EDULCORANTI

Clasificare- edulcorani nutritivi - zaharuri naturale sau derivai ai acestora exemple: zaharoz, glucoz, fructoz, miere, sirop de arar, melase, zahr invertit, izosirop, maltodextrine, lactoz, trehaloz, diferite oligozaharuri etc- substitute de zahr macronutriente - coninut caloric redus dar cu proprieti funcionale asemantoare zahrului (agent de ngroare pentru produse zaharoase substrat pentru drojdii n panificaie, scderea punctului de congelare - creterea maleabilitii pentru ngheat)exemple: poliolii obinui prin reducerea mono i oligozaharidelor, sorbitol, manitol, xilitol, izomalt, maltitol, lactitol, etc - edulcorani nenutritivi sau edulcorani cu putere mare de ndulcire - compui care confer gustul dulce la concentraii mult mai mici dect cele necesare n cazul zaharozei i care fie nu sunt metabolizai n organism fie nu contribuie la aportul energetic al alimentelor i buturilor - produi naturali - taumatin, glicirizin, steviozid, miraculina, filodulcin etc.

- produi de sintez sau semisintez - zaharin, ciclamai, aspartam, acesulfam, sucraloz, neohesperidina DC etc.

Edulcorani nutritiviIndulcitori naturali caloriciZaharul ( zaharoza, sucroza) Diagrama de faza a sistemului zaharoza-apaSortimenteZahar cristal alb - puritate > 99.6%Cristal, cubic, pudraZahar brun - puritate 95-99%- cristalizare din siropuri cu puritate mai redusa- consum direct- Zahar melasat- acoperire cristale cu siropuriZahar amorf- suprafata specifica mare, poate fi utilizat pentru depunere arome; fara utilizari majoreZahar lichid solutie 65-67%Zahar invertit ( miere artificiala) - hidroliza partiala ( ch. sau enz) a zaharozei continut de fructoza mare- se obtin solutii de concentratie 75% care nu cristalizeaza la racire Se evita cristalizarea, este umectant, stabilitate microbiologica mai buna decat zahar lichid (SU>, presiune osmotica crscuta), dozare buna, gust dulce mai pronuntat , regleaza textura viscozitate, consistenta

Siropuri si alti indulcitoriSiropuri de palmier si de artarSeva de palmier- 10 % zaharuri- concentrareSeva de artar- 1-3% zaharuri - puritate mare Siropuri de zaharoza de puritate redusa- melaseSiropuri purificate obtinute din trestie de zahar ( mai rar sfecla de zahar)- concentrare 70-80% SU- se produce si hidroliza max 20% - contin glucoza si fructozacontin saruri minerale- 1-9%- caracteristici senzoriale produsi de caramelizare de tip Maillard- culoare specifica, viscozitate

Mierea de albineProdus obtinut din nectarul florilor si alte secretii melifere pe care albinele il colecteaza si transforma si este depozitat pentru maturare in faguri- contine zaharoza dar in principal zaharuri reducatoare- glucoza, fructoza face obiectul incercarilor de falsificare prin adaos de zahar invertit, hidrolizate de amidon, gelatina, coloranti

Indulcitori derivati de amidonObtinuti prin hidroliza amidonului clasificati pe baza gradului de conversie echivalent in dextroza D.E. capacitatea reducatoare a unui hidrolizat exprimata in dextroza ( D-glucoza, chimic pura) raportata la procentual substanta uscata (SU)Maltodextrine Obtinuti prin hidroliza enzimatica a amidonului -amilaze termostabile- DE

Siropuri de glucoza Obtinute prin hidroliza enzimatica cu - amilaze cerealiere, bacteriene sau - amilaze fungice simultan cu enzime de deramificare (pullulanaze) 70-80% maltoza gust slab dulce, vascozite si higroscopicitate redusa, capacitate de imbrunare < siropuri de glucozaSiropuri de maltoza Obtinute prin hidroliza acida sau acid-enzimatica4 tipuri in functie de gradul de conversieTipul I- D.E.= 20-38Tipul II - D.E.= 38- 55Tipul III D.E. = 55-73Tipul IV D.E.>73

FunctiiRegleaza gustul dulce si intensitatea aromei textura- vascozitate, consistentaInhiba cristalizarea zaharozei regleaza higroscopicitateaSe mentin la pH acid 3-3.5 Utilizari produse zaharoase- bomboane sticloase, caramele tari, masa de fondant, jeleuri produse din fructe- gemuri, jeleuri siropuri produse inghetatepulberi instant de bauturi racoritoare

Dextroza- glucoza obtinuta prin hidroliza amidonuluiHidroliza enzimatica in doua etape lichefiere- dextrinizare cu - amilaze bacteriana termostabila zaharificare cu glucoamilaza fungica- D.E. > 96% Sortimente dextroza anhidra- cristalizare prin insamantarea unui sirop concentrat de glucoza (SU 87%, D.E. 98-98.5%) dextroza monohidrat - DE 99-99.5%) Utilizari- Gust dulce, solubilitate, digestabilitate si fermentescibilitate mareProprietati functionalebauturi- pulberi instant, bauturi racoritoareDeserturi instant, produse dulci, budinciUmplutura ciocolataGuma de mestecatPreparate nutritive furnizoare de energieSolutii perfuzabile asimilare rapida

Izosiropuri- siropuri de fructoza, HFCS (High-fructose corn syrup)

Izomerizarea enzimatica a glucozei la fructoza- m.p. siropuri de dextroza D.E. 94-96%Se concentreaza in fructoza prin cromatografie 85-95% fructoza SortimenteIzozahar 42%- HFCS- fructoza 42%, glucoza 52%, oligozaharuri 6%, SU 70-72%Izozahar 55%- EFCS (enriched fructose corn syrup- fructoza 55%, glucoza 42%, oligozaharuri 3%, SU 77%Fructoza 90%- VEFCS (very enriched fructose corn syrup )- fructoza 95%, glucoza 5%, SU 80%Proprietati functionale higroscopicitate, controleaza cristalizarea zaharozei, presiune osmotica > zaharoza, zahar invertit; fermenteaza usor, capacitate de imbrunare si reactii Maillard, scade punctul de congelare, formator de textura, gust dulce asemanator zaharului invertitUtilizari - Inlocuitor de zahar invertiti sau miere - soft drinks, produse de panificatie, produse din fructe, bauturi alcoolice

Proprieti senzoriale ale edulcoranilor Puterea de ndulcire (sau gradul de dulce) - raportul ntre concentraia unei soluii de zaharoz i concentraia soluiei de edulcorant care dezvolt acelai gust dulce ca i soluia de zaharoz- concentraia soluiei de zaharoz- temperatur de lucru, - pH-ul soluiei

Nr. crt.EdulcorantPutere de ndulcireNr. crt.EdulcorantPutere de ndulcire1.Zaharoz 17.Rebauzid A2502.Ciclamat de sodiu358.Neohesperidina DC1500-20003.Glicirizina509.Zaharina de sodiu4504.Steviozid16010Zaharin5505.Acesulfam K20011.Sucraloz6006.Aspartam20012.Taumatina 3500

Edulcoranti cu putere mare de indulcire

Caracteristicile gustului dulce - variaia gustului dulce n timp: - creterea intensitii gustului de dulce - timpul de apariie al gustului dulce (AT) - faza de platou - - reducerea treptat a gustului pn la dispariia complet - timpul de dispariie (extincie) al gustului dulce (ET)

- gusturi reziduale analiza profilului de arom (flavor profile analysis, FPA) - sinergismul

exemple: zaharina si ciclamat, zaharin i aspartam sau aspartam i acesulfam - gusturi reziduale metalice, amare, mentolate, de lemn dulce

Edulcorani naturali

Tip de structurDenumireCaracteristici structuraleSursa naturalGrad de dulceProteineBrazeina-Pentadiplantra brazzeana 2000Curculina114 resturi de aminoaciziCurcugo latifolia (fructe)550Miraculina191 resturi de aminoaciziRichardela dulcifica, Synsepalum dulcificum (fructe)Modific percepia de acru la dulceMonelina2 lanuri cu 44 i respectiv 50 de aminoacaiziDioscoreophyllum cumensii (fructe)1500-2000Taumatina E 957 3 proteine numite 0,I i IIThaumatocus Danielli (fructe)1400-2200Glicozidesau eteri de zaharuriGlicirizinaSaponin acid gliceretinic condensat cu 2 uniti de acid glucuronic Glycyrrhiza glabra (radcina)50Osladinaglicozid de saponin steroidicPolypodium vulgare (rizom)2000Steviozidulglicozid diterpenicStevia Rebaudiana (frunze)300TerpeniHernandulcinaSesquiterpen cu grupe OH i COLippia dulcis1200PerilartinaOxim a unui derivat de limonenPerrila Nakemonis Deone2000HeterocicliFilodulcinaDerivat de izocumarinHydragea thunbergii, macrophyla, serata400

Structurile glicirizinei (a), a steviozidului (b) i rebaudiozidul A (c) Exemple de structuri chimiceGlicirizina (acid glicirizic) rdcina de lemn dulce (Glycyrrhiza glabra, licorice) gust dulce cu componente importante amare, reci i de tip licorice i cu o variaie foarte lent a gustului dulce n timp: AT= 16s (zaharoza, 4s) i respectiv ET = 69s (zaharoz, 14s) Steviozidul - frunzele plantei Stevia Rebaudiana (Bertoni) originar din Paraguay i Brazilia dar care este cultivat cu success n Japonia, Coreea, Taiwan i China - gust amar i un gust rezidual neplacut i trenant dac este folosit n concentraie mare; profilul temporal al gustului dulce este foarte asemntor zaharozei

Hernandulcina - iarba Lippia dulcis, cultivat n Mexic; -putere de ndulcire foarte mare, 1200, component rezidual amar Perilartina - uleiul extras din Perrila Nakemonsis Deone -putere de ndulcire foarte mare, cca. 2000. Filodulcina - frunzele plantelor din varietatea Hydrangea (H.thunbergii,H.macrophyla, H.Serata) -puterea de ndulcire cuprins ntre 200-400 - component rezidual de tip lemn dulce (licorice). - dezavantajul unei solubiliti limitate n ap,- utilizat doar n Japonia pentru ndulcirea ceaiului.

Edulcorani sintetici i semisintetici

Acesulfam K - E 950- descoperit n mod accidental n anul 1967 - compus solid, solubil n ap, stabil n soluie apoas pe domenii de pH cuprinse ntre 3 i 7- stabil n timp i la nclzire - alimente care necesit coacere sau tratament UHT- Gustul dulce se instaleaz rapid i este asemntor cu cel al zaharozei, la concentraii mici.- component rezidual amar la concentraii mari - amestec cu ciclamai (1:5) i aspartam (1:1) - important efect sinergetic - acesulfam 0,05% in sorbitol produce un efect de rotunjire a gustului slab dulce al poliolului. (la fel pentru isomal i maltitol )- buturi plate sau carbonatate, produse lactate, produse zaharoase, ciocolat, gum de mestecat, produse de patiserie- poate fi combinat cu pectine sau ali ageni de gelificare i cu sorbitol n gemuri i marmelade fr zahr- produse farmaceutice sau produse de igien bucal (past de dini, ap de gur) - mascheaz gustul amar sau neplcut al unor ingrediente din aceste produse Utilizari

Aspartamul - E 951- descoperit accidental n 1965 - gust dulce asemntor cu al zaharozei, fr nuane parazite semnificative, - component trenant mai intens - efect sinergetic cu glucidele i cu ali edulcorani,- amestecuri cu acesulfam K i cu zaharina- dezavantaj - sensibil la temperatur i sufer hidroliz n soluie apoas Utilizari- buturi rcoritoare dietetice, budinci, iaurturi, produse instant (ceai, cafea), gum de mestecat, substitut de zahr (tablete sau pudr). - protejat prin ncapsulare sau fixare pe suport utilizat si pentru tratamentele termice de scurt durat (de exemplu pasteurizare UHT) - produse lactate sau de panificaie

Ciclamaii - E 952- descoperit de Sveda in 1937. - utilizati ca ndulcitor (sare de sodiu sau de calciu) ncepnd cu anii 50 devenind n anii 60 cel mai utilizat ndulcitor artificial, baza lansrii produselor de diet.- a fost interzis n Statele Unite in1970 i apoi i n alte ri datorit modificrilor de gust pe care le aduce buturilor rcoritoare i faptului c unul din produii de metabolism, ciclohexilamina este cancerigen. - este permis utilizarea lui, n concentraie mic pentru unele produse alimentare n Germania, Spania, Elveia Utilizari- utilizai ca atare sau n amestec cu zaharina pentru buturi rcoritoare, biscuii, produse de patiserie, ngheat, n industria farmaceutic pentru a masca gustul amar. - n 1983 a fost stabilit o doz limit admisibil de 11mg/kg corp.

Zaharina - E 954 - este cel mai vechi edulcorant

- a fost descoperit n 1878 i intrat n producie industrial 5 ani mai trziu. - utilizat la inceput ca antiseptic i conservant i apoi din 1900 ca edulcorant

- dezavantaj- gust rezidual metalic, amar, poate fi mascat prin utilizarea n amestec cu ali produi

- avantaje- mare stabilitate ntr-o gam larg de produse alimentare, procesate chiar n condiii drastice de temperatur. - singurul edulcorant aprobat care poate suporta nclzire, coacere i medii puternic acide.- pentru aceeai intensitate a gustului dulce, preul zaharinei reprezint 5% din preul zahrului - buturi rcoritoare, bomboane, conserve, deserturi hipocalorice, produse de panificaie cu coninut sczut de zahr- tablete sau pudr ca nlocuitor de zahr - n combinaie cu sorbitolul sau aspartamul pentru guma de mestecat.- produsele de igien oral (past de dini, ape de gur).Utilizari

Neohesperidin DC NeoDHC, dihidrochalcona neohesperidinei, E 959 - compus de semisintez derivat al unor flavone naturale din stratul interior al cojii citricelor: naringina (principiul amar din coaja de grapefruit), neohesperidina (portocale de Sevilla) i prunina

- putere de indulcire foarte mare - 1500-2000- gustul rezidual rcoritor, asemntor cu cel al mentei i de persistena mare a gustului dulce (mai mare dect la zaharoz). Utilizari- buturi rcoritoare, nectaruri, - unele produse lactate, gum de mestecat, ngheat- asocierea cu zaharin i ciclamat amelioreaz caracteristicile senzoriale nedorite.

Sucraloza - edulcorant sintetic derivat de zaharoz, descoperit n anul 1976- studii extinse - lipsit de toxicitate, efecte carcinogenice i teratogenice - aprobat pentru consum n Canada, Australia, Rusia i este naintat pentru aprobare n SUA i Marea Britanie.- Romania - aprobat pentru consum - nume comercial de Splenda

- solubil n ap, n care este stabil pe un interval de pH normal pentru majoritatea alimentelor i buturilor. Grad de dulce - cca 600, comparat cu o soluie diluat de glucoz gustul dulce se instaleaza tarziu dar are efect ( asemntor aspartamului) - efect sinergetic pronunat n prezena acesulfamului K i a ciclamailor

Substitute de zahr macronutriente. Polioli derivai de zaharuri- nlocuitori de zaharoz cu coninut caloric redus, care au rolul de a suplini proprietile funcionale ale acesteia sau adaug proprieti funcionale noi:- controlul vscozitii i al texturii- ageni de ngroare- umectani- reducerea activitii apei- controlul cristalizrii - mbuntirea sau prelungirea prospeimii- optimizarea rehidratrii produselor alimentare deshidratate- dizolvarea compuilor de arom

Poliol derivat de zahararuriSorbitol Manitol XilitolLactitolMaltitol IzomaltConinut caloric, kcal/g2,601,62,42,03,02,0Putere de ndulcire0,50,61,00,30,90,4-0,6

Sorbitol - E 420

- a fost descoperit n 1872 n sucul fructelor scoruului de munte (Sorbus aucuparia) - se gsete n mere, prune, pere, ciree, curmale, piersici i caise

- se obtine prin reducere chimica sau electrochimica a - glucoza(sirop de glucoz)- amidon hidrolizat- amidonul- celuloza din bumbac - zaharoza. - mpiedic cristalizarea zaharozei i pstreaz prospeimea i aroma - utilizat ca umectant la fabricarea unor produse zaharoase de tip fondante, bezele, caramele - poate nlocui complet zaharoza n ciocolata sau ngheata pentru diabetici - utilizat n combinaie cu zaharina deoarece mascheaz gustul rezidual neplacut al acesteia

Manitol E 421

- se gsete n mod natural n numeroase plante comestibile, de exemplu sfecl, elin, ceap, msline, dovleac, cpsuni, alge marine

- utilizat ca ndulcitor pentru guma de mestecat, n principal n form cristalin deoarece are o solubilitate redus n ap- pudrarea batoanelor de gum i prevenirea aderrii acestora la ambalaj.- nu este higroscopic este utilizat ca agent de umplutur pentru medicamentele masticabile n - cantiti care sunt limitate de proprietile sale laxative Xilitol - E 967- se gsete natural n primule i, n cantitate redus, n ciuperci i in numeroase fructe i legume-se obine prin reducerea catalitic a D-xilozei n soluie apoas alcalin, utiliznd Ni-Raney- Xiloza - hidroliza xilanilor prezeni n lemn, coceni de porumb, coji de migdale, alune i semine de bumbac sau deeuri de la fabricarea uleiului de msline- putere de ndulcire egala cu a zaharozei i gust rcoritor, - xilitolul - fabricarea gumei de mestecat i a altor dulciuri fr zahr. - produsele destinate bolnavilor de diabet- in combinaie cu sorbitolul constituie faza siropoas la fabricarea fondantelor i este foarte potrivit pentru dulciurile cu arom de ment sau de ciocolat- dulciuri pe baz de pectin sau gelatin (jeleuri, bomboane gumate), - o cantitate mai mare de agent gelifiant deoarece xilitolul reduce tria gelurilor.

Lactitolul (4-O--D-galactopiranozil-D-glucitol, E 966

- obinut prin reducerea lactozei cu borohidrur de sodiu sau catalitic - putere de ndulcire redus - utilizat n principal ca agent de ngroare n dulciurile pentru diabetici- favorizeaz in organismul uman dezvoltarea bifidobacteriilor i bacteriilor lactice n colon - considerat un factor bifidogenic sau o substan prebiotic.

Maltitolul (4-O--D-glucopiranozil-D-glucitol, E 965

- este obinut prin hidrogenarea catalitic a maltozei (hidroliza enzimatic a amidonului din porumb sau cartofi)- n stare cristalin are puterea de ndulcire similar zaharozei (0,9) dar mai redus dect aceasta n soluie (0,6). Deoarece este foarte higroscopic, inhib cristalizarea i are stabilitate termic foarte bun, maltitolul est utilizat ca:- umectant n produsele de panificaie - edulcorant pentru fructele conservate - buturi rcoritoare carbonatate- produse zaharoase diverse (ciocolat amruie i cu lapte, bomboane de tip drops, - caramele, bomboane gumate) gum de mestecat, ngheat, etc.

Izomaltul (palatinit, izomaltuloz hidrogenat, E 953

- este un amestec echimolecular de -D-glucopiranozil-1,6-D-sorbitol (GPS) i respectiv D-glucopiranozil-1,1-D-manitol (GPM) dihidrat - rezult prin hidrogenarea izomaltulozei rezultat n urma transglucozidrii enzimatice a zaharozei - stabilitate termic i microbian foarte bun, nu d reacii Maillard, nu este higroscopic i soluiile sale prezint vscozitate comparabil cu soluiile de zaharoz - se utilizeaza ca ingredient la fabricarea produselor zaharoase diverse (caramele, drajeuri) guma de mestecat, buturi rcoritoare.

********************