EDULCORANTIEDULCORANTI

ClasificareClasificare

- 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 proprietifuncionale asemantoare zahrului (agent de ngroare pentru produse zaharoasesubstrat 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 nutritiviEdulcorani nutritiviIndulcitori naturali calorici

Zaharul ( zaharoza, sucroza)

Diagrama de faza a sistemului zaharoza-apaSortimente

-Zahar cristal alb - puritate > 99.6%-Cristal, cubic, pudra

-Zahar brun - puritate 95-99%- cristalizare din siropuri cu puritate mai redusa- consum direct--Zahar melasat- acoperire cristale cu siropuri-Zahar amorf- suprafata specifica mare, poate fi utilizat pentru depunere arome; fara utilizari majore-Zahar 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 indulcitori

Siropuri de palmier si de artar

-Seva de palmier- 10 % zaharuri- concentrare-Seva de artar- 1-3% zaharuri - puritate mare

Siropuri de zaharoza de puritate redusa- melase

-Siropuri purificate obtinute din trestie de zahar( mai rar sfecla de zahar)- concentrare 70-80% SU--se produce si hidroliza max 20% - contin glucoza si fructoza-contin saruri minerale- 1-9%- caracteristici senzoriale - produsi de caramelizare de tip Maillard--culoare specifica, viscozitate

Mierea de albine

-Produs 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 amidon

-Obtinuti 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) raportatala procentual substanta uscata (SU)

Maltodextrine -Obtinuti prin hidroliza enzimatica a amidonului a-amilaze termostabile- DE

Siropuri de glucoza

- Obtinute prin hidroliza enzimatica cu b- amilaze cerealiere, bacteriene sau a- amilaze fungice simultan cu enzime de deramificare (pullulanaze) -70-80% maltoza- gust slab dulce, vascozite si higroscopicitate redusa, capacitate de imbrunare < siropuri de glucoza

Siropuri de maltoza

- Obtinute prin hidroliza acida sau acid-enzimatica-4 tipuri in functie de gradul de conversie

-Tipul I- D.E.= 20-38-Tipul II - D.E.= 38- 55-Tipul III D.E. = 55-73-Tipul IV D.E.>73

- Functii-Regleaza gustul dulce si intensitatea aromei- textura- vascozitate, consistenta-Inhiba cristalizarea zaharozei - regleaza higroscopicitatea

Se 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 inghetate-pulberi instant de bauturi racoritoare

Dextroza- glucoza obtinuta prin hidroliza amidonului

-Hidroliza enzimatica in doua etape -lichefiere- dextrinizare cu a- 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 mare

Proprietati functionale

-bauturi- pulberi instant, bauturi racoritoare-Deserturi instant, produse dulci, budinci-Umplutura ciocolata-Guma de mestecat-Preparate nutritive furnizoare de energie-Solutii 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

Glucozizomeraza

E.C. 5.3.1.5.

Sortimente

-Izozahar 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 invertit

Utilizari

- 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.

Edulcorant Putere de ndulcire

Nr.crt.

Edulcorant Putere de ndulcire

1. Zaharoz 1 7. Rebauzid A 2502. Ciclamat de

sodiu35 8. Neohesperid

ina DC1500-2000

3. Glicirizina 50 9. Zaharina de sodiu

450

4. Steviozid 160 10 Zaharin 5505. Acesulfam K 200 11. Sucraloz 6006. Aspartam 200 12. Taumatina 3500

Edulcoranti cu putere mare de indulcireEdulcoranti 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 naturaliEdulcorani naturaliTip de structur Denumire Caracteristici

structuraleSursa natural Grad de dulce

Proteine Brazeina - Pentadiplantra brazzeana 2000Curculina 114 resturi de

aminoaciziCurcugo latifolia (fructe) 550

Miraculina 191 resturi de aminoacizi

Richardela dulcifica, Synsepalum dulcificum

(fructe)

Modific percepia de acru

la dulceMonelina 2 lanuri cu 44 i

respectiv 50 de aminoacaizi

Dioscoreophyllum cumensii (fructe)

1500-2000

Taumatina E 957

3 proteine numite 0,I i II

Thaumatocus Danielli(fructe)

1400-2200

Glicozidesau eteri de

zaharuri

Glicirizina Saponin acid gliceretinic condensat

cu 2 uniti de acid glucuronic

Glycyrrhiza glabra(radcina)

50

Osladina glicozid de saponin steroidic

Polypodium vulgare(rizom)

2000

Steviozidul glicozid diterpenic Stevia Rebaudiana(frunze)

300

Terpeni Hernandulcina Sesquiterpen cu grupe OH i CO

Lippia dulcis 1200

Perilartina Oxim a unui derivat de limonen

Perrila Nakemonis Deone 2000

Heterocicli Filodulcina Derivat de izocumarin Hydragea thunbergii, macrophyla, serata

400

OO

CH2OH

OH

OH

OH

OO CH3

H

H

CH3

O

OCH2OH

OH

OH

OH

CH2

CH2OH

OH

OR

O

COOH

OH

OH

O

COOH

OH

OH

OH

O

O

H

H3C

H

CH3

CH3

OCH3

COOH

H3C

CH3 CH3

H

(b) R = H(c) R = b-D-Glucozil

(a)

Structurile glicirizinei (a), a steviozidului (b) i rebaudiozidul A (c)

Exemple de structuri chimice

Glicirizina (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

HHO HO

Hernandulcina

CH N OH

Perilartina

O

OOH

H

OCH3

OH

Filodulcina

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

O

NHSO2

SO2

ON

CH3

K+ NHCO

O OCH3

COOH

NH2

NHSO3M

M = Na, K, Ca

O

Acesulfam K Aspartam Ciclamati

SucralozaOH

HOCH2Cl

CH2ClO

OH

ClOH

CH2OHO

O

O

O O

CH2OH

HOOH

HO

OH OH

CH3

O OH

OH

OHOCH3

O

Zaharina Neohesperidina DC

H2N NHNH

HOOC

O CH3

O S

CH3CH3

CH3

H3C

Alitam

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 demestecat, 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 descurt 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 leaduce buturilor rcoritoare i faptului c unul din produii de metabolism, ciclohexilamina estecancerigen. - 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 depatiserie, 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 cuconinut 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 glucozgustul 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 zahararuri

Sorbitol Manitol Xilitol Lactitol Maltitol Izomalt

Coninut caloric, kcal/g

2,60 1,6 2,4 2,0 3,0 2,0

Putere de ndulcire

0,5 0,6 1,0 0,3 0,9 0,4-0,6

CH2OH

CH OH

C

C

HO H

OH

C

H

CH2OH

H OH

CH2OH

CHO H

C

C

HO H

OH

C

H

CH2OH

H OH

CH2OH

CH OH

C

C

HO H

OH

CH2OH

H

Sorbitol Manitol Xilitol

OH

OHOH

CH2OH O

CH2OH

CH2OH

OH

OHOH

Lactitol

OH

OH

CH2OH

OH OCH2OH

CH2OH

OH

OHOH

Maltitol

CH2OH

CH OH

C

C

HO H

OH

C

H

CH2

H OH

OH

OH

CH2OH

OH O

CH2OH

CHO H

C

C

HO H

OH

C

H

CH2

H OH

OH

OH

CH2OH

OH O

a-D-glucopiranozil-1,6-D-sorbitol (GPS) a-D-glucopiranozil-1,1-D-manitol (GPM)

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 osolubilitate 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 ilegume-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 foartepotrivit pentru dulciurile cu arom de ment sau de ciocolat- dulciuri pe baz de pectin sau gelatin (jeleuri, bomboane gumate), - o cantitate mai mare deagent gelifiant deoarece xilitolul reduce tria gelurilor.

Lactitolul (4-O-b-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-a-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 aceastan 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 a-D-glucopiranozil-1,6-D-sorbitol (GPS) i respectiv D-glucopiranozil-1,1-D-manitol (GPM) dihidrat - rezult prin hidrogenarea izomaltulozei rezultat n urma transglucozidriienzimatice a zaharozei - stabilitate termic i microbian foarte bun, nu d reacii Maillard, nu este higroscopici 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.