Безопасные альтернативы сахару, подтверждают новые исследования

В недавнем исследовании, опубликованном в Продукты питанияИсследователи всесторонне провели оценку токсичности монеллина и браззеина, рекомбинантных натуральных сладких белков, продуцируемых дрожжами.

Изучать: Натуральные белки со сладким вкусом Браззеин и Монеллин: безопасные заменители сахара для пищевой промышленности. Изображение предоставлено: Джон Б. Хьюитт/Shutterstock.com

Фон

Монеллин и браззеин, искусственные низкомолекулярные подсластители, широко используются для замены сахара в продуктах питания из-за их высокой сладости и потенциальной пользы для здоровья. Белки со сладким вкусом, содержащиеся в тропических растениях, имеют преимущества перед сахаром, например, позволяют избежать ожирения, риска сердечно-сосудистых заболеваний и проблем с зубами.

Однако исследования, оценивающие их безопасность, ограничены. Браззеин представляет собой термостабильный водорастворимый питательный подсластитель, тогда как монеллин имеет более сложную структуру и более чувствителен к нагреванию. Несмотря на многочисленные публикации об их структурных конфигурациях и модификациях, систематическое исследование их безопасности до сих пор не проведено.

Об исследовании

В настоящем исследовании исследователи экспериментально оценили острую, субхроническую и хроническую токсичность, а также аллергенные и мутагенные свойства рекомбинантного монеллина и браззеина.

Исследуемые белки очищали методами хроматографии, ультрафильтрации и лиофилизации, микробиологическую чистоту сладких белков оценивали бактериологическими методами. Для каждого белка было проведено по два эксперимента под постоянным наблюдением за животными в течение двух недель.

Эквивалентную дозу (ЭД) сахарозы для морских свинок рассчитывали с учетом коэффициентов сладости монеллина и браззеина. Белковые растворы и воду вводили ежедневно в течение 21 дня.

Команда оценила острую и хроническую токсичность рекомбинантного монеллина и браззеина на трех видах млекопитающих: морских свинках, крысах и мышах. Острую токсичность оценивали на крысах и мышах; хроническую токсичность оценивали на крысах; субхроническую токсичность оценивали на морских свинках.

Оценка острой токсичности включала привес, общее состояние животных, симптомы интоксикации, относительную массу основных органов и патоморфологическое исследование внутренних органов.

Для оценки субхронической и хронической токсичности помимо этих тестов оценивали поведение, видимые физиологические функции, объем диуреза, проводили биохимический, гематологический анализы, анализ мочи.

Для исследования субхронической токсичности морским свинкам внутрижелудочно вводили водные растворы браззеина или монеллина, а животным контрольной группы – дистиллированную воду. В ходе исследования изучалось аллергенное действие монеллина и браззеина на самцов-альбиносов морских свинок и самцов беспородных мышей.

Животных тестировали через 10–12 дней после сенсибилизации с использованием кожных, конъюнктивальных и назальных проб, а также реакции непрямой массовой дегрануляции клеток.

Кроме того, у мышей оценивали воспалительную реакцию на конканавалин А. Результаты оценивали через 15 минут (реакция немедленного типа) и через 24–48 часов (гиперчувствительность замедленного типа). Для исследования мутагенности белков на мышах проводили тест Эймса, тест на хромосомные аберрации костного мозга и микроядерные тесты.

Полученные результаты

Исследование на крысах и мышах показало, что монеллин и браззеин нетоксичны и безопасны для организмов млекопитающих, что открывает широкие возможности для их применения в пищевой промышленности в качестве альтернативы сахару.

Эксперименты по острой токсичности показали, что белки, вводимые внутрижелудочно, имели LD.₅₀ более 5000 мг на килограмм массы тела. Для исследованных в экспериментах доз белка не наблюдалось симптомов интоксикации или смерти.

Внутрижелудочное введение крысам монеллина или браззеина в дозах от 107 до 5000 мг на кг массы тела и от 71 до 5000 мг на кг массы тела соответственно не оказывало влияния на массу тела и коэффициенты массы органов. При испытаниях на острую токсичность, проведенных на мышах, были достигнуты аналогичные результаты.

Макроскопическое исследование органов крыс и мышей после внутрижелудочного введения монеллина или браззеина не выявило патологических изменений в легких, печени, сердце, почках, головном мозге, селезенке, поджелудочной железе, лимфатических узлах, пищеводе, тимусе, тонком кишечнике, желудке, толстом кишечнике, яичниках, или яички.

Наивысшая проверенная доза монеллина или браззеина для мышей и крыс в экспериментах составила 5000 мг на кг массы тела, что близко к максимально допустимой дозе для внутрижелудочного введения этим животным.

Отсутствие симптомов интоксикации и смертности, а также влияние белка на вес, массу внутренних органов и биохимические показатели показали, что регулярное внутрижелудочное введение монеллина и браззеина в течение трех недель при неотложной помощи_{морская свинка} доза и 10-кратная ED_{морская свинка} доза, соответственно, не оказала токсического воздействия на морских свинок.

Макроскопическая оценка и определение коэффициентов массы внутренних органов у экспериментальных животных не выявили патологических изменений. Что касается хронической токсичности, относительная прибавка массы тела среди крыс снижалась к концу исследования, при этом по другим показателям токсических эффектов не наблюдалось.

Введение браззеина незначительно, но значительно снижало уровни общего белка и глобулинов у самцов крыс и повышало концентрацию глюкозы по сравнению с низким контрольным значением.

В сыворотке самок крыс введение монеллина в дозе ЭД._крыса снижение уровня фруктозамина и холестерина. Браззеин и монеллин во всех протестированных концентрациях не оказывают мутагенного действия. in vitro на С. тифимуриум штаммы ТА 100, ТА 98 и ТА 97 в присутствии и без системы метаболической активации.

Заключение

В целом результаты исследования подчеркнули безопасность потенциальных подсластителей на основе белка, браззеина и монеллина, на экспериментальных моделях млекопитающих без признаков интоксикации, смертности или воспаления. Они также не проявили аллергенных или мутагенных свойств. Необходимы дальнейшие исследования для определения их безопасности среди беременных женщин и детей, а также для оценки их влияния на фекальную микробиоту и метаболизм животных.