Top 9 alternative allo zucchero, incluso lo zucchero raro

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Nitish Sharma, biotecnologo esperto in Kolabtree, scrive sulle alternative allo zucchero e sullo zucchero raro che può essere usato per sostituire il "dolce veleno".  

Le nostre abitudini alimentari si sono evolute sistematicamente fin dalla preistoria, dal tempo dei cacciatori-raccoglitori alla pastorizia e alla cultura agraria. Il desiderio di mangiare più del necessario è alimentato da diversi fattori, tra cui il gusto e l'aroma del cibo stesso. Tuttavia, qualsiasi sproporzione nell'assunzione di cibo o il consumo eccessivo di alcuni alimenti può avere gravi effetti negativi sulla nostra salute. Attualmente siamo in uno stato di indecisione sull'opportunità o meno di mangiare zucchero, anche se lo amiamo lo stesso! Il nostro amore per lo zucchero può essere misurato dal consumo pro capite e dalla disponibilità di un'ampia varietà di dolcificanti artificiali sul mercato. Anche se l'importanza dello zucchero non può essere superata, non bisogna nemmeno ignorare i suoi effetti negativi. Scienziati dell'alimentazione stanno lavorando duramente per trovare alternative allo zucchero e zuccheri rari. Esaminiamo alcuni dei sostituti, in particolare gli zuccheri rari.

Lo zucchero: un dolce veleno per uccidere in silenzio

Il carburante che fa funzionare il complesso metabolismo del corpo è il cibo. È essenzialmente composto da proteine, carboidrati, grassi, vitamine, minerali e alcuni altri nutrienti [1]. Il nostro cibo ha vari componenti, ma i saccaridi hanno una posizione primaria a causa della loro energia e del loro sapore dolce.

I carboidrati/saccaridi sono una parte indispensabile ed essenziale del cibo che sostiene la crescita e aiuta a condurre i processi vitali per fornire i requisiti energetici del corpo. Anche se tutti i saccaridi non sono dolci, la maggior parte dei mono- e di-saccaridi hanno un sapore dolce dopo l'azione di alcuni enzimi specifici come le amilasi salivari. Anche alcuni polisaccaridi hanno un sapore dolce, come l'amido e la cellulosa. A livello molecolare, il glucosio e il fruttosio contribuiscono principalmente alla dolcezza dei saccaridi; in questi, i gruppi idrossilici (-OH) sono disposti in un modo specifico che permette alle nostre papille olfattive di sentire il sapore dolce [2]. Le fonti di zuccheri sono naturali come frutta, verdura e latte, e non naturali come gli zuccheri aggiunti, ad esempio il saccarosio disponibile sotto forma di alimenti trasformati come caramelle, torte, gelatine, succhi di frutta, ecc. Gli zuccheri ricchi di fruttosio come lo sciroppo di mais ad alto contenuto di fruttosio sono noti per aumentare il desiderio di mangiare di più aumentando il livello degli ormoni Ghrelin e riducendo il livello di Leptina che ci segnala di smettere di mangiare [3].

Lo zucchero occupa un posto importante nelle nostre culture e nei rituali, e nella maggior parte del mondo i dolci sono più cerimoniali che un semplice componente del cibo. Indubbiamente sono importanti per il metabolismo energetico e in definitiva per far funzionare correttamente il metabolismo di un corpo. Ma possiedono anche alcune minacce. Secondo l'American Heart Association (AHA) il fabbisogno minimo di zuccheri al giorno è di ~150 calorie (37 g) nel caso degli uomini e ~100 calorie (25 g) al giorno per le donne [4]. Ma l'assorbimento effettivo è diverse volte superiore al fabbisogno minimo. Gli alimenti confezionati sono la fonte immediata di zuccheri aggiunti e il loro consumo eccessivo aumenta immediatamente il livello di glucosio nel sangue. Il consumo prolungato di zuccheri aggiunti porta a diverse malattie come il diabete, obesità, carie, cardiovascolare, fegato grasso non alcolico, e un certo tipo di tumori anche [5]. Queste malattie sono il risultato del nostro comportamento a causa di una dieta squilibrata. Ci sono anche molti fattori emotivi e di stress mentale associati alla dipendenza dallo zucchero.

Potrebbero essere molte le cause dell'aumento del consumo di zucchero, ma le conseguenze sono gravi. Inoltre in questo 21° secolo il tasso di mortalità è un po' alto a causa dell'aggiunta di zucchero e dei suoi derivati, come mostrato in un precedente studio pubblicato nel rinomato Giornale americano di nutrizione clinica [6]. In questo studio particolare, gli autori hanno tracciato uno schizzo approssimativo tra l'assunzione di zucchero e il tasso di mortalità nella popolazione svedese. Ma la rilevanza di questo studio non si limita a un'area particolare e ha un impatto globale. Anche se lo zucchero è diventato parte del nostro metabolismo ed è essenziale per l'energia istantanea, gli effetti negativi ci spingono a cercare il sostituto dello zucchero per l'umanità.

Alternative allo zucchero e zucchero raro: Le armi della natura contro il dolce veleno

Proprio come la natura ha fornito soluzioni a tanti altri problemi, ha già sostituito i pericoli dello zucchero, in quanto ospita zuccheri rari come il D-psicosio/D-allulosio, D-tagatosio, L-sorbosio, apiosio, alloso, steviolo, eritritolo, xilitolo e molti altri. Questi zuccheri non solo soddisfano il nostro palato, ma hanno anche un basso valore calorico. Grazie a questo, al loro sapore dolce e ai rari effetti collaterali, sono un fantastico sostituto del saccarosio e anche dei dolcificanti sintetici. Inoltre, essendo per lo più di origine vegetale, animale e microbica, hanno poche possibilità di problemi medici. La maggior parte di loro ha lo status GRAS (generalmente considerato sicuro) dalle autorità competenti come la FDA [7] ma solo pochi di loro sono stati commercializzati a causa delle loro recenti scoperte e della scarsa fanfara. La causa principale del rapido aumento della popolazione obesa e diabetica è la mancanza di consapevolezza pubblica. Perché i sostituti degli zuccheri da tavola non sono facilmente disponibili sul mercato e non vengono nemmeno privilegiati dai consumatori a causa del loro costo elevato e di alcuni malintesi sul loro uso. D'altra parte, lo zucchero e le sue forme adulterate sono disponibili nei negozi ai prezzi più economici. Il che li rende la scelta definitiva dei consumatori. Qui sotto ci sono alcuni esempi di zuccheri rari, alcuni dei quali sono disponibili sul mercato e molti devono ancora esserlo. Questi sono candidati promettenti contro le possibili epidemie fatali di zucchero in questo secolo:

1. Glicosidi steviolici

I glicosidi steviolici sono glicosidi diterpenoidi isolati dalle foglie della pianta chiamata Stevia rebaudiana nativo del Sud America (ora coltivato in tutto il mondo). Questi composti sono generalmente prodotti come lo steviolo nel metabolismo della pianta. I glicosidi sono ~100 volte più dolci del normale e hanno un valore calorico molto inferiore al saccarosio. Non solo sono dolci ma esercitano anche alcuni benefici per la salute come il mantenimento della pressione bassa, l'ipertensione, l'abbassamento del livello di zucchero nel sangue, la riduzione del livello di sintesi delle lipoproteine a bassa densità (LDL) e l'inibizione della formazione di coaguli nelle arterie.

2. Eritritolo

È un altro tipo di sostituto naturale dello zucchero da tavola. Ha ~70% di dolcezza al saccarosio ma solo 0,24 kcal per grammo rispetto al saccarosio che fornisce ~4 kcal per grammo. È un alcool di zucchero che si trova generalmente nella frutta. Ma a parte i suoi immensi benefici per la salute simili ai glicosidi, a volte causa problemi all'apparato digerente, specialmente in caso di sovralimentazione.

3. Xilitolo

È anche un alcool di zucchero che si trova in molte piante soprattutto nella betulla (Betula L.) pianta legnosa che viene utilizzata per preparare le medicine. Fornisce generalmente ~2,4 kcal di energia per grammo che è meno della metà di quella fornita dal saccarosio. Tuttavia il sorbitolo è un importante sostituto degli zuccheri aggiunti nelle caramelle e nelle gomme, ma lo xilitolo ha più benefici come il controllo del diabete, la prevenzione contro l'otite media, i problemi al seno e la prevenzione della carie (non viene utilizzato dalla microflora orale per convertirlo in acidi). Come altri sostituti dello zucchero, anche lo xilitolo deve essere consumato in quantità limitata (~50g/giorno), poiché l'assunzione di una dose maggiore può causare diarrea, gas intestinale e in alcune condizioni prolungate anche tumori (8). Quindi è consigliabile usarlo in quantità ammissibile.

4. Sciroppo di yakon

Un prodotto alimentare verde è più probiotico di un sostituto del dolce e una munizione relativamente nuova contro gli zuccheri convenzionali. È anche conosciuto come nettare e preparato dalle radici della pianta Yacon (Smallanthus sonchifolius). È ricco di fibre e composto anche da frutto-oligosaccaridi, inulina e glucosio-fruttosio in quantità molto minore (9). Ha fornito meno calorie del saccarosio e ha la metà della dolcezza. Grazie al suo basso indice glicemico, regola anche il livello di zucchero nel sangue e il metabolismo dell'insulina. In alcuni studi, è anche segnato come un integratore straordinario per la perdita di peso. Ma come altri dolcificanti, lo sciroppo di Yakon può anche causare problemi in caso di consumo eccessivo, come diarrea, dolori addominali e gonfiore. Il limite consentito per il suo consumo è di ~20g/giorno per evitare qualsiasi tipo di effetti collaterali.

Questi sono alcuni esempi di sostituti dello zucchero disponibili sul mercato sotto diversi nomi di marca e la maggior parte delle persone ha familiarità con i loro nomi. Ma qui sotto ci sono gli esempi degli zuccheri che possono essere chiamati come il vero "zucchero raro". La maggior parte di loro sono ancora anonimi ma sono sicuramente gli zuccheri della prossima generazione.

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Zucchero raro: Sostituti promettenti?

5. D-psicoso/D-allulosio

È anche conosciuto come D-ribs-2-esulosio ed è un epimero C3 del fruttosio. Il fruttosio è uno zucchero pentoso e più dolce del glucosio e presente in un rapporto 1:1 nel saccarosio. Il fruttosio ha diversi destini all'interno del corpo e gioca un ruolo cruciale nel suo corretto funzionamento, ma è anche responsabile del maggior desiderio di dolci e dell'interferenza con il metabolismo dell'insulina. L'allulosio è un eccellente sostituto del fruttosio. È stato scoperto più di 70 anni fa nel grano ed è certamente presente in alcuni alimenti in quantità molto ridotta. Ha una dolcezza 70% come quella del saccarosio e una quantità molto inferiore di calorie, cioè ~0,2 kcal per grammo. Grazie a questo, l'allulosio ha un indice glicemico trascurabile. Il problema principale associato all'allulosio è la sua produzione, poiché è presente in quantità trascurabili nella frutta, nei cereali, in alcuni prodotti naturali come il miele e in alcuni microbi. La tecnologia del DNA di ricombinazione ha fornito una sorta di soluzione a questo problema e i geni associati alle proteine responsabili dell'interconversione del fruttosio nell'allulosio sono clonati ed espressi eterologicamente per la produzione di massa di allulosio da diverse fonti contenenti fruttosio. Il D-allulosio ha lo status GRAS dalla FDA, ma il suo uso è ancora vietato nell'Unione Europea e in altri paesi. Il Giappone è l'unico paese in cui il consumo di D-allulosio è stato concesso al pubblico.

6. D-Tagatose

È anche un isomero del fruttosio e ha 90% dolcezza al saccarosio. Una quantità molto minore di D-tagatosio viene metabolizzata nel fegato e ha scarso valore calorico. Il D-tagatosio ha anche lo stato GRAS e viene usato come dolcificante in molti prodotti alimentari come caramelle, bevande, yogurt, creme e dolci in alcuni paesi come l'Unione europea, ecc. La produzione del D-tagatosio non è limitata alla sola isomerizzazione del fruttosio, ma può essere sintetizzata dalla catalisi chimica del D-galattosio in presenza di idrossidi metallici (10). L'impatto del D-Tagatose sulla salute è abbastanza benefico poiché abbassa il livello di glucosio nel sangue, inibisce la glicogenolisi epatica e aumenta l'accumulo del colesterolo delle lipoproteine ad alta densità (HDL). Agisce anche come agente antiiperglicemico e antidiabetico, quindi un potenziale candidato per il trattamento dell'obesità (11).

7. L-Sorbose

È un'isoforma chetosica dello zucchero D-Fruttosio. In natura, si trova generalmente nella forma L ed è sintetizzato dalla fermentazione batterica (Acetobacter sp.) del sorbitolo. È spesso usato per la produzione dell'acido ascorbico (vitamina C) su scala industriale (12). La sua dolcezza è equivalente a quella dello zucchero da tavola e ha poco fastidio gastrico in caso di consumo eccessivo a causa del suo lento assorbimento nell'intestino. Anche se non c'è nessun rapporto di L-sorbosio che influenza il metabolismo lipidico, abbassa il livello di glucosio nel plasma e interferisce positivamente con il metabolismo dell'insulina.

8. Allose

È uno zucchero aldoesoso ed epimero C3 del glucosio. La sua disponibilità in natura è rara e riportata solo nell'arbusto africano chiamato Protea rubropilosa come glicoside 6-O-cinnamil e nell'alga d'acqua dolce nota come Ochromas malhamensis. La sua esatta concentrazione nel bioma è sconosciuta ed è solubile in acqua e sperimentalmente inspiegabile in metanolo. Ha solo 80% dolcezza allo zucchero da tavola ma esplicitamente basse calorie per grammo che lo rende una contraffazione eccezionale al saccarosio e altri dolcificanti artificiali sintetici.

9. Apiose

Il raro zucchero apioso presente nei polisaccaridi della parete cellulare delle piante superiori. Un esempio sono i galatturonani apiosilati delle pectine nelle piante. L'apiosio è un monosaccaride insolito e attira gli scienziati da più di cento anni (13). L'apiosilazione dei metaboliti secondari delle piante è ancora oggetto di ricerca, ma l'apiosio è già diventato uno zucchero con benefici supplementari. A causa della presenza di diversi zuccheri, specialmente di zuccheri rari come l'apiosio nella regione pelosa del rhamnogalacturonan della pectina, è utile per preparare le marmellate ipocaloriche. Non ci sono dati di ricerca autentici sulla dolcezza, il valore calorico e l'indice glicemico dell'apiosio (13). Ma alcuni studi indipendenti fatti usando l'apiose lo hanno indicato come un potenziale candidato per la società senza zucchero. La gravità della dipendenza dai dolci sta aumentando rapidamente. Abbiamo un aumento della soglia di obesità e delle malattie cardiovascolari nella nostra popolazione. Lo zucchero raro può essere una soluzione concreta, ma prima dovremmo cambiare la nostra priorità.

E che dire dei dolcificanti artificiali?

Come stiamo discutendo oggi, abbiamo un'industria ben consolidata di dolcificanti artificiali e sta ancora crescendo gradualmente. Si stima che il mercato dei dolcificanti artificiali si espanderà ad un CAGR di 5.05% per raggiungere US$9.704 miliardi nel 2024 da US$7.22 miliardi da dove era l'anno scorso (14). Abbiamo un'enorme varietà di dolcificanti artificiali, per esempio Aspartame, Adwantame, Neotame, Sucralosio, ecc. Di solito sono da 2000 a 20000 volte più dolci dello zucchero da tavola con meno calorie e un indice glicemico trascurabile (3). Anche se hanno molti effetti positivi sulla salute come, buono per la perdita di peso (noto per ridurre l'appetito), migliorare la microflora intestinale, fornire immunità alle sindromi metaboliche e fino a un certo punto aiutano a frenare il diabete (soprattutto di tipo II). Tuttavia, nonostante i suoi benefici, l'interazione tra il dolcificante artificiale e il nostro corpo è complessa. Prendiamo l'esempio del solo Aspartame, che è un dolcificante artificiale approvato dalla FDA (5). Ci sono alcuni rapporti che hanno mostrato il mal di testa relativamente alto, la depressione e le convulsioni in alcune persone dopo il consumo regolare dell'aspartame (5). Nel caso di una persona che soffre di malattie come la fenilchetone urea (PKU), non è consigliabile consumare aspartame. In un altro studio, il desiderio di mangiare più zucchero è stato riportato anche dopo il consumo di zuccheri sintetici. Gli effetti collaterali non possono essere sottovalutati quando il cibo è collegato perché qualsiasi negligenza fa danni permanenti non solo alla nostra salute ma anche alle generazioni future.

Il messaggio da portare a casa

Lo zucchero è un componente immortale e inevitabile del nostro cibo. Lo zucchero non è fastidioso di per sé, ma il suo consumo eccessivo ha un grave impatto sulla salute. La richiesta di zuccheri alternativi è diventata una necessità del momento. È un bene che stiamo già cercando dei sostituti dello zucchero e abbiamo anche alcuni candidati potenziali. L'industria biotecnologica ha un ruolo cruciale da giocare qui, perché la popolazione mondiale sta crescendo e così anche le malattie. Sarà un compito cruciale per l'industria anche fornire una varietà di zuccheri rari per soddisfare la domanda senza compromettere la qualità. I dolcificanti artificiali forniscono una sorta di benefici ma non sono "proiettili magici" e hanno anche gravi impatti sulla salute. Lo zucchero raro è un raggio di speranza. Lo zucchero è stato parte dell'evoluzione culturale di molte civiltà e anche una delle principali forze motrici della globalizzazione. Non c'è dubbio che lo zucchero ha guidato l'evoluzione del gusto degli esseri umani da insipido al suo delizioso presente. Inutile dire che lo zucchero raro è essenziale per creare un mondo che possa ancora godere del gusto dello zucchero senza un impatto negativo sulla salute.

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Risorse

  1. https://www.nia.nih.gov/health/important-nutrients-know-proteins-carbohydrates-and-fats.
  2. https://www.britannica.com/topic/sweetener.
  3. https://www.healthline.com.
  4. https://www.heart.org/en/healthy-living/healthy-eating/eat-smart/sugar/added-sugars.
  5. https://www.mayoclinic.org/healthy-lifestyle/nutrition-and-healthy-eating/in-depth/artificial-sweeteners/art-20046936.
  6. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30590448.
  7. https://search.usa.gov/search?utf8=%E2%9C%93&affiliate=fda1&sort_by=&query=GRAS+sugars.
  8. https://www.webmd.com/vitamins/ai/ingredientmono-996/xylitol.
  9. Zuccheri alternativi: Sciroppo di yacon (nettare). Br Dent J 223, 625 (2017) doi:10.1038/sj.bdj.2017.943.
  10. Kim, "Studi attuali sulla produzione biologica di tagatosio usando la L-arabinosio isomerasi: A review and future perspective," Applied Microbiology and Biotechnology, vol. 65, no. 3, pp. 243-249, 2004.
  11. Marion Guerrero-Wyss, Samuel Durán Agüero, e Lisse Angarita Dávila, "D-Tagatose Is a Promising Sweetener to Control Glycaemia: A New Functional Food," BioMed Research International, vol. 2018, Article ID 8718053, 7 pagine, 2018. https://doi.org/10.1155/2018/8718053.
  12. Würsch, P., Welsch, C. e Arnaud, M.J., 1979. Metabolismo di L-sorbosio nel ratto e l'effetto della microflora intestinale sul suo utilizzo sia nel ratto che nell'uomo. Annali di nutrizione e metabolismo, 23(3), pp.145-155.
  13. Pičmanová, M. e Møller, B.L., 2016. Apiose: uno dei giochi spiritosi della natura. Glycobiology, 26(5), pp.430-442.
  14. https://www.prnewswire.com/news-releases/global-artificial-sweetener-market-report-2019-market-is-expected-to-reach-us9-70-billion-in-2024-from-us7-22-billion-in-2018–300910602.html.

 


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L'autore

Ramya Sriram gestisce i contenuti digitali e le comunicazioni di Kolabtree (kolabtree.com), la più grande piattaforma di freelance per scienziati al mondo. Ha oltre un decennio di esperienza nell'editoria, nella pubblicità e nella creazione di contenuti digitali.

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