Thứ Bảy, 12 Tháng Sáu, 2021
Trang chủKiến thức chuyên ngànhNghiên cứu thực phẩmCác thuộc tính chức năng của Carbohydrate và các chất làm ngọt thay thế

Các thuộc tính chức năng của Carbohydrate và các chất làm ngọt thay thế

Trong ngành công nghiệp thực phẩm, cả carbohydrate giải phóng (năng lượng) nhanh – carbs (đường) đơn và carbohydrate giải phóng (năng lượng) chậm – carbs (đường) phức đều được sử dụng để cung cấp cho thực phẩm nhiều thuộc tính chức năng, bao gồm tăng độ ngọt, độ nhớt, khối lượng, khả năng bao phủ, độ hòa tan, tính đồng nhất, cấu trúc, hình dáng và có phản ứng hóa nâu.

Sự khác biệt về cấu trúc hóa học giữa các loại carbohydrate khác nhau sẽ có những công dụng, chức năng đa dạng của chúng trong thực phẩm. Tinh bột, gumpectin được sử dụng làm chất tạo đặc để làm mứt, bánh ngọt, bánh quy, mì, các sản phẩm đóng hộp và nhiều loại thực phẩm khác. Các nhà nghiên cứu thực phẩm đã sử dụng carbohydrate giải phóng chậm, chẳng hạn như alginate, để tạo hình dạng và cấu trúc cho các sản phẩm phong phú, hấp dẫn hơn. Bổ sung chất xơ vào thực phẩm để tăng khối lượng. Đường đơn không chỉ được sử dụng để tăng thêm vị ngọt mà còn tạo cấu trúc, tạo độ đặc và màu nâu. Trong kem, sự kết hợp của đường sucrose và đường ngô mang lại vị ngọt, tạo độ bóng và cấu trúc mịn cho kem. Các loại đường được bổ sung bao gồm đường trắng, đường nâu và đường thô, syrup ngô, HFCS, mạch nha và syrup nhựa cây phong, fructose lỏng, mật ong, mật đường, mật hoa agave và đường dextrose.

Do những nguy cơ tiềm ẩn đối với sức khỏe của việc tiêu thụ quá nhiều đường carbohydrate, vì thế sử dụng các chất thay thế đường cho nhiều loại thực phẩm và đồ uống được quan tâm. Các chất thay thế đường có thể từ các nguồn tự nhiên hoặc nhân tạo. Các chất tạo ngọt tổng hợp được gọi là chất làm ngọt nhân tạo và phải được FDA cho phép sử dụng trong thực phẩm và đồ uống. Các chất làm ngọt nhân tạo được FDA cấp phép sử dụng là saccharin, aspartame, acesulfame K, neotame, và sucralose. Stevia là một ví dụ về một chất thay thế đường có nguồn gốc tự nhiên. Nó có nguồn gốc từ một loại cây thường được gọi là cây cỏ ngọt và không cần sự cấp phép của FDA.

Các loại rượu đường, chẳng hạn như xylitol, sorbitol, erythritolmannitol, là các carbohydrate có tự nhiên trong một số loại trái cây và rau quả.

Trong ngành công nghiệp thực phẩm, cả carbohydrate giải phóng (năng lượng) nhanh - carbs (đường) đơn và carbohydrate giải phóng năng lượng
Hình 1. Pectin (một loại carbohydrate) được thêm vào mứt để tạo độ đặc cho mứt

Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FAD) quy định cần phải liệt kê rõ dẫn xuất rượu của đường có trong thực phẩm. So với sucrose, chất ngọt nhân tạo ngọt hơn gấp nhiều lần (trên thực tế, gấp vài trăm lần), nhưng polyol (rượu đường) thường ít ngọt hơn sucrose (Bảng 1). Chất làm ngọt nhân tạo và Stevia không bị phân hủy trong quá trình tiêu hóa hoặc hấp thụ với lượng không đáng kể và do đó không phải là nguồn cung cấp calo đáng kể trong chế độ ăn uống. Rượu đường được tiêu hóa và hấp thụ một phần hay lượng nhỏ, cung cấp khoảng một nửa lượng calo dưới dạng đường sucrose (4 kilocalories/gram). Những tính chất giúp chất thay thế đường trở nên được nhiều người quan tâm, chú trọng đặc biệt là những người muốn giảm cân và muốn kiểm soát mức đường huyết của họ.

Chất tạo ngọt Tên thương mại Số lần gấp độ ngọt sucrose
Saccharine “Sweet-N-Lo” 600
Aspartame “NutraSweet”, “Equal” 180–220
Acesulfame-K “Sunette” 200
Neotame 7.000–13.000
Sucralose “Splenda” 600
Stevia 250–300
Xylitol 0,8
Mannitol 0,5
Sorbitol 0,6
Erythritol 1

Lợi ích của đường thay thế

Sử dụng thực phẩm và đồ uống có chứa chất thay thế đường có thể đem lại lợi ích sức khỏe bằng cách giảm tiêu thụ các loại carbohydrate (đường) đơn do nó có calo cao hơn, gây sâu răng, và có khả năng dẫn đến bệnh mãn tính. Chất ngọt nhân tạo về cơ bản không phải là chất dinh dưỡng mặc dù không phải tất cả đều hoàn toàn không chứa calo. Tuy nhiên, bởi vì chúng có vị ngọt cao nên chúng được thêm một lượng rất nhỏ vào thực phẩm và đồ uống. Chất làm ngọt nhân tạo và đường alcohol không phải là “đường có thể lên men” và do đó chúng không gây sâu răng. Kẹo cao su cùng với chất làm ngọt nhân tạo là cách duy nhất đã được chứng minh rằng chất làm ngọt nhân tạo thúc đẩy sức khỏe răng miệng. Hiệp hội Nha Khoa Hoa Kỳ (ADA) cho phép các nhà sản xuất kẹo cao su để gói nhãn với một con dấu ADA nếu họ có bằng chứng khoa học chứng minh sản phẩm của họ có thể làm làm giảm acid mảng bám, sâu răng, hay bệnh nướu răng, hoặc thúc đẩy tái khoáng men răng.

Có một số ít bằng chứng khoa học cho thấy việc tiêu thụ các sản phẩm có chất làm ngọt nhân tạo giúp giảm cân. Trên thực tế, một số nghiên cứu cho thấy vị ngọt đậm của các sản phẩm này làm tăng cảm giác thèm ăn ngọt và có thể dẫn đến tăng cân. Ngoài ra, có rất ít bằng chứng cho thấy chất làm ngọt nhân tạo làm giảm nồng độ đường huyết. Nhiều loại thực phẩm và đồ uống có chứa chất làm ngọt nhân tạo và cồn đường vẫn là thực phẩm không chứa calo (ví dụ: nhai kẹo cao su không đường hoặc uống soda ăn kiêng) sẽ không cải thiện mức đường huyết hoặc sức khỏe của bạn.

Mối quan tâm về sức khỏe

Tác dụng phụ phổ biến nhất của việc sử dụng các sản phẩm có chứa chất thay thế đường là rối loạn tiêu hóa, do quá trình tiêu hóa chưa hoàn thiện. Kể từ khi các sản phẩm thay thế đường được đưa vào thị trường thực phẩm và đồ uống, người tiêu dùng đã bày tỏ lo ngại về sự an toàn của chúng. Những mối quan tâm sức khỏe  khi sử dụng sản phẩm thay thế đường được bắt nguồn từ các nghiên cứu khoa học, và chúng được hiểu sai từ các nhà nghiên cứu khoa học và cộng đồng.

Trong đầu những năm 1970 các nhà nghiên cứu khoa học đã công bố đã chứng minh rằng sử dụng liều cao đường hóa học gây ra các khối u bàng quang ở chuột. Thông tin này đã gây ra các cuộc tranh luận về ảnh hưởng đến sức khỏe của tất cả các chất làm ngọt nhân tạo. Trên thực tế, kết quả từ những nghiên cứu ban đầu hoàn toàn không liên quan đến con người. Liều lượng lớn (2,5% khẩu phần ăn) saccharine đã tạo khối u nhỏ trong bàng quang của chuột. Khối u đó đã kích thích thành bàng quang dẫn đến sự phát triển của khối u. Kể từ nghiên cứu này, nghiên cứu khoa học ở chuột, khỉ và người đã không tìm thấy bất kỳ mối quan hệ nào giữa việc tiêu thụ saccharine và ung thư bàng quang. Năm 2000, saccharin đã bị loại khỏi danh sách các chất có khả năng gây ung thư của US National Toxicology Program’s. Viện ung thư quốc gia.

Đã có những lo ngại về sức khỏe đối với các chất làm ngọt nhân tạo khác, đáng chú ý nhất là aspartame (được bán dưới tên thương mại là NutraSweet và Equal). Quan niệm sai lầm đầu tiên về aspartame là nó có liên quan đến sự gia tăng tỷ lệ mắc bệnh u não ở Hoa Kỳ. Sau đó, người ta phát hiện ra rằng, từ 8 năm trước sự gia tăng khối u não bắt đầu trước khi sự ra đời của aspartame ra thị trường. Ngày nay, aspartame bị cảnh báo là gây tổn thương não, tự kỷ, rối loạn cảm xúc, và vô số các rối loạn và bệnh tật khác. Thực tế là không có bằng chứng khoa học đáng tin cậy nào chứng mình được điều này, và aspartame là một trong những chất phụ gia thực phẩm đã được kiểm nghiệm kỹ lưỡng và được nghiên cứu nhiều nhất. Nó được chấp thuận để sử dụng như một chất làm ngọt nhân tạo ở hơn 90 quốc gia.

Aspartame được tạo ra bằng cách kết hợp acid aspartic và phenylalanin thành acid amin. Khi được tiêu hóa, nó bị phân hủy thành acid aspartic, phenylalanin và metanol. Những người mắc chứng rối loạn di truyền hiếm gặp phenylketonuria (PKU) phải tránh các sản phẩm có chứa aspartame. Những người có PKU không có một enzym chức năng chuyển hóa phenylalanin thành acid amin tyrosine. Điều này gây ra sự tích tụ phenylalanin và các sản phẩm chuyển hóa của nó trong cơ thể. Nếu PKU không được điều trị, sự tích tụ của phenylalanin sẽ gây ra tổn thương não tăng lên và co giật. FDA yêu cầu các sản phẩm có chứa aspartame phải ghi trên nhãn sản phẩm, “Phenylketonurics: Chứa Phenylalanin.” Để biết thêm chi tiết về các chất thay thế đường, vui lòng tham khảo Bảng 2:

Bảng 2. Các chất ngọt

Tên thương mại Lượng calo Nguồn gốc Khuyến nghị của người tiêu dùng Các vấn đề tranh cãi Sử dụng sản phẩm
Aspartame 4 kcal/g Cấu tạo từ hai acid amin (phenylalanin + acid aspartic) + mantozơ.

Ngọt gấp 200 lần so với đường sucrose.

FDA xác định lượng sử dụng hàng ngày có thể chấp nhận tối đa (ADI):

50 mg / kg thể trọng = 16 12 oz. nước ngọt ăn kiêng dành cho người lớn.

* Không thể sử dụng trong các sản phẩm yêu cầu nấu ăn.

Những người bị PKU không nên tiêu thụ aspartame.

Trẻ em có khả năng đạt ADI nếu thường xuyên tiêu thụ nhiều đồ uống, đồ tráng miệng, đồ tráng miệng đông lạnh và kẹo cao su chứa aspartame. Đồ uống, món tráng miệng gelatin, kẹo cao su, hoa quả.
Saccharin 0 kcal / g

 

 

 

 

 

Được phát hiện năm 1878. Chất cơ bản là benzoic sulfinide.

Ngọt gấp ba trăm lần so với đường sucrose.

 

* Có thể được sử dụng trong nấu ăn.

ADI: 5 mg / kg thể trọng.

 

Những năm 1970, liều cao saccharin liên quan đến ung thư bàng quang ở động vật thí nghiệm. Năm 1977, FDA đề xuất cấm saccharin sử dụng trong thực phẩm.

· Cuộc biểu tình do người tiêu dùng và nhóm lợi ích phát động

· Nhãn cảnh báo được liệt kê trên các sản phẩm về saccharin và nguy cơ ung thư ở động vật cho đến năm 2001 khi các nghiên cứu kết luận rằng nó không gây ung thư ở người

Chất tạo ngọt đa dụng trong tất cả các loại thực phẩm và đồ uống.

 

Được bán với tên Sweet ‘n’ Low ở Hoa Kỳ; cũng được tìm thấy trong mỹ phẩm và các sản phẩm dược phẩm.

Acesulfame K 0 kcal / g

 

 

Được phát hiện vào năm 1967. Được tạo thành từ một muối hữu cơ, kali (K). Cấu trúc rất giống với saccharin.

Nó không cung cấp năng lượng cho cơ thể vì không làm thay đổi bất kì sự chuyển hóa nào.

Ngọt gấp 200 lần so với đường sucrose.

ADI: 15 mg / kg thể trọng.

Cơ thể không thể tiêu hóa nó.

 

* Có thể được sử dụng trong nấu ăn.

Kẹo cao su, hỗn hợp đồ uống dạng bột, sữa bột nondairy creamers gelatins, bánh pudding, trà và cà phê hòa tan.
Cyclamates 0 kcal / g

 

 

Ngọt hơn đường sucrose 30 lần.

Được phát hiện vào năm 1937.

Năm 1967, tổ chức FAO/WHO chấp nhận ADI ở 50mg/kg thể trọng, tới năm 1977, đổi thành 4mg/kg thể trọng 1949, cyclamate được FDA cho phép sử dụng. Cyclamate được phân loại là GRAS (Nói chung được công nhận là an toàn) cho đến năm 1970 khi nó bị loại bỏ khỏi trạng thái GRAS và bị cấm sử dụng trong tất cả các sản phẩm thực phẩm và đồ uống ở Hoa Kỳ trên cơ sở một nghiên cứu chỉ ra rằng nó gây ung thư bàng quang ở chuột. Sự chấp thuận vẫn đang chờ sử dụng ở Hoa Kỳ kể từ lệnh cấm.

Canada và các nước khác sử dụng phụ gia tạo ngọt này.

Được đề xuất thay thế cho đường ăn cho bệnh nhân tiểu đường vào những năm 1950, bánh nướng.
Sucralose

(Splenda)

1 gói Splenda chứa 3,31 calo = 1g Được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1976. Được chấp thuận sử dụng vào năm 1998 tại Hoa Kỳ và năm 1991 tại Canada.

Được chiết xuất từ ​​sacaroza, trong đó ba nhóm hydroxyl (OH) của nó được thay thế bằng clo (Cl−).

Ngọt hơn đường gấp 600 lần

ADI: 5 mg / kg thể trọng.

* Có thể được sử dụng trong nấu ăn.

Chất làm ngọt đa năng, bánh nướng, đồ uống, món tráng miệng gelatin, món tráng miệng từ sữa đông lạnh, trái cây đóng hộp, nước xốt salad, thực phẩm chức năng; hiện đang được khuyến nghị thay thế cho đường ăn và phụ gia cho bệnh nhân tiểu đường.
Stevioside N / A

 

 

Chiết xuất từ cây cỏ ngọt được tìm thấy ở Nam Mỹ. Lá cỏ ngọt stevia rebaudianan

có độ ngọt gấp 300 lần so với đường mía

Được phân loại là GRAS.

Được coi là một chất bổ sung chế độ ăn uống và được phê duyệt không phải như một chất phụ gia, mà là một chất bổ sung chế độ ăn uống.

Được bán trong các cửa hàng thực phẩm chức năng như một loại thực phẩm chức năng.
Sucrose ~ 4 kcal / g Được chiết xuất từ ​​củ cải đường hoặc mía, sau đó được tinh chế và kết tinh. Tiêu thụ quá mức có liên quan đến một số ảnh hưởng đến sức khỏe như sâu răng hoặc sâu răng và góp phần làm tăng nguy cơ mắc các bệnh mãn tính.

 

Bánh quy, bánh quy, bánh ngọt, bánh nướng, kẹo que, kem, sorbets và như một chất bảo quản thực phẩm.
Mật ong 3 kcal / g Làm từ đường sucrose. Chứa mật hoa của thực vật có hoa. Do ong làm ra.

Sucrose là fructose + glucose; tuy nhiên, mật ong chứa nhiều calo hơn đường sucrose vì mật ong đặc hơn.

* Được coi là an toàn để nướng và nấu ăn.

Trẻ sơ sinh dưới 12 tháng tuổi không nên cho trẻ uống mật ong vì hệ tiêu hóa của trẻ không thể xử lý các vi khuẩn có trong mật ong. Trẻ lớn hơn và người lớn miễn nhiễm với những tác động này. Mật ong chứa một số vi khuẩn có hại có thể gây ngộ độc thực phẩm gây tử vong ở trẻ sơ sinh.

Chất tạo ngọt trong nhiều loại thực phẩm và đồ uống như sô-đa, trà, đồ uống có cồn và bánh nướng.
HFCS Dạng khô: 4 kcal / g; Dạng lỏng: 3 kcal / g Ngô được xay để sản xuất tinh bột ngô, sau đó tinh bột ngô được tiếp tục chế biến để tạo ra syrup ngô. Gây tranh cãi vì nó được tìm thấy phổ biến trong các sản phẩm thực phẩm chế biến sẵn, có thể dẫn đến tiêu thụ quá mức. Kết quả nghiên cứu rất khác nhau về vai trò của nó đối với bệnh mãn tính. Nước ngọt, đồ tráng miệng, kẹo, thạch.
Sugar alcohol

· Sorbitol

· Xylitol

· Mannitol

2–4 kcal / g.

Không có calo

 

Sorbitol có nguồn gốc từ glucose. Ít gây sâu răng hơn sucrose.

Sugar alcohol có tác dụng nhuận tràng.

 

Có thể gây tiêu chảy và đau dạ dày ruột nếu tiêu thụ một lượng lớn. Cung cấp số lượng lớn và vị ngọt trong các mặt hàng không đường sau đây: bánh quy, mứt, thạch, kẹo cao su, kẹo, bạc hà, dược phẩm và sản phẩm sức khỏe răng miệng.

Quy định

Trước khi đưa bất kỳ chất làm ngọt nhân tạo mới nào vào thực phẩm, nó đã được kiểm tra nghiêm ngặt và phải được FDA chấp thuận hợp pháp. FDA quy định chất làm ngọt nhân tạo cùng với các chất phụ gia thực phẩm khác, con số lên đến hàng nghìn. FDA chịu trách nhiệm xác định xem phụ gia thực phẩm có mang lại “sự an toàn” cho người tiêu dùng khi được sử dụng như đề nghị hay không. FDA sử dụng bằng chứng khoa học tốt nhất hiện có để đưa ra tuyên bố không có hại, nhưng nó tuyên bố rằng khoa học có giới hạn và “FDA không bao giờ có thể chắc chắn tuyệt đối về việc không có bất kỳ rủi ro nào từ việc sử dụng bất kỳ chất nào.” FDA cũng đã thiết lập ADIs cho chất làm ngọt nhân tạo. ADI là số lượng tối đa tính bằng miligam trên mỗi kg trọng lượng cơ thể được coi là an toàn để tiêu thụ hàng ngày (mg/kg thể trọng/ngày) và kết hợp một hệ số an toàn lớn. Danh sách sau đây chứa các chất làm ngọt nhân tạo được phê duyệt để sử dụng trong thực phẩm và đồ uống ở Hoa Kỳ, và các ADI của chúng:

  • Acesulfame kali (Sunett, Sweet One). ADI = 15mg/kg thể trọng/ngày;
  • Aspartame (Equal, NutraSweet). ADI = 50mg/kg thể trọng / ngày;
  • Neotame. ADI = 18 mg/kg thể trọng/ngày;
  • Saccharin (SugarTwin, Sweet’N Low). ADI = 5mg/kg thể trọng/ngày;
  • Sucralose (Splenda). ADI = 5mg/kg thể trọng/ngày.

Carbohydrate trong hạt

Nội nhũ hạt lúa mì cung cấp carbohydrate, còn cám và mầm chứa phần lớn protein, vitamin, khoáng chất và chất xơ. Ăn thực phẩm làm từ ngũ cốc nguyên hạt cung cấp một lượng dinh dưỡng tốt hơn cho sức khỏe của bạn. Một khi ngũ cốc nguyên hạt được chế biến và tinh chế, sự phong phú một số chất dinh dưỡng đã loại bỏ này không bổ sung được các chất dinh dưỡng từ các sản phẩm ngũ cốc nguyên hạt. Các nguồn carbohydrate khác trong chế độ ăn uống giúp tối đa hóa việc hấp thụ chất dinh dưỡng là rau, trái cây, đậu và các sản phẩm từ sữa ít béo. Để tránh ảnh hưởng đến sức khỏe của bạn, không hấp thụ quá nhiều thực phẩm carbohydrate có chứa đường bổ sung, hoặc có nhiều natri và chất béo bão hòa. Thực phẩm chế biến sẵn có chứa tất cả các thành phần này  tác động tiêu cực đến sức khỏe. Các chất thay thế đường cung cấp một cách giảm lượng carbohydrate giải phóng nhanh, nhưng có một số cách khác. Biết rằng nhu cầu của người tiêu dùng về các lựa chọn carbohydrate lành mạnh đang gia tăng, vì vậy trong tương lai bạn có thể mong đợi giá thành giảm, nhiều sản phẩm ngũ cốc nguyên hạt và ít đường bổ sung hơn.

Kết luận

Chọn nhiều carbohydrate giải phóng chậm hơn, ăn nhiều chất xơ và giảm mức tiêu thụ của thực phẩm giàu chất bổ sung đường.

Bài học rút ra chính

  • Trong ngành công nghiệp thực phẩm, cả carbohydrate giải phóng nhanh và giải phóng chậm đều được sử dụng để cung cấp cho thực phẩm một loạt các thuộc tính chức năng. Sự khác biệt về cấu trúc hóa học giữa các loại carbohydrate khác nhau mang lại nhiều công dụng chức năng khác nhau của chúng trong thực phẩm.
  • Do hậu quả sức khỏe của việc tiêu thụ quá nhiều đường bổ sung, các chất thay thế đường được sử dụng rộng rãi trong nhiều loại thực phẩm và đồ uống.
  • Tiêu thụ thực phẩm và đồ uống có chứa chất thay thế đường có thể có lợi cho sức khỏe bằng cách giảm tiêu thụ đường đơn, có hàm lượng calo cao hơn, gây sâu răng và có khả năng dẫn đến bệnh mãn tính. Tuy nhiên, tác dụng phụ phổ biến nhất của việc tiêu thụ các sản phẩm có chứa chất thay thế đường là rối loạn tiêu hóa, trở ngại cho sự hấp thụ chất dinh dưỡng.
  • Trước khi đưa bất kỳ chất làm ngọt nhân tạo mới nào vào thực phẩm, nó đã được kiểm tra nghiêm ngặt và phải được FDA chấp thuận hợp pháp.

Tài liệu tham khảo
[1] “Carbohydratees” General Nutrition Textbook. Vol.4, no.8, Aug 14. 2020.

Nguyễn Linh RD VNO

Ý KIẾN CỦA BẠN

Vui lòng nhập bình luận của bạn!
Vui lòng nhập tên của bạn ở đây

BÀI VIẾT MỚI

Cộng đồng Công nghệ Thực phẩm Việt Nam