В чем разница между сахаром, другими натуральными и искусственными подсластителями? Химик-диетолог поясняет научно о сладком.

Я химик, изучающий соединения, встречающиеся в природе, и я также любитель поесть. С запутанными этикетками продуктов питания, утверждающими, что продукты и напитки являются диетическими, с нулевым содержанием сахара или "без искусственных подсластителей", может быть непонятно, что именно вы потребляете.

Так что же это за сладкие молекулы? Как тростниковый сахар и искусственные подсластители могут создавать такие похожие вкусы? Во-первых, полезно понять, как работают вкусовые рецепторы.

Вкусовые рецепторы и химия

"Вкусовая карта" – идея о том, что вы чувствуете разные вкусы на разных частях языка – далека от истины. Люди способны ощущать все вкусы в любом месте языка, где есть вкусовые рецепторы. Так что же такое вкусовые рецепторы?

Вкусовые рецепторы – это области на языке, которые содержат десятки вкусовых рецепторных клеток. Эти клетки могут определять пять вкусов – сладкий, кислый, соленый, горький и умами [хотя есть данные, что ощущаемых вкусов намного больше, например "крахмалистый" – прим. ред.]. Когда вы едите, молекулы пищи растворяются в слюне, а затем омывают вкусовые рецепторы, где они связываются с различными клетками вкусовых рецепторов. Только молекулы определённой формы могут связываться с определёнными рецепторами, и это приводит к восприятию различных вкусов.

Сладкие на вкус молекулы связываются со специфическими белками на клетках вкусовых рецепторов, называемыми G-белками. Когда молекула связывает эти G-белки, она запускает серию сигналов, которые отправляются в мозг, где они интерпретируются как сладкие.

Натуральный сахар

Натуральные сахара – это углеводы, известные как сахариды, которые состоят из углерода, кислорода и водорода. Вы можете представить сахар в виде колец из атомов углерода с парами кислорода и водорода, присоединенными к внешней стороне колец. Кислородные и водородные группы делают сахар липким на ощупь. Они ведут себя как липучки, прилипая к парам кислорода и водорода на других молекулах сахара.

Простейшие сахара – это одномолекулярные сахара, называемые моносахаридами. Вы, наверное, слышали о некоторых из них. Глюкоза – самый простой сахар, который в основном производится растениями. Фруктоза – фруктовый сахар. Галактоза – сахар в молоке.

Столовый сахар – или сахароза, которую получают из сахарного тростника – является примером диссахарида, соединения, состоящего из двух моносахаридов. Сахароза образуется при соединении молекулы глюкозы и молекулы фруктозы. Другие распространённые диссахариды – лактоза содержащаяся в молоке и мальтоза в зерне.

Когда эти сахара употребляются в пищу, организм обрабатывает каждый из них немного по-разному. Но в конце концов они распадаются на молекулы, которые наше тело превращает в энергию. Количество энергии из сахара – и всей пищи – измеряется в калориях.

Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы

Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы является одним из основных продуктов, используемых в США*, и этому гибридному сахарному подсластителю нужна отдельная категория. Кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы производится из кукурузного крахмала – основного углевода, содержащегося в кукурузе. Кукурузный крахмал состоит из тысяч молекул глюкозы, связанных вместе. В промышленных масштабах крахмал расщепляется на отдельные молекулы глюкозы с помощью ферментов. Затем эту глюкозу обрабатывают вторым ферментом, чтобы преобразовать часть её во фруктозу. Как правило, кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы состоит примерно на 42%-55% из фруктозы.

*После одобрения Агентством по контролю за качеством пищевых продуктов и лекарств США (FDA) продукт почти вытеснил сахар из многих областей пищевой промышленности Америки.

Эта смесь сладкая и дешевая в производстве, но она высококалорийна. Как и в случае с другими натуральными сахарами, слишком много кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы вредно для вашего здоровья.

Натуральные заменители сахара

Вторую категорию подсластителей можно определить как натуральные подсластители, не содержащие сахара. Это такие пищевые добавки, как стевия и плоды монка, а также натуральные сахарные спирты. Эти молекулы не являются сахарами, но они всё же могут связываться с рецепторами сладкого и, следовательно, иметь сладкий вкус.

Стевия – молекула, содержащаяся в листьях растения Стевия красная. Она содержит "сладкие" молекулы, которые намного больше, чем большинство сахаров, и к которым прикреплены три молекулы глюкозы. Эти молекулы в 30–150 раз слаще самой глюкозы.

Сладкие молекулы плодов монка похожи на стевию и в 250 раз слаще глюкозы.

Человеческому организму очень трудно расщеплять стевию и плоды монка. Поэтому, несмотря на то что они оба очень сладкие, вы не получаете калорий от их употребления.

Сахарные спирты, такие как, например, сорбит, не такие сладкие, как сахароза. Их можно найти в различных продуктах питания, включая ананасы, грибы, морковь и водоросли, и их часто добавляют в диетические напитки, жевательную резинку без сахара и многие другие продукты и напитки.

Сахарные спирты состоят из цепочек атомов углерода, а не из кругов, как нормальный сахар. Хотя они состоят из тех же атомов, что и сахара, сахарные спирты плохо усваиваются организмом, поэтому они считаются низкокалорийными подсластителями.

Искусственные подсластители

Третий способ сделать что-нибудь сладким – добавить искусственные подсластители. Эти химические вещества производятся в лабораториях и на фабриках и не встречаются в природе. Как и всё сладкое на вкус, они делают это потому, что могут связываться с определёнными рецепторами вкусовых почек.

На данный момент Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США [FDA] одобрило шесть искусственных подсластителей. Наиболее известными из них, вероятно, являются сахарин, аспартам и сукралоза, более известная как splenda.

Все искусственные подсластители имеют разные химические формулы. Некоторые из них напоминают натуральный сахар, а другие радикально отличаются. Обычно они во много раз слаще сахара – сахарин в 200-700 раз слаще столового сахара – и некоторые из них с трудом расщепляются организмом.

Хотя сладкий десерт может быть простым удовольствием для многих, химия того, как ваши вкусовые рецепторы воспринимают сладость, не так проста. Только молекулы с определённым сочетанием атомов обладают сладким вкусом, но организм по-разному относится к каждой из этих молекул, когда речь идет о калориях.