Sacharoza – informacje w pigułce (podsumowanie farmaceuty)
Sacharoza – to popularny biały cukier, a dokładnie dwucukier zbudowany z glukozy i fruktozy. W lekach, sacharoza wykorzystywana jest głównie jako substancja pomocnicza. Ze względu na funkcję wypełniającą i wiążącą wpływa na formowanie postaci leku, a także maskuje niekorzystny smak głównej substancji leczniczej. Najczęściej znajdziemy ją jako składnik tabletek/pastylek do ssania, pastylek miękkich i twardych, tabletek drażowanych, które powleka się cukrową powłoczką, popularnych saszetkach na przeziębienie (nawet do 10g w jednej!) oraz syropów. Najpopularniejszym syropem z sacharozą jest syrop prosty składający się z wody oraz sacharozy. Jest on składnikiem wielu złożonych leków recepturowych, które są wykonywane na podstawie recepty w aptece.
Osoby chore m.in. na cukrzycę, borykające się z próchnicą, częstymi infekcjami jamy ustnej, kandydozą oraz wszystkie ograniczające cukier w swojej diecie powinny wnikliwie czytać składy leków lub prosić farmaceutów o preparaty bez cukru. Na rynku aptecznym znajdziemy coraz więcej preparatów zawierających w składzie substancje alternatywne dla sacharozy takie jak aspartam, ksylitol czy mannitol.
Opracowanie: Aleksandra Rutkowska – technik farmaceutyczny – nr dyplomu T/50033363/10
Sacharoza – właściwości, zastosowania medyczne i wpływ na zdrowie
Sacharoza, znana powszechnie jako cukier stołowy, to znacznie więcej niż tylko słodzik używany w kuchni. Ten organiczny związek chemiczny o wzorze C₁₂H₂₂O₁₁ odgrywa kluczową rolę w przemyśle farmaceutycznym, medycynie i ma istotny wpływ na nasze zdrowie. Sacharoza należy do grupy disacharydów – węglowodanów złożonych z dwóch prostych cukrów: glukozy i fruktozy, połączonych specjalnym wiązaniem glikozydowym. W naturze występuje głównie w trzcinie cukrowej i burakach cukrowych, ale można ją znaleźć również w owocach, warzywach i nektarze kwiatów.
Historia sacharozy sięga starożytności – była znana i wykorzystywana w Indiach, Chinach oraz na Bliskim Wschodzie już tysiące lat temu. Do Europy trafiła za sprawą Greków w IV wieku p.n.e., którzy początkowo stosowali ją jako kosztowny lek. Dzisiejsze zastosowania sacharozy są niezwykle szerokie – od przemysłu spożywczego, przez farmaceutykę, aż po kosmetyki. Jednak wraz z powszechnym wykorzystaniem pojawiły się również pytania o jej wpływ na zdrowie człowieka.
Współczesna medycyna i farmakologia przyglądają się sacharozie z różnych perspektyw. Z jednej strony jest to niezbędny ekscipient w produkcji leków, zapewniający właściwy smak, konsystencję i trwałość preparatów farmaceutycznych. Z drugiej strony, nadmierne spożycie sacharozy może prowadzić do poważnych problemów zdrowotnych, w tym cukrzycy typu 2, chorób sercowo-naczyniowych, otyłości czy próchnicy zębów. Zrozumienie właściwości i mechanizmów działania sacharozy jest kluczowe dla świadomego podejmowania decyzji dotyczących zdrowia.
Właściwości chemiczne i fizyczne sacharozy
Sacharoza charakteryzuje się unikalną strukturą chemiczną, która determinuje jej właściwości. Jest to nieregenerujący disacharyd, co oznacza, że nie może dawać pozytywnego wyniku próby Trommera – testu wykrywającego cukry proste. W temperaturze pokojowej występuje jako bezbarwne, krystaliczne ciało stałe o intensywnie słodkim smaku. Rozpuszcza się bardzo dobrze w wodzie – w temperaturze 20°C można uzyskać 65% roztwór o punkcie nasycenia.
Temperatura topnienia sacharozy wynosi 184°C, a podczas ogrzewania ulega charakterystycznemu procesowi karmelizacji, tworząc brunatną substancję o złożonym składzie chemicznym. Jedną z ciekawszych właściwości sacharozy jest tryboluminescencja – podczas kruszenia jej kryształów emitowane jest słabe światło, widoczne po przyzwyczajeniu oczu do ciemności.
W organizmie ludzkim sacharoza nie jest bezpośrednio wykorzystywana. Podczas trawienia, pod wpływem enzymów (głównie sacharazy) oraz kwasu solnego obecnego w przewodzie pokarmowym, ulega hydrolizie – rozpadowi na dwa składniki: glukozę i fruktozę. Ten proces może rozpocząć się już w jamie ustnej pod wpływem amylazy ślinowej, choć główne trawienie zachodzi w jelicie cienkim.
Zastosowanie sacharozy w przemyśle farmaceutycznym
Przemysł farmaceutyczny wykorzystuje sacharozę jako jeden z najważniejszych ekscipenów – substancji pomocniczych, które nie wykazują działania farmakologicznego, ale są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania leków. Sacharoza pełni w preparatach farmaceutycznych wiele istotnych funkcji, które wykraczają daleko poza samo słodzenie.
W postaci proszku sacharoza służy jako suchy spoiwa w tabletkach do żucia i pastylkach do ssania, nadając im odpowiednią spójność i ułatwiając proces prasowania. Jest również wykorzystywana jako substancja wypełniająca, która umożliwia osiągnięcie minimalnej wagi proszków recepturowych. W formie syropu sacharoza działa jako mokry spoiwa w procesie granulacji oraz jako składnik powłok ochronnych tabletek.
Szczególnie istotne jest wykorzystanie wysokiej czystości sacharozy o niskiej zawartości endotoksyn w przemyśle biotechnologicznym. Tego typu preparat, znany jako HPLE (High Purity Low Endotoxin), służy do stabilizacji białek, lipidów i węglowodanów w trakcie całego cyklu życia terapeutyków biologicznych. Sacharoza jest również szeroko stosowana jako krioprotektor – substancja chroniąca komórki przed uszkodzeniami podczas procesów zamrażania i rozmrażania, co ma kluczowe znaczenie w przechowywaniu szczepionek i terapeutyków komórkowych.
W produkcji leków dostępne są różne rodzaje farmakologicznej sacharozy, każdy dostosowany do specyficznych zastosowań:
- Sacharoza o specjalnym rozmiarze cząstek – wykorzystywana w suchych syropach i lekach o przedłużonym uwalnianiu
- Sacharoza mielona – idealna do zastosowań wymagających szybkiego rozpuszczania
- Cukier puder farmaceutyczny – stosowany w granulacji i wypełnianiu saszetek
- Cukier farmaceutyczny do prasowania – charakteryzuje się wysoką ściśliwością i przepływalnością
Sacharoza a choroby metaboliczne
Wpływ sacharozy na metabolizm człowieka jest przedmiotem intensywnych badań naukowych od dziesięcioleci. Kluczowe znaczenie ma tu sposób metabolizmu składników sacharozy – glukozy i fruktozy – oraz ich różny wpływ na gospodarkę węglowodanową organizmu.
Glukoza powstająca z hydrolizy sacharozy jest bezpośrednio transportowana do krwi, gdzie służy bieżącym potrzebom metabolicznym lub zostaje przekształcona i zmagazynowana w wątrobie w postaci glikogenu. Proces ten jest regulowany przez insulinę i przebiega zgodnie z naturalną gospodarką węglowodanową organizmu. Fruktoza natomiast jest metabolizowana głównie w wątrobie w sposób niezależny od insuliny, co może prowadzić do zwiększonego wytwarzania trójglicerydów i cholesterolu.
Badania epidemiologiczne wskazują na związek między nadmiernym spożyciem sacharozy a rozwojem zespołu metabolicznego, w tym cukrzycy typu 2, insulinooporności i otyłości. Szczególnie niepokojące są dane dotyczące dzieci i młodzieży, u których wysokie spożycie słodzonych napojów i produktów zawierających sacharozę koreluje ze zwiększonym ryzykiem przedwczesnego rozwoju zaburzeń metabolicznych.
Jednak współczesne badania kliniczne pokazują, że wpływ sacharozy na metabolizm jest bardziej złożony niż pierwotnie sądzono. Krótkoterminowe kontrolowane badania przeprowadzone na zdrowych osobach dorosłych wykazały, że sacharoza spożywana w umiarkowanych ilościach (do 25% zapotrzebowania energetycznego) nie wywiera istotnego negatywnego wpływu na kontrolę glikemiczną ani profil lipidowy. Kluczowe znaczenie ma całościowy bilans energetyczny diety oraz styl życia.
Parametr metaboliczny |
Wpływ umiarkowanego spożycia sacharozy |
Wpływ nadmiernego spożycia sacharozy |
Glikemia poposiłkowa |
Podobna do innych węglowodanów |
Pogorszona tolerancja glukozy |
Poziom insuliny |
Fizjologiczna odpowiedź |
Zwiększone ryzyko insulinooporności |
Trójglicerydy |
Bez istotnych zmian |
Wzrost poziomu w surowicy |
Masa ciała |
Stabilna przy izokaloryczności |
Zwiększone ryzyko przyrostu masy |
Sacharoza a zdrowie jamy ustnej i próchnica zębów
Rola sacharozy w rozwoju próchnicy zębów jest jednym z najlepiej udokumentowanych aspektów jej wpływu na zdrowie człowieka. Próchnica to bakteryjna choroba zakaźna tkanek twardych zęba, która dotyka ponad 90% populacji i stanowi jeden z najpoważniejszych problemów zdrowia publicznego na świecie.
Mechanizm działania próchnicotwórczego sacharozy jest dobrze poznany i obejmuje kilka etapów. Bakterie próchnicotwórcze, głównie Streptococcus mutans i Streptococcus sanguinis, zasiedlające płytkę nazębną w postaci biofilmu bakteryjnego, metabolizują sacharozę do kwasu mlekowego i innych kwasów organicznych. Te kwasy obniżają pH w bezpośrednim otoczeniu zęba do wartości poniżej 5,5, co prowadzi do demineralizacji szkliwa – procesu rozpuszczania mineralnych składników zęba.
Sacharoza odgrywa szczególną rolę w tym procesie z kilku powodów. Po pierwsze, jest najczęściej spożywanym cukrem w diecie współczesnego człowieka, występując nie tylko w oczywistych źródłach jak słodycze, ale również jako dodatek do płatków śniadaniowych, produktów mlecznych, sosów czy produktów mięsnych. Po drugie, bakterie z sacharozy produkują nie tylko kwasy, ale również zewnątrzkomórkowe polisacharydy – glukany, które tworzą lepką, nierozpuszczalną matrycę spajającą płytkę nazębną i utrudniającą jej naturalne usuwanie przez ślinę.
Najnowsze badania wykazują, że sacharoza ma około dwukrotnie większy potencjał próchnicotwórczy niż inne cukry proste. Dla porównania, skrobia zawarta w produktach takich jak ziemniaki, chleb czy ryż wykazuje tylko około 50% potencjału próchnicotwórczego sacharozy. Szczególnie szkodliwe są mieszaniny sacharozy ze skrobią (ciastka, słodzone płatki zbożowe), które znacząco wydłużają czas obecności fermentowalnych węglowodanów w jamie ustnej.
W profilaktyce próchnicy istotne są nie tylko całkowite spożycie sacharozy, ale przede wszystkim częstotliwość jej konsumpcji. Częste spożywanie małych ilości cukru jest bardziej szkodliwe niż jednorazowe spożycie większej porcji podczas głównego posiłku. Wynika to z faktu, że każde spożycie sacharozy prowadzi do tymczasowego obniżenia pH w płytce nazębnej, a organizm potrzebuje czasu na neutralizację kwasów przez ślinę i remineralizację szkliwa.
Zastosowanie terapeutyczne i suplementacja
Choć sacharoza sama w sobie nie jest stosowana jako lek, odgrywa istotną rolę w medycynie jako nośnik i stabilizator substancji leczniczych. W przypadku hipoglikemii – niskiego poziomu cukru we krwi – sacharoza może być stosowana jako szybkie źródło glukozy, choć preferowane są preparaty zawierające bezpośrednio glukozę ze względu na szybszą absorpcję.
W medycynie ratunkowej roztwory sacharozy są czasami wykorzystywane u noworodków jako naturalny analgetyk podczas drobnych zabiegów medycznych. Badania wykazały, że podanie małych ilości roztworu sacharozy na język noworodka może skutecznie łagodzić ból związany z pobieraniem krvi czy podaniem szczepionki.
W terapiach wspomagających leczenie ran, sacharoza w postaci past cukrowych znajduje zastosowanie w leczeniu ran o trudnym gojeniu. Wysokie stężenie sacharozy tworzy środowisko hipertoniczne, które hamuje wzrost bakterii i wspomaga procesy gojenia. Tego typu terapia jest szczególnie wykorzystywana w leczeniu ran odleżynowych i ran u pacjentów z cukrzycą.
W przemyśle biotechnologicznym sacharoza jest niezbędna do:
- Stabilizacji szczepionek podczas produkcji, przechowywania i transportu
- Kriokonserwacji komórek macierzystych i tkanek do transplantacji
- Przygotowania podłoży hodowlanych w laboratoriach analitycznych
- Produkcji przeciwciał monoklonalnych i innych terapeutyków biologicznych
Sacharoza w różnych grupach wiekowych
Wpływ sacharozy na organizm człowieka różni się znacząco w zależności od wieku i stanu fizjologicznego. U dzieci i młodzieży, których organizmy są w fazie intensywnego wzrostu, sacharoza dostarcza szybko dostępnej energii niezbędnej do prawidłowego rozwoju. Jednak nadmierné spożycie w tym okresie życia może prowadzić do utrwalenia niezdrowych nawyków żywieniowych i zwiększenia ryzyka otyłości w wieku dorosłym.
U osób starszych metabolizm sacharozy może być zaburzony ze względu na zmniejszoną wrażliwość na insulinę i spowolniony metabolizm. Dodatkowo, stosowanie wielu leków przez pacjentów geriatrycznych może wpływać na sposób metabolizowania sacharozy. Szczególną uwagę należy zwrócić na pacjentów z otępieniem, u których zaburzenia smaku mogą prowadzić do nadmiernego spożycia słodkich produktów.
Kobiety w ciąży stanowią szczególną grupę, w której spożycie sacharozy powinno być monitorowane. Nadmierné spożycie cukrów prostych może przyczyniać się do rozwoju cukrzycy ciążowej, która stwarza ryzyko powikłań zarówno dla matki, jak i dla rozwijającego się płodu. Jednocześnie całkowite eliminowanie sacharozy z diety ciężarnej może być szkodliwe, ponieważ glukoza powstająca z jej metabolizmu jest głównym źródłem energii dla mózgu płodu.
Alternatywne słodziki a sacharoza
W odpowiedzi na rosnącą świadomość potencjalnych zagrożeń związanych z nadmiernym spożyciem sacharozy, przemysł spożywczy i farmaceutyczny rozwinął szereg alternatywnych słodzików. Można je podzielić na kilka kategorii: alkohole cukrowe (ksylitol, sorbitol, erytrytol), słodziki syntetyczne (aspartam, sukraloza, acesulfam K) oraz słodziki naturalne (stewia, mogrosyd).
Alkohole cukrowe wykazują znacznie mniejszy wpływ na glikemię i są uważane za bezpieczne dla zębów, ponieważ bakterie próchnicotwórcze nie są w stanie ich metabolizować do kwasów. Ksylitol dodatkowo wykazuje działanie przeciwbakteryjne i może aktywnie zapobiegać próchnicy. Jednak alkohole cukrowe w większych dawkach (powyżej 20-30g dziennie) mogą wywoływać działania niepożądane ze strony przewodu pokarmowego, takie jak wzdęcia i biegunka.
Słodziki syntetyczne, mimo że są wielokrotnie słodsze od sacharozy i praktycznie bezkaloryczne, budzą kontrowersje dotyczące długoterminowego bezpieczeństwa ich stosowania. Najnowsze badania sugerują, że niektóre z nich mogą wpływać na skład mikrobioty jelitowej, jednak dane są nadal niejednoznaczne.
Słodzik |
Słodkość w porównaniu do sacharozy |
Wartość energetyczna |
Wpływ na glikemię |
Bezpieczeństwo stomatologiczne |
Sacharoza |
1x |
4 kcal/g |
Wysokie |
Próchnicotwórcza |
Ksylitol |
1x |
2,4 kcal/g |
Bardzo niskie |
Przeciwdziała próchnicy |
Erytrytol |
0,7x |
0,2 kcal/g |
Brak wpływu |
Neutralna |
Aspartam |
180x |
4 kcal/g* |
Brak wpływu |
Neutralna |
Sukraloza |
600x |
0 kcal/g |
Brak wpływu |
Neutralna |
*Wartość teoretyczna, w praktyce znikoma ze względu na małe dawki
Zalecenia dietetyczne i profilaktyka
Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) w swoich najnowszych wytycznych zaleca ograniczenie spożycia wolnych cukrów, w tym sacharozy, do maksymalnie 10% dziennego zapotrzebowania energetycznego, a dla dodatkowych korzyści zdrowotnych – do poniżej 5%. Dla przeciętnego dorosłego oznacza to maksymalnie 25-50g cukrów dodanych dziennie, co odpowiada około 6-12 łyżeczkom cukru.
W praktyce klinicznej ważne jest rozróżnienie między cukrami występującymi naturalnie w pełnowartościowych produktach spożywczych (owoce, warzywa, produkty mleczne) a cukrami dodawanymi do żywności przetworzonej. Sacharoza zawarta w całych owocach jest mniej problematyczna ze względu na obecność błonnika, witamin, minerałów i związków bioaktywnych, które modyfikują jej wpływ na organizm.
Dla pacjentów z cukrzycą zalecenia są bardziej restrykcyjne, choć współczesne badania pokazują, że całkowite wykluczenie sacharozy z diety nie jest konieczne. Kluczowe jest uwzględnienie jej w ogólnym bilansie węglowodanów i dostosowanie dawek insuliny lub innych leków przeciwcukrzycowych. Większość towarzystw diabetologicznych zaleca obecnie elastyczne podejście do planowania posiłków, które uwzględnia indywidualne preferencje i potrzeby pacjenta.
W profilaktyce próchnicy, oprócz ograniczenia spożycia sacharozy, kluczowe znaczenie ma:
- Regularna higiena jamy ustnej z pastą zawierającą fluor
- Płukanie jamy ustnej po spożyciu słodkich produktów
- Unikanie częstego podjadania słodkich przekąsek
- Regularne wizyty kontrolne u stomatologa
- Stosowanie żucia gum bez cukru po posiłkach
Czy sacharoza jest szkodliwa dla zdrowia?
Sacharoza sama w sobie nie jest substancją szkodliwą – jest naturalnym składnikiem wielu produktów spożywczych i dostarcza organizmowi energii. Problemy zdrowotne powstają przy nadmiernym spożyciu, które może prowadzić do otyłości, cukrzycy typu 2, chorób sercowo-naczyniowych i próchnicy zębów. Kluczem jest umiar – WHO zaleca ograniczenie spożycia cukrów dodanych do maksymalnie 10% dziennego zapotrzebowania energetycznego.
Jaka jest różnica między sacharozą a glukozą?
Sacharoza to disacharyd złożony z glukozy i fruktozy, podczas gdy glukoza to cukier prosty (monosacharyd). Glukoza jest bezpośrednio wykorzystywana przez komórki jako źródło energii i ma większy wpływ na glikemię. Sacharoza musi być najpierw rozbita na składniki podczas trawienia. W medycynie glukoza jest preferowana przy leczeniu hipoglikemii ze względu na szybszą absorpcję.
Czy mogę całkowicie wyeliminować sacharozę z diety?
Całkowita eliminacja sacharozy z diety nie jest konieczna ani zalecana dla większości ludzi. Sacharoza występuje naturalnie w wielu zdrowych produktach jak owoce i warzywa. Należy ograniczać głównie cukry dodawane do żywności przetworzonej. Przy eliminacji sacharozy ważne jest zastąpienie jej innymi źródłami węglowodanów złożonych, aby zapewnić odpowiednią podaż energii.
Jak sacharoza wpływa na dzieci?
U dzieci sacharoza dostarcza energii niezbędnej do wzrostu i rozwoju, ale nadmierne spożycie może prowadzić do otyłości dziecięcej, próchnicy zębów mlecznych i utrwalenia niezdrowych nawyków żywieniowych. Szczególnie szkodliwe są słodkie napoje i częste podjadanie słodyczy. Dzieci powinny otrzymywać sacharozę głównie z naturalnych źródeł jak owoce, a spożycie słodyczy należy ograniczać.
Czy sacharoza może być stosowana przez diabetyków?
Współczesne zalecenia diabetologiczne nie wykluczają całkowicie sacharozy z diety osób z cukrzycą. Może być spożywana w umiarkowanych ilościach jako część zbilansowanej diety, pod warunkiem uwzględnienia jej w ogólnym bilansie węglowodanów i odpowiedniego dostosowania terapii. Kluczowa jest kontrola porcji i częstotliwości spożycia oraz regularne monitorowanie glikemii.
Jakie są najczęstsze źródła ukrytej sacharozy w diecie?
Sacharoza jest często dodawana do produktów, w których jej obecności się nie spodziewamy: sosy (keczup, musztarda), przetwory mięsne, produkty pełnoziarniste, jogurty, płatki śniadaniowe, napoje sportowe, przekąski słone oraz gotowe dania i zupki instant. Zawsze należy sprawdzać etykiety składników – sacharoza może być wymieniona jako cukier, syrop glukozowy, fruktoza lub inne nazwy.
Czy istnieją bezpieczne alternatywy dla sacharozy?
Tak, istnieje wiele alternatyw: alkohole cukrowe (ksylitol, erytrytol, sorbitol) mają mniejszy wpływ na glikemię i są bezpieczne dla zębów. Słodziki naturalne jak stewia są bezkaloryczne. Słodziki syntetyczne (aspartam, sukraloza) są bezpieczne w zatwierdzonych dawkach. Każda opcja ma swoje zalety i ograniczenia – wybór powinien być dostosowany do indywidualnych potrzeb zdrowotnych.
Jak długo po spożyciu sacharozy wzrasta ryzyko próchnicy?
Po spożyciu sacharozy bakterie w jamie ustnej natychmiast rozpoczynają jej metabolizm do kwasów. pH w płytce nazębnej może spaść poniżej wartości krytycznej 5,5 już w ciągu 3-5 minut i pozostać na niskim poziomie przez 20-40 minut. Dlatego częste podjadanie słodyczy jest bardziej szkodliwe niż jednorazowe spożycie większej ilości podczas posiłku. Ślinę potrzebuje czasu na neutralizację kwasów i remineralizację szkliwa.
Bibliografia
- Nagata E, Okayama H, Ito HO, Yamashita Y, Inoue M, Oho T. Serotype-specific polysaccharide of Streptococcus mutans contributes to infectivity in endocarditis. Oral Microbiol Immunol. 2006;21(6):420-3. DOI: 10.1111/j.1399-302X.2006.00317.x PMID: 17064403
- World Health Organization. Guideline: Sugars Intake for Adults and Children. Geneva: World Health Organization; 2015. PMID: 25905159