Некариогенный подсластитель

Некариогенный подсластитель — это вещество или смесь веществ, обладающих сладким вкусом, которое не подвергается метаболизму микроорганизмами ротовой полости, в первую очередь бактериями вида Streptococcus mutans, и, следовательно, не вызывает образование органических кислот, разрушающих эмаль зубов. В отличие от сахаров (сахарозы, глюкозы, фруктозы), которые являются кариогенными, некариогенные подсластители не служат субстратом для роста кариесогенной микрофлоры и не способствуют деминерализации твёрдых тканей зуба. Ключевым свойством таких веществ является их способность обеспечивать сладкий вкус без риска развития кариеса, что делает их востребованными в производстве продуктов для гигиены полости рта, диетического питания и продуктов для людей, контролирующих уровень глюкозы в крови.

Классификация

Некариогенные подсластители делятся на две основные группы по происхождению и химической природе:

Природные некариогенные подсластители

К этой группе относятся вещества, выделяемые из растений или получаемые путём их ферментативной переработки. Они не усваиваются бактериями ротовой полости, но могут обладать калорийностью или влиять на метаболизм человека.

• Ксилит (ксилитол) — пятиатомный сахарный спирт (полиол), получаемый из берёзовой коры, кукурузных початков и других растительных материалов. Является одним из наиболее изученных и широко применяемых некариогенных подсластителей. Обладает сладостью, близкой к сахарозе (примерно 0,9–1,0 от её сладости), и калорийностью около 2,4 ккал/г. Ксилит не только не ферментируется бактериями, но и подавляет их рост, снижая адгезию Streptococcus mutans к поверхности зубов. Стимулирует слюноотделение и способствует реминерализации эмали.
• Сорбит (сорбитол) — шестиатомный сахарный спирт, содержащийся в плодах рябины, яблоках, абрикосах. Сладость сорбита составляет около 0,6 от сладости сахарозы, калорийность — 2,6 ккал/г. В больших дозах (более 30–50 г в сутки) может вызывать осмотическую диарею. Некариогенен, но в меньшей степени, чем ксилит, так как некоторые микроорганизмы способны медленно его метаболизировать.
• Маннит (маннитол) — шестиатомный спирт, встречающийся в морских водорослях, грибах и некоторых фруктах. Сладость — 0,5–0,7 от сахарозы. Используется реже из-за более низкой сладости и высокой стоимости. Некариогенен.
• Эритрит (эритритол) — четырёхатомный сахарный спирт, содержащийся в дынях, грушах, винограде, а также получаемый промышленным путём из глюкозы. Сладость — 0,6–0,7 от сахарозы, калорийность — 0,2 ккал/г (практически нулевая). Эритрит не метаболизируется бактериями и почти полностью всасывается в тонком кишечнике, не вызывая диареи. Обладает выраженным антикариесным действием.
• Изомальт (изомальтит) — смесь двух сахарных спиртов, получаемая из сахарозы. Сладость — 0,45–0,65 от сахарозы. Используется в производстве твёрдых конфет, леденцов и жевательных резинок. Некариогенен.
• Мальтит (мальтитол) — дисахаридный спирт, получаемый из мальтозы. Сладость — 0,9 от сахарозы. Широко применяется в шоколаде и кондитерских изделиях. Некариогенен.
• Лактит (лактитол) — дисахаридный спирт, получаемый из лактозы. Сладость — 0,3–0,4 от сахарозы. Используется в диетических продуктах и жевательных резинках.

Искусственные (синтетические) некариогенные подсластители

Эти вещества не имеют аналогов в природе, синтезируются химическим путём. Они не усваиваются организмом человека и не метаболизируются микрофлорой полости рта. Обладают высокой сладостью (в сотни и тысячи раз слаще сахарозы) и нулевой калорийностью.

• Аспартам — дипептид, состоящий из аспарагиновой кислоты и фенилаланина. Сладость — 180–200 раз слаще сахарозы. Калорийность — 4 ккал/г, но из-за ничтожных доз в продуктах калорийность не учитывается. Некариогенен, однако противопоказан людям с фенилкетонурией. При нагревании разрушается.
• Ацесульфам калия (ацесульфам К) — калиевая соль. Сладость — 200 раз слаще сахарозы. Термостабилен, не метаболизируется. Часто используется в сочетании с аспартамом для улучшения вкуса.
• Сахарин — одно из старейших искусственных подслащивающих веществ. Сладость — 300–500 раз слаще сахарозы. Имеет металлический привкус. Долгое время подозревался в канцерогенности, но современные исследования (в том числе ВОЗ) не подтвердили риск для человека в допустимых дозах.
• Цикламат натрия — сладость — 30–50 раз слаще сахарозы. Запрещён в США с 1970 года из-за подозрений на канцерогенность, но разрешён в России, Европе и других странах. Некариогенен.
• Сукралоза — хлорированное производное сахарозы. Сладость — 600 раз слаще сахарозы. Термостабильна, не метаболизируется, некариогенна. Считается одним из самых безопасных искусственных подсластителей.
• Стевиозид (экстракт стевии) — гликозид, выделяемый из листьев растения стевия (Stevia rebaudiana). Сладость — 200–300 раз слаще сахарозы. Некариогенен, не содержит калорий. В России разрешён как пищевая добавка E960. Часто позиционируется как «натуральный» подсластитель, хотя является очищенным экстрактом.

Механизм некариогенного действия

Основной механизм развития кариеса — это ферментация углеводов бактериями зубного налёта (прежде всего Streptococcus mutans и лактобациллами) с образованием органических кислот (молочной, уксусной, пропионовой), которые снижают pH на поверхности эмали до критического уровня (ниже 5,5), вызывая деминерализацию. Некариогенные подсластители не метаболизируются этими бактериями, так как:

• бактерии не обладают ферментами для расщепления полиолов (ксилита, сорбита, эритрита) или искусственных молекул (аспартама, сукралозы);
• даже при частичном метаболизме (например, сорбита) скорость образования кислот настолько мала, что pH не опускается ниже критического порога;
• некоторые полиолы (ксилит, эритрит) активно подавляют рост и размножение Streptococcus mutans, нарушая их метаболизм и снижая адгезию к поверхности зуба.

Кроме того, полиолы стимулируют слюноотделение, что способствует вымыванию остатков пищи и нейтрализации кислот, а также повышают концентрацию кальция и фосфатов в слюне, способствуя реминерализации эмали.

Применение

Некариогенные подсластители широко используются в следующих категориях продуктов:

• Продукты гигиены полости рта: жевательные резинки (без сахара), зубные пасты, ополаскиватели, леденцы для освежения дыхания. Ксилит и эритрит являются ключевыми компонентами в таких продуктах, особенно в жевательных резинках, предназначенных для профилактики кариеса.
• Диетические и низкокалорийные продукты: безалкогольные напитки (диетическая кола, лимонады), десерты, йогурты, мороженое, кондитерские изделия (шоколад, печенье, вафли). Используются как сахарозаменители для снижения калорийности и гликемического индекса.
• Продукты для диабетиков: изделия, предназначенные для людей с сахарным диабетом, так как некариогенные подсластители не повышают уровень глюкозы в крови (за исключением мальтита и изомальта, которые могут незначительно влиять).
• Фармацевтика: сиропы от кашля, таблетки, пастилки, жидкие лекарственные формы для детей — для улучшения вкуса без риска кариеса.

Безопасность и регулирование

В Российской Федерации все некариогенные подсластители, разрешённые к применению, проходят обязательную оценку безопасности и регистрируются в качестве пищевых добавок (Е-номера). Основные разрешённые добавки: ксилит (E967), сорбит (E420), эритрит (E968), изомальт (E953), мальтит (E965), лактит (E966), аспартам (E951), ацесульфам калия (E950), сахарин (E954), цикламат натрия (E952), сукралоза (E955), стевиозид (E960). Для каждого вещества установлены допустимые суточные дозы (ДСП), рассчитанные на основе исследований токсичности. При употреблении в количествах, не превышающих ДСП, некариогенные подсластители считаются безопасными для здоровья. Однако следует учитывать, что полиолы (сорбит, ксилит, мальтит, изомальт) в больших дозах могут вызывать желудочно-кишечные расстройства (метеоризм, диарею) из-за осмотического эффекта и медленного всасывания в тонком кишечнике. Аспартам противопоказан лицам с фенилкетонурией.

Интересные факты

• Ксилит был впервые выделен в 1891 году немецким химиком Эмилем Фишером, но его промышленное производство началось только в 1960-х годах.
• Эритрит — единственный из полиолов, который практически полностью всасывается в тонком кишечнике и выводится с мочой в неизменённом виде, поэтому не вызывает диареи.
• В некоторых странах (например, в Финляндии) ксилит активно используется в программах профилактики кариеса у детей, и его применение в жевательных резинках рекомендовано стоматологами.
• Искусственные подсластители, такие как сахарин и цикламат, были открыты случайно: сахарин — в 1879 году при работе с каменноугольной смолой, а цикламат — в 1937 году при синтезе жаропонижающих средств.
• Стевия — растение, которое использовалось коренными жителями Южной Америки (гуарани) для подслащивания напитков на протяжении сотен лет, но её экстракт был одобрен в качестве пищевой добавки в России только в 2008 году.

Источники

1. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.3.2.1293-03 «Гигиенические требования по применению пищевых добавок».
2. «Пищевые добавки: энциклопедия» — под редакцией С. А. Сарафанова, 2008.
3. «Кариесология: учебное пособие» — под редакцией В. К. Леонтьева, 2016.
4. «Сахарозаменители: химия, технология, применение» — А. А. Колесников, 2012.
5. Официальные данные Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) по оценке безопасности подсластителей (JECFA).
6. «Ксилит в профилактике кариеса: обзор клинических исследований» — журнал «Стоматология», 2019.