Co warto wiedzieć o erytrolu?

Erytrol znajduje się na naszej liście zdrowych zamienników cukru i jest to zamiennik najczęściej – obok owoców świeżych i suszonych – używany przez nas na warsztatach. Na opakowaniach można go także znaleźć pod bardziej oficjalną nazwą – erytrytol, aczkolwiek obie nazwy są poprawne i odnoszą się dokładnie do tego samego produktu. Może się też „ukrywać” pod oznaczeniem E 968 [1].

Podstawowe informacje

Erytrol to, można by rzec, bliski kuzyn ksylitolu – należą one do tej samej grupy związków zwanej alkoholami wielowodorotlenowymi, alkoholami cukrowymi, polialkoholami albo najkrócej poliolami. Są to związki, które posiadają w swojej cząsteczce charakterystyczny element je budujący – tzw. grupę hydroksylową. Ksylitol ma tych grup 5, a erytrol – 4, więc ma trochę prostszą budowę niż ksylitol [2, 3, 4].

Erytrol ma słodki smak określany według literatury na 60-80% słodkości cukru [2, 5, 6], chociaż w praktyce, zamieniając cukier na erytrol w proporcji 1:1 nie czuć specjalnej różnicy. Więc lepiej samemu popróbować, w jakiej ilości używać erytrol, ponieważ kierując się założeniem, że teoretycznie należałoby go dać 1,5 razy więcej, można stanowczo przesłodzić. Podobnie jak inne alkohole cukrowe, erytrol daje w jamie ustnej „efekt chłodzenia”, ponieważ pobiera ciepło, żeby się rozpuścić [2].

Erytrol ma postać przeźroczystych kryształków, nie ma zapachu. Jest odporny na wysoką temperaturę [2], dlatego można go wykorzystywać do potraw na ciepło oraz niskie pH, więc spokojnie można łączyć go np. z owocami. W temperaturze 122°C topi się przechodząc w bezbarwną i nielepiącą się substancję. W przeciwieństwie do cukru nie ulega karmelizacji w wysokiej temperaturze. Łatwo się rozpuszcza, ale przy ochładzaniu dosyć szybko przechodzi z powrotem w formę kryształków [4], co utrudnia jego wykorzystanie np. jako składnika lodów, aczkolwiek zrobienie smacznych lodów słodzonych erytrolem nie jest niemożliwe [7].

Erytrol dostarcza znikomej liczby kalorii – 0,2-0,4 kcal na 1 gram, dlatego oficjalnie dopuszczone jest podawanie informacji, że jest bezkaloryczny [2,4, 5].

Występowanie i otrzymywanie

Erytrol naturalnie występuje w niektórych grzybach, owocach (takich jak winogrona, melony, gruszki, arbuz) oraz produktach fermentowanych takich jak sos sojowy, pasta Miso, wino, Sake czy sery. [2, 3, 4, 5 8]. Szacuje się, że spożycie erytrolu z naturalnych źródeł wynosi około 80 mg dziennie (około 1,3 mg / kg masy ciała / dzień) [8].

Erytrol jest także naturalnie wytwarzany w naszym organizmie. Jako, że dobrze rozpuszcza się w wodzie, to wykryto jego obecność w płynach takich jak krew, mocz, płyn mózgowo-rdzeniowy, płyn owodniowy, a także w soczewce oka [4, 8].

Po raz pierwszy został wyizolowany w 1852 roku z alg morskich, ale wprowadzono go na rynek dopiero w 1990 roku w Japonii [2, 4, 8].

Ilość erytrolu zawarta naturalnie w produktach jest zbyt mała, żeby opłacało się go uzyskiwać w ten sposób. Na skalę przemysłową erytrol można by otrzymywać go metodami chemicznymi, ale jest to proces drogi, wymagający dużej ilości energii i wykorzystania kosztownych odczynników, więc byłoby to nieopłacalne. Możliwości produkcji erytrolu na dużą skalę otworzyły się w 1950 roku, kiedy niewielkie jego ilości odkryto w sfermentowanej przez drożdże melasie Blackstrap. Obecnie erytrol wytwarza się właśnie metodami biotechnologicznymi, w których substancję tę syntetyzują mikroorganizmy – drożdże, grzyby i bakterie. Specjalnie wyselekcjonowane szczepy produkują erytrol w swoich komórkach, gdy znajdą się w środowisku o dużym stężeniu np. soli albo cukru, ponieważ obecny w komórce erytrol chroni je przed utratą wody. Mikroorganizmy w erytrol przetwarzają cukry proste – glukozę, fruktozę, sacharozę, a także glicerol będący produktem odpadowym produkcji biopaliw [2, 4, 8]. Glukozę potrzebną do tego procesu otrzymuje się np. ze skrobi kukurydzianej, dlatego też często można spotkać się w sklepach z erytrolem produkowanym z kukurydzy. Do otrzymania erytrolu wykorzystuje się również melasę, która stanowi produkt odpadowy przy otrzymywaniu cukru oraz inny powszechny odpad – słomę [2, 8]. Po fermentacji oddziela się roztwór erytrolu od komórek mikroorganizmów, oczyszcza, a następnie poddaje krystalizacji otrzymując końcowy produkt [8].

Jako że erytrol może być wytwarzany też przez bakterie kwasu mlekowego, daje to możliwość otrzymywania w jednym procesie produktów fermentowanych i słodzonych erytrolem – bakterie kwasu mlekowego powodują zarówno fermentację produktu, jak i syntetyzują erytrol [2].

Zastosowanie

W Polsce erytrol został dopuszczony do stosowania w 2008 roku [4]. Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Zdrowia w sprawie dozwolonych substancji dodatkowych, może on być przez przemysł spożywczy dodawany m.in. do deserów, produktów zbożowych, dżemów, galaretek, lodów, marmolad, bezcukrowych owoców kandyzowanych, różnego rodzaju wyrobów cukierniczych, musztardy, sosów, a także do gum do żucia oraz suplementów diety [1]. Erytrol stosowany jest nie tylko jako substancja słodząca, ale także wypełniająca, zagęszczająca, wzmacniająca smak, a czasem po to, żeby obniżyć temperaturę zamarzania jakiegoś produktu [5].

W warunkach domowych możemy go zastosować właściwie wszędzie tam, gdzie tradycyjnie używa się cukru, z wyjątkiem robienia z niego karmelu. Nadaje się i do słodzenia napojów i do domowych wypieków, a nawet lukru czy bezy.

Znalazł on zastosowanie także w przemyśle farmaceutycznym jako składnik leków, szczególnie osłonek tabletek [4] albo nośnik substancji aktywnych w saszetkach . Ponadto jest stosowany jako składnik past do zębów i płynów do płukania jamy ustnej [2].

Bezpieczeństwo stosowania

Erytrol jest powszechnie dopuszczony do stosowania na całym świecie. Jest całkowicie bezpieczny. W 1999 r. Wspólny Komitet Ekspertów FAO/WHO ds. Dodatków do Żywności (JECFA) uznał, że nie ma konieczności wyznaczania poziomu tzw. dopuszczalnego dziennego spożycia (ADI) – które mają np. syntetyczne substancje słodzące [5].

Jedynym skutkiem nadmiernego spożycia erytrolu są wzdęcia, bóle brzucha, biegunki, co jest charakterystyczne dla polioli. Jednak w przypadku erytrolu maksymalne dawki, przy których nie obserwuje się negatywnych objawów ze strony przewodu pokarmowego, są wyższe niż w odniesieniu do innych alkoholi cukrowych, np. mniej więcej 2 razy większe niż w przypadku ksylitolu [4, 5]. Przyjmuje się, że ilość 0,5-1 g erytrolu na każdy 1 kg masy ciała na dzień nie wywołuje biegunek. Gorsza jest tolerancja erytrolu, kiedy jest przyjmowany w jednej dawce (wtedy jest to około 0,5 g / kg masy ciała albo około 35 g), a lepsza, kiedy jest spożywany w kilku porcjach w ciągu dnia (wtedy dawka około 1 g / kg masy ciała nie wywołuje objawów). Gorzej jest też tolerowany, kiedy spożywamy go na czczo oraz jako składnik napojów, a lepiej, gdy jest spożywany z pokarmami stałymi [5, 8, 9]. W praktyce jednak spotkaliśmy się z osobami, które doświadczają biegunek po spożyciu chociażby niewielkiej ilości erytrolu (a np. dobrze się czują po ksylitolu), jak i osobami, które potrafią zjeść znacznie więcej i nic im nie jest. Więc tak naprawdę jest to kwestia indywidualna. Ponadto organizm może się adaptować do spożycia erytrolu, więc przy regularnym spożyciu dobrze tolerowana dawka może się z czasem zwiększać [5, 9].

Ze względu na swoje działanie przeczyszczające, erytrol nie został dopuszczony w krajach Unii Europejskiej do stosowania jako składnik napojów (aczkolwiek jest dopuszczony w tym celu w niektórych krajach spoza UE). Oceniono, że ryzyko nadmiernego spożycia erytrolu w przypadku napojów jest zbyt wysokie szczególnie wśród dzieci. Zgodnie z wynikami badań dzieci w wieku 4-6 lat mogą spożyć jednorazowo około 15 g erytrolu (0,71 g / kg masy ciała) bez objawów biegunki.

Wnioski z badań pozwalają stwierdzić, że erytrol nie zwiększa ryzyka nowotworów, a nawet bardzo wysokie dawki (w badaniach na szczurach do 16 g / kg masy ciała) nie wpływają na płodność, zdolności reprodukcyjne ani na rozwój płodu [8].

Metabolizm erytrolu

90% spożytego erytrolu jest wchłaniane w jelicie cienkim do krwiobiegu, a następnie w niezmienionej formie jest on wydalany przez nerki [2, 9]. Z tego też względu ma on praktycznie zerową wartość kaloryczną – nie jest przyswajany przez organizm – a także w związku z tym, że prawie nie przechodzi do jelita grubego, nie ma tak silnego działania przeczyszczającego jak inne poliole, które są wchłaniane w dużo mniejszym stopniu. Niewchłonięty erytrol przechodzi do jelita grubego, co może być przyczyną biegunki albo jest fermentowany przez obecne w jelicie grubym bakterie do gazów wywołujących wzdęcia lub krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych [2, 5, 8], które stanowią źródło energii dla komórek jelita.

Erytrol a próchnica

Erytrol wykazuje działanie przeciwpróchnicze nie tylko z tego względu, że nie ulega przekształceniu w niszczący szkliwo kwas, ale też dlatego, że hamuje powstawanie płytki nazębnej czyli bakterii odpowiedzialnych za wywoływanie próchnicy. Utrudnia on przyleganie tych bakterii do powierzchni zębów, hamuje ich namnażanie. Wnika do wnętrza komórek bakteryjnych i hamuje wydzielanie przez nie enzymów odpowiedzialnych za przekształcanie cukrów w kwasy oraz hamuje procesy metaboliczne tych komórek. Podobne zresztą działanie obserwuje się w przypadku ksylitolu, ale w badaniach skuteczność erytrolu jest nawet większa niż ksylitolu [6].

Jak widać na powyższych wykresach erytrol w stężeniu 2% i więcej hamuje namnażanie bakterii odpowiedzialnych za powstawanie próchnicy skuteczniej niż ksylitol. Potwierdziły to też inne badania, w których erytrol był bardziej efektywny od ksylitolu w większych stężeniach, ale z kolei przy niższym stężeniu lepszą efektywność miał ksylitol [6].

Takie wyniki wyjaśnia się tym, że erytrol rozpuszcza się trudniej niż ksylitol, a tym samym ma dłuższy kontakt z bakteriami bytującymi na zębach oraz potrafi przenikać do głębszych warstw płytki nazębnej [6].

Erytrol a cukrzyca

Erytrol jest polecaną substancją słodzącą dla osób mających cukrzycę, ponieważ ma zerowy indeks glikemiczny, nie powoduje wzrostu poziomu glukozy we krwi ani wydzielania insuliny [2, 3, 4, 5, 6].

Ponadto erytrol – podobnie jak inne poliole – ma właściwości antyoksydacyjne [2, 3, 4]. Im więcej dany związek ma grup wodorotlenowych, tym jest silniejszym antyoksydantem, zatem ksylitol (5 grup wodorotlenowych) ma silniejsze właściwości od erytrolu (4 grupy). Działanie przeciwutleniające ma duże znaczenie dla osób z cukrzycą, ponieważ powikłania cukrzycy – uszkodzenie nerek, nerwów, narządu wzroku – mają związek ze stanem zapalnym w organizmie. Utrzymująca się przez długi czas hiperglikemia (podwyższony poziom cukru we krwi) nasila produkcję wolnych rodników odpowiedzialnych za stan zapalny, który uszkadza naczynia krwionośne prowadząc do niewydolności serca, zawału, udaru, utraty wzroku, utrudnia też gojenie się ran. Już samo obniżenie poziomu cukru we krwi poprzez zamianę cukru na erytrol ogranicza te niekorzystne efekty, a dodatkowo jeszcze erytrol jest antyoksydantem, czyli niweluje wolne rodniki [3].

Dlaczego erytrol ma tak silne działanie antyoksydacyjne? Jak pisałam wcześniej, w 90% jest wchłaniany do krwi i krąży w naszym krwiobiegu zanim zostanie „wyłapany” przez nerki i usunięty. Ma zatem możliwość działać bezpośrednio na komórki budujące naczynia krwionośne. Erytrol w organizmie neutralizuje wolne rodniki tlenowe łącząc się z nimi, w wyniku czego powstaje erytroza i erytruloza, które następnie wydalane są przez nerki i można badać ich obecność w moczu. W normalnych warunkach, czyli kiedy w organizmie nie ma stanu zapalnego, erytrol jest wydalany w moczu w niezmienionej formie [3].

Jak wspomniałam, w cukrzycy dochodzi do uszkodzeń naczyń krwionośnych na skutek hiperglikemii. W badaniach na szczurach wykazano, że erytrol potrafi tym zmianom przeciwdziałać – stan naczyń krwionośnych u szczurów z cukrzycą otrzymujących erytrol był taki sam jak u szczurów zdrowych. Efekt antyoksydacyjny erytrolu jest porównywalny z działaniem witaminy E, która – można by rzec – jest znana ze swoich właściwości niwelowania wolnych rodników, z tą zasadniczą różnicą, że witamina E rozpuszcza się w tłuszczach, a erytrol w wodzie [3, 8].

Bibliografia:

1. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 22 listopada 2010 r. w sprawie dozwolonych substancji dodatkowych, Dz.U. 2010 nr 232 poz. 1525
2. Regnat K., Mach L.R., Mach-Aigner A.R.: Erythritol as sweetener – wherefrom and whereto?, Applied Microbiology and Biotechnology, 2018, 102: 587–595.
3. den Hartog, G.J.M., Boots A.W., Adam-Perrot A., Brouns F., Verkooijen I.W.C.M., Weseler A.R., Haenen G.R.M.M., Bast A.: Erythritol is a sweet antioxidant. Nutrition, 2009, 1–10
4. Marcinkiewicz M.: Biosynteza erytrolu z glicerolu przez drożdże Yarrowia lipolytica. Praca doktorska wykonana pod kierunkiem prof. dr hab. Waldemara Rymowicza w Katedrze Biotrchnologii i Mikrobiologii Żywności. Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu, Wydział Nauk o Żywności, Wrocław 2011.
5. EFSA Panel on Food Additives and Nutrient Sources (ANS): Statement in relation to the safety of erythritol (E 968) in light of new data, including a new paediatric study on the gastrointestinal tolerability of erythritol. EFSA Journal 2010; 8(7):1650
6. de Cock P., Mäkinen K., Honkala E., Saag M., Kennepohl E., Eapen A.: Erythritol Is More Effective Than Xylitol and Sorbitol in Managing Oral Health Endpoints. International Journal of Dentistry, 2016, Article ID 9868421.
7. https://www.jungbunzlauer.com/fileadmin/content/_PDF/PRINT_PROJECTS/Article_facts/JBL_AR_Erythritol_makes_a_difference_2015-104.pdf
8. Boesten D.M.P.H.J., den Hartog G.J.M., de Cock P., Bosscher D., Bonnema A., Bast A.: Health effects of erythritol. Nutrafoods 2015, DOI 10.1007/s13749-014-0067-5.
9. Wölnerhanssen B.K., Cajacob L., Keller N., Doody A., Rehfeld J.F., Drewe J., Peterli R., Beglinger C., Meyer-Gerspach A.C.: Gut hormone secretion, gastric emptying and glycemic responses to erythritol and xylitol in lean and obese subjects. Am J Physiol Endocrinol Metab 2016, 310(11): E1053-E1061.