Słodziki w przemyśle spożywczym – rodzaje, właściwości i zastosowanie w produkcji żywności

Substancje słodzące to istotna grupa składników wykorzystywanych we współczesnej technologii żywności, zwłaszcza w produktach o obniżonej zawartości cukru oraz w składach projektowanych z myślą o modyfikacji wartości energetycznej i właściwości sensorycznych. Ich rola nie sprowadza się wyłącznie do zastąpienia sacharozy jako nośnika smaku słodkiego. Cukier w żywności pełni również funkcje strukturotwórcze i technologiczne, wpływając na teksturę, lepkość, aktywność wody, barwę, stabilność oraz sposób percepcji smaku. Z tego względu jego częściowe lub całkowite usunięcie wymaga zwykle przebudowy składu produktu i starannego doboru substancji zdolnych do odtworzenia nie tylko słodkiego smaku, lecz także części jego funkcji fizykochemicznych. W praktyce przemysłowej wybór konkretnego słodzika zależy więc nie tylko od skali słodkości, ale również od rodzaju żywności, warunków przetwarzania, stabilności składnika oraz oczekiwanego profilu sensorycznego gotowego produktu [1,2].

Czym są słodziki

Słodziki, określane także jako substancje słodzące, to związki dodawane do żywności w celu nadania jej słodkiego smaku przy częściowym albo całkowitym ograniczeniu sacharozy lub innych cukrów dodanych [2]. Nie tworzą jednak jednej grupy chemicznej ani technologicznej. Obejmują zarówno intensywne substancje słodzące, stosowane w bardzo małych ilościach, jak i poliole, które oprócz smaku wpływają również na masę, teksturę i odczucie produktu w jamie ustnej [1,3]. Oznacza to, że substancje zaliczane do słodzików mogą pełnić w produkcie odmienne funkcje technologiczne i wymagać odrębnego podejścia przy projektowaniu składu produktu.

Podział słodzików i ich podstawowe właściwości

W technologii żywności najczęściej wyróżnia się słodziki intensywne oraz poliole. Do pierwszej grupy należą m.in. aspartam, acesulfam K, sukraloza, sacharyna i glikozydy stewiolowe. Charakteryzują się one wysoką siłą słodzenia, często wielokrotnie przewyższającą sacharozę, dlatego są używane w niewielkich ilościach [1,2].

Poliole, takie jak erytrytol, ksylitol, sorbitol czy maltitol, mają zwykle niższą intensywność słodzenia, ale lepiej odtwarzają funkcję objętościową cukru i mogą wpływać na teksturę, wilgotność oraz odczucie chłodu w ustach [1,3]. Ten podział ma znaczenie praktyczne, ponieważ sam smak słodki nie wystarcza do skutecznego zastąpienia cukru w większości produktów spożywczych. Różnice między tymi grupami obejmują także przebieg narastania słodyczy, czas jej utrzymywania oraz obecność posmaku [1].

Najczęściej stosowane słodziki

Do najczęściej stosowanych słodzików intensywnych należą aspartam, acesulfam K, sukraloza, sacharyna oraz glikozydy stewiolowe. Każdy z nich ma odmienny profil sensoryczny i technologiczny:

• aspartam jest ceniony za relatywnie czysty smak słodki, ale ma ograniczenia związane ze stabilnością w niektórych warunkach przetwarzania;
• acesulfam K bywa często stosowany w mieszaninach, ponieważ może wzmacniać odczucie słodkości i poprawiać profil smakowy produktu;
• sukraloza wyróżnia się dobrą stabilnością i szerokim zakresem zastosowań, dlatego jest szczególnie przydatna w napojach oraz żywności przetworzonej [1,5];
• sacharyna ze względu na profil sensoryczny zwykle lepiej sprawdza się w mieszaninach niż jako jedyny słodzik;
• rosnące znaczenie mają również glikozydy stewiolowe, szczególnie w produktach kierowanych do konsumentów poszukujących składników pochodzenia roślinnego;
• wśród polioli szczególne miejsce zajmuje erytrytol, który jest chętnie stosowany w produktach typu sugar free i w produktach o obniżonej wartości energetycznej [4].

Aspartam – właściwości i status regulacyjny

Aspartam należy do grupy intensywnych substancji słodzących o bardzo wysokiej mocy słodzącej, szacowanej na około 180–200 razy większą niż sacharozy. Chemicznie jest metylowym estrem dipeptydu zbudowanego z dwóch aminokwasów: kwasu asparaginowego i fenyloalaniny. Po spożyciu ulega hydrolizie w przewodzie pokarmowym do tych składników oraz niewielkiej ilości metanolu, który następnie jest dalej metabolizowany w typowych szlakach biochemicznych organizmu.

Aspartam wyróżnia się profilem sensorycznym stosunkowo zbliżonym do smaku sacharozy i zwykle nie powoduje wyraźnej goryczy ani metalicznego posmaku charakterystycznego dla części innych słodzików intensywnych. Właściwość ta sprawia, że jest szeroko stosowany w napojach bezcukrowych, produktach mlecznych, deserach oraz preparatach stołowych przeznaczonych do słodzenia napojów.

Jego zastosowanie technologiczne ogranicza jednak umiarkowana stabilność w podwyższonej temperaturze oraz w środowisku wodnym podczas długiego przechowywania, zwłaszcza w warunkach niskiego pH. W takich sytuacjach może dochodzić do stopniowej hydrolizy związku i utraty właściwości słodzących, dlatego aspartam rzadziej wykorzystuje się w produktach wymagających intensywnej obróbki cieplnej, takich jak wypieki czy część przetworów spożywczych [6].

Czy aspartam jest szkodliwy?

Status bezpieczeństwa aspartamu pozostaje jednym z najczęściej analizowanych zagadnień w ocenie dodatków do żywności. W 2023 r. Międzynarodowa Agencja Badań nad Rakiem (IARC) zaklasyfikowała aspartam do grupy 2B, obejmującej czynniki „możliwie rakotwórcze dla ludzi”. Klasyfikacja ta odnosi się do identyfikacji potencjalnego zagrożenia i nie stanowi bezpośredniej oceny ryzyka przy rzeczywistych poziomach spożycia. Równolegle Wspólny Komitet Ekspertów FAO/WHO ds. Dodatków do Żywności (JECFA) przeprowadził ponowną analizę dostępnych danych toksykologicznych i utrzymał dopuszczalne dzienne pobranie (ADI) na poziomie 0–40 mg/kg masy ciała. Oznacza to, że przy spożyciu mieszczącym się w tym zakresie nie wykazano dowodów wskazujących na wzrost ryzyka zdrowotnego.

Podobne stanowisko utrzymują również inne instytucje regulacyjne, w tym Europejski Urząd ds. Bezpieczeństwa Żywności (EFSA) oraz amerykańska FDA, które po wielokrotnych przeglądach danych epidemiologicznych, toksykologicznych i metabolicznych uznają aspartam za bezpieczny w granicach ustalonego ADI. Jednocześnie należy uwzględnić szczególną sytuację osób z fenyloketonurią, ponieważ metabolizm aspartamu prowadzi do uwalniania fenyloalaniny, co wymaga obowiązkowego oznakowania produktów zawierających ten dodatek [7].

Znaczenie technologiczne w produkcji żywności

Zastąpienie cukru w produkcie spożywczym wymaga zwykle znacznie szerszej modyfikacji składu niż prosta podmiana jednego składnika na drugi. Sacharoza odpowiada nie tylko za słodycz, ale również za lepkość, objętość, aktywność wody, brunatnienie, teksturę oraz sposób uwalniania smaku. W napojach redukcja cukru może prowadzić do wrażenia mniejszej pełni i bardziej wyraźnego posmaku słodzika. W deserach mlecznych, lodach, wyrobach piekarniczych i cukierniczych dochodzi problem struktury, kruchości, kremowości i trwałości. Z tego powodu producenci często stosują mieszaniny różnych substancji słodzących, a także dodatkowe składniki poprawiające teksturę i odczucie sensoryczne produktu [1].

Zastosowanie słodzików w różnych kategoriach żywności

Słodziki są szeroko wykorzystywane w napojach bezcukrowych, produktach mlecznych o obniżonej zawartości cukru, wyrobach cukierniczych, gumach do żucia, suplementach diety oraz żywności specjalnego przeznaczenia [2].

W napojach dominują zwykle słodziki intensywne, ponieważ masa sacharozy ma tam mniejsze znaczenie niż w produktach stałych. W wyrobach cukierniczych i piekarniczych częściej potrzebne jest łączenie ich z poliolami lub innymi składnikami strukturotwórczymi. W produktach typu „sugar free” szczególnie duże znaczenie mają układy mieszane, ponieważ pojedynczy słodzik rzadko odtwarza pełny profil sacharozy pod względem smaku, narastania słodyczy i odczucia w ustach.

Znaczenie ma także rodzaj żywności, ponieważ ten sam słodzik może wykazywać odmienne właściwości sensoryczne i technologiczne w napojach gazowanych, jogurtach, nadzieniach lub polewach [1].

Zalety stosowania słodzików

Najważniejszą zaletą słodzików jest możliwość ograniczenia dodatku cukru przy zachowaniu pożądanego poziomu słodkości [2]. Dla przemysłu spożywczego oznacza to możliwość opracowywania produktów o niższej wartości energetycznej, niższej zawartości cukrów prostych lub specyficznym profilu żywieniowym.

W wielu zastosowaniach ich zaletą jest także wysoka siła słodzenia, odpowiednia stabilność technologiczna oraz możliwość łączenia w receptury zapewniające bardziej złożony i lepiej kontrolowany profil sensoryczny [5]. Warto jednak zaznaczyć, że korzyść technologiczna nie jest równoznaczna z automatyczną przewagą żywieniową całego produktu, ponieważ końcowa wartość żywności zależy od pełnego składu, stopnia przetworzenia i wzorca spożycia [3].

Kontrowersje i ograniczenia stosowania słodzików

Najwięcej dyskusji dotyczy długoterminowych skutków regularnego spożywania substancji słodzących. WHO w wytycznych z 2023 r. nie zaleca stosowania ich jako narzędzia w celu kontroli masy ciała, podkreślając brak wystarczających dowodów na trwałe korzyści w tym zakresie. Oznacza to rozróżnienie między oceną bezpieczeństwa a oceną efektu zdrowotnego na poziomie populacyjnym [2].

Kontrowersje dotyczą także polioli. Choć są użyteczne technologicznie, większe spożycie niektórych z nich może wiązać się z dolegliwościami ze strony przewodu pokarmowego i efektem przeczyszczającym. EFSA w ponownej ocenie erytrytolu z 2023 r. utrzymała ostrzeżenie o możliwym działaniu przeczyszczającym przy nadmiernym jego spożyciu [4]. W rezultacie dobór słodzika wymaga uwzględnienia nie tylko właściwości chemicznych, lecz także przewidywanego poziomu konsumpcji i tolerancji użytkowników.

Naturalne alternatywy dla słodzików

Do najważniejszych naturalnych alternatyw należą glikozydy stewiolowe pozyskiwane ze Stevia rebaudiana, a w części rynków także ekstrakty otrzymywane z owoców Siraitia grosvenorii (monk fruit) rośliny z rodziny dyniowatych uprawianej głównie w południowych Chinach. Owoc jest znany także pod nazwą luo han guo i od stuleci występuje w tradycyjnej medycynie chińskiej. Substancjami odpowiadającymi za słodki smak są mogrozydy (zwłaszcza mogrozyd V), czyli glikozydy triterpenowe obecne w miąższu owocu [1,5].

Ich atrakcyjność wynika przede wszystkim z roślinnego pochodzenia i pozytywnego odbioru konsumenckiego, ale nie usuwa to problemów technologicznych. W przypadku stewii ważny jest skład poszczególnych glikozydów, ponieważ wpływa on na poziom słodyczy, czas utrzymywania się smaku i nasilenie posmaku [5]. Samo pochodzenie roślinne nie przesądza o właściwościach technologicznych ani o jakości profilu smakowego substancji słodzącej. W zastosowaniach przemysłowych tego typu składniki są najczęściej wykorzystywane jako elementy mieszanin słodzących, w których łączy się różne związki w celu uzyskania odpowiedniego poziomu słodkości, stabilności i charakterystyki sensorycznej, a nie jako bezpośrednie, jednoskładnikowe zastępstwo sacharozy [1].

Trendy i kierunki rozwoju słodzików

Aktualne trendy w rozwoju żywności o obniżonej zawartości cukru nie polegają na poszukiwaniu jednej uniwersalnej substancji słodzącej. Coraz częściej projektuje się receptury łączące słodziki intensywne, poliole, aromaty zmieniające odczuwanie słodyczy oraz składniki poprawiające teksturę i pełnię smaku [1,5].

Znaczenie zyskują także rozwiązania wpisujące się w trend „clean label”, a więc surowce pochodzenia roślinnego i strategie ograniczania liczby dodatków bez pogorszenia jakości sensorycznej produktu [1,6]. Kierunek ten wskazuje, że rozwój produktów o obniżonej zawartości cukru opiera się na projektowaniu receptur dostosowanych do specyfiki danej kategorii żywności i ukierunkowaniu się na potrzeby konsumentów, w tym na dążenie do uproszczenia składu, ograniczenia dodatków postrzeganych jako sztuczne oraz zwiększenia przejrzystości deklaracji surowcowych.

Literatura:

1. Dragomir N, Grigore DM, Pogurschi EN. Beyond Sugar: A Holistic Review of Sweeteners and Their Role in Modern Nutrition. Foods. 2025;14(18):3182. doi:10.3390/foods14183182.
2. Health Organization. Use of non-sugar sweeteners: WHO guideline. Geneva: World Health Organization; 2023.
3. Younes M, Aquilina G, Castle L, Engel KH, Fowler P, Frutos Fernandez MJ, et al. Re-evaluation of erythritol (E 968) as a food additive. EFSA Journal. 2023;21(12):e08430. doi:10.2903/j.efsa.2023.8430.
4. Orellana-Paucar AM. Steviol Glycosides from Stevia rebaudiana: An Updated Overview of Their Sweetening Activity, Pharmacological Properties, and Safety Aspects. Molecules. 2023;28(3):1258. doi:10.3390/molecules28031258.
5. Ramsey I, Liu J, Swiegers JH, Oladokun O. From Sweetness to Mouthfeel: A Review on Overcoming Sensory Barriers in Sugar-Free Beverages. International Journal of Food Science. 2025;2025:2345722. doi:10.1155/2025/2345722.
6. EFSA ANS Panel. Scientific Opinion on the re-evaluation of aspartame (E 951) as a food additive. EFSA Journal. 2013;11(12):3496. doi:10.2903/j.efsa.2013.3496.
7. Riboli E, Beland FA, Lachenmeier DW, et al. Carcinogenicity of aspartame, methyleugenol and isoeugenol. The Lancet Oncology. 2023;24(8):848–850. doi:10.1016/S1470-2045(23)00341-8.