Анализ безалкогольных напитков, содержащих в своём составе сахар и стевию

Для снижения калорийности напитков всё больше и больше производителей используют для придания сладкого вкуса напитку комбинацию сахара и стевии (натурального подсластителя). Для приборов Anton Paar не важно, содержит ли Ваш напиток только сахар или смесь сахара со стевией!

1 Сколько сахара полезно для Вас?

Сахароза, которую обычно называют сахаром, есть не только в сладких продуктах (шоколад, мороженое, джемы и пирожные), но и в многих полуфабрикатах и напитках. В привычных нам безалкогольных напитках содержится огромное количество "скрытого" сахара. Многие люди предпочитают пить напитки с пониженным содержанием сахара. Это связано не только с желанием потреблять меньше калорий, но и с проблемами со здоровьем. Избыточный вес и ожирение являются основными факторами риска развития ряда хронических заболеваний [1]. Они также увеличивают риск ишемической болезни сердца и диабета 2 типа. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) недавно сократила рекомендованную суточную дозу до 25 г сахара [2], что соответствует примерно шести чайным ложкам в день для взрослых (для детей в два раза меньше).

2 Почему частично заменяют сахар?

Проблема: Обычный безалкогольный напиток содержит от 8 до 10 граммов сахара на 100 мл, поэтому выпив среднюю размера банку человек уже превышает рекомендованную максимальную суточную дозу сахара.

Вопрос: Поскольку подслащивающая способность стевии намного превышает сладость сахарозы, необходимое количество стевии для достижения такого же вкуса напитка значительно ниже, а потребление калорий близко к нулю. Кроме того, такие подсластители, как стевия, не способствуют развитию кариеса. Так почему бы не заменить весь сахар в безалкогольных напитках подсластителями?

Ответ: Сахаросодержащие напитки имеют более выраженный вкус, который и заставляет потребителей их выбирать.

Решение: Напитки, содержащие смесь сахара с подсластителем, обеспечивают меньшее потребление сахара при сохранении насыщенности вкуса.

3 Что такое стевия?

Часто используемым подсластителем для производства безалкогольных напитков является водорастворимый стевиол-гликозид Ребаудиозид А (рис. 1), для простоты в данном отчете обозначаемый как стевия. Далее мы подробнее рассмотрим стевию.

Рисунок 1: Молекула Ребаудиозида А [3]

Подслащивающая способность стевии оценивается как минимум в 200 раз выше, чем у сахара [3], а в некоторых источника это значение достигает от 300 до 450 [4]. Другими словами, раствор 0,01 г стевии в 100 мл воды так же сладок на вкус, как и 2 г сахара, растворенные в таком же объёме (2°Brix).

4 Окажет ли влияние добавление стевии к обычным безалкогольным напиткам на результаты измерений?

4.1 Общие аспекты

Определение плотности, основанное на методе U-образной трубки, и вычисление ° Brix на её основе – хорошо знакомая процедура среди производителей безалкогольных напитков. Если же требуются значения изначального и инвертированного °Brix, а также степень инверсии [5], то идеальным прибором для быстрых и правильных измерения для контроля качества [6] будет Soft Drink Analyzer M (SDA M), содержащий две измерительные ячейки – плотности и скорости звука.

Следующие измерения показывают, что результаты измерения правильны и надежны вне зависимости от того, содержит ли напиток только сахар или смесь сахара и стевии. Стевия (Sigma Aldrich, Rebaudioside A ≥ 96 % (HPLC) 01432-10G) была добавлена к дистиллированной воде и двум различным коммерчески доступным напиткам Cola (Cola 1 и Cola 2). Исследования проводились на приборе SDA M при 20° C. Измерения проводились несколько раз.

4.2 Добавление стевии к воде

На рисунке 2 показано, что добавление 0,0978 г стевии к 100 мл дистиллированной воды приводит к повышению °Brix на 0,078°Brix (среднее из 5 измерений).

Рисунок 2: °Brix дистиллированной воды без и с добавкой стевии

4.3 Добавка стевии к Cola

Для исследования влияние стевии на обычные безалкогольные напитки, были исследованы дегазированные образцы Cola 1 и Cola 2.

Измерения образцов Cola 1 и Cola 2 проводили без с добавлением стевии (сравнение в таблице 1).

Таблица 1: Добавка стевии к дегазированному образцу Cola

Рисунок 3: °Brix образца Cola 1 без и с различными добавками стевии

Рисунок 4 графически показывает результаты измерения °Brix образца Cola 2 без и со стевией.

Рисунок 4: °Brix образца Cola 2 без и с различными добавками стевии

4.4 Изначальный, текущий °Brix, степень инверсии: Прямое сравнение:

Три измерения дегазированного образца Cola 1 без добавления стевии (раствор 1, таблица 1) были проведены. 0,0187 г стевии добавляли к 100 мл дегазированному образцу Cola 1, отобранного из той же бутылки. Данный раствор (Раствор 2), имеющий подслащивающую способность по меньшей мере от 3,7° до 8,4° по шкале Brix, измеряли четыре раза. Все измерения проводились с использованием SDA M и автоподатчика Xsample 520. На рисунке 5 графически показаны полученные результаты текущего, изначального, инвертированного °Brix Раствора 1 (Cola 1 без стевии) и Раствора 2 (Cola 1 со стевией).

Рисунок 5: °Brix образца Cola 1 с и без добавки стевии

5 Выводы и заключение

Как и ожидалось, увеличение плотности, вызванное добавлением стевии, проявляется в небольшом увеличении °Brix. Для каждого образца было проведено несколько измерений.

Добавление 0,0978 г стевии к 100 мл дистиллированной воды показывает значение 0,078 °Brix (рис. 2). Аналогичные количества стевии, добавленной к дегазированном образцам Cola 1 (0,1002 г) и Cola 2 (0,0984 г), показали увеличение на 0,078 °Brix и 0,093 °Brix, соответственно. На рисунках 3 и 4 показано влияние различных количеств добавленной стевии, линии тренда на этих графиках показывают линейную зависимость для обоих образцов.

Этот факт показывает, что SDA M проводит точные измерения °Brix для безалкогольных напитков, содержащих как сахар, так и стевию.

Пример представлен на рисунке 5: Образец Cola 1 измеряли с добавками стевии, подслащивающая способность которой от 3,7°до 8,4° по шкале Brix. Это соответствует той сладости, которую ожидают потребители в напитках Cola на полке супермаркета.

Сравнение различий в значениях текущего, изначального и инвертированного °Brix образцов со стевией и без позволяет сделать вывод, что добавка стевии не оказывает заметного влияния.

Сравнение различий в значениях текущего, изначального и инвертированного °Brix образцов со стевией и без позволяет сделать вывод, что добавка стевии не оказывает заметного влияния.

6 Дополнительные идеи

В этом исследовании в качестве измерительного прибора использовали SDA M с двумя измерительными ячейками – плотности и скорости звука. Из полученных результатов также можно сделать вывод, что плотномер DMA ™ M также подходит для безалкогольных напитков, содержащих смесь сахара и стевии.

7 Литература

1. [1] http://www.who.int/topics/obesity/en/
2. [2] http://www.spiegel.de/gesundheit/diagnose/ wenigerzucker-zu-sich-nehmen-darum-ist-es-so-wichtig-a1028998.html
3. [3] https://en.wikipedia.org/wiki/Rebaudioside_A
4. [4] http://www.steviaratgeber.de/10-dosierung-von-stevia
5. [5] K. Biebernik, Can sugar get any sweeter, Soft Drinks international Jan/Feb 2016 pp 42-44
6. [6] Anton Paar Instruction Manual Soft Drink Analyzer M, instrument software version: from 2.90, May 2016