CC BY
52
УДК 635.24:664.66 (045)
Изучение влияния продуктов переработки топинамбура
на гликемический индекс хлеба из пшеничной муки
О.С. Восканян, д-р техн. наук, профессор; И.А. Никитин, канд. техн. наук; Н.Г. Семенкина, канд. техн. наук; Д.А. Гусева, канд. техн. наук Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского
Широкая распространенность, ранняя инвалидность и высокая смертность определили борьбу с сахарным диабетом в качестве одного из приоритетных направлений национальных систем здравоохранения всех стран мира. Открытие понятия «гликемический индекс» (ГИ) было сделано доктором Д. Дженкинсом в 1981 г. Выяснилось, что различные продукты абсолютно по-разному влияют на всплеск уровня сахара в крови. Гликемический индекс определяет скорость распада продуктов в организме человека и преобразование их в чистую глюкозу. Именно она
Таблица 1
Влияние продуктов переработки топинамбура на гликемический индекс хлеба из пшеничной муки первого сорта
Пробы хлеба Дозировка, % Показатель гликемиче-ского индекса хлеба, %.
Контрольная проба 51,7
С добавлением Ин 1,5 51,2
ЭСТ 2,0 51,9
КТ 2,0 51,6
является эталоном, поэтому все продукты сравниваются с ГИ глюкозы, который равняется 100 единицам.
Введение понятия гликемическо-го индекса кардинальным образом изменило все представления о здоровом питании, доказав, что хлебобулочные изделия и картофель поднимают уровень сахара в крови аналогично тому, как это делает чистый сахар, а значит, являются причиной возникновения ожирения, диабета и ишемии. Как показали данные анализа научно-технической литературы, развитие современной теории питания открывает новые возможности при разработке рецептур и технологии различных сортов хлебобулочных изделий (в частности, для больных сахарным диабетом) за счет регулирования параметров технологического процесса, что в конечном счете влияет на гликемический индекс готового продукта [1].
Известно, что одним из ведущих факторов, влияющих на гликемический индекс хлеба, являются основные и дополнительные виды сырья, входящие в рецептуру хлебобулочных изделий.
lou
5П (СЮ 1М 20О 250
Продолжительность гидролиза, мин
Рис 1. Влияние продуктов переработки топинамбура на динамику накопления глюкозы в системе in vitro при гидролизе углеводов мякиша хлеба из пшеничной муки первого сорта
Как показал анализ научно-технической литературы по изучению химического состава топинамбура и вырабатываемой из него продукции пищевого назначения, топинамбур и продукты его переработки обладают уникальным химическим составом, благодаря которому могут найти широкое применение при производстве диетических продуктов питания для лиц, страдающих сахарным диабетом. Топинамбур и продукты его переработки широко используются и для нормализации гликемии при сахарном диабете, поскольку свыше 70% сухого вещества в клубнях топинамбура принадлежит инулину с сопутствующими ему фрук-тоолигосахаридами и фруктозой. В нем также много полифенолов, витаминов, макро- и микроэлементов, причем содержание калия намного превышает содержание натрия [2].
Таким образом, учитывая уникальный химический состав топинамбура и продуктов его переработки, а также влияние его отдельных компонентов на функции организма человека, как в норме, так и при патологии (сахарный диабет), рекомендуется их использование при производстве диетических сортов хлеба для больных, страдающих сахарным диабетом. Проведенные физиолого-биохимические исследования по ги-погликемическому действию инулина показали, что при длительном пероральном введении инулина наблюдалось снижение фруктозо-2,6-бифосфата в ткани печени и, как следствие, происходила дальнейшая декомпенсация сахарного диабета [3].
Целью данной работы являлось создание диетического сорта хлеба для питания больных сахарным диабетом. Для этого были проведены исследования влияния различных видов и дозировок основного и дополнительного сырья на процесс усвояемости углеводов пшеничного хлеба под действием пищеварительных ферментов организма человека. На кафедре технологии переработки зерна, хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств МГУТУ имени К.Г. Разумовского (ПКУ) проводили пробные лабораторные выпечки хлеба. Тесто готовили из пшеничной муки первого сорта без-опарным способом. Усвояемость углеводов мякиша пшеничного хлеба в системе in vitro определяли через 16-18 час после выпечки.
При изучении влияния продуктов переработки топинамбура на скорость усвояемости углеводов мякиша ферментами желудочно-кишечного тракта организма человека в качестве
RAW MATERiALS А№ ADDiTiVES
добавок использовали инулин (Ин), экстракт сгущенный из топинамбура (ЭСТ) и концентрат топинамбура (КТ), которые вносили в тесто в количествах 1,5; 2,0 и 2,0 % к массе муки соответственно. Дозировки добавок определялись в соответствии с ориентировочной суточной дозой инулина, которая составляет 10-15 г по данным, приведенным на Международном конгрессе по применению инулина (Нидерланды, 1991) и на основании предыдущих исследований [4]. Контролем служили пробы хлеба из пшеничной муки первого сорта, приготовленные без внесения продуктов переработки топинамбура. Результаты представлены в табл. 1 и на рис. 1.
Установлено, что динамика накопления глюкозы в опытных образцах хлеба существенно зависела от вида вносимых добавок. Как видно из экспериментальных данных, контрольные пробы хлеба характеризовались наиболее интенсивной ско-
ростью накопления глюкозы, равной 90 мкг/мл, мин, которая достигала максимального значения в интервале времени от 150 до 180 мин. Для проб хлеба, приготовленных с внесением Ин, скорость накопления глюкозы была минимальной (80 мкг/мл, мин) и достигала максимального значения в интервале времени от 180 до 210 мин. Динамика образования глюкозы в пробах хлеба с внесением ЭСТ и КТ была практически одинаковой (соответственно, 86 и 84 мкг/мл, мин) при этом максимальная скорость накопления глюкозы наблюдалась в интервале 180-200 мин.
По данным научно-технической литературы, сорт пшеничной муки оказывает существенное влияние на гликемический индекс хлеба. Поэтому была поставлена задача определить влияние продуктов переработки топинамбура (на примере КТ) на динамику усвояемости углеводов хлеба, приготовленного
Таблица 2
Влияние КТ на гликемический индекс хлеба из пшеничной муки высшего, первого и второго сортов
Пробы хлеба Сорт муки Показатель ГИ хлеба, %.
Контрольная проба первый 51,7
С добавлением 2% КТ высший первый второй 54,1 51,7 50,3
Таблица 3
Влияние способа приготовления теста на гликемический индекс хлеба из пшеничной муки первого сорта с внесением концентрата топинамбура
Пробы хлеба Способ приготовления теста Показатель ГИ хлеба, %.
Контрольная проба безопарный 51,7
ускоренный 53,6
С добавлением 2% КТ на густой опаре на большой густой опаре 55,0 54,8
на жидкой опаре 55,5
из различных сортов муки пшеничной. В исследовании использовали пробы муки высшего, первого и второго сорта. КТ вносили в количестве 2 % к массе муки при замесе теста.
Результаты исследований представлены в табл. 2 и на рис. 2.
Анализ полученных данных показал, что основные компоненты рецептуры хлебобулочного изделия оказывают существенное влияние на динамику усвояемости его углеводов. Хлеб, приготовленный с добавлением 2 % КТ, из пшеничной муки более высокого выхода, обладал наименьшей усвояемостью. Гликемический индекс пробы хлеба из пшеничной муки второго сорта составлял 50,3 % в то время как для пробы хлеба из муки высшего сорта этот показатель равнялся 54,1%.
Таким образом, рецептура пшеничного хлеба является одним из ключевых факторов, влияющих на гликемический индекс готового продукта, что имеет важное теоретическое и практическое значение.
Следующим этапом работы явилось исследование влияния способа тестоприготовления на динамику скорости усвояемости углеводов хлеба. Для этого проводили пробные лабораторные выпечки хлеба из пшеничной муки первого сорта с внесением КТ в количестве 2,0% к массе муки, тесто для которых готовили на густой, большой густой и жидкой опаре, ускоренным и безопарным способами. Пробы хлеба анализировали через 16-18 час после выпечки. Результаты исследований представлены в табл. 3 и на рис. 3.
Результаты работы четко показали, что способ тестоприготовления оказывал существенное влияние на динамику усвояемости углеводов хлеба из пшеничной муки первого сорта с добавлением 2% КТ. Наибольшей скоростью гидролиза мякиша характеризовались пробы хлеба, приготовленные на жидкой опаре, которая составляла 99,0 мкг/мл, мин. и приходилась на интервал времени от 90 до 120 мин. В пробах хлеба, приготовленных традиционным безопар-ным способом, скорость накопления глюкозы была наименьшей и приходилась на интервал времени от 180 до 210 мин. В пробах хлеба, приготовленных на густой опаре и большой густой опаре, более интенсивно накопление глюкозы происходило в интервал времени от 120 до 150 мин.
Таким образом, сопоставительный анализ динамики накопления глюкозы, образующейся в процессе гидролиза углеводов мякиша хлеба, приготовленного разными способами тестоведения с использованием продуктов переработки топинамбура, показал, что образование глюкозы при гидролизе мякиша, приготовленного безопарным способом, протекало с более стабильной скоростью, которая нарастала постепенно и достигала максимального значения к моменту окончания гидролиза продукта.
В результате проведенных исследований показано, что рецептура и технология приготовления хлеба являются первостепенными факторами, определяющими гликемический индекс готового продукта. На основании проведенных опытов авторами рекомендуется использовать безопарный способ тестопри-готовления, а в качестве основного сырья применять пшеничную муку первого сорта с добавлением 2 % экстракта сгущенного топинамбура или 2 % концентрата топинамбура к массе муки, что позволит разработать технологию хлеба для больных сахарным диабетом и расширить ассортимент хлебобулочных изделий диетического назначения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Пропопенко, Л.С. Химический состав и питательная ценность клубней топинамбура/ Л.С. Прокопенко // Топинамбур и топинсолнечник - проблемы воздействия и использования: Тез. док. Третьей Всесоюзной научно-производственной конференции. Одесса. - 1991. - С. 58-60.
2. Восканян, О. С. Свойства инулина и его промышленное использование/О. С. Восканян М.: «Пищепромиз-дат», 2012. - 100 с.
3. Гусева, Д.А. Влияние перорального введения инулина на уровень фруктозо-2,6-бифосфата в ткани печени крыс
при стрептозотоциновом диабете / Д.А. Гусева [и др.] // Вопросы медицинской химии. - 1997. - Т. 43. - № 4. -С. 247-255.
4. Восканян, О.С. Влияние продуктов переработки топинамбура на свойства теста и качество хлеба/О.С. Восканян и [и др.] // Пищевая промышленность. -2018. - № 2. С. 47-49.
REFERENCES
1. Voskanjan, O.S. Svojst-va i nu lin a i ego promyshlennoe ispol'zovanie/O. S. Voskanjan, T.V. Sh-lenskaja, G. I. Kozjarina, D. A. Guseva. M.: «Pishhepromizdat», 2012. -100 p.
2. Propopenko L.S. Himicheskij sostav i pitatel'naja cennost' klubnej topinambura/ L. S. Prokopenko // Topinambur i topinsolnechnik - problemy vozdejstviju i ispol'zovanija: Tez. dok. Tret'ej Vsesojuznoj nauchno-proizvodst-vennoj konferencii. Odessa. - 1991. -P. 58-60.
3. Guseva, D.A. Vlijanie peroral'nogo vvedenija inulina na uroven' fruktozo-2, 6-bifosfata v tkani pecheni krys pri strep-tozotocinovom diabete/ D.A. Guseva [i dr.] // Voprosy medicinskoj himii. -1997. - T. 43. - № 4. - P. 247-255.
4. Voskanjan, O.S. Vlijanie produktov pererabotki topinambura na svojstva testa i kachestvo hleba/O.S. Voskanjan i [i dr.] // Pishhevaja promyshlennost'. -2018. -№ 2. P. 47-49.
Изучение влияния продуктов переработки топинамбура на гликемический индекс хлеба из пшеничной муки
Ключевые слова
гликемический индекс; диетические хлебобулочные изделия; способы тестоприготовления; топинамбур
Реферат
Развитие современной теории питания открывает перспективные возможности при разработке новых рецептур и технологий различных сортов хлебобулочных изделий (в частности, для больных сахарным диабетом) за счет внесения таких добавок, как продукты переработки топинамбура, которые оказывают существенное влияние на гликемический индекс готового продукта. В статье представлены результаты исследований по влиянию различных сортов пшеничной муки, различных видов добавок, а также способа тестоприготовления на процесс усвояемости углеводов пшеничного хлеба под действием пищеварительных ферментов организма человека. При изучении влияния продуктов переработки топинамбура на скорость усвояемости углеводов мякиша ферментами желудочно-кишечного тракта организма человека в качестве добавок использовали инулин (Ин), экстракт сгущенный из топинамбура (ЭСТ) и концентрат топинамбура (КТ), которые вносили в тесто в количествах 1,5; 2,0 и 2,5% к массе муки соответственно. Проведенные исследования показали, что рецептура и технология приготовления хлеба являются первостепенными факторами, определяющими гликемический индекс готового продукта. Полученные результаты исследований позволили авторам рекомендовать использовать безопарный способ тестоприготовления, а в качестве основного сырья применять пшеничную муку первого сорта с добавлением 2% экстракта сгущенного топинамбура или 2% концентрата топинамбура к массе муки, что позволит разработать технологию хлеба для больных сахарным диабетом и расширить ассортимент хлебобулочных изделий диетического назначения.
Авторы
Восканян Ольга Станиславовна, д-р техн. наук, профессор, Никитин Игорь Алексеевич, канд. техн. наук, Семенкина Наталья Геннадьевна, канд. техн. наук, Гусева Дарья Александровна, канд. техн. наук Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского (ПКУ), 109004, г. Москва, ул. Земляной вал, д. 73, [email protected]
Study of the influence of Jerusalem artichoke processing products on the glycemic index of bread from wheat flour
Key words
dietary bakery products; glycemic index; Jerusalem artichoke; methods of dough preparation
Abstracts
The development of the modern theory of nutrition opens up promising opportunities in the development of new recipes and technologies for various types of bakery products (in particular, for patients with diabetes mellitus) by adding additives such as Jerusalem artichoke products that have a significant effect on the glycemic index of the finished product. The article presents the results of research on the effect of various varieties of wheat flour, various types of additives, as well as the method of dough preparation for the process of digestibility of carbohydrates of wheat bread under the action of digestive enzymes of the human body. When studying the effect of Jerusalem artichoke products on the digestibility of carbohydrate crumbs by enzymes of the gastrointestinal tract of the human body, inulin (In), condensed extract from Jerusalem artichoke (CEJ) and concentrate of Jerusalem artichoke (CJ) were used as additives, which were added to the dough in amounts of 1.5; 2.0 and 2.5 % by weight of flour, respectively. As a result of the conducted studies it was shown that the formula and technology of bread preparation are the primary factors determining the glycemic index of the finished product. The obtained results of the research allowed the authors to recommend using a safe method of dough preparation, and as the main raw material to use wheat flour of the first grade with the addition of 2% of the extract of the thickened Jerusalem artichoke or 2% of the Jerusalem artichoke concentrate to the flour mass. This will allow to develop the bread technology for diabetics and expand the assortment of bakery products for dietary purposes.
Authors
Voskanjan Ol'ga Stanislavovna, Doctor of Technical Sciences, Professor, Nikitin Igor' Alekseevich, Candidate of Technical Sciences, Semenkina Natalja Gennadevna, Candidate of Technical Sciences, Guseva Darja Aleksandrovna, Candidate of Technical Sciences K.G. Razumovsky Moskow State University of technologies and management (the First Cossack University), 73, Zemljanoj val str, Moscow, 109004, [email protected]
