Dotaz

Náhradou cukerné složky nebo její části umožňují výrazně snížit kalorickou hodnotu potravin, čímž přispívají ke snížení indexu tělesné hmotnosti (BMI, Body Mass Index) u populace. Jejich spotřeba stále stoupá. Mezi roky 1995 a 2005 vzrostla v EU u sacharinu o 36 %, u aspartamu o 86 % a u cyklamátu o 160 %, při celkové spotřebě kolem 13 tisíc tun. (U hodnocení spotřeby musíme dát pozor na typ údaje, protože některé hmotnosti jsou udávány v takzvaném ekvivalentu sladivosti, což je zjednodušeně řečeno množství cukru, které by dosáhlo stejného vjemu sladkosti.)

Vjem sladkosti je u těchto látek obrovský: sukralóza je 600krát sladší než cukr, sacharin a steviosid 300krát, acesulfam K 200krát, aspartam 180krát. V lidském organismu jsou některá sladidla částečně metabolizována – třeba cyklamát na cyklohexylamin. Často používaný sacharin nebo acesulfam K se ale prakticky totálně vylučují močí v původní formě. Uvedené sloučeniny tak putují do komunálních odpadních vod a s nimi do čistíren.

Čistírny odpadních vod (ČOV) pracují klasickou metodou mechanicko-biologického čištění. Organické sloučeniny jsou zpracovávány v biologickém stupni, kdy se využívá biotransformačních schopností komplexu mikroorganismů, takzvaného aktivovaného kalu. Některé organické sloučeniny jsou odbourány na oxid uhličitý a vodu, jiné mohou být enzymatickými pochody pouze pozměněny. Část sloučenin či jejich upravených molekul (metabolitů) může být rovněž zachycena na povrchu kalu.

Musíme si uvědomit, že enzymy v mikroorganismech jsou přednostně nastaveny na zpracování svých přírodních substrátů v rámci odpovídajících metabolických drah. Přeměny cizorodých látek využívají nižší specifity některých enzymů – tedy určité nedokonalosti v procesu rozpoznávání substrátu či schopnosti enzymu zpracovat látky strukturně podobné těm přirozeným. Určitou roli také hraje schopnost přizpůsobení metabolických pochodů vnějšímu působení xenobiotik (cizorodých látek, nevyskytujících se přirozeně v ekosystému).

Je však zřejmé, že účinnost aktivovaného kalu, který obsahuje hlavně fekální bakterie, je u nepřírodních látek nižší. V případě umělých sladidel se efektivita ČOV výrazně liší podle typu sladidla. Cyklamát je odstraňován s účinností až 99 %, množství sacharinu je během čištění redukováno asi o 93 %. U ostatních je situace bohužel horší, a sloučeniny se tak z výpustí čistíren dostávají do povrchových vod. Postupným průnikem do potravinových řetězců pak kontaminují prakticky celý ekosystém.

Posouzení vlivu na životní prostředí je zde komplikované, neboť jde o dlouhodobé působení nízkých koncentrací látek. Nejedná se tedy o akutní toxicitu (tedy okamžité poškození), která se dá stanovit poměrně snadno, ale o toxicitu chronickou, navíc v malých dávkách. Stanovit tento typ biologického efektu je ovšem nesmírně složité, pokud je to do důsledku vůbec možné.

V případě umělých sladidel zatím nevypadá situace až tak dramaticky, pokud ji srovnáme s některými jinými skupinami látek. Přes ČOV proniká do povrchových vod řada dalších běžně používaných sloučenin, jako jsou třeba léčiva či mošusové látky (vonné komponenty mycích prostředků, pracích prášků a podobně). Tyto chemikálie rovněž nejsou odstraňovány s dostatečnou účinností. Jejich průnik do ekosystému způsobuje změny v zooplanktonu, ovlivňuje vodní organismy a přes potravní řetězce má prokazatelný efekt na endokrinní (hormonální) systémy divoce žijících zvířat i lidí.

Z výše uvedených faktů vyplývá logická otázka: Jak zlepšit účinnost čištění komunálních odpadních vod, a omezit tak vstup nežádoucích látek do životního prostředí? Dnes se vyvíjí a experimentálně testuje řada postupů pro dočišťování vod. Jsou založeny buď na takzvaných pokročilých oxidačních procesech (Fentonova reakce, použití nanočástic), fyzikálně-chemických procesech (sorpce, ultrafiltrace) či postupech rostlinné biotechnologie, které využívají schopnosti vyšších rostlin přijímat organické látky a hromadit je ve svých pletivech.