Анализ фармакологических свойств жженого сахара и его использование в фармации

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Тюрина А.В. 1

---

1Ресурсный центр "Медицинский Сеченовский Предуниверсарий".

Нестерова О.В. 1

---

1ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И. М. Сеченова Минздрава России (Сеченовский университет)

Работа в формате PDF

0.9 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Актуальность, научная новизна, цели, задачи.

Актуальность:

В настоящее время продукты питания и лекарственные формы, содержащие жженый сахар широко доступны потребителю. Что и приводит к неограниченному употреблению в пищу с продуктами питания и лекарствами. Как следствие, это приводит к возникновению аллергических реакций у человека. В настоящее время возникает вопрос: в каком количестве можно употреблять продукты питания и лекарственные формы.

Сахар усиливает вкус продуктов и напитков, также компании с его помощью производят пончики, которые лучше пропекаются, хлеб, который не черствеет, легкие и румяные готовые завтраки. Благодаря этому сахар является важным ингредиентом в продуктах питания. В среднем мы потребляем более 32 кг калорийных подсластителей в год. Это примерно 22 чайные ложки сахара на человека в день. Так же сахар применяется в фармации, существуют различные эликсиры от кашля на основе жженого сахара, леденцы, которые легко можно приготовить в домашних условиях [4].

Научная новизна:

В настоящее время противокашлевых средств и средств, корригирующих вкусовые и эстетические качества лекарственных препаратов, выпускаемых в форме сиропов и эликсиров, недостаточно. Очень много веществ корригентов химической природы, в то время как исторический опыт показывает эффективность использования в качестве корригентов вкуса, цвета, запаха, а также самостоятельного противокашлевого средства – сахарного колера. Он, несмотря на то что практически исчез из мануальных прописей, по-прежнему является ценным сырьевым источником.

Цель:

Целью работы является изучение и анализ фармакологических свойств жженого сахара и его влияние на организм человека.

Задачи:

Провести анализ литературы, с целью установления способов получения сахарного колера.

Изучить действие сахарного колера на организм человека и выявить его свойства.

Сравнить содержание сахара в продуктах питания в странах Евросоюза, США и России.

Сделать вывод по полученным данным.

Общая характеристика и получение.

Е150 (жженый сахар или сахарный колер) – это пищевой краситель, который применяется для придания приятного цвета напиткам, выпечке, кондитерским продуктам, колбасным и рыбным изделиям, диетическим добавкам [2]. Благодаря своей безопасности для человека вещество нашло применение при изготовлении лекарств и косметических средств. Разновидности Е150 подразделяются по способу их получения. Влияния Е150 на человеческое здоровье не показали никакой опасности. С точки зрения американской организации FDA добавка квалифицируется как безопасная, а потому не требует обязательной сертификации при использовании. За химическую безопасность любых веществ для здоровья людей отвечает международная организация IPCS. Она выпустила в 2010 году резолюцию о том, что свойства Е150a и Е150b аналогичны домашней карамели. Добавка Е150 не обладает мутагенными или канцерогенными свойствами.

Разные виды сахаров (пшеница и крахмалы) – это базовые компоненты для получения Е150, но они часто бывают причиной развития и обострения аллергии у тех людей, кто плохо переносит эти продукты. Добавка может ухудшить состояние при непереносимости глютена[6].

Рисунок 1. Химическая формула сахарного колера.

Разновидности Е150 делятся по способу их получения [2]:

Сахарный колер I простой (Е150а), он извлекается из сахарной свеклы, крахмала, сахарного тростника (Caramel I – plain caramel).

Сахарный колер II (Е150b), полученный по щелочно-сульфитной технологии (Caramel II – sulfite caramel).

Сахарный колер III (Е150c), полученный по аммиачной технологии (Caramel III – ammonia caramel).

Сахарный колер IV, полученный по аммиачно-сульфитной технологии (Caramel IV – sulfite ammonia caramel).

Сахарный колер I простой (Е150а).

Разрешен в качестве пищевого красителя в большинстве стран мира: России, Евросоюзе, США, Австралии, Новой Зеландии и др.

Получение:

Готовиться путем термической обработки сахарозы при температуре 180-200 градусов цельсия (при температуре, превышающей температуру ее плавления). Нагревание сахарозы прежде всего сопровождается отнятием от ее молекулы двух молекул воды с образованием ангидридов. В зависимости от степени дегидратации сахарозы различают следующие ангидриды: карамелан, карамелен, карамелин. Карамелан (С12Н18О9) образуется при потере молекулой сахарозы двух молекул воды. При потере тремя молекулами сахарозы восьми молекул (14%) воды образуется карамелен (С36Н50О25); при потере двумя молекулами сахарозы семи молекул (18,4%) воды образуется карамелин (С24Н30О15) [5].

Влияние на организм человека:

В основном, пищевая добавка Е150а безопасна для здоровья. Аллергические реакции карамель вызывает лишь в единичных случаях при наличии индивидуальной непереносимости. Однако добавка имеет защитное действие против мутаций, которые могут возникнуть при радиации или облучении.

Органолептические свойства:

Твердые или жидкие вещества от тёмно-коричневого до чёрного цвета с горьким вкусом и с запахом жжёного сахара.

Применение:

Применяется в пищевых продуктах: пиво, газированные напитки, кондитерские изделия, уксус, вина, овощная и фруктовая консервация, приправы, чипсы.

Спецификации:

Рисунок 2. Спецификация Е150а.

Цвет добавки:

Рисунок 3. Цвет добавки Е150а.

Сахарный колер II (Е150b).

Краситель E 150b разрешен в России и Украине, а также в странах ЕС и США в которых добавку используют для окраски лекарственных и косметических препаратов.

Влияние на организм человека:

Пищевой краситель Е 150b используется в любых странах, ЕС и США, токсического воздействия его на организм не установлено. Наблюдаются единичные аллергические реакции у некоторых людей с индивидуальной непереносимостью красящего вещества. Установлено, что добавка препятствует вредному воздействию радиации на человеческий организм, предотвращая развитие мутаций [2].

Органолептические свойства:

Твердые или жидкие вещества от тёмно-коричневого до чёрного цвета с запахом жжёного сахара и горьким вкусом.

Получение:

Сахарный колер II получают путём контролируемого нагревания товарных форм пищевых углеводов (мономеров или полимеров глюкозы и фруктозы, например, сиропов глюкозы, сахарозы, декстрозы) в присутствии щелочей с добавкой сульфитных соединений (серной кислоты, сульфита калия, бисульфита калия, сульфита натрия и бисульфита натрия).

Применение:

Сахарный колер, полученный по «щелочно-сульфитной» технологии, спиртостоек и особенно подходит для окрашивания крепких спиртных напитков (виски, водка, ром и бренди).

Спецификация:

Рисунок 4. Спецификация Е150b.

Цвет добавки:

Рисунок 5. Цвет добавки Е150b.

Сахарный колер III (E150c).

Пищевая добавка Е 150c в научном мире известна как аммиачный сахарный колер. Бывает в твердом и жидком виде, что касается цвета вещества, обычно это шоколадные оттенки и темнее. Обладает горьким вкусом и ароматом жженого сахара. Хорошо растворяется в воде, не поддается растворению в этиловом спирте [2].

Е 150c разрешена в России, Украине, в ряде стран Европы, США.

Влияние на организм человека:

При чрезмерном употреблении пищевого красителя могут развиться заболевания желудочно-кишечного тракта. Может вызвать аллергию у людей с индивидуальной непереносимостью элементов, входящих в состав красителя. Однако потребление пищевой добавки помогает избежать мутаций, которые могут возникнуть у человека при облучении радиацией.

Органолептические свойства:

Твердые и жидкие вещества от тёмно-коричневого до чёрного цвета с запахом жжёного сахара и горьким вкусом.

Получение:

Сахарный колер III получают путём контролируемого нагревания товарных форм пищевых углеводов (мономеров или полимеров глюкозы и фруктозы, например, сиропов глюкозы, сахарозы, декстрозы) в присутствии кислот и щелочейс добавкой аммонийных соединений(гидроксида аммония, карбоната аммония и гидрокарбоната аммония, фосфата аммония); сульфиты не используются.

Применение:

Сахарный колер, полученный по «аммиачной» технологии, особенно подходит для окрашивания пива, супов, соусов. Е150c можно встретить в: кисломолочных продуктах (ряженка, йогурт, кефир, простокваша, биокефир), уксус, алкогольных напитках (вина, пиво), горьких содовых напитках (лимонад, минеральная газированная вода, холодный чай, пунш, кола), консервированных овощах исключая оливки (в рассоле, масле или уксусе), сухие завтраки из зерновых (кукурузные хлопья, воздушный рис, кукурузные палочки), консервы из фруктов (джемы, варенье, мармелады), мясные изделия (сардельки, вареные колбасы, сосиски, паштет).

Спецификации:

Рисунок 6. Спецификация Е150с.

Цвет добавки:

Рисунок 7. Цвет добавки Е150с.

Сахарный колер IV(E150d).

Краситель Сахарный колер IV имеет высокую микробиологическую стабильность. Продукты, изготовленные с применением этого красителя обычно подвергаются высокому давлению и температуре, а также обладают повышенной кислотностью [3]. Кроме этого, добавка Е150d зачастую применяется при производстве напитков, содержащих алкоголь. Все это не способствует развитию микроорганизмов в конечном продукте.

Добавка E 150d Сахарный колер IV разрешена для использования в пищевой промышленности Российской Федерации, Украины и других стран мира.

Влияние на организм человека:

Добавка Е 150d является наиболее опасной среди добавок класса Е150. Существует ряд исследований, которые утверждают, что добавка является слабым канцерогеном, т.е. при чрезмерном употреблении возможно развитие раковых опухолей и заболеваний желудочно-кишечного тракта. Во многих штатах США производителей обязали указывать наличие добавки Е150d в составе продукта на этикетах.

Объединенный экспертный комитет ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установил, что дневная доза потребления красителя Е 150d не должна превышать 200 мг/кг веса тела человека. В таких дозах данная добавка считается безопасной для здоровья человека.

Органолептические свойства:

Твердые и жидкие вещества от тёмно-коричневого до чёрного цвета с запахом жжёного сахара и горьким вкусом.

Получение:

Сахарный колер IV получают путём контролируемого нагревания товарных форм пищевых углеводов (мономеров или полимеров глюкозы и фруктозы, например, сиропов глюкозы, сахарозы, декстрозы) в присутствии кислот и щелочей с добавкой сульфитных и аммонийных соединений (серной кислоты, сульфита калия, бисульфита калия, сульфита натрия, бисульфита натрия, гидроксида аммония, карбоната аммония и гидрокарбоната аммония, фосфата аммония, сульфата аммония, сульфита аммония и бисульфита аммония).

Применение:

Сахарный колер, полученный по «аммиачно-сульфитной» технологии, устойчив к кислотам и особенно подходит для окрашивания безалкогольных газированных напитков.

Спецификации:

Рисунок 8. Спецификация Е150d.

Цвет добавки:

Рисунок 9. Цвет добавки Е150d.

Исторический опыт.

Люди преодолевали расстояния, барьеры и множество технических проблем, чтобы удовлетворить свою потребность в сахаре. Первый, кто завез сахарный тростник в Новый Свет, был Христофор Колумб. Тростник стали выращивать в испанском Санто-Доминго. Со временем африканские рабы стали добывать из него гранулированный сахар. С 1516 года сахар начали доставлять в Европу, чтобы обеспечить стремительно растущие потребности жителей Старого Света. В 1807 году Англия заблокировала побережье Франции, был отрезан доступ к тростниковым структурам. Стремясь удовлетворить спрос, предприниматели узнали, как добывать сахар из свеклы. Свеклу можно выращивать в умеренном климате Европы. До 1870 года тростник и свекла оставались двумя основными источниками сахара, когда рост цен способствовал появлению кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы [4].

Применение жженого сахара в медицинской практике.

Жженый сахар обычно назначается от кашля как взрослым, так и детям. Большинство людей не хотят принимать от кашля горькие аптечные таблетки и микстуры с неприятным запахом. Тогда можно воспользоваться жженым сахаром. Из сахара очень легко готовятся сладкие леденцы, а напитки с этим компонентом приятно пахнут. Кроме того, жженый сахар хорошо снимает раздражение в горле, разжижает мокроту и способствует ее выведению, уменьшает боль, смягчает ткани горла, избавляет от кашля, улучшает кровообращение. Этим средством можно лечить: ангину, фарингит, тонзиллит и т. д. Но средство может принести вред здоровью если им злоупотреблять. Портиться зубная эмаль, повышается уровень сахара в крови, это особенно важно для диабетиков.

Помогает жженый сахар потому, что при высоких температурах кристаллическое вещество меняет свою структуру. Молекулы, которые подверглись термообработке, становятся хорошим средством для выведения мокроты. Поэтому он и назначается врачами при сухом кашле, когда слизь отходит трудно. После того, как кашель становиться влажным, лекарство не нужно употреблять.

Кроме того, к жженому сахару можно добавлять ингредиенты для более лучшего результата. Например, лимон с жженым сахаром повышает иммунитет, молоко устраняет болевые ощущения, луковый сок убивает микробы.

Норма содержания.

Объединенный экспертный комитет ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам (JECFA) установил допустимое суточное потребление пищевого красителя Е150 на уровне от 160 до 200мг/кг массы тела, в зависимости от классакрасителя. Для Е150а допустимая суточная норма не регламентируется ввиду безопасности добавки для организма (таблица 1, 2, 3) [1].

Таблица 1.

Таблица 2.

Таблица 3.

Практическая часть.

Материалы исследования.

Материалами исследования являлась глюкоза и сахар обыкновенный. Вещества представлены на рисунках 10 и 11.

Рисунок 10. Сахар Рисунок 11. Глюкоз

Описание исследования.

С целью сравнения спектров жженого сахара и жженой глюкозы, спектры снимали на УФ спектрофотометре. Для исследования были приготовлены навески:

Взяли 20 грамм глюкозы и 20 грамм сахара.

Нагрели 20 грамм глюкозы и 20 грамм сахара над спиртовкой лабораторной.

После описанных выше действий перелили жженый сахар и сахарный колер в пробирку (Рисунок 12)

После того, как эти вещества затвердели добавили к ним воду. После этого сняли спектры этих веществ. Результаты представлены на рисунках (13 и 14)

Рисунок 12. А - жженая глюкоза (сахарный колер), Б - жженый сахар.

А Б

Рисунок 13. Спектроскопия жженого сахара.

Рисунок 14. Спектроскопия жженой глюкозы (сахарного колера).

В результате, на спектре мы видим, что светопоглощение жженой глюкозы 280 нм, светопоглощение жженого сахара также 280 нм.

Опрос.

Мы провели социологические исследования и для этого опросили 110 школьников, возраст которых 15-17 лет. Результаты полученных данных мы изобразили в виде диаграмм. Диаграммы представлены ниже (диаграммы 1-7).

Диаграмма1.

Диаграмма 4.

Диаграмма 3.

Диаграмма 5.

Диаграмма 6.

Диаграмма 7.

Проанализировав диаграммы, мы пришли к выводу, что большинство учеников употребляют продукты, содержащие сахарный колер, практически каждый день. Большинство продуктов, содержащих сахарный колер, имеют высокий гликемический индекс (это способность продуктов повышать уровень сахара в крови). Углеводы из такой еды быстро расщепляются в организме, поступают в кровь, превращаются в энергию и мгновенно расходуются. От ощущения сытости ничего не остается. Хочется есть эти продукты все больше и больше. Из-за этого могут возникнуть болезни сердца, ожирение печени, слепота, рак, психические отклонения, повышенное артериальное давление и диабет. Как и наркотик, сахар вызывает привыкание. Доза сладкого порошка все время растет, организм требует больше. И если он не получит порцию вовремя, начинается абстинентный синдром (ломка). Ниже приведена статистика ожирения в разных странах Мира (диаграмма 8).

Диаграмма 8.

Проанализировав литературу можно сделать вывод, что в Странах Евросоюза и Америки процент болеющих сахарным диабетом и ожирением больше, чем в России, т. к в продуктах питания содержится больше сахара.

Выводы.

Изучили и проанализировали фармакологические свойства жженого сахара и его влияние на организм человека.

Выяснили, что в настоящее время много веществ корригентов химической природы, в то время как исторический опыт показывает эффективность использования в качестве корригентов вкуса, цвета, запаха, а также самостоятельного противокашлевого средства – сахарного колера.

Сравнили светопоглащение жженого сахара и жженой глюкозы с фармакопеей, и сделали вывод что лучше использовать в качестве корригентов вкуса, цвета и запаха натуральные вещества, чем вещества химического состава.

Сравнили литературные данные и на основании проведенного опроса, сделали вывод, что в странах Евросоюза и США содержание сахара в продуктах питания больше, чем в России. Соответственно, частота заболеваний сахарным диабетом и ожирением выше, чем в России.

Литература.

[1]http://fishquality.ru/assets/files/Documents%20on%20activities/Regulations,%20standards/Russia/SanPiN%202.3.2.1293-03.pdf СанПиН 2.3.2.1293-03 гигиенические требования по применению пищевых добавок.

[2] http://hari-katha.org/svetik/dobavki/1.htm Пищевые добавки : статья.

[3] https://znaytovar.ru/new3174.html Сахарный колер IV, полученный по «аммиачно-сульфитной» технологии, E150d.

[4] Мосс, Майкл (1955).
Соль, сахар и жир : как пищевые гиганты посадили нас на иглу / Майкл Мосс ; пер. с англ. Александра Вахненко и Александра Коробейникова. - Москва : Манн, Иванов и Фербер, 2015.

[5] Пищевые добавки : энциклопедия / сост. Л. А. Сарафанова. - Санкт-Петербург : Профессия, 2012.

[6] Пищевые и биологически активные добавки : учебное пособие / [А. И. Ремнев, Н. И. Мячикова, О. В. Биньковская и др.] ; Министерство образования и науки Российской Федерации, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Белгородский государственный национальный исследовательский университет». - Белгород : Белгород : НИУ «БелГУ», 2018.