Biotechnologia.pl
łączymy wszystkie strony biobiznesu
Substancje słodzące – rynek wyzwaniem dla biotechnologów
Substancje słodzące – rynek wyzwaniem dla biotechnologów
Komponenty do produkcji żywności są ważne dla nadania finalnej jakości dla produktów spożywczych. Przed biotechnologami stoi duże wyzwanie aby sprostać oczekiwania konsumentów, a jednocześnie zapewnić zdrowy i smaczny finalny produkt. Jednym z nich są substancje nadające słodki smak produktom, zaś nadmiar powszechnie używanego cukru ma negatywny wpływ na zdrowie, a substancje obecnie wykorzystywane nie spełniają wszystkich stawianym im oczekiwaniom.

Substancje słodzące stanowią bardzo bujnie rozwijającą się gałąź rynku spożywczego. Naukowcy pracują nad znalezieniem nowych substancji, które imitowałyby słodki smak, a nie powodowałyby zwiększenia kaloryczności produktów i innych skutków ubocznych. Tradycyjnie używane słodkie substancje są jednym z głównych przyczyn otyłości, zaś nadwaga otwiera drogę do rozwoju najczęstszych schorzeń cywilizacyjnych, będących przyczyną złego samo czucia się, a często i śmierci. Kilka lat temu na rynku hitem był aspartam wokół którego powstało wiele medialnych nagonek. Mimo to, iż 10 grudnia 2013 roku Europejska Komisja ds. Bezpieczeństwa Żywności uznała aspartam za substancję bezpieczną, w dalszym ciągu budzi ona wiele kontrowersji, a badacze dostarczają dowodów o jej negatywnym wpływie. Kolejnym hitem na rynku stały się substancje słodzące pochodzące z rośliny - stewii, która również dokonała gwałtownej inwazji na rynku. Roślina ta zawiera stewiozyd, który jest ok. 300 razy słodszy od sacharozy oraz rebaudiozyd, który może być słodszy od 300 do nawet 450 razy. Dodatkowo, do wykorzystania stewii konsumentów przekonuje jej naturalne pochodzenie oraz prozdrowotne właściwości. W tradycyjnej medycynie ludów Ameryki Południowej stewia jest wykorzystywana do obniżenia ciśnienia krwi.

Wykorzystanie naturalnych producentów substancji słodzących stanowiło inspirację dla wielu grup badawczych. Swoje pomysły w tym zakresie realizują chemicy i biotechnolodzy, którzy otrzymali wiele syntetycznych dodatków do żywności słodszych od sacharozy nawet do 4 tys. razy. Prace skupiają się również nad zrozumieniem funkcjonowania receptorów odpowiedzialnych za smak. Jednak pomimo wielu obiecujących rezultatów do tej pory nie udało się w sposób zadowalający rozwiązać tej zagadki. Ustalono, że interakcja pomiędzy receptorem T1R2 i T1R3, a substancją słodzącą zachodzi przy udziale wiązań wodorowych. O ile dla substancji wywołujących wrażenie smaku kwaśnego udało się ustalić położenie atomów wodoru w cząsteczce cukru, to dla substancji słodkich nie opracowano jednoznacznych zasad. Pomimo to badania dowiodły o obecności wzmacniaczy smaku słodkiego, które w sposób allosteryczny regulują działanie receptorów. Okazało się, że wzmacniaczem słodkiego smaku jest adenozyna, która wzmacnia bodziec poprzez interakcję z receptorami A2B. Wyjaśnienie molekularnego mechanizmu smaku pozwoliłoby na ułatwienie prac nad syntetycznymi związkami słodzącymi.

 

Pod względem słodkości (jako substancję o słodkości równej 1 przyjmuje się 10% roztwór sacharozy) substancje słodzące możemy podzielić na 3 zasadnicze grupy:

- cukry naturalne o intensywności słodzenia 0,4–1,8 - należą do nich głównie glukoza, fruktoza i sacharoza, nie są one dodatkami do żywności sensu stricte, jednak są one powszechnie dodawane do produktów spożywczych i nie są oznakowane symbolem E;

- cukry modyfikowane o intensywności słodzenia 0,3–1,0, zaliczamy do nich wielowodorotlenowe alkohole jak erytrytol, czy glicerol;

- syntetyczne środki słodzące o intensywności słodzenia 30–4000, zaliczamy do nich również alkoholowe wielowodotlenowe i inne związki syntetyczne. Do tej grupy należą m.in. mannitol, ksylitol, mantitol, sorbitol.

 

Pod względem budowy chemicznej substancje słodzące można podzielić na:

- sacharydy, w tej grupie zaliczane są powszechnie znane substancje takie jak: glukoza, fruktoza, sacharoza, laktoza i wiele innych;

- białka, jest to grupa, z którą wiązane jest wiele nadziei, zalicza się do nich: mirakulina, taumatyna, brazzeina itd.;

- glikozydy dihydrochalkonowe, związki te wywodzą się z prekursorów o gorzkim smaku, w badaniach dowiedziono, że po katalitycznym uwodornieniu stają się słodkie, proces ten jest opłacalny przy wykorzystaniu dostępnych na rynku prekursorów, które poddaje się następnie uwodornieniu. Do tej grupy zalicza się np. neohesperydozyl, który w zależności od przyłączonych podstawników może być słodszy nawet 2 tys. razy.

 

Rozwój branży substancji słodzących może stanowić ważny element rozwoju rynku biotechnologicznego. Oczekiwania konsumentów na produkty, które będą słodkie, nie będą zwiększać kaloryczności produktów oraz pozytywnie wpływać na zdrowie ludzi może stanowić bodziec do rozwoju innowacyjnych technologii w tym kierunku. Szerokie możliwości mogą pojawić się przy wykorzystaniu osiągnięć naukowych z zakresu biotransformacji w przypadku glikozydów, obecny stan wiedzy pozwala na zaplanowanie reakcji enzymatycznych precyzyjnie modyfikujących związki przy użyciu mikroorganizmów. Często tak przeprowadzony proces jest tańszy, wydajniejszy i bezpieczniejszy niż reakcje chemiczne zachodzące z udziałem czystych chemicznie związków. Natomiast z drugiej strony użyteczna może okazać się wiedza z zakresu genetyki i transformacji genetycznej mikroorganizmów, które można wykorzystać do taniej i wydajnej produkcji białek słodzących. Wkrótce może to stanowić inspirację nie tylko do produkcji samych substancji, ale również i nowej gamy produktów biotechnologicznych.

Źródła

http://www.czytelniamedyczna.pl/2567,substancje-slodzace-pochodzenia-naturalnego.html#0.02759019215591252

 

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2842058/

 

http://www.jneurosci.org/content/32/1/322.long

KOMENTARZE
Newsletter