На фоне глобального кризиса в сфере здравоохранения, вызванного высоким потреблением сахара, контроль за потреблением сахара во всем мире стал одной из основных тенденций, а низкокалорийные и безопасные функциональные подсластители оказались в центре внимания пищевой промышленности и сферы здравоохранения. L-арабиноза и D-аллулоза, являющиеся представителями редких природных сахаров, выделяются своими уникальными метаболическими свойствами и пользой для здоровья.
I. Общее введение.
L-арабиноза относится к классу пятиуглеродных альдоз и имеет молекулярную формулу C₅H₁₀O₅. Это пентоза, которая в естественных условиях содержится в клеточных стенках фруктов, овощей и зерновых культур. В промышленном производстве её часто получают из сельскохозяйственных и лесохозяйственных отходов, таких как кукурузные початки и багасса сахарного тростника, с чистотой более 99,5%.
D-аллулоза относится к семейству шестиуглеродных кетоз и имеет молекулярную формулу C₆H₁₂O₆. Она является дифференциальным изомером D-фруктозы и в естественных условиях встречается в следовых количествах в сухофруктах и грибах. В промышленности её получают в основном путём изомеризации фруктозы.
II. Физические и химические свойства.
| Свойства | L-арабиноза | D-аллюлоза |
| Внешний вид | Белый или кремовый кристаллический светлый порошок | белая кристаллическая частица |
| Категория | пентоза (C) | гексоза (C) |
| Сладость (по сравнению с сахарозой) | 50%-60% | около 70% |
| Вкус | Чистая сладость, нежная сладость | Чистый и без запаха |
| Температура плавления | 154–158 °C | 109 °C |
| Калории | ≈0,2 ккал/г | ≈0,4 ккал/г |
| Классификация | Новые пищевые ингредиенты | Новые пищевые ингредиенты |
| Стабильность | Устойчивость к высоким температурам, устойчивость к воздействию кислот и щелочей, высокая склонность к реакции Майяра | Устойчив к высоким температурам, устойчив к воздействию кислот и подвержен реакции Майяра |
| Сфера применения | Все виды продуктов питания, за исключением продуктов для грудных детей и детей раннего возраста | Не подходит для младенцев, беременных и кормящих женщин; рекомендуемая доза — не более 20 г в сутки |
III. Принцип метаболизмаs.
L-арабиноза и D-аллулоза с трудом расщепляются организмом человека и служат источником энергии, однако они различаются по характеристикам усвоения, распределения и выведения в процессе метаболизма.
Арабиноза практически не всасывается и в основном выводится в исходном виде с мочой; большая часть аллулозы быстро всасывается, на короткое время распределяется в тканях различных органов, а затем быстро выводится через кишечник и почки. Пути транспорта и метаболизма этих двух веществ в организме различаются, что тесно связано с их физиологическими особенностями как функциональных низкокалорийных подсластителей.
IV. Функциональные характеристики.
1. L-арабиноза: она в основном препятствует всасыванию сахарозы, стабилизирует уровень сахара в крови и регулирует работу кишечника.
Наиболее характерной физиологической функцией L-арабинозы является избирательное воздействие на сахаразу в тонком кишечнике, что приводит к ингибированию всасывания сахарозы. В то же время L-арабиноза способна эффективно стимулировать размножение полезных бактерий в кишечнике, поддерживать баланс микробиоты организма, укреплять иммунитет и способствовать укреплению здоровья человека. Кроме того, имеются соответствующие научные исследования, посвящённые физиологической активности L-арабинозы в области защиты печени, изменения состава волокон скелетных мышц, антиоксидантного и противовоспалительного действия.
2. D-аллюлоза: Целенаправленное подавление всасывания моносахаридов, улучшение инсулинорезистентности и регуляция липидного обмена.
Клинические и эксперименты на животных показали, что D-аллулоза не только является подсластителем, но и обладает целым рядом физиологических свойств, таких как гипогликемическое и гиполипидемическое действие, антиоксидантные, противовоспалительные и противоатеросклеротические свойства.
Противодиабетическое действие D-аллулозы является одной из наиболее тщательно изученных физиологических функций, заключающейся в регулировании уровня сахара в крови и снижении инсулинорезистентности.
Кроме того, D-аллулоза может препятствовать накоплению липидов за счет стимулирования расщепления жиров, что способствует устранению различных нарушений обмена веществ и снижению уровня провоспалительных адипокинов и цитокинов в плазме крови.
V. Области применения.
L-арабиноза в настоящее время является ингибитором с наивысшей степенью ингибирования, который избирательно подавляет активность сахаразы и замедляет переваривание сахарозы. Благодаря своему основному преимуществу — способности ингибировать всасывание сахарозы — L-арабиноза широко используется в таких областях, как ингибирование всасывания сахарозы, контроль уровня глюкозы в крови и управление весом, в том числе в продуктах с высоким содержанием сахара, таких как чай с молоком, сладкие напитки и китайская выпечка. При использовании в сочетании с сахарозой она снижает фактическое потребление сахара организмом человека и является пищевым ингредиентом, основная функция которого заключается в снижении содержания сахара и контроле уровня сахара; а также применяется в заменителях пищи для контроля веса, протеиновых порошках и гипогликемических диетических продуктах.
D-аллулоза — это универсальный заменитель сахара, который можно использовать в соотношении 1:1 вместо сахарозы. В настоящее время он в основном применяется в выпечке дим-сум, мороженом, газированных напитках, безсахарных конфетах, продуктах для здоровья и других видах пищевых продуктов.