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Edulcorantes y Azúcares Artificiales
Estructura Química

El azúcar de mesa (sacarosa) tiene 4 kilocalorías por gramo. Los edulcorantes o azúcares artificiales se utilizan para limitar la energía de los alimentos durante la dieta, para reducir la formación de placa dental, y para ayudar a regular los niveles de azúcar en la sangre en individuos diabéticos.

edulcorantes o azúcares artificiales

Los edulcorantes se utilizan para reducir las calorías en los alimentos y las bebidas. Los sustitutos del azúcar pueden ser productos naturales, tales como los azúcar-alcoholes sorbitol y xilitol, o pueden ser compuestos sintéticos producidos en un laboratorio, como la sacarina, la sucralosa o el aspartamo. En los EE. UU. cinco edulcorantes están aprobados por la Administración de Medicamentos y Alimentos (FDA): sacarina, aspartamo, sucralosa, neotame, y acesulfamo potásico.

sacarina  
Sacarina
Sweet'N Low

La sacarina se descubrió en 1879 y es el edulcorante artificial más antiguo. Se vende comúnmente en paquetes de color de rosa bajo el nombre comercial Sweet'N Low. La sacarina es 300 veces más dulce que la sacarosa, pero tiene un regusto amargo. El uso de la sacarina aumentó durante la Primera Guerra Mundial debido a la escasez de azúcar, y durante la década de 1960 debido a su uso en la producción de alimentos bajos en calorías. La sacarina se utiliza para endulzar bebidas, dulces, medicinas y pastas dentales. La sacarina no se usa para hornear porque es inestable a temperaturas altas. En 1972, el Departamento de Agricultura trató de prohibir el uso de la sacarina cuando una investigación mostró que altas dosis de sacarina aumentaron la incidencia de cáncer de vejiga en las ratas. Aunque la venta de la sacarina no se prohibió, los productos con sacarina fueron obligados a llevar una advertencia que la sacarina podría "causar cáncer en animales de laboratorio". En el año 2000, los Institutos Nacionales de Salud (NIH) quitaron la sacarina de la lista de carcinógenos y también eliminaron el requisito de la advertencia. Hoy en día, la sacarina es ampliamente utilizada. Los ingredientes de Sweet'N Low son dextrosa, 3.6% de sacarina soluble, y pequeñas cantidades de antiaglomerantes. Diez gramos de Sweet'N Low contienen aproximadamente 9 g de dextrosa y proporcionan 36 kilocalorías. El mismo peso de azúcar proporciona 39 kilocalorías.

Aspartamo
Aspartamo
Equal Sweetener    NutraSweet

El aspartamo es 200 veces más dulce que el azúcar. Este edulcorante se comercializa bajo los nombres Equal y Nutrasweet. El aspartamo es el ester metílico del dipéptido formado por los aminoácidos fenilalanina y ácido aspártico (aspartil-fenilalanina-1-metil éster). El aspartamo se utiliza como edulcorante de mesa, y se añade a una gran variedad de alimentos comerciales como los cereales para el desayuno, refrescos, postres, dulces y goma de mascar. El aspartamo pierde su dulzura al calentarse y no es adecuado para hornear. El aspartamo se metaboliza en los aminoácidos que lo componen. Las personas que sufren de fenilcetonuria (PKU) no pueden metabolizar la fenilalanina, y deben evitar el aspartamo. Algunas personas han reportado dolores de cabeza y mareos después de consumir aspartamo, pero estudios científicos no han comprobado una asociación defininitiva. Diez gramos del edulcorante Equal contienen 8 g de dextrosa y 0.84 g de maltodextrina (almidón), además de aspartamo. Diez gramos de Equal proporcionan 36 kilocalorías; un peso idéntico de azúcar proporciona 39 kilocalorías.

Neotame
Neotame

Neotame es entre 8,000 y 13,000 veces más dulce que el azúcar de mesa. Neotame es químicamente similar al aspartamo, pero es más dulce y más estable. Al hidrolizarse, neotame produce metanol (alcohol de madera) y el residuo de neotame desterificado. La cantidad de metanol generada por hidrolisis es menos de la que se encuentra en los jugos de frutas porque neotame se utiliza en muy pequeñas cantidades. El grupo 3,3-dimetilbutil enlazado al grupo amino del ácido aspártico bloquea las enzimas que rompen los enlaces peptídicos y estabilizan la molécula de neotame. La Administración de Medicamentos y Alimentos aprobó neotame para uso general en julio de 2002.

Acesulfame de potasio
Acesulfame de potasio

Acesulfame de potasio (Acesulfamo-k, Ace-K) es un edulcorante no nutritivo 200 veces más dulce que el azúcar de mesa. En altas concentraciones, el acesulfamo-k tiene un sabor ligeramente amargo, como la sacarina. Su estructura química es la sal potásica de 6-metil-1,2,3 oxatiazin-4(3H)-ona-2,2-dióxido. Algunas pruebas han insinuado que el acesulfame de potasio puede aumentar los tumores de mama en animales de laboratorio, pero la Administración de Medicamentos y Alimentos no ha requerido pruebas adicionales.

Sucralose
Splenda
La sucralosa es un ingrediente de Splenda

La sucralosa, comercializada como Splenda, es un edulcorante de mesa y también un aditivo en la elaboración de alimentos. La sucralosa es 600 veces más dulce que el azúcar de mesa. La sucralosa es estable en un amplio rango de temperaturas y se puede utilizar en bebidas frías o calientes, y también en productos horneados. A pesar de que Splenda se promueve como un edulcorante sin calorías, en realidad es una mezcla de dextrosa, maltodextrina, y sucralosa. Diez gramos de Splenda contienen 9.00 g de carbohidratos que incluyen 8.03 g de azúcares (dextrosa) y 0.96 gramos de almidón (maltodextrina). Por esta razón, 10 gramos de Splenda tienen 33 kilocalorías comparado con 39 kilocalorías en un peso igual de azúcar. Las calorías de Splenda provienen de los carbohidratos, y no de la sucralosa. Formulaciones recientes de Splenda utilizan maltodextrina resistente, que se puede categorizar como fibra.

Ciclamato
Ciclamato

El ciclamato es de 30 a 50 veces más dulce que el azúcar, y se vende bajo los nombres comerciales Sucaryl y Sugar Twin. El ciclamato es la sal de sodio o calcio del ácido ciclámico (ácido ciclohexilsulfamico). El ciclamato se prohibió en los Estados Unidos en 1970 porque en grandes cantidades causa cáncer de vejiga en las ratas. Sin embargo, este edulcorante todavía esta aprobado en más de 55 países.

Sorbitol   Xilitol   Eritritol
Sorbitol   Xilitol   Eritritol

Azúcar-alcoholes
El sorbitol, xilitol, y eritritol son azúcar-alcoholes naturales que se encuentran en las frutas y verduras. Estos compuestos se pueden producir comercialmente por hidrogenación catalítica de los azúcares correspondientes. El xilitol se produce de la xilosa. El sorbitol, también llamado glucitol, se produce de la glucosa. El eritritol se produce por medio de fermentación de la glucosa con la levadura Moniliella pollinis. El xilitol se absorbe lentamente y se digiere parcialmente, por eso provee 40% menos calorías que el azúcar, alrededor de 2.4 kilocalorías por gramo. El sorbitol y xilitol son ingredientes comunes en los dulces y goma de mascar "sin azúcar". Los azúcar-alcoholes incluyen manitol, maltitol, lactitol, y eritritol. Los azúcar-alcoholes no se absorben bien en los intestinos, y cuando se fermentan por la microflora colónica producen gases, flatulencia, cólico y diarrea. Solamente 10 gramos de sorbitol pueden causar problemas gastrointestinales. El xilitol parece ser inocuo para los seres humanos, pero causa convulsiones, insuficiencia hepática y la muerte en los perros en dosis relativamente pequeñas.[4]  El eritritol tiene solamente el 60% o 70% de la dulzura del azúcar de mesa y provee 0.2 kilocalorías por gramo . El eritritol no promueve la caries dental, y no causa efectos colaterales gástricos, como otros azúcar-alcoholes.

Esteviol
Esteviol
paquete de estevia  paquete de Truvia

La estevia se obtiene de un arbusto (Stevia rebaudiana Bertoni) cuyas hojas producen extractos que son hasta 300 veces más dulces que el azúcar. El esteviósido y el rebaudiósido son dos de los glucósidos dulces en las hojas del arbusto. El esteviósido consiste de una molécula de esteviol en la cual el átomo de hidrógeno inferior se sustituye con una molécula de beta-D-glucosa, y el hidrógeno superior se sustituye con dos moléculas de beta-D-glucosa. La estevia se comercializó en los EE.UU. como un suplemento herbal cuando no había suficientes datos científicos para certificarlo como un aditivo alimentario. Los experimentos con rodentes demostraron que dosis elevadas de esteviósido reducen la producción de esperma en los machos y disminuyen la producción de crías en las hembras. En diciembre de 2008, la Administración de Medicamentos y Alimentos aprobó el uso del rebaudiósido A purificado para uso general. El rebaudiósido A, también llamado Reb-A y rebiana, reemplaza el hidrógeno inferior de esteviol con una molécula de beta-D-glucosa y el hidrógeno superior con una cadena de tres moléculas de beta-D-glucosa.

La estevia se vende bajo las marcas comerciales Truvia y PureVia, pero los paquetes no contienen solamente rebiana. Truvia y PureVia ambos contienen eritritol, un azúcar-alcohol bajo en calorías. Un paquete de Truvia (3.5 gramos) contiene 3 gramos de eritritol, y "sabores naturales" cuya composición química no es revelada.

Brazzeína
Brazzeína

La brazzeína es una proteína de sabor dulce que se extrae del fruto de una enredadera del África Occidental (Pentadiplandra brazzeana Baillon). La estructura química de la brazzeína consta de 54 aminoácidos que forman una hélice alfa y tres cadenas de beta-láminas antiparalelas (cadenas de aminoácidos en las que los grupos NH de una cadena forman enlaces de hidrógeno con los grupos C=O de una cadena opuesta). La secuencia de aminoácidos de la brazzeína es:

QDKCKKVYEN YPVSKCQLAN QCNYDCKLDK HARSGECFYD EKRNLQCICD YCEY
(Oprima aquí para ver los códigos de una letra que corresponden a los aminoácidos )

La brazzeína es aproximadamente 1000 veces más dulce que el azúcar. El sabor de la brazzeína es similar a la sacarosa, pero con regusto dulce persistente. La brazzeína es estable en un amplio rango de pH (2.5 a 8), y es estable a una temperatura de 98°C por 2 horas. Esto lo hace muy práctica para muchas aplicaciones comerciales.

La brazzeína no se puede extraer en cantidades comerciales de su fuente natural, pero se puede producir de variedades de maíz genéticamente modificados. La proteína del maíz modificado contiene 4% de brazzeína, que, al purificarse, es hasta 1200 veces más dulce que la sacarosa.[3] La harina del germen de maíz que contiene brazzeína también puede usarse directamente para endulzar productos alimenticios. La comercialización de la brazzeína se inició en 2009 bajo el nombre Cweet.

Observaciones Generales
La mayoría de los edulcorantes no calóricos se mezclan con dextrosa y maltodextrina para aumentar el volumen del producto y permitir que se midan como el azúcar de mesa. Por desgracia, la dextrosa y maltodextrina son carbohidratos que proveen calorías. Como se ha discutido anteriormente, diez gramos de los edulcorantes Sweet'N Low, Equal y Splenda, proporcionan de 33 a 36 kilocalorías comparado con 39 kilocalorías del azúcar. Por peso, estos edulcorantes pueden reducir las calorías solamente un 10 o 15 por ciento en comparación con el azúcar. Sin embargo, estos sustitutos del azúcar permiten reducir las calorías de endulzante aproximadamente un 80 por ciento, ya que, en el caso de Splenda, un paquete que contiene 1 gramo de producto (3.3 kilocalorías) tiene la dulzura equivalente a una cucharadita de azúcar (4.2 gramos y 16.3 kilocalorías). Los fabricantes empacan estos edulcorantes en paquetes pequeños con menos de 5 calorías por porción, y así pueden tomar ventaja de las reglas alimentarias que permiten redondear los números y reducirlos a cero. De esta manera los productos pueden anunciarse como productos "sin calorías".

Es lógico esperar que las bebidas con edulcorantes no calóricos puedan ayudar a perder peso, pero los estudios epidemiológicos han encontrado que el consumo de refrescos dietéticos está asociado con el desarrollo del síndrome metabólico.[1] La ingesta de edulcorantes no calóricos disocia la sensación gustativa como un predictor del contenido calórico o nutricional de los alimentos. Experimentos han demostrado que la reducción de la correlación entre el sabor dulce y el contenido calórico de los alimentos con edulcorantes artificiales en ratas aumentó la ingesta calórica, el peso corporal y la adiposidad[2]. Estos resultados sugieren que el consumo de productos con edulcorantes artificiales puede causar el aumento del peso corporal y la obesidad al interferir con el equilibrio fundamental de los procesos fisiológicos mediados por los receptores del gusto.

Referencias bibliográficas:
  1. P. L. Lutsey, L. M. Steffen and J. Stevens, "Dietary Intake and the Development of the Metabolic Syndrome. The Atherosclerosis Risk in Communities Study", Circulation, Jan. 22, 2008, PMID 18212291
  2. S. E. Swithers and T. L. Davidson, "A Role for Sweet Taste: Calorie Predictive Relations in Energy Regulation by Rats", Behavioral Neuroscience, 122 1, (2008) 161-173, PMID 18298259
  3. Lamphear BJ, et al., Expression of the sweet protein brazzein in maize for production of a new commercial sweetener, Plant Biotechnol J. 2005 Jan;3(1):103-14. PMID: 17168903
  4. Dunayer EK, Gwaltney-Brant SM, Acute hepatic failure and coagulopathy associated with xylitol ingestion in eight dogs. J Am Vet Med Assoc. 2006 Oct 1;229(7):1113-7. PMID: 17014359


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