون شکر می‌تواند شاخص توده بدن (BMI) را تا 1.3-1.7 کاهش دهد. علاوه بر این، انتخاب غذاهای شیرین شده با قندهای مصنوعی به جای غذاهای حاوی شکر می‌تواند باعث کاهش دریافت کالری شده و از اضافه وزن جلوگیری می‌کند.

نوشیدنی‌های شیرین شده با قندهای مصنوعی می‌توانند یک گزینه عالی برای کسانی باشد که به طور منظم نوشابه مصرف می‌کنند و می‌خواهند مصرف قند خود را کاهش دهند. با این وجود، اگر با خوردن وعده‌های بزرگ‌تر یا شیرینی‌های اضافی این کاهش کالری را جبران کنید انتخاب نوشابه رژیمی منجر به کاهش وزن نخواهد شد. علاوه بر این اگر نوشابه رژیمی اشتیاق شما به شیرینی را افزایش می‌دهد بهترین گزینه ممکن برای شما استفاده از آب است.

تاثیر بر قند خون

شیرین کننده‌های مصنوعی برای افراد مبتلا به دیابت بسیار مفید هستند زیرا بدون افزایش سطح قند خون، طعم شیرین را به غذاهای آنها اضافه می‌کنند. این مسئله در بسیاری از مطالعات تائید شده است و مشخص شده که قندهای مصنوعی بر میزان قند خون یا انسولین تأثیری ندارند.

تاثیر بر روده‌ها

باکتری‌های روده نقش مهمی در سلامتی شما دارند و ضعف روده‌ها مشکلات بی‌شماری برای افراد پدید می‌آورد که شامل افزایش وزن، کنترل ضعیف قند خون، سندرم متابولیک، ضعف سیستم ایمنی بدن و اختلالات در خواب است.

ترکیب و عملکرد باکتری‌های روده در افراد متفاوت بوده و تحت تأثیر آنچه می‌خورید از جمله برخی از شیرین کننده‌های مصنوعی تحت تاثیر قرار می‌گیرد. مطالعات نشان داده است که قندهای مصنوعی تعادل باکتری‌های روده را در افرادی که به مصرف آنها عادت ندارند، بر هم می‌زنند.

ابتلا به سرطان

از دهه 1970 ، بحث در مورد اینکه آیا ارتباطی بین مصرف شیرین کننده‌های مصنوعی و خطر ابتلا به سرطان وجود دارد، شدت گرفته است. خصوصا هنگامی که مطالعات حیوانی خطر ابتلا به سرطان مثانه را در موش‌هایی که از مقادیر بسیار بالایی سدیم ساخارین و سیکلامات تغذیه کرده بودند، نشان دادند این بحث شدت گرفت.

با این حال بیش از 30 مطالعه انسانی هیچ ارتباطی بین شیرین کننده‌های مصنوعی و خطر ابتلا به سرطان پیدا نکرده‌اند. یک مطالعه از این دست با 9000 شرکت کننده به مدت 13 سال مصرف شیرین کننده مصنوعی را بررسی کرد. محققان پس از ارزیابی سایر عوامل، هیچ ارتباطی بین شیرین کننده‌های مصنوعی و خطر ابتلا به انواع مختلف سرطان پیدا نکردند.

علاوه بر این، یک بررسی جدید از مطالعات منتشر شده در طی یک دوره 11 ساله، ارتباطی بین خطر سرطان و مصرف شیرین کننده‌های مصنوعی پیدا نکرد.

سلامت دندان‌ها

حفره‌ها و پوسیدگی دندان هنگامی رخ می‌دهد که باکتری‌های موجود در دهان قندها را تخمیر کرده و و با تولید اسید به مینای دندان آسیب می.زنند. برخلاف قندهای طبیعی، باکتری های موجود در دهان با شیرین کننده‌های مصنوعی واکنش نشان نمی‌دهند. این بدان معناست که آنها اسید تولید نمی کنند و باعث پوسیدگی دندان نمی‌شوند. تحقیقات همچنین نشان می‌دهد که سوکرالوز کمتر از قندهای طبیعی باعث پوسیدگی دندان می‌شود.

سازمان ایمنی مواد غذایی اروپا (EFSA) نیز تائید کرده است که تمام شیرین کننده‌های مصنوعی که به جای قند طبیعی مصرف می‌شوند، اسیدها را خنثی کرده و از پوسیدگی دندان جلوگیری می‌کنند.

شیرین کننده‌های طبیعی

استویا

استویا یک ماده شیرین کننده و جایگزین قند است که از برگ‌های گونه‌های گیاهی Stevia rebaudiana استخراج می‌شود. این ترکیب 30 تا 150 برابر قند شیرینی دارد، در برابر حرارت وpH پایدار است و قابل تخمیر نیست. بدن گلیکوزیدهای موجود در استویا را متابولیزه نمی‌کند، بنابراین مانند برخی از شیرین کننده‌های مصنوعی فاقد کالری است. طعم استویا کمتر از قند است و مدت زمان طولانی‌تری این طعم را در دهان تداعی می‌کند ولی برخی از عصاره‌های آن ممکن است در غلظت‌های بالا طعم تلخ یا شبیه شیرین بیان داشته باشند.

شربت یا قند اینورت

شربت یا قند اینورت حاوی مخلوط دو قند ساده - گلوکز و فروکتوز - است که از حرارت دادن ساکارز (قند سفره) با آب ساخته می‌شود. تصور می‌شود که این شیرین کننده از قند سفره شیرین‌تر است و غذاهایی که حاوی آن هستند رطوبت را بهتر حفظ کرده و به راحتی متبلور می‌شوند. نانوایی‌ها و شیرینی‌پزی‌ها بیش از سایر شیرین کننده‌ها از آن استفاده می‌کنند.

اگرچه می‌توان شربت قند وارونه را فقط با گرم كردن قند سفره در آب تهیه كرد، اما می‌توان با افزودن آبلیمو، خامه تارتار یا كاتالیزورهای دیگر، بدون تغییر طعم و مزه قابل توجه، این واکنش را تسریع كرد.

مخلوط این دو قند ساده در اثر فرآیند هیدرولیز ساکارز ایجاد می‌شود. جهت چرخش نوری این مخلوط خلاف جهت قند اصلی است، به همین دلیل به آن قند معکوس گفته می‌شود.

سوربیتول

سوربیتول که گلوکیتول نیز نامیده می‌شود الکل قندی با طعم شیرین است که در بدن انسان به آرامی متابولیزه می‌شود. بیشتر سوربیتول از نشاسته سیب‌زمینی به دست می‌آید، اما به طور طبیعی نیز در سیب، گلابی، هلو و آلو خشک وجود دارد. سوربیتول ایزومر مانیتول، الکل قندی دیگر است. این دو تنها در جهت‌گیری گروه هیدروکسیل بر روی کربن 2 با یکدیگر تفاوت دارند. این دو الکل قندی در عین شباهت، از نظر ماهیت، نقاط ذوب و کاربرد بسیار متفاوت هستند.

مانیتول

مانیتول نوعی الکل قندی است که به عنوان شیرین کننده و دارو استفاده می‌شود. این ماده شیرین کننده در غذای دیابتی‌ها استفاده می‌شود زیرا به میزان کمی از روده جذب می‌شود. به عنوان یک دارو از مانیتول برای کاهش فشار چشم و کاهش فشار داخل جمجمه استفاده می‌شود.

عوارض جانبی شایع ناشی از استفاده پزشکی مانیتول شامل مشکلات الکترولیت و کمبود آب بدن است. سایر عوارض جانبی جدی ممکن است شامل بدتر شدن نارسایی قلبی و مشکلات کلیوی باشد.

زایلیتول

زایلیتول یک الکل قندی با شیرینی مشابه قند سفره است. این ماده در هر گرم حاوی 2.4 کالری است که تقریباً دو سوم مقدار کالری قند است. به نظر می‌رسد زایلیتول دارای مزایایی برای سلامت دندان‌ها باشد و خطر پوسیدگی دندان را کاهش می‌دهد.

همچنین ممکن است باعث بهبود تراکم استخوان شده و به جلوگیری از پوکی استخوان کمک می‌کند. زایلیتول قند خون یا سطح انسولین را افزایش نمی‌دهد. با این حال، مانند سایر الکل‌های قندی، در دوزهای بالا می‌تواند باعث عوارض گوارشی شود.

ایمنی و عوارض جانبی شیرین کننده‌های مصنوعی

قندهای الکلی یا پلی ال ها مواد شیرین کننده و حجیمی هستند که در تولید مواد غذایی و نوشیدنی استفاده می‌شوند. آنها به عنوان جایگزین قندهای طبیعی، کالری کمتری دارند (حدود نیم تا یک سوم کالری کمتر)، به آرامی به گلوکز تبدیل می‌شوند و قند خون را افزایش نمی‌دهند.

شیرین کننده‌های مصنوعی معمولاً برای مصرف انسان بی‌خطر تلقی می‌شوند. آنها به دقت توسط مقامات ایالات متحده و سازمان‌های بین‌المللی آزمایش و تنظیم می‌شوند تا مطمئن شوند که برای خوردن و آشامیدن بی‌خطر هستند.

با این حال برخی از افراد باید از مصرف آنها خودداری کنند. به عنوان مثال، افراد مبتلا به اختلال متابولیک نادر فنیل کتونوریا (PKU) نمی‌توانند اسید آمینه فنیل آلانین را که در آسپارتام یافت می‌شود ، متابولیزه کنند. بنابراین این افراد باید از مصرف آسپارتام اجتناب کنند.

به علاوه، برخی از افراد به سولفونامیدها، دسته‌ای از ترکیبات که سدیم ساخارین به آنها تعلق دارد حساسیت دارند. مصرف ساخارین در این افراد ممکن است منجر به مشکلات تنفسی، بثورات پوستی یا اسهال شود.

همچنین شواهد در حال رشد نشان می‌دهد که برخی از شیرین کننده های مصنوعی مانند سوکرالوز حساسیت به انسولین را کاهش می‌دهند و باکتری‌های روده را تحت تأثیر قرار می‌دهند.