background image

                                                   Prevention         Dr.Jihan  Abdulhussein 

Lec.14                             Non- sugar sweetener 

Sweeteners are added sugars that are used as ingredients to both satisfy our taste and 
in  some  cases  provide  added  energy.  Taste  sensation  is  initiated by the arrival of a 
stimulus  at  the  taste  buds.  Taste  recognition  occurs  when  the  receptor  sites  of  the 
cells  of  the  taste  buds  carry,  by  cranial  nerves,  a  qualitative  and  quantitative 
message to the brain. The messages are processed, and the stimulus is recognized as 
either  sweet, sour, salty, or bitter, or some combination of these four. 

The  sweetness  of  sugars  all  sugar  contributes  sweetness  to  food,  but the relative 
sweetening  power  varies  among  sugars.  In  general,  the  more  easily  the  sugar 
dissolves  in  water,  the  greater  its  sweetening  power.  For  example,  fructose  is  75% 
sweeter than any other sugar. It is soluble in water; difficult to crystallize, as a result 
it  is  expensive,  and  useful  in  syrup.  At  the  other  extreme,  the  least  sweet,  least 
soluble  sugar  is  lactose.  Lactose  is  seldom  if  ever used as sweeteners because it is 
almost impossible to dissolve in the food to be sweetened.  

It's  difficult  to  determine  whether  taste  is  genetically  linked,  acquired  in  utero, 
neonatal,  or  influenced  by  visual,  auditory,  or  taste  stimuli  during  infancy,  early 
childhood  or  even  adulthood.  Theoretically  an  individual  can  initially  acquire  and 
refine  taste  desire  in  any  of  the  following  stages:  (1)  in  uteri,  (2)  during  breast  or 
bottle  feeding,  (3)  while  passively  being  fed  solid  (4)  while  more  actively  seeking 
different  nonspecific foods, (5)and while purposely seeking specific food .   

Taste  buds  are  present  and  functioning  before  birth,  a  fact  demonstrating  by 
injecting  sweetening  agents  into  the  amniotic  fluid  results  in  an  increased  rate  of 
swallowing  by  the  fetus.  At  birth,  infants  show  a  taste  preference  for  sucrose,  and 
their  taste  cells  are  more  responsive  to  sucrose  than  other  sugar  and  the  newborn 
baby respond unfavorably to a bitter substance. 

Non- sugar sweeteners sometimes referred to as sugar substitutes, sugar replacers 
or  alternative  sweeteners.  There  is  increasing  interest  in  the  use  of  sweetening 
agents  which  confer  sweetness  but  are  safer  for  teeth.  The  usefulness  of  these 
compounds has to be judged from a nutritional, dental, toxicological, economic and 
technical  point of view.  

Sugars  substitutes  can  be  divided  into  bulk  sweeteners  (nutritive,  caloric)  and 
intense  sweeteners  (non-nutritive,  non-caloric),  
some  of  these  are  naturally 
occurring  compounds.  Grouping  sweeteners  as  "nutritive"  or  "non-nutritive" 
acknowledges a difference  in the amount of energy provided by the sweetener. 

Bulk sweeteners (caloric)  

Many  of  the  bulk  sweeteners  are  sugar  alcohols,  and  being  chemically  similar  to 
sugars,  they  have  a  similar  caloric  content  to  sucrose,  the  most  commonly  known 
include sorbitol, mannitol, and xylitol. Because sorbitol and mannitol are only half 


background image

as sweet as sucrose, there may be a tendency to increase caloric intake with the use 
of  these  two  compounds.  Xylitol  is  the  most  popular  sugar  alcohol  due  to  its 
similarity  to sucrose in visual appearance and sweetness. 

One  of  the  disadvantages  of  the  bulk  sweeteners  is  that  they  are  only  partially 
absorbed  in  the  small  intestine  and  pass  the  colon  where  they  may  induce osmotic 
diarrhea.  Bulk  sweeteners  are  therefore  not  recommended  for  children  under  three 
years  of  age  and  care  must  be  taken  with  sugar-free  medicines  containing  bulk- 
sweeteners, since high  intakes  cause gastrointestinal  disturbance.  

1-Sorbitol:  It  is  used  extensively  as  a  non-  sugar  sweeteners  in  confectionery, 
chewing  gum,  liquid  oral  medicine,  and  toothpastes.  The  negative  heat  of 
dissolution is used advantageously in mints, which have pleasant cool taste.  

It  is  a  derivative  of  glucose,  occurs  naturally  in  such  fruits  as  apples,  pears  and 
peaches and in several vegetables.   

It  is  not  actively  absorbed  from  the  gastrointestinal  tract  and  is  absorbed  at  about 
one  third  of  the  rate  of  glucose  absorption.  This  means  that  eating  food  rich  in 
sorbitol allow blood glucose level to remain above the fasting level for a longer time 
than  dose  eating  food  correspondingly  rich  in  glucose.  Thus  eating  sorbitol  may 
delay  the  onset  of  hunger.  For  this  reason,  sorbitol  is  an  ingredient  in  some  foods 
designed for use in weight  – reducing diets. 

Sorbitol is less cariogenic than sucrose, as it fermented slowly by plaque organisms, 
and  the  rate  is  very  much  slower  than  that  for  glucose  and  sucrose.  Sorbitol  and 
sorbitol- containing  products are considered safe for teeth.  

The oral microflora  may adapt to sorbitol so that it loses its safe for teeth prop erty  

2-Mannitol  less  popular  than  sorbitol,  partly  because  of  its  higher  price,  and  they 
have  a  similar  dental  properties.  It  is  used  in  toothpaste,  mouth  rinses  and  as  a 
dusting agent for chewing gum.  

3-Xylitol  

It is the best nutritive  sucrose substitute with respect to caries prevention.  

Xylitol  can be considered as non-cariogenic and anti-cariogenic that prevent dental 
caries. It's non- fermentability in plaque and its saliva stimulating effect may support 
this statement.  

Xylitol  may  have  an  anti-microbial  effect  since  the  plaque  accumulation  after 
xylitol  consumption  is  reduced  and  there  is  a  good  evidence  that  the  ability  of 
plaque to produce acids by metabolism of sugar reduced by xylitol. This seems to be 
explained  adequately  by  the  decrease in  S. mutans in plaque exposed to xylitol and 
possibly  a  decreased  in  plaque  quantity,  xylitol  have  ability  to  inhibit  growth  and 
metabolism  of S. mutans to the same degree as some antimicrobial  


background image

Microbiological  studies  have  shown  clearly  that  plaque  organism  did  not  adapt  to 
metabolize  xylitol. 

It  was  proved that  foods or beverages containing xylitol  cause lower blood glucose 
and lower insulin responses compared to sugar-containing foods or drinks. So used 
in diabetes management. 

Intense  sweeteners  (non-caloric)  called  intense  sweeteners  because  they  have 
sweetness hundreds to thousands of time than sucrose.  

These  substances impart sweetness but furnish no calories (have a negligible energy 
value,  or too little to have any clinical  importance).  

They are chemically not related to sugar. An intense sweetener should permit caloric 
reduction without  sacrificing  palatability. 

The need for intense sweeteners is acute for primary preventive dentistry practices, a 
non-carious product that could be used in oral medication, mouth rinses, toothpaste 
and all  form of candy is highly  desirable.   

They are safe for teeth because they cannot act as an energy source for dental plaque 
microorganisms  so  they  are  not  metabolized  to  acids  by  the  oral  microorganisms 
and they cannot cause dental caries. Thus, they are a perfect as far as dental caries is 
concerned.  However  they  have  disadvantages  in  taste,  stability,  lack  of  volume, 
although  a  sweeteners  with  a  low  physical  weight  is  also  highly  desirable  for 
reducing the size of product packages. The most popular intense sweeteners are: 

1-Saccharin: is a considered approximately 300 times sweeter than sucrose. Due to 
its  intense  sweetness,  the  use  of  saccharin  is  only  about  4%  as  costly  as  an 
equivalent sweetness derived from sucrose; it is compatible with most food and drug 
ingredients.   

It  has  a  bitter  taste  in  concentration  over  0.1%,  although  the  perception  of  this 
varies between individual.   

Saccharin has been reported to inhibit bacterial growth and metabolism but its caries 
inhibiting  effect are small.   

2-Aspartame:  It  is  a  dipeptide  consisting  of  aspartic  acid  and  phenylalanine.  It  is 
approximately  200 times sweeter than sucrose with a similar taste to sucrose.  

Individuals  with  phenylketonuria  should avoid ingestion of aspartame. 

3-Acesulfame  K:  It  is  approximately  200  times  sweeter  than  sucrose.  It  has  a 
pleasant sweet taste, so have a good potential as a sweetener in most classes of food 
and drinks and useful sweetener in boiled sweet and preserves.  

 

 


background image

Protective factors in food  

Food and food component (dietary factors) that  counteract the damaging effects of 
carbohydrates  and  have  anti-cariogenic  (caries  inhibiting)  properties  are  sometime 
referred  to  as  cariostatic  (protective)  factors,  fluoride  are  undoubtedly  the  most 
effective  of these factors, other factors in food are : 

Phosphate:  The  most  promising  of  the  organic  phosphates  was  phytate, identified 
as  the  most  active  substances  in  unrefined  cereals.  The  effectiveness  of  phytate 
appears  to  be  due  to  its  ability  to  adsorb readily and firmly to enamel surfaces and 
so prevent the dissolution of enamel  by acids.  

However,  the  problem was that it was present naturally inside the bran particles and 
so  was  not  readily  available  in  its  natural  form,  in  the  mouth.  Therefore,  to  be 
effective,  phytate  would  need  to  be  extracted  from  grain  and  then  used  as  food 
additive.  However,  this  would  not  be  desirable  since  phytate  binds  minerals 
calcium,  magnesium,  iron  and  zinc  reduced  their  absorption  from  the  gut,  it 
probable that this side effect will make it unwise to recommend the use of phytate as 
a food additive. 

Fats:  Fats  seems  to  reduce  the  cariogenicity  of  food,  they  may  act  merely  by 
replacing  carbohydrate  in  the  diet.  Fat  may  also  form  a  protective  barrier  on  the 
enamel,  or surround the carbohydrates, making these less available and speeding up 
their  removal  from  the  mouth.  Bacterial  surface  properties  involved  in  plaque 
formation  could  also  be altered by fats. Certain fatty acids have antimicrobial effect 
and have been shown to inhibit  glycolysis in human  dental plaque.  

Milk  and  cheese:  Despite  being  one  of  the  main  sources  of  sugar  in  the  diet  of 
small  children,  normal  milk  consumption  dose  not  cause  dental  caries,  and  an 
inverse  relationship between the consumption of milk and caries increment has been 
reported.  Milk  is  considered  non-  cariogenic  or  even  anti-cariogenic  in  spite  of  the 
fact  that  lactose  is  fermented  by  dental  plaque  but  its  less  acidogenic  than  other 
mono  and  disaccharides.  On  the  other  hand,  milk  has  a  combination  cariostatic 
component in the readily available form:  protein (casein), calcium and phosphate, 
calcium  and phosphate that present in high concentration are able to prevent enamel 
demineralization.   

Human  breast  milk  is  higher  in  lactose  and  lower  in  phosphorus  and  calcium; 
however,  the  epidemiological  studies  have  associated  breast-feeding  with  low  level 
of dental caries. Breast feeding provide  no opportunity to added additional sugar to 
milk  feeds  and  breast-fed  infant  are  perhaps  less  likely  to  use  baby  bottles 
containing  sugary  liquids,  however  prolonged,  and  nocturnal  suckling  have  been 
associated with increased caries risk . 

The  evidence  from  many  studies  shows  that  cow’s  milk  a  non-cariogenic  drink 
suitable  for  use  as  an  artificial  saliva  in  caries  prone  xerostomic  patients,  since  it 
appear to have caries protective properties.  


background image

Consuming  cheese  following  a  sugary  snack  virtually  abolish  the  usual  fall  on  pH 
that is associated with sugars consumption. Cheese stimulates salivary secretion due 
to  its  sharp  testing,  the  high  protein  (casein)  calcium  and  phosphorus  content 
seem  to  be another factor in the cariostatic mechanism of cheese as it increase their 
concentration  in  dental  plaque,  the  calcium  concentration  within  dental  plaque 
strongly influences  the balance between de- and remineralization  of enamel.   

There  is  also  increased  evidence  that  chewing  cheese  may  reduce  the  levels  of 
cariogenic bacteria.  

Fruit and dental caries  

Health  report  through  out  the  world  encourage  increased  consumption  of  fruit  and 
vegetables,  also  they  reported  that  in  order  to  reduce  the  risk  of  dental  caries, 
consumption  of  non-  milk  extrinsic  sugars  should  be  decreased  and  that  sugars 
should be replaced by fresh fruit vegetables, and starchy food. It is also preferable to 
consume whole fresh fruit as opposed to juices, because their mastication provides a 
good  stimulus  to  salivary  flow,  in  addition  fresh  fruit  juices  contain  non-milk 
extrinsic  sugars,  since  liquidation  release  the  fruit  sugars  from  cellular  structure  of 
the fruit.   

Testing food cariogenicity  

Dental  caries  is  a  result  of  demineralization  brought  about  by  frequent pH drops in 
the  plaque.  However,  numerous  studies  have  focused  on methods to evaluate food 
cariogenicity,  most  often  by  the  use of pH assessment of dental plaque exposed to 
the food items in question.  

There  is  no  doubt  that  its  easy  to  rank  the relative cariogrenic potential of a variety 
of  foodstuffs  by  evaluating  and  comparing  the  Stephan  curve  derived  when  each 
foods are eaten under controlled condition.  

Ranking  of  food,  according  to  their  capacity  to  induce  a  pH  drop in dental plaque 
under  known  condition  in  a  few  individual,  should  therefore  only  be  considered as 
gross estimates of their relative  cariogenicity. 




رفعت المحاضرة من قبل: Mustafa Shaheen
المشاهدات: لقد قام 4 أعضاء و 123 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل