CC BY
465
УДК 664.1
О роли сахара
в современном мире
Часть I
B. И. Тужилкин, д-р техн. наук, профессор, член-корр. РАСХН,
C. В. Штерман, канд. техн. наук
Московский государственный университет пищевых производств А.Б. Бодин
Союз сахаропроизводителей России
Когда химики произносят слово сахар, то подразумевают под ним большую группу веществ. К ней относятся глюкоза, фруктоза, галактоза, лактоза, сахароза и еще многие другие соединения. Однако на бытовом уровне для миллионов или даже миллиардов людей это название оказалось прочно ассоциированным, практически однозначно связанным только с одним из возможных видов сахаров, а именно с сахарозой.
В связи с этим далее эти два наименования одного и того же продукта - сахар и сахароза - будут ис-
Согласно рекомендуемым нормам, потребление сахара должно составлять около 10 % от калорийности суточного рациона питания человека.
пользоваться в качестве эквивалентных понятий. В то же время другие виды сахаров будут выступать под их иными исторически сложившимися наименованиями, такими как глюкоза, фруктоза и т. п.
Питание - один из важнейших элементов сложного процесса взаимодействия человеческого организма с окружающей средой, лишь в результате которого человек может существовать физически. Поэтому проблемы, с ним связанные, волновали людей всегда.
При этом, если вначале они существовали в основном в разрезе: « Чтобы такое добыть или найти поесть?», то в современных условиях они трансформировались в вопрос: « Что же, в конце концов, нужно и можно есть?».
Чтобы попытаться разобраться в этом, может быть уместно вначале обратиться к первоисточникам.
Одна из самых древних из известных человечеству священных книг-Библия (Ветхий Завет) дает только
Ключевые слова: питание; углеводы; сахар; сахароза; нормы потребления; избыточная масса тела.
Key words: human nutrition; carbohydrates; sugar; sucrose; norms ofconsumption; overweight.
два кратких указания Творца на возможный режим питания созданного Им человека: «И сказал Бог: вот, Я дал вам всякую траву, сеющую семя, какая есть на всей земле, и всякое дерево, у которого плод древесный, сеющий семя: вам сие будет в пищу» (Быт.1:29). И далее: «И заповедал Господь Бог человеку, говоря: от всякого дерева в саду ты будешь есть» (Быт. 2:16).
В современных терминах эти указания можно интерпретировать как необходимость употреблять пищу, имеющую только чисто растительное происхождение. Отголоски наложенного ограничения действуют в ряде случаев и до настоящего времени. Так, во время Поста постящимся рекомендуют руководствоваться общим правилом: «Все, что из земли, то можно».
Вместе с тем, после вселенского потопа сразу после выхода Ноя с семейством из ковчега эти положения были дополнены Создателем третьим: «Все движущееся, что живет, будет вам в пищу; как зелень травную даю вам все» (Быт. 9:3).
Этот постулат позволяет теперь, наряду с прежними видами пищи -зеленью и полевыми злаками, использовать еще и один новый, а именно: мясо животных, птиц и рыб - словом, все то, что движется и живет.
Таким образом, в принципе была заложена идейная основа для проектирования сложных схем питания человека с использованием большого числа исходных ингредиентов различного происхождения.
Вышеприведенные достаточно скупые рекомендации, высказанные Создателем, оставили однако чрезвычайно широкое поле деятельности для многих поколений людей, которые зарабатывали и зарабатывают себе на жизнь, позиционируя себя в качестве специалистов-инструкторов в области того, что, когда, сколько и как нужно есть отдельным людям.
Совместными усилиями они создали десятки, если не сотни, различных, часто абсолютно противоречащих друг другу, самых-самых рациональных, оптимальных, здоровых, эффективных, адекватных и прочих схем питания человека. Этот процесс никогда даже не приостанавливался и не прекратил своего бурного развития и в настоящее время.
Положение вышеуказанных знатоков, впрочем, значительно облегчается тем, что генетически в организме человека заложена значительная гибкость по отношению к используемому рациону питания. Это объясняется тем, что в процессе обмена веществ отдельные компоненты пищи, или нутриенты, обладают свойством взаимного превращения друг в друга. Белки, например, могут трансформироваться в углеводы, углеводы - в жиры и, наоборот, молекулы отдельных аминокислот перестраиваться в другие и т. д.
Это приводит к тому, что в определенных пределах организм человека способен преодолевать негативные последствия и выживать в условиях даже весьма экзотических вариантов питания, например, при соблюдении строгого вегетарианства или, наоборот, в условиях потребления преимущественно чисто белковой пищи и т.п.
Для человека древнего мира и даже средних веков рацион питания, то, что в настоящее время стало принято называть палеодиетой, во многом навязывался ему окружающей природной и социальной средой. Однако при этом он вряд ли рассматривался им как желательный или, тем более, оптимальный. Об этом красноречивее всего можно судить, исходя, например, из крайне низкой, с точки зрения современных стандартов, продолжительности жизни людей в отмеченные эпохи.
Для современного человека, за исключением может быть самых бедных и неразвитых племен, положение вещей, когда основным правилом формирования рациона питания оказывается принцип «что Бог пошлет», безусловно уже не может быть приемлемым.
Хотя зачатки современной науки о питании - нутрициологии - можно,
как впрочем и любой другой науки -математики, физики, химии и т. п., без труда обнаружить в наследии самых древних цивилизаций, ее подлинный рост и развитие связывают с концом XIX - началом XX века.
В это время оказалось возможным достаточно объективно, с научной точки зрения, оценить роль отдельных нутриентов в обеспечении процесса жизнедеятельности человека и создать стройную и непротиворечивую концепцию того, что же в действительности он должен получать вместе с пищей, чтобы быть здоровым, радостным, активно работать и долго жить.
К числу больших достижений в этой области отечественных ученых, несомненно, следует отнести созданные современной наукой о питании, утвержденные в государственном масштабе и периодически уточняемые «Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации» [1].
В них, в частности, отмечается, что величины потребления основных пищевых компонентов - белков, жиров и углеводов - должны обязательно находиться в пределах физиологически необходимых соотношений между ними.
Далее в этом документе отмечается, что, в соответствии с современными представлениями, одно из ведущих мест в рационе питания человека должно принадлежать углеводам, потребность в которых для взрослого человека оценивается примерно в 260 - 600 г/сут [1].
Усвояемые углеводы пищи представлены полисахаридами (крахмал и гликоген), а также моно-, ди- и олигосахаридами. К моносахаридам относятся глюкоза, фруктоза и гораздо реже встречающаяся галактоза (компонент молочного сахара - лактозы). Основной представитель оли-госахаридов - соединений, молекулы которых содержат от 2 до 10 остатков моносахаридов, - сахароза.
Попав в организм человека, сахароза расщепляется в пищеварительном тракте на глюкозу и фруктозу и в виде этих компонентов всасывается в кровь, давая начало процессу генерации столь постоянно необходимой организму биоэнергии.
Согласно рекомендуемым нормам, потребление сахара должно составлять около 10 % от калорийности суточного рациона питания человека. Физиологические потребности в энергии для взрослых оцениваются, в среднем, в 3150 ккал/сут для мужчин и 2425 ккал/сут для женщин. С учетом того, что 1 г углеводов
при окислении в организме дает 4 ккал, это определяет потребность в общем количестве потребляемого сахара примерно в 80 г/сут для мужчин и 60 г/сут для женщин.
Для наглядности, в переводе на обычные, зрительно легко воспринимаемые чайные ложки и с учетом того, что в нее «без горки» помещается 5 г сахара [2], в сутки это соответствует примерно 20 чайным ложкам сахара для мужчин и 15 чайным ложкам сахара для женщин. Это количество сахара относится к его общему содержанию во всех продуктах, входящих в суточный рацион питания.
Главное физиологическое значение углеводов заключается в том, что они служат источником энергии в организме. Оно определяется способностью углеводов окисляться в организме как аэробным, т. е. в присутствии кислорода, так и анаэробным, без его участия, путем. При всех видах физического и умственного труда регистрируется повышенная потребность организма человека в углеводах.
Они необходимы всем тканям и органам: от мышцы голени до головного мозга. Питание мозга, к примеру, целиком основано на метаболизме глюкозы. Если углеводов в организме не будет хватать для обеспечения его энергетических потребностей, в частности, для питания мозга, то он может начать использовать для синтеза необходимого количества углеводов белки мышц и других органов человека.
Часть потребляемых человеком углеводов может превращаться в его организме в гликоген, представляющий собой особого рода, отложенный в запас углевод. Распад гликогена (гликогенолиз) - один из главных источников энергии при ее усиленном расходовании во время интенсивных мышечных и умственных нагрузках, эмоциональном возбуждении и т. п.
К сожалению, мозг не располагает собственными запасами гликогена и потому нуждается в постоянном притоке с кровью глюкозы, которая образуется в организме, в том числе, в результате гидролиза сахарозы.
Сахар входит в ряд полезных веществ, в которых постоянно нуждается человек, в связи с чем сокращение обоснованной нормы его потребления, как правило, нецелесообразно.
У вполне здоровых людей, которые избегают потребление сахара по причине его мнимой зловредности, могут наблюдаться признаки гипо-гликемии (низкого уровня глюкозы в крови): слабость, усталость, затруднение концентрации внимания, озноб, дрожь, сердцебиение, головная боль. В более тяжелых случаях возможно двоение в глазах, путаница в мыслях, раздражительность, агрессивность и развитие бессонницы.
Последствия гипогликемии могут быть преодолены спустя 10-15 мин после приема небольшого количества сахара. При тяжелых умственных и физических нагрузках употребление сахара в небольших количествах способствует стойкости организма, частично снимает стрессы и нервные напряжения.
Сахар входит в ряд полезных веществ, в которых постоянно нуждается человек, в связи с чем сокращение обоснованной нормы его потребления, как правило, нецелесообразно.
На рисунке представлена кривая, отражающая усредненные данные по уровню потребления человечеством легкоусвояемых углеводов в составе пищи за последние 14 тыс. лет [3]. Интересно то, что если сопоставить их с темпами научно-технического прогресса, достигнутого человечеством за этот же период, то между ними можно легко обнаружить вполне очевидную корреляцию.
Со второй половины XIX века в структуре потребления углеводов все более значительную роль начинает играть сахароза, хотя история этого соединения начинается за много столетий до этого времени.
Еще со времени индийского похода Александра Македонского (356 - 323 г. до н. э.) в Европе стало известно, что в Индии растет особый вид тростника, который способен «производить мед без пчел». Само слово «сахар» происходит от санскритского «Багкага» - «источающий мед», откуда оно перекочевало в арабский язык «Биккаг» и далее в другие языки мира, приспосабливаясь к особенностям местного произношения [4].
25 § Е!
20 о ^ ^ и ^ ш
1С *
15х т
<гз ^
- 10е
0 >■*
-12000
-8000
-4000
0 2000
Уровень потребления человечеством легкоусвояемых углеводов в составе пищи в зависимости от исторического периода времени:
А - начало культурного сельского хозяйства; В - промышленная революция (треугольниками обозначены показатели после промышленной революции)
Рафинирование (очистка от посторонних примесей) добытого из сахарного тростника сахара было открыто лишь в XII веке в Персии. Чистый белый сахар впервые появился в европейской торговле в Венеции и был весьма дорог.
Однако постепенно его производство достигло высокого подъема, и все страны, в которых климат благоприятствовал разведению сахарного тростника (например, тропическая Азия, Центральная и Южная Америка, Антильские острова и т.д.), стали усиленно его культивировать.
Открытие берлинского химика Анд-реаса Маркграфа, который в 1747 г. обнаружил, что свекла содержит такой же сахар, что и сахарный тростник, имело громадное значение для сельского хозяйства Европы и дало гигантский скачок мировой сахарной промышленности. Сахарная свекла при одинаковых почвенных условиях дает питательных веществ в три раза больше, чем картофель, и в четыре раза больше, чем пшеница.
Мировое производство сахара составляет в настоящее время около 170 млн т в год, или 24 кг на человека, что соответствует его возможно-
му потреблению 66,5 г/сут на человека. Это очень близко к рекомендованным нормам его потребления, которые были рассмотрены ранее.
Примерно 65 % сахара в мире производится из сахарного тростника, а остальное количество - из сахарной свеклы. Оба вида продуктов практически идентичны, и различие между ними можно уловить только с помощью очень тонких методов анализа.
Объективности ради следует отметить, что соображения, связанные с высокой экономической эффективностью производства сахара, имея очень важное значение для лидеров и правительств подавляющего числа стран мира, для рядовых потребителей, тем не менее, часто отходят на второй план. Для них самой важной причиной того, что сахар занимает в настоящее время одно из ведущих мест в рационе питания человека, является то, что это очень вкусный продукт.
Такой вердикт был вынесен своеобразной дегустационной комиссией, которую составили десятки миллиардов людей, живущих на всех континентах Земли, при том что принадлежали они, по крайней мере, к нескольким поколениям.
Нельзя не отметить, что у сахарозы на этом пути не было никаких конкурентов. На самом деле, они естественно существовали и весьма активно боролись за место «под солнцем» в буквальном смысле этого слова.
Достаточно упомянуть таких активных участников этого своеобразного конкурса, которые также имеют природное происхождение, как глюкозу, или виноградный сахар; фруктозу, или фруктовый сахар; лактозу, или молочный сахар; мальтозу, или солодовый сахар; сорбит, или рябиновый «сахар»; эритритол, или дынный «сахар», ксилит, или «сахар» кукурузной кочерыжки; и даже мёд, который можно назвать пчелиным сахаром.
В случае, если бы по своим вкусовым характеристикам победил бы когда-то, например, сорбит, то, учитывая огромные способности современного человека к быстрому развитию необходимых ему технологий, мы бы видели сейчас повсюду огромные культурные плантации этого красивого дерева.
Однако этого не произошло, и сахароза, имея приятный гармоничный вкус, высокую степень чувства сладости при отсутствии каких-либо посторонних оттенков и послевкусия, по праву заняла роль признанной «королевы» углеводов. Не слу-
чайно поэтому ее вкусовые характеристики многими экспертами принимаются за 100 % при сравнении свойств сахарозы с появляющимися на рынке все новыми предлагаемыми видами ее заменителей.
Оказалось, что по своим вкусовым свойствам с сахарозой не может серьезно конкурировать даже мёд, который обладает весьма специфическим вкусом. Мёд известен человечеству с незапамятных времен, но его потребление в повседневной жизни всегда ограничивалось сравнительно узким кругом его поклонников. К примеру, в РФ доля его потребления составляет около 1 % по отношению к сахарозе и не имеет серьезной тенденции к росту.
К достоинствам сахарозы можно отнести также такой немаловажный для массового потребителя факт, что ее можно отнести к одному из самых дешевых видов продуктов питания в расчете на 100 ккал генерируемой при ее потреблении в организме биоэнергии. Так, если потребление 100 г сахара дает человеку 400 ккал, то 100 г хлеба при примерно той же стоимости этого продукта обеспечивает только 236 ккал.
Вместе с тем, с увеличением объемов производства и потребления сахара выявились его определенные недостатки как продукта питания, которые, как следует отметить, являются следствием преимущественно неумеренных объемов его потребления.
В результате, особенно в так называемой «желтой» прессе и на некоторых интернет-сайтах, появляются отдельные публикации, в которых предлагается представлять сахарозу в качестве опасного наркотика, который присутствует, однако, на каждой кухонной полке, или, что особенно популярно среди ряда авторов, превращение ее в прямое олицетворение «белой смерти» [5-7].
Объективно, основные недостатки сахарозы как продукта питания, как это очень часто бывает в жизни, вы-
5
текают и являются продолжением ее основных достоинств.
Быстрая усвояемость сахарозы в организме может приводить к протеканию процесса ее разложения на глюкозу и фруктозу уже в ротовой полости. Одним из продуктов дальнейшего окисления глюкозы под действием ферментных систем микроорганизмов может быть молочная кислота, которая способна оказывать негативное воздействие на зубную эмаль и приводить к развитию кариеса.
Однако весьма простой способ борьбы с этим негативным явлением - простое ополаскивание рта после приема продуктов, содержащих большие количества сахара, од-ним-двумя глотками обычной воды. Такая рекомендация, как правило, обязательна при приеме, например, спортсменами специальных
спортивных напитков и гелей, содержащих сахар, для немедленного возмещения энергетических затрат во время длительных соревнований непосредственно на дистанции [8, 9].
Высокая питательность в сочетании с замечательными вкусовыми качествами при превышении рекомендованных норм потребления сахара может действительно приводить к избыточной массе тела.
Однако данное замечание можно по справедливости отнести к практически любым видам продуктов питания.
Как любят философски отмечать в подобного рода ситуациях врачи-гомеопаты - все в жизни есть яд и все лекарство, разница между целебной и смертельной дозами заключается только в их количествах.
В качестве весьма наглядного примера можно привести обычную поваренную соль. Значительная потеря ее организмом, например, при длительных и интенсивных физических нагрузках, особенно в жаркую погоду, в условиях интенсивного потоотделения, может привести к очень серьезным отрицательным последствиям для организма (гипонатрие-мии).
Спортсменам или рабочим горячих цехов в таких случаях рекомендуется пить специальные напитки с содержанием соли до 0,9 % (так называемый изотонический раствор), что дает возможность достаточно долго поддерживать организм в необходимом активном рабочем состоянии [8]. Однако потребление поваренной соли в количестве, составляющем примерно 3 г/кг массы тела человека, многими медиками рассматривается уже как летальная доза.
Усвояемость углеводов и скорость их появления в крови принято характеризовать значением их гликеми-ческого индекса (ГИ). Этот показатель, впервые предложенный канадским профессором Д. Дженкинсом в 1981 г., отражает, с какой скоростью тот или иной углеводсодержащий продукт расщепляется в организме и преобразуется в глюкозу - главный источник энергии. Чем быстрее расщепляется продукт, тем выше его ГИ, при этом ГИ чистой глюкозы принимается за 100.
При приеме продуктов с высоким ГИ быстро повышается уровень глюкозы в крови, при этом поджелудочная железа начинает интенсивно вырабатывать гормон инсулин, который выполняет в организме две основные функции. Во-первых, инсулин снижает уровень сахара в крови, распределяя его по различным органам и тканям тела для краткосрочного использования, и, во-вторых, может способствовать превращению излишков глюкозы в жир - генетически запрограммированный основной энергетический запас организма.
Потребление продуктов с высоким ГИ вызывает сильную и резкую нагрузку на поджелудочную железу, что может привести к ее истощению и, в конечном итоге, к развитию ожирения и тяжелого заболевания -диабета.
Особенно нежелательно большое одномоментное потребление продуктов с высоким ГИ. По своему эффекту его воздействие на организм в таких случаях часто сравнивают с гидравлическим ударом, который возникает, например, при внезапном резком изменении давления в водопроводных сетях. Известно, что гидравлический удар может быть причиной их полного разрушения.
Сахароза относится к продуктам со средним значением ГИ, оцениваемым величиной порядка 69-70, что делает ее потенциально менее опасным продуктом потребления по сравнению, например, с такими привычными элементами нашего повседневного стола, как картофельное пюре (90), рисовая каша (90), белый хлеб (85) и, тем более, пиво (110).
Вместе с тем, разумное ограничение потребления сахара в соответствии с рассмотренными ранее весьма не ограничительными нормами ежедневного потребления вместе с рациональной организацией хронобиологии приема пищи (т.е. соблюдение основного временного ритма, когда и сколько съедать) следует считать одним из естественных элементов здорового образа жизни.
ЛИТЕРАТУРА
1. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации (методические рекомендации МР 2.3.1.2432-08). Утверждены Роспот-ребнадзором 18.12.2008.
2. Справочник (мобильная версия) - бытовые меры веса, 2009// Сайт в Интернете: http://dartepla.ru/ t/ves.htm.
3. Митчелл, Х. (ред.-сост.). Подсластители и сахарозаменители/Х. Митчелл (ред.-сост.); пер. с англ. -СПб.: Профессия, 2010. - 512 с.
4. Сокольский, И. Настоящий мол-во бобринского завода/И. Сокольс-кий//Наука и жизнь.- 2010. — № 10. - С. 122-127.
5. Павловец, В. Сахар. Наркотик с кухонной полки/В. Павловец//Сайт в Интернете: http: lisya-nora/ livelournal.com/21960.html.
6. О вредности сахара C12H22O11// Сайт в Интернете: http://blog.i.ua/ user/80638/229457/.
7. Сахар - сладкая смерть//Сайт в Интернете: http://www.s-body.com
8. Штерман, С.В. Специализированные напитки для фитнеса и спорта/ С.В. Штерман, Г.И. Андреев, Е.Б. Чере-пенникова//Пищевая промышленность. - 2012. - № 2. - С. 27-31.
9. Штерман, С.В. Пищевые спортивные гели для фитнеса и спорта/ С.В. Штерман, Г.И. Андреев//Пище-вая промышленность.- 2012.-№ 3. - С. 60-64.
Продолжение следует.
Мировое производство сахара составляет в настоящее время около 170 млн т в год, или 24 кг на человека, что соответствует его возможному потреблению 66,5 г/сут на человека.
