laboratorium przemysłowe
dr inż. Lesław Juszczak
Katedra Analizy i Oceny Jakości Żywności
Akademia Rolnicza w Krakowie
Substancje słodzące
i metody ich oznaczania
Streszczenie Summary
Żywność oraz napoje o zredukowanej wartości energetycznej Reduced-sugar foods and beverages are very popular in Europe
są popularnymi środkami spożywczymi w Europie oraz w Sta- and US, and the sweeteners that make them possible are among
nach Zjednoczonych. Substancje intensywnie słodzące służące the most conspicuous ingredients in the food supply. In Poland
do jej produkcji są dodatkami do żywności, które w znacznym eight low-calorie sweeteners are currently approved for use in
stopniu przyciągają uwagę konsumentów. Obecnie w Polsce do food industry. A variety of sugar alcohols are also accepted for
stosowania w przemyśle spożywczym dopuszczonych jest osiem food processing. Utilization of these substances as food additives
niskokalorycznych substancji słodzących. W produkcji żywności requires having adequate testing methods and procedures by
stosowane są również różne alkohole cukrowe. Wykorzystanie inspection laboratories. In the paper, a review of sweeteners, with
tych substancji jako dodatków do żywności wymaga posiadania a special consideration of low-calorie sweeteners, and analytical
przez laboratoria kontrolne odpowiednich metod i procedur ana- methods used for its analysis, was carried out.
litycznych. W pracy dokonano przeglądu substancji słodzących, ze
szczególnym uwzględnieniem substancji niskokalorycznych oraz
metod analitycznych używanych do ich oznaczania.
SÅ‚owa kluczowe Key words
niskokaloryczne substancje słodzące, metody analityczne low-calorie sweeteners, analytical methods
Na atrakcyjność produktów spożywczych wpływa wiele czynników, słodyczy). Ich słodkość jest mniejsza niż ich prekursorów i dlatego
z których istotne znaczenie ma smakowitość. Smak słodki jest stosowane są jako wypełniające substancje słodzące. Często są
szczególnie pożądany i akceptowany przez konsumentów. Wiele stosowane razem z mono- i disacharydami, a także z substancjami
produktów uzyskuje słodki smak dzięki dodatkom specjalnych intensywnie słodzącymi. W wielu produktach pełnią rolę czynnika
substancji. Najpowszechniej stosowanym związkiem jest sacharoza, kształtującego właściwą teksturę i zastępują sacharozę, obniżając
która, obok nadawania produktom słodkiego smaku, pełni szereg wartość kaloryczną. Alditole są odporne na niskie pH, wykazują
funkcji technologicznych: niską reaktywność w procesie nieenzymatycznego ciemnienia, za-
 wpływa na kształtowanie właściwości reologicznych, pobiegają krystalizacji sacharozy, nie zwiększają poziomu glukozy
 w wyższych stężeniach działa konserwująco, we krwi i w niewielkim stopniu ulegają fermentacji alkoholowej
 stabilizuje substancje aromatyczne, i wchłanianiu w jelicie cienkim przewodu pokarmowego. Jako
 wpływa na barwę produktów, dozwolone substancje dodatkowe nie wymagają limitowania, a ich
 bierze udział w żelowaniu niektórych polisacharydów. dodatek w trakcie procesu technologicznego jest determinowany
Sacharoza wykazuje jednak również niekorzystne działanie na zasadami dobrej praktyki produkcyjnej.
organizm człowieka: jest jedną z przyczyn nadwagi i otyłości, a co
za tym idzie  innych chorób cywilizacyjnych oraz jest czynnikiem Substancje intensywnie słodzące
powodującym próchnicę zębów. Substancje intensywnie słodzące, syntetyczne lub pochodzenia
Oprócz sacharozy w przetwórstwie żywności wykorzystuje się: naturalnego charakteryzują się kształtowaniem wysokiego odczucia
 monosacharydy (glukoza, fruktoza); słodyczy przy niemal całkowitym braku wartości kalorycznej. Są
 disacharydy (maltoza, laktoza, trehaloza), które charakteryzuje niższa przeznaczone do stosowania do produkcji słodzików stołowych,
słodkość niż sacharozę; żywności przeznaczonej dla diabetyków oraz produktów niskoka-
 cukier inwertowany, otrzymany w wyniku hydrolizy sacharozy, lorycznych. Stosuje się je w wytwarzaniu: napojów bezalkoholo-
 syrop fruktozowy, otrzymywany przez enzymatyczną izomeryzację wych, deserów, wyrobów cukierniczych, gumy do żucia, napojów
glukozy; alkoholowych oraz przetworów owocowych i warzywnych. Wykaz
 produkty hydrolizy skrobi (glukoza krystaliczna, syropy o róż- substancji intensywnie słodzących oraz ich maksymalne dawki re-
nym stopniu scukrzenia: glukozowe i glukozowo-fruktozowe, guluje RozporzÄ…dzenie Ministra Zdrowia z dnia 23 kwietnia 2004 r.
maltozowe). w sprawie dozwolonych substancji dodatkowych i substancji
Ważną grupą substancji stosowanych w przetwórstwie żywności pomagających w przetwarzaniu (Dz.U. 2004, nr 94, poz. 933 wraz
są alditole (poliole)  wielowodorotlenowe alkohole cukrowe (ta- z póz
niejszymi zmianami). Zgodnie z tym rozporzÄ…dzeniem sub-
bela 1, s. 32). Otrzymywane są na drodze redukcji cukrów w tem- stancji słodzących nie wolno stosować w środkach spożywczych
peraturze 100-200oC, pod ciśnieniem 40-50 atm i uwodornienia. dla niemowląt i małych dzieci. Podstawowe informacje dotyczące
Poszczególne związki należące do tej grupy różnią się znacznie substancji intensywnie słodzących, które można stosować w Polsce,
swoimi właściwościami (głównie rozpuszczalnością oraz stopniem zestawiono w tabeli 2 (s. 33).
Laboratorium | 12/2006
30
laboratorium przemysłowe
Acesulfam K Sacharyna i jej sole (K, Na, Ca)
Został odkryty w 1967 roku. Otrzy- Została odkryta w 1879 roku. Jest imidem
mywany jest jako pochodna kwasu kwasu o-sulfobenzoesowego, otrzymywanym
acetylooctowego. Jest on odporny na na bazie toluenu i kwasu ftalowego. Rozpusz-
ogrzewanie (pasteryzacja, sterylizacja) czalność sacharyny w wodzie zależy od formy
oraz stabilny w pH 3-7. Szybko wywo-  sól sodowa jest znacznie bardzie rozpusz-
łuje odczucie smaku słodkiego, które czalna w porównaniu do czystej sacharyny.
jednak dosyć szybko zanika. W niskich Sacharyna jest odporna na temperaturę
stężeniach nie pozostawia gorzkiego i stabilna w roztworach o pH 2-7. Nie jest metabolizowana w organizmie,
i metalicznego posmaku. Wykazuje synergizm smakowy z aspartamem a synergizm smakowy wykazuje z aspartamem i cyklaminianami. Sacharyna
oraz cyklaminianami i taumatyną. Często stosowany jest z poliolami stosowana pojedynczo pozostawia gorzko-metaliczny posmak (wyczuwalny
(np. sorbitolem), dając słodycz zbliżoną do sacharozy. Acesulfam K jest przez 25% populacji), który nasila się wraz ze wzrostem stężenia. Stąd
prawie całkowicie wchłaniany w przewodzie pokarmowym i następnie stosowana jest z substancjami maskującymi (leucyna, glicyna) oraz z cykla-
wydalany w niezmienionej postaci. Nie kumuluje się w organizmie minianami, aspartamem lub sucralozą. Przez wiele lat sacharynę uważano
i nie jest metabolizowany przez bakterie jelitowe. za substancję potencjalnie niebezpieczną i rakotwórczą, jednak obecnie
jest dopuszczona do stosowania w przemyśle spożywczym.
Aspartam
Taumatyna
Jest polipeptydem zbudowanym z 207 aminokwasów. Otrzymuje się
ją z owoców zachodnioafrykańskiej rośliny z rodziny Thaumatococcus
danieli Benth. Dobrze rozpuszcza siÄ™ w wodzie. Nie wykazuje metalicz-
nego posmaku i jest stabilna w roztworach o pH 2-6. Charakteryzuje
się ograniczoną odpornością na ogrzewanie, szczególnie w roztworach
o pH > 6. Działa synergistycznie z innymi substancjami intensywnie
słodzącymi, maskując ich gorzkawo-metaliczny posmak.
Dipeptyd (ester metylowy L-asparagino-L-fenyloalaniny) został Neohesperydyna DC
wynaleziony w 1965 roku. Jest słabo rozpuszczalny i mało stabilny Jest dichlorochalkonem otrzymywanym na drodze uwodorniania
w roztworach wodnych i alkoholowych. Nie pozostawia gorzkiego flawonoidów (głównie neohesperydyny), występujących naturalnie
posmaku i wykazuje synergizm smakowy z sacharyną, acesulfa- w niektórych owocach cytrusowych (np. w gorzkich pomarańczach).
mem K i cyklaminianami. Kaloryczność aspartamu, podobnie jak Jest stosunkowo odporna na podwyższoną temperaturę i stabilna w roz-
białek, wynosi 4 kcal/g, ale ze względu na dużą słodkość jest on tworach o pH 1-7. Wykazuje silne działanie synergistyczne z innymi
stosowany w niewielkich dawkach, dlatego traktowany jest jako składnikami żywności, poprawiając zapach i smak wielu produktów.
substancja bezkaloryczna. Zasadniczą wadą aspartamu jest jego Jej słodki smak z chłodzącą mentolową nutą utrzymuje się stosunkowo
niska odporność na działanie podwyższonej temperatury i kwa- długo. W przewodzie pokarmowym jest wchłaniana w niewielkim
śnego środowiska. W skrajnych warunkach ulega przemianom, stopniu, jednak metabolizowana jest przez florę bakteryjną.
powodującym powstawanie diketopiperazyny, która uważana jest
za zwiÄ…zek szkodliwy. W przewodzie pokarmowym aspartam jest
hydrolizowany do kwasu asparaginowego i estru metylowego fe-
nyloalaniny, z którego powstaje metanol i fenyloalanina. Dlatego
produkty z dodatkiem aspartamu nie powinny być stosowane przez
osoby chore na fenyloketonuriÄ™.
Kwas cyklaminowy (cykloheksylosulfaminowy) i jego sole: K, Ca
Został odkryty w 1937 roku.
Jest produktem syntezy cy-
kloheksyloaminy i kwasu
aminosulfonowego. Jest Å‚a-
two rozpuszczalny w wodzie
oraz odporny na podwyższoną temperaturę i zmiany pH. Podczas
ogrzewania w środowisku silnie kwaśnym może ulegać hydroli-
zie, tracąc swą słodkość. W wyższych stężeniach wykazuje smak
słodkawo-kwaśny i posmak metaliczny. Działa synergistycznie
z sacharynÄ…, modyfikujÄ…c jej metaliczny posmak. W latach 60. i 70.
liczne badania wykazywały jego rakotwórczość i embriotoksycz-
ność, co spowodowało usunięcie go z listy substancji stosowanych
w produkcji żywności. Weryfikacja wyników badań w latach 90.
spowodowała ponowne wprowadzenie go do wykazu dozwolonych
substancji dodatkowych.
Laboratorium | 12/2006
31
31
fot. Shutterstock
laboratorium przemysłowe
Sukraloza (trichlorogalaktosacharoza) oraz modyfikatorów smaku. Przykładami mogą być: monellina (słodkość
Została odkryta w 1976 roku. Otrzymywana jest w procesie selek- 1500-3000), pentadyna (słodkość 500) oraz curculina (słodkość 9000).
tywnego chlorowania sacharozy. Dobrze rozpuszcza siÄ™ w wodzie
i alkoholu. Odporna na działanie podwyższonej temperatury, niskiego Metody stosowane w wykrywaniu
pH, a także podwyższonego ciśnienia. Wykazuje synergizm z innymi i oznaczaniu substancji
substancjami słodzącymi. intensywnie słodzących
Metody klasyczne
Sól aspartamu i acesulfamu Najlepszym przykładem jest tu wagowa metoda oznaczania sacharyny
Otrzymywana jest przez ogrzewanie aspartamu i acesulfamu K w stosunku w preparacie słodzącym zawierającym jako wypełniacz wodorowęglan
około 2:1 w roztworze o odczynie kwaśnym, a następnie poprzez krystali- sodu. Sacharynę ekstrahuje się z próbki za pomocą eteru, a po odparo-
zację. Tak otrzymany produkt jest bardziej stabilny niż sam aspartam. waniu oznaczenie wykonuje się wagowo. Obecność dulcyny w żywności
można wykrywać na podstawie barwnych reakcji pozostałości po ekstrak-
Alitam cji eterem etylowym i reakcji z kwasem azotowym(V) (pomarańczowe za-
Jest dipeptydem otrzymywanym syntetycznie na bazie kwasu L-aspara- barwienie) lub siarkowym(VI)  zabarwienie czerwone. NeohesperydynÄ™
ginowego i D-alaniny. Jest około dwa tysiące razy słodszy od sacharozy, można wykryć w barwnej reakcji z tetrahydroboranem sodu. Znane są
a ADI dla niego wynosi 0-1 mg/kg m.c. Dobrze rozpuszcza się w wodzie również metody miareczkowe, których przykładem może być oznaczanie
i alkoholu. W środowisku obojętnym odporny na temperaturę, natomiast kwasu cyklaminowego poprzez rozdział na kolumnie jonowymiennej,
mało stabilny w środowisku kwaśnym i zasadowym. Charakteryzuje się z której jest on eluowany kwasem solnym, a całość jest miareczkowana
smakiem bardzo zbliżonym do sacharozy. Alitam jest dopuszczony do azotanem(III) sodu. Inna procedura dla kwasu cyklaminowego przewi-
stosowania w Australii, Nowej Zelandii, Meksyku oraz w Chinach. duje usunięcie siarczanów za pomocą azotanu(III) sodu w obecności
chlorku baru, którego nadmiar miareczkuje się EDTA.
Dulcyna (p-fenetylokarbamid)
ZwiÄ…zek otrzymany na bazie fenacetyny i mocznika. SÅ‚abo rozpusz- Metody spektrofotometryczne
czalny w wodzie i 70-350 razy słodszy od sacharozy. Był powszechnie Klasycznym przykładem wykorzystania spektrofotometrii w oznaczaniu
stosowany w pierwszej połowie XX wieku. Obecnie nie stosowany dulcyny w napojach jest pomiar absorbancji przy długości fali  = 294 nm
w przetwórstwie żywności ze względu na udowodnione działanie po wcześniejszej ekstrakcji octanem etylu. Natomiast dla P-4000 stosuje
rakotwórcze i embriotoksyczne. się eter naftowy. W przypadku słodzików stołowych zawartość sacharyny
można oznaczyć po rozpuszczeniu próbki w wodorotlenku sodu i po-
Glycyrricina miarze absorbancji przy  = 265 nm (Polska Norma PN-EN 1376:1999).
Jest tripentenem glikozydowym otrzymywanym z soku korzeni lukrecji Zawartość sacharyny w gumach do żucia można oznaczyć po ekstrakcji
(Glycyrrhiza glabra). Jest pięćdziesiąt razy słodsza od sacharozy. Charak- chloroformem i pomiarze absorbancji roztworu wodnego przy  = 235 lub
teryzuje się posmakiem słodkawo-gorzkawym. Znajduje ograniczone 234 nm. Pomiary spektrofotometryczne często poprzedzane są chemiczną
zastosowanie ze względu na silny posmak lukrecji. Stosowana jest lub enzymatyczną derywatyzacją analitu. W przypadku aspartamu wykorzy-
w Japonii do produktów sojowych, a także aromatyzacji tytoniu. stuje się reakcje z 1,4-dioksanem, dimetyloformamidem oraz p-chloranilem,
a absorbancjÄ™ mierzy siÄ™ przy  = 520 nm. W innej metodzie aspartam
Neotam ekstrahuje się węglanem propylenu, a następnie przeprowadza reakcję
Jest syntetycznie otrzymanym dipeptydem na bazie kwasu asparaginowego z ninhydrynÄ…, p-benzochinonem lub dietyloditiokarbaminianem sodu
i fenyloalaniny o ADI = 2 mg/kg m.c. Neotam jest 7-8 tysięcy razy słodszy i mierzy absorbancję przy  = 585 nm. Aspartam można również oznaczyć,
od sacharozy. Dobrze rozpuszcza się w wodzie i wykazuje synergizm hydrolizując go ą-chmotrypsyną między innymi do metanolu, który utlenia
smakowy z sacharynÄ…. Dopuszczony do stosowania w Australii, Nowej siÄ™ za pomocÄ… oksydazy alkoholowej do formaldehydu, dajÄ…cego kompleks
Zelandii, Chinach, Rosji, Meksyku, USA i w Ameryce Południowej. z fluoranem-P. Pomiaru absorbancji dokonuje się przy  = 410 nm. Spektro-
fotometryczną metodę oznaczania acesulfamu-K w preparatach słodzących
P-4000 (ester n-propylowy 2 amino-4-nitrofenolu) podaje Polska Norma PN-EN 1377:1999. Metoda polega na rozpuszczeniu
Substancja wycofana ze stosowania ze względu na działanie toksyczne. próbki badanego preparatu w wodzie i oznaczeniu acesulafmu-K przez
pomiar absorbancji przy  = 277 nm. Spektrofotometryczne oznaczanie
Stewiozyd (Stevia) cyklaminianów w napojach, dżemach oraz deserach można przeprowadzić
Jest naturalną substancją uzyskiwaną z roślin Stevia rebaudiana Bertoni, na skutek działania chloranów(I), ekstrakcji heksanem lub cykloheksanem
rosnących głównie w Paragwaju. Czysty stewiozyd charakteryzuje się
Nr Słodkość w stosunku Kaloryczność
ograniczoną rozpuszczalnością w wodzie. Natomiast produkt handlo-
Nazwa
wg UE do sacharozy* [kcal/g]
wy o nazwie Stevia wykazuje dużą rozpuszczalność i różny stopień
Sorbitol i syrop sorbitolowy E 420 0,5-0,6 2,6
czystości. Jest odporny na działanie kwasów i enzymów. Degradacji
ulega w środowisku silnie zasadowym. Wykazuje synergizm z asparta- Mannitol E 421 0,5-0,6 1,6
mem, acesulfamem oraz cyklaminianami. Stosowany jest w Paragwaju,
Izomalt E 953 0,4-0,5 2,0
Brazylii, Japonii, Chinach i Korei Południowej.
Maltitol i syrop maltitolowy E 965 0,6-0,9 2,1
Laktitol E 966 0,3-0,5 2,0
Ze względu na większe bezpieczeństwo oraz preferencje i akceptacje
konsumenckie syntetyczne środki słodzące próbuje się zastępować Ksylitol E 967 ok. 1 2,4
naturalnymi. Prowadzone są badania nad możliwością wykorzystania
Tabela 1. Alditole (poliole) stosowane w przetwórstwie żywności.
* sacharoza = 1
niektórych białek roślinnych jako naturalnych substancji słodzących
Laboratorium | 12/2006
32
laboratorium przemysłowe
oraz pomiaru absorbancji przy  = 314 nm. InnÄ… technikÄ… jest hydroliza 12856:2002, a cyklaminianu  PN-EN 12857:2002. Opracowane sÄ…
kwasu cyklaminowego do cykloaminy przy pomocy np. kwasu solnego również procedury detekcji UV przy zmiennej długości fali oraz z wy-
w podwyższonej temperaturze, a następnie reakcji z 1,4-benzochinonem. korzystaniem detektora fluorescencyjnego, refraktometrycznego (RI),
Jeszcze innym sposobem jest przeprowadzenie N-nitrozowania kwasu cy- elektrochemicznego lub spektrometru masowego. W przypadku gdy
klaminowego za pomocą kwasu azotowego(III) i pomiar jego pozostałości detekcja UV nie daje dobrych rezultatów (np. cyklaminiany), można za-
na drodze reakcji z safraniną. Kwas cyklaminowy można również oznaczyć stosować derywatyzację przed- lub postkolumnową. Dla cyklaminianów
na drodze spektrofotometrycznego miareczkowania azotanem(III) sodu. przewiduje siÄ™ utlenianie i reakcjÄ™ np. z 4-fluoro-7-nitrobenzofuranem.
Zawartość glycyrriciny można analizować, hydrolizując ją do aglikonu, który Innym przykładem takiego postępowania jest reakcja po rozdziale chro-
po ekstrakcji oznacza się spektrofotometrycznie. Oznaczenie zawartości matograficznym aspartamu z ninhydryną. Ponieważ niektóre substancje
sacharyny w napojach można oprzeć na jej reakcji z fenotiaziną i octanem intensywnie słodzące występują w roztworach w formie anionowej, ich
miedzi(II) i następnie ekstrakcji heksanem. Substancje słodzące o charak- rozdział może odbywać się zgodnie z mechanizmem wymiany jonowej.
terze anionowym mogą być również oznaczane spektrofotometrycznie Stąd chromatografia jonowa może być alternatywą dla RP-HPLC ze
poprzez reakcje z barwnikami (safraniną, azurytem, błękitem nilowym, względu na zastosowanie znacznie tańszych eluentów. Opracowanych
oranżem akrydynowym oraz fuksyną). jest wiele procedur oznaczania sacharyny, cyklaminianów, sukralozy
oraz aspartamu, jak również ich mieszanin. W tych przypadkach
Metody chromatograficzne stosuje się również detekcję konduktometryczną i amperometryczną.
Wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC) jest obecnie Istnieją również metody HPLC stosowane do oznaczania produktów
jedną z najczęściej wykorzystywanych metod w analizie substancji degradacji substancji słodzących, co ma duże znaczenie w przypadku ich
słodzących. Jej dużą zaletą jest możliwość równoczesnego oznaczania potencjalnej toksyczności. Opracowane są także procedury oznaczania
wielu składników: mieszanin środków słodzących, substancji słodzących stereoizomerów aspartamu z wykorzystaniem różnych chiralnych faz
i przeciwutleniaczy, konserwantów, alkaloidów oraz syntetycznych stacjonarnych lub ruchomych. Również zespolenie wysokosprawnej
barwników. Najczęściej stosowane procedury wykorzystują odwrócony chromatografii cieczowej (RP-HPLC) ze spektrometrem masowym
układ faz (RP) z kolumnami typu C18 (czasem C8), o wielkości ziaren wyposażonym w termiczne rozpylanie pozwala na rozdział stereoizo-
wypeÅ‚nienia 5-10 µm i dÅ‚ugoÅ›ci 250 mm. W tym przypadku tempera- merów aspartamu.
tura ma niewielki wpływ na rozdział składników i najczęściej kolumnę Chromatografia gazowa (GC) znajduje bardzo ograniczone za-
termostatuje się w 25oC. Wykazano także, że temperatura kolumny stosowanie w analizie substancji intensywnie słodzących ze względu
może być podniesiona (30-50oC), co pozwala na obniżenie ciśnienia. na niską lotność ich analitów oraz trudności w ich selektywnym prze-
Jako rozpuszczalniki, zarówno w elucji izokratycznej, jak i gradientowej, prowadzeniu w lotne pochodne. Opracowano jednak kilka procedur
stosowane są: woda, kwas o-fosforowy, cytrynowy i octowy lub ich sole, do oznaczania substancji słodzących, ich produktów rozkładu oraz
z acetonitrylem, metanolem lub 2-propanolem jako organicznymi mo- zanieczyszczeń, które mogą im towarzyszyć. Przykładem może być
dyfikatorami. Istotne znaczenie ma również pH fazy ruchomej, które tutaj oznaczanie zawartości sacharyny po N-metylacji za pomocą
najczęściej wynosi od 3 do 4,5, a czasami 6-7, i jest kontrolowane poprzez diazometanu lub silanizacji. Metylacja może być również zastosowana
odpowiednie bufory. Sposób detekcji uzależniony jest od natury analizo- do derywatyzacji cyklaminianów po ich ekstrakcji octanem etylu.
wanych związków. Najczęściej stosuje się detekcję spektrofotometryczną Inną metodą jest reakcja cyklaminianów z azotanami(III) w obecności
UV przy  = 254 nm, 210 nm lub 200 nm. Przykładem oznaczania kwasu solnego. W przypadku aspartamu proponuje się zastosowanie
zawartości aspartamu za pomocą RP-HPLC jest procedura opisana w Pol- pirolitycznej chromatografii gazowej ze spektrometrią masową.
skiej Normie PN-A-79039:1996. Przewiduje ona rozdział na kolumnie Chromatografia planarna, a głównie cienkowarstwowa (TLC),
RP-18 przy zastosowaniu acetonitrylu i buforu fosforanowego (12:88) znajduje zastosowanie w analizie substancji intensywnie słodzących ze
i detekcję przy długości fali  = 200 nm. Do równoczesnego oznaczenia względu na niskie koszty zakupu niezbędnego wyposażenia. W przy-
aspartamu, acesulfamu K i sacharyny można również wykorzystać elucję padku aspartamu można wykorzystać mieszaninę n-butanol/kwas
mieszaninÄ… acetonitrylu i buforu fosforanowego (10:90) oraz pomiar octowy/woda oraz reakcjÄ™ z ninhydrynÄ…. Dla acesulfamu-K, sacharyny
absorbancji przy  = 220 nm. Równoczesne oznaczenie zawartości cy- i kwasu cyklaminowego stosuje się rozdział na żywicy poliamidowej
klaminianów i sacharyny może być wykonane zgodnie z Polską Normą i reakcję z 2,7-dichlorofluoresceiną. Innym przykładem jest rozdział
PN-EN 1379:1999 przy zastosowaniu mieszaniny diwodoroortofosfora- kwasu cyklaminowego i sacharyny za pomocÄ… mieszaniny n-butanol/
nu(V) potasu z metanolem (70:30) oraz przez pomiar absorbancji przy kwas octowy/woda oraz reakcji z kwasem ftalowym i anilinÄ…. Dalsza
 = 265 nm. Procedurę oznaczania zawartości acesulfamu K, aspartamu elucja analitów za pomocą kwasu octowego pozwala na ich ozna-
i sacharyny w artykułach żywnościowych opisuje także norma PN-EN czenie spektrofotometryczne. Do rozdziału cyklaminianów, dulcyny
Nr ADI* Słodkość w stosunku Maksymalna dawka
Nazwa Nazwa handlowa
wg UE [mg/kg m.c.] do sacharozy w zależności od produktu [mg/kg]
Acesulfam K Sunett® E 950 0-15 130-200 350-2000
Aspartam Nutra Sweet®, Equal® E 951 0-40 160-220 300-5500
Kwas cyklaminowy i jego sole: K i Ca Asdsugrin®, Dulcinelten® E 952 0-11 30-40 250-2500
Sacharyna i jej sole:
Sweet Twin® E 954 0- 5 200-700 80-1200
K, Na i Ca
Taumatyna Talin® E 957  750-1600 50-400
Neohesperydyna DC  E 959 0-5 250 10-400
Sukraloza Splenda® E 955 0-15 400-800 10-1000
Sól aspartamu i acesulfanu  E 962  150-200 25-2000
Tabela 2. Substancje intensywnie słodzące.
* ADI  dopuszczalne dzienne pobranie (mg/kg masy ciała)
Laboratorium | 12/2006
33
33
laboratorium przemysłowe
i sacharyny można również zastosować płytki pokryte żelem krzemion- tory elektrochemiczne, atomową spektrometrię absorpcyjną oraz zjawi-
kowym lub celulozą, mieszaninę acetonu z octanem etylu oraz czerwień sko chemiluminescencji. Przykładem może być oznaczanie aspartamu
metylową. Najważniejsze diterpeny glikozydowe obecne w Stevi mogą w reakcji z ninhydryną w mieszaninie etanolu i izopropanolu. Jeszcze
być rozdzielone za pomocą mieszaniny chloroform/metanol/woda inna procedura przewiduje wytwarzanie kompleksu Cu(II)  aspartam.
i następnie zidentyfikowane w reakcji z chlorkiem sulfurylu. Cyklaminiany można analizować metodą FIA w reakcji z azotanem(III)
Elektroforeza kapilarna (CE) jest metodą alternatywną dla HPLC. sodu, którego nadmiar oznacza się metodą Griessa. Natomiast detekcja
Pozwala na analizę zarówno pojedynczo występujących substancji z wykorzystaniem absorpcyjnej spektrometrii atomowej stosowana jest
słodzących oraz produktów ich degradacji, jak i ich mieszanin oraz w analizie soli sacharyny i kwasu cyklaminowego.
substancji słodzących i konserwantów, syntetycznych barwników
i alkaloidów. Opracowane są również różne procedury wykorzystujące Sensory
takie techniki, jak: kapilarna elektroforeza strefowa (CZE), miceralna Wykorzystanie pierwszego sensora do oznaczania substancji intensywnie
elektrokinetochromatografia (MEKC) oraz izotachoforeza kapilarna słodzących opisano w 1985 roku. Największe zastosowanie mają sensory
(CITP). Jako elektrolity wypełniające kapilary stosuje się najczęściej enzymatyczne z elektrochemiczną transdukcją. Przykładem może być
bufory zawierające fosforany, borany, benzoesany i glicyniany o pH 6-9. amperometryczne oznaczanie apsartamu, w którym wykorzystuje się sensor
W niektórych przypadkach stosuje się dodatek organicznych modyfi- z enzymami: ą-chymotrypsyną i oksydazą alkoholową, unieruchomionymi
katorów (acetonitryl, metanol). Najczęściej stosowanym typem detekcji metodą kowalencyjnego usieciowania przez aldehyd glutaronowy. Innym
jest absorpcja w świetle UV lub wykorzystanie detektora z matrycą przykładem są sensory wykorzystujące interakcje pomiędzy substancjami
diodową albo elektrochemicznego. Kapilarna elektroforeza strefowa słodzącymi a bimolekularnymi membranami z fosfatydylocholiny. Jesz-
pozwala również na rozdział produktów degradacji oraz epimeryzacji, cze inne sensory wykorzystują powinowactwo substancji słodzących do
a także stereoizomerów aspartamu. odpowiednich faz stałych (np. Sephadex, krzemionka).
Metody elektroanalityczne ELISA
W tej grupie metod opracowane są procedury oznaczania zawartości Również testy immunoenzymatyczne z użyciem przeciwciał poliklonal-
substancji intensywnie słodzących z wykorzystaniem polarografii stało- nych lub monoklonalnych znalazły zastosowanie w analizie substancji
i zmiennoprądowej, różnicowej polarografii pulsowej i woltamperome- intensywnie słodzących. Opracowane są już metody oznaczania sacha-
trii. Przykładem może być tutaj reakcja cyklaminianów z azotanem(III) ryny, taumatyny i glycyrriciny.
sodu oraz octanem ołowiu i polarograficzny pomiar zawartości
ołowiu pozostałego w roztworze. W analizie substancji intensywnie Piśmiennictwo
słodzących wykorzystuje się również jonoselektywne elektrody oraz 1. Brzozowska A. (red.): Toksykologia żywności. Przewodnik do ćwiczeń.
reakcje z barwnikami o charakterze kationowym (rodamina, błękit Wydawnictwo SGGW, 1996.
metylenowy). Innym przykładem może być oznaczanie cyklaminianów 2. Greting H.: Żywność a zdrowie. Wydawnictwo Lekarskie PZWL,
w reakcji z azotanem(III) sodu z wykorzystaniem miareczkowania Warszawa 1996.
z biamperometryczną detekcją punktu końcowego. 3. Kroger M., Meister K., Kava R.: Low-calorie sweeteners and other sugar
Analiza przepływowo-wstrzykowa (FIA) znajduje zastosowanie substitutes: a review of the safety issues.  Comprehensive Reviews in
przy oznaczaniu pojedynczych substancji słodzących w dużej liczbie Food Science and Food Safety , 2006, 5, 35-47.
próbek. Najczęściej wykorzystuje się detekcję spektrofotometryczną, 4. Krutosikova A., Uher M.: Naturalne i syntetyczne substancje o słodkim
chociaż opracowano również metody wykorzystujące biosensory, detek- smaku. PWN, Warszawa 1990.
5. Krygier K.: Sztuczne substancje słodzące i ich zastosowanie w żywności na
polskim rynku.  Cukiernictwo i Piekarnictwo , 2002, 11, 38-40.
6. Nollet L.M.L. (ed.): Food analysis by HPLC. Second edition. Marcel
Dekker, Inc., New York, Basel 2000.
7. Nollet L.M.L. (ed.): Handbook of food analysis. Second edition. Vol. 2.
Residues and other food component analysis. Marcel Dekker, Inc., New
York, Basel 2004.
8. RozporzÄ…dzenie Ministra Zdrowia z dnia 23 kwietnia 2004 r.
w sprawie dozwolonych substancji dodatkowych i substancji po-
magajÄ…cych w przetwarzaniu. Dz.U. 2004, nr 94, poz. 933.
9. RozporzÄ…dzenie Ministra Zdrowia z dnia 20 kwietnia 2005 r.
zmieniajÄ…ce RozporzÄ…dzenie w sprawie dozwolonych substancji
dodatkowych i substancji pomagajÄ…cych w przetwarzaniu. Dz.U.
2005, nr 79, poz. 693.
10. Rutkowski A., Gwiazda S., Dąbrowski K.: Kompendium dodatków do
żywności. Hortimex, Konin 2003.
11. Wood R., Foster L., Damant A., Key P.: Analytical methods for food
additives. CRC Press, Woodhead Publishing Limited, Cambridge
England 2000.
12. Yebra-Biurrum M.C.: Flow injection determinations of artificial swe-
eteners: a review.  Food Additives and Contaminants , 2000, 17, 9,
733-738.
Laboratorium | 12/2006
34
fot. Shutterstock