Makeutusaine

Makeutusaineet ovat iso ryhmä makealta maistuvia aineita, joista osaa käytetään elintarvikkeiden makeuttamiseen.^[1] Osa makeutusaineista luokitellaan lisäaineiksi.

Makeutusaineet voidaan luokitella rakenteensa perusteella esimerkiksi sokereihin, siirappeihin, monenarvoisiin alkoholeihin eli polyoleihin, aminohappoihin ja proteiineihin.

Ihmisen makeiksi kokemia sokereita ovat esimerkiksi sakkaroosi, glukoosi ja fruktoosi^[2] sekä elintarviketeollisuuden käyttämät glukoosi- eli tärkkelyssiirappi ja runsasfruktoosinen maissisiirappi eli isoglukoosi. Sorbitoli ja ksylitoli ovat makeita polyoleja.^[1]

Makeita aminohappoja ovat esimerkiksi D-tryptofaani, D-fenyylialaniini ja D-seriini. Makeita proteiineja ovat muun muassa taumatiini, monelliini ja brazzeiini. Aspartaami ja sakariini ovat keinotekoisia makeutusaineita.^[3] Myös tietyt metallien suolat ovat makeita, kuten berylliumkloridi ja lyijyasetaatti.^[4] Jälkimmäistä on joskus historiallisesti käytetty ruokien makeuttamiseen, vaikka se on myrkyllinen.^[2] Makeutusaineiksi voidaan lukea myös eri seoksia, kuten hunaja, melassi ja vaahterasiirappi.^[5]

Makeutusaineita voidaan luokitella myös ravintoenergiaa sisältäviin ja sisältämättömiin aineisiin. Esimerkiksi glukoosissa on ravintoenergiaa. Aspartaamissa sitä ei juuri ole.^[1]

Elintarviketeollisuudessa makeutusaineilla voidaan elintarvikkeen maun parantamisen lisäksi pyrkiä vähentämään siitä saatua ravintoenergiaa korvaamalla energiapitoisia makeuttajia vähäenergisemmillä. Aineiden säilyvyys eri oloissa vaihtelee, ja pyrkimyksenä on usein valita kussakin elintarvikkeessa parhaiten makeutensa säilyttävä aine. Aineiden keskinäinen makeus vaihtelee. Jotkin ovat monituhatkertaisesti makeampia kuin vaikkapa sakkaroosi. Näitä aineita tarvitsee lisätä elintarvikkeisiin vain vähän sakkaroosiin verrattuna. Näiden aineiden käyttö voi säästää myös elintarvikkeen valmistuskuluissa suhteessa sakkaroosin tapaisiin aineisiin.^[1]

Maailman terveysjärjestö WHO suosittelee sokereiden saannin rajoittamista 5–10 prosenttiin energiansaannista. Rajoitus koskee ruoissa ja juomissa käytetyn sokerin ja hunajan sekä hedelmämehujen ja niistä tehtyjen tiivisteiden luontaisesti sisältämien sokereiden yhteismäärää.^[7]

Viereiseen taulukon on koottu EU-maissa käytetyille makeutusaineille määriteltyjä turvallisen saannin enimmäismääriä eli niin sanottu ADI-arvoja. Esimerkiksi aspartaamin ADI on 40 mg per kehonpainokilo^[6]. Tämä tarkoittaa, että 70 kiloa painava henkilö voi nauttia aspartaamia turvallisesti korkeintaan 2800 milligrammaa eli 2.8 grammaa vuorokaudessa.

Makeutusaineiden mahdolliset terveysvaikutukset ovat ainekohtaisia. Jotkut vaikutukset voivat riippua lisäksi henkilöstä ja hänen mahdollisista sairauksistaan.

Ravintoenergiaa sisältävien makeutusaineiden, kuten tavallisen sokerin eli sakkaroosin tai glukoosin, runsas käyttö altistaa ylipainolle, tyypin 2 diabetekselle sekä sydän- ja verisuonitaudeille. Monet niistä lisäävät myös hammasmädän riskiä. Eräät toiset makeutusaineet, kuten ksylitoli, voivat päin vastoin suojata hammasmädältä. Tietyt energiattomat tai lähes energiattomat makeutusaineet, kuten aspartaami, eivät altista ylipainolle tai kariekselle. Aspartaami on kuitenkin haitallinen fenyyliketonuriaa poteville.^[8] Edeltävän lisäksi on myös monia muita geneettisiä sairauksia, jotka estävät tiettyjen makeuttajien käytön. Eräs sairaus on harvinainen sukraasi-isomaltaasin puutos eli sakkaroosi-intoleranssi, joka estää sakkaroosin käytön.^[9]

Hunaja saattaa olla vaarallista vauvoille, sillä siinä voi olla Clostridium botulinum-itiöitä. Nämä kasvavat vauvan suolistossa suolimikrobikannan kehittymättömyyden takia hyvin ja tuottavat botulismia aiheuttavaa botuliinia.^[10]

Aspartaamin on havaittu lisäävän hyödyllisten probioottien määrää. Myös eräiden polyolien on havaittu parantavan suoliston mikrobiomin koostumusta ja toimintaa. Sakariini, sukraloosi ja asesulfaami K saattavat toisaalta lisätä suoliston bakteeriperäistä tulehdusta.^[11]

Lakritsan makeuden pääosin aiheuttavan glykyrritsiini merkittävä liikakäyttö aiheuttaa muun muassa korkeaa verenpainetta ja hypokalemiaa.^[12]

Tietyillä polyoleilla, kuten sorbitolilla ja maltitolilla, on laksatiivisia vaikutuksia. Ne voivat aiheuttaa ilmavaivoja ja siten vatsakipuja, sillä ihmiskeho ei pilko niitä tehokkaasti ohutsuolessa. Suolimikrobit taas voivat käyttää niitä ravinnokseen tuottaen niistä eri kaasuja. Sulamattomat polyolit myös siirtävät suolistoon vettä osmoottisesti voiden aiheuttaa siten ripulia. Yksinkertaisilla sokereilla, kuten fruktoosilla ja sakkaroosilla, voi olla sama vaikutus, jos niitä syödään suuri määrä.^[13] Laktoosilla on myös sama vaikutus laktoosi-intoleranteilla henkilöillä.^[14]

Jotkin makeutusaineina joskus käytetyt aineet ovat myrkyllisiä, kuten keskiajalla viimeksi laajemmin käytetty lyijyasetaatti^[2] ja uudempi dulsiini. Jälkimmäisen käyttö lopetettiin eri maissa 1960-luvulla, sillä se aiheutti muun muassa maksasyöpää.^[15]

WHO ei suosita sokerin korvaamista kalorittomilla makeutusaineilla laihdutustarkoituksessa. Tämä johtuu professori Mikael Fogelholmin mukaan siitä, että korvaavien makeutusaineiden käyttö ei korreloi väestötasolla hoikkuuteen. Enintään muutaman viikon pituisissa kokeellisissa interventiotutkimusissa on kuitenkin havaittu, että sokerin korvaaminen makeutusaineella auttaa painonhallinnassa ainakin tilapäisesti. Interventiotutkimuksissa ei ole myöskään havaittu, että keinotekoiset makeutusaineet aiheuttaisivat sairauksia. Fogelholmin mukaan lihavuuden ja makeutusaineiden käytön välinen yhteys näyttäisi johtuvan siitä, että ylipainoiset käyttävät muita useammin makeutusaineita, eikä siitä, että sokeria korvaavat makeutusaineet aiheuttaisivat ylipainoa. Runsas makeutusaineiden käyttö vaikuttaisi olevan Fogelholmin mukaan vähemmän haitallista kuin runsas sokerin käyttö.^[16] Myös lihavuustutkija Pertti Mustajoki on tätä mieltä. Etenkin sokeroidut juomat ovat hänen mukaansa keskeisiä syitä suomalaisten lihomiseen ja niin vaarallisia, että ne pitäisi varustaa varoitusteksteillä.^[17]

Yhdysvaltalaistutkijat ovat kuitenkin havainneet, että kaloritonta sukraloosia sisältävällä juomalla (E 955) on lihottavaa vaikutusta silloin, kun sitä nauttii hiilihydraattipitoisten ruokien tai juomien kanssa. Sukraloosin on havaittu muuttavan aivojen aineenvaihduntaa kontrolloivaa osaa, mikä lisää ruokahalua päivän muillakin aterioilla. Kyseinen muutos tapahtui niin nopeasti, että interventiotutkimus keskeytettiin eettisistä syistä.^[18]

Sokerin korvaamisesta muilla makeutusaineilla ei ole tehty muutamaa kuukautta pidempiä interventiotutkimuksia. Tätä pitkäkestoisemmat tutkimukset ovat kaikki pelkkiä väestöseurantatutkimuksia, joista ei voi päätellä syy-seuraussuhteita. WHO suosittaa tätä huolimatta kaikkien makeutusaineiden käytön vähentämistä.^[19]

Ihmisillä makeutusaineiden makeus johtuu niiden sitoutumisesta agonisteina kielen makureseptoreihin. Sitoutumisen kautta välittyy lopulta hermoimpulssi aivoihin, joissa muodostuu aistimus makeasta. Reseptoreita tunnetaan 2: T1R2 eli TAS1R2 ja T1R3 eli TAS1R3. Nämä ovat G-kytkentäisiä reseptoreita, jotka muodostavat tiettyjen makusolujen pinnalle keskenään useita kahden eri reseptorin T1R2-T1R3-pareja eli heterodimeereitä.^[3] Reseptorit ovat integraalisia kalvoproteiineja.^[20]

Ihmisillä makeutusaineen reseptorisitoutuminen vaihtelee. Esimerkiksi glukoosi ja sakkaroosi sitoutuvat sekä T1R2:een ja T1R3:een. Aspartaami, neotaami, sukraloosi ja monelliini sitoutuvat vain T1R2:een. Syklamaatti ja neohesperidiini DC sitoutuvat vain T1R3:een. Sitoutumisalue voi myös vaihdella. T1R2:ssa ja T1R3:ssa on aminoterminaalidomeeni (ATD) ja solukalvon läpäisevää aluetta lähempänä oleva lyhyt kysteiinirikasdomeeni (CRD). Edeltävät aineet sitoutuvat reseptorien ATD:ihen. Taas proteiineihin lukeutuvat brazzeiini ja neokuliini sitoutuvat agonisteina T1R3:ään sen CRD:hen sekä ATD:hen, mutteivät T1R2:n ATD:hen tai CRD:hen.^[20]

Makeiden agonistien lisäksi tunnetaan estäviä aineita, kuten laktisoli, joka on T1R3:n käänteisagonisti ja estää siten makeiden aineiden makeutta.^[21] Gymnema sylvestre-kasvi toimii samoin. Siinä olevia antagonisteja ovat gurmariini-proteiini ja eri gymnemahapot.^[22]

On myös makeutusaineita, jotka aiheuttavat aistimuksen makeasta vain tietyissä oloissa. Esimerkiksi mirakuliini-proteiini saa epäsuorasti happamat aineet maistumaan makealta. Mirakuliini sitoutuu T1R2:een ja T1R3:een. Se ei maistu makealta suun likimain neutraalissa pH-arvossa ja toimii tällöin kilpailevana antagonistina estäen muiden makeutusaineiden makeutta. Happamassa mirakuliini kuitenkin alkaa toimii agonistina.^[23] Neokuliini vaikuttaa samoin, mutta on makea jo neutraalissa pH:ssa, mutta sen makeus voimistuu happamassa.^[24]

Makeutusaineiden makeuden voimakkuutta verrataan usein sakkaroosiin. Yksittäisten makeutusaineiden suhteellinen makeus vaihtelee riippuen monista tekijöistä, kuten ruokien, joihin makeutusainetta on lisätty, kemiallisesta koostumuksesta ja rakenteesta. Makeutusaineen pitoisuus ruuassa, ruuan lämpötila ja pH-arvo ovat eräitä monista vaikuttavista tekijöistä. Makeutusaineet lisäksi voivat voimistaa toistensa makeutta (ns. synergistinen vaikutus) ja peittää toistensa sivumakuja. Esimerkiksi sakariinilla on selvä sivumaku, jota muut makeutusaineet, kuten syklamaatti, peittävät. Synergian ja sivumakujen peittämisen takia makeutusaineita käytetään ruuissa usein sekaisin yksittäisten makeutusaineiden sijaan. Makeuden voimakkuuden lisäksi makeutusaineiden vaikutusaika voi vaihdella.^[1] Esimerkiksi lakritsan glykyrritsiini alkaa maistua makealta verrattain hitaasti, mutta maistuu makealta myös pitkään.^[12]

Kaikkein makeimmat tunnetut aineet ovat lugdunaami, karrelaami, sukrononihappo ja bernardaami. Nämä ovat moolimäärään suhteutettuna vastaavasti 230 000-, 200 000-, 200 000- ja 188 000-kertaa makeampia kuin sakkaroosin 58.4 mmol/l (2 massaprosenttinen) vesiliuos. Aineet ovat N-alkyyliguanideja. Niitä ei käytetä kaupallisesti.^[25][26] Toistaiseksi massaan suhteutettuna kaikkein makein elintarvikekäytössä oleva aine on advantaami.

• Glykeeminen indeksi
• Ageusia

• LO Nabors: Alternative sweeteners. 4. painos. CRC Press, 2012. OCLC: 760056415. ISBN 9781439846155.

Wikimedia Commonsissa on kuvia tai muita tiedostoja aiheesta Makeutusaine.

• E-koodit.fi Lisäaineluokka: Makeutusaineet (Arkistoitu – Internet Archive)
• SuperSweet: makeutusaineiden tietokanta (Arkistoitu – Internet Archive)