Модификация углеводного состава кондитерских изделий для больных сахарным диабетом 2 типа

РезюмеКондитерские изделия не относятся к основным продуктам питания, тем не менее являются неотъемлемой частью суточного рациона практически всех возрастных групп населения, в том числе детей и людей пожилого возраста. Традиционные кондитерские изделия являются высококалорийными пищевыми продуктами - они содержат значительное количество углеводов, основную часть которых составляет сахароза. Одним из основных требований, предъявляемых к диетотерапии больных сахарным диабетом 2 типа, является ограничение в рационе легкоусвояемых углеводов. Модификация ингредиентного состава кондитерских изделий путем исключения или замены сахара другими функциональными пищевыми ингредиентами должна способствовать снижению гликемического индекса и калорийности этих продуктов.

Ключевые слова:сахарный диабет 2 типа, кондитерские изделия, пищевые ингредиенты, пищевая ценность

Последние годы характеризуются резко возросшим вниманием к проблемам питания со стороны представителей большинства отраслей медицинской науки и практики. Изучение состояния питания населения России предусматривает использование многоуровневой системы оценки его питания и пищевого статуса. Результаты исследований, проведенных в последние десятилетия, свидетельствуют о снижении продолжительности жизни населения индустриально развитых стран и постоянном росте числа случаев заболеваний, которые 30-40 лет назад встречались гораздо реже [3, 5, 6, 29].

Нарушения в структуре питания населения приводят к развитию и прогрессированию алиментарно-зависимых заболеваний, в том числе сахарного диабета (СД) 2 типа. По данным Международной федерации диабета, в настоящее время в мире СД диагностирован у 382 млн человек. Прогнозируется, что к 2035 г. общая численность больных СД увеличится на 55% и составит 592 млн, при этом более 90% из них будут иметь СД 2 типа. В 2009 г. в Российской Федерации было зарегистрировано 3 млн 29 тыс. больных СД, из них СД 2 типа - 2 млн 736 тыс.; в 2013 г. общее количество больных СД в России составило 10 млн 924 тыс. По темпам распространенности СД опережает все неинфекционные заболевания. Несмотря на предпринимаемые усилия всех стран мира и колоссальные затраты на лечение СД, остановить "эпидемию" болезни, а также сопряженных с нею сосудистых осложнений (нефропатия, ретинопатия, синдром диабетической стопы, поражение коронарных, церебральных и других магистральных сосудов), пока не удается. СД определен как одно из четырех важнейших неинфекционных заболеваний (наряду с сердечно-сосудистыми, онкологическими и заболеваниями легких), требующих принятия немедленных действий по его профилактике [5-7, 32].

К факторам риска развития СД 2 типа относится неправильный образ жизни, характеризующийся избыточным потреблением пищи, содержащей большое количество насыщенных жиров и простых сахаров, а также снижение физической активности. Определенную роль в развитии диабета играет генетическая предрасположенность [6, 7, 17, 28].

Глобальный план борьбы с диабетом на 2011-2021 гг., принятый Международной федерацией диабета в Брюсселе, указывает на важность питания в профилактике алиментарно-зависимых заболеваний, в том числе СД. Путем профилактики диабета можно предотвратить развитие других неинфекционных заболевания [3].

По данным ВОЗ, состояние здоровья человека лишь на 15% зависит от организации врачебной помощи, на 15% - от генетических особенностей, а на 70% - от образа жизни и питания. Продукты питания должны не только удовлетворять физиологические потребности организма в пищевых веществах и энергии, но и выполнять профилактические и лечебные задачи для нормализации или восстановления метаболических процессов в организме. Поэтому очевидна важная роль специализированных пищевых продуктов с заданным химическим составом для профилактики наиболее распространенных алиментарно-зависимых заболеваний [22, 27].

В последние годы российские специалисты в области питания указывают на чрезмерное потребление сахара населением нашей страны, особенно детьми дошкольного и школьного возраста.

Значительный вклад в эту проблему вносят кондитерские изделия, которые хотя и не относятся к основным продуктам питания, тем не менее являются неотъемлемой частью суточного рациона практически всех возрастных групп населения, в том числе детей и людей пожилого возраста [18].

В рецептуру всех групп кондитерских изделий входят углеводы в чистом виде: глюкоза, фруктоза, сахароза, мальтоза, лактоза или в составе используемых ингредиентов: фрукты, фруктовые порошки, джемы и т.д. Углеводы обеспечивают энергетические потребности организма, служат пластическим материалом и определяют величину послепищевой (постпрандиальной) гликемии.

Моно- и дисахариды играют существенную роль в модуляции послепищевой гликемической реакции у больных СД; при этом различия в скорости всасывания и метаболизма простых сахаров обусловливают разную степень повышения послепищевой гликемии при их потреблении [29].

Среди комплекса мер, направленных на оптимизацию диетотерапии при СД, важное значение придается разработке и производству кондитерских изделий, которые могут быть использованы в диетическом питании при этом заболевании.

Существенное ограничение или исключение сахара из кондитерских изделий возможно путем его замены другими ингредиентами. Подбор таких ингредиентов является непростой задачей: во-первых, ингредиенты по своим физико-химическим и технологическим свойствам должны заменить сахар; во-вторых, они не должны оказывать негативного влияния на реологические, физико-химические и органолептические свойства продукта; в-третьих, не вызывать существенного изменения стоимости продукции [1, 13, 16, 30].

Вещества, используемые для придания кондитерским изделиям сладкого вкуса, условно можно разделить на 3 группы (рис. 1).

К первой группе относятся углеводы, представляющие собой моно-, ди- и полисахариды, наиболее часто используемые при изготовлении традиционных кондитерских изделий, ко второй группе - многоатомные спирты (полиолы), к третьей - интенсивные подсластители. Характеристика углеводов, используемых при производстве традиционных кондитерских изделий, приведена в табл. 1 [4, 17, 19].

Углеводные компоненты, используемые при производстве традиционных кондитерских изделий, имеют высокий гликемический индекс (ГИ), что ограничивает их применение в рецептурах специализированных продуктов, предназначенных для питания больных СД 2 типа. Лактоза имеет ГИ среднего значения, но из-за низкой сладости, ограниченной растворимости она редко присутствует в рецептурах кондитерских изделий.

Фруктоза содержится во многих фруктах, ягодах и меде, она слаще сахарозы, по вкусу не отличается от нее, не имеет какого-либо привкуса.

Что касается использования фруктозы в качестве заменителя сахара, следует отметить, что она всасывается в 2-3 раза медленнее, чем сахароза, быстрее метаболизируется в печени, вызывает заметно меньшую послепищевую гликемию по сравнению с глюкозой или сахарозой, поэтому достаточно часто используется при производстве кондитерских изделий, предназначенных для больных СД. Однако побочные эффекты фруктозы, такие как повышение уровня триглицеридов, мочевой кислоты и лактата в крови у больных СД, лимитируют ее применение в диетическом (лечебном и профилактическом) питании, особенно у больных СД 2 типа при наличии гипертриглицеридемии. Количество фруктозы в диете регламентируется: оно не должно превышать 0,75 г/кг массы тела в день [17, 28, 29].

С целью повышения эффективности диетотерапии рекомендуется в рацион больных СД включать кондитерские изделия с модифицированным углеводным составом, получаемым путем замены ингредиентов, вызывающих гипергликемический эффект. Практический интерес при разработке рецептур кондитерских изделий со сниженным ГИ представляют сахарозаменители, по степени сладости приближенные к сахарозе. Сахарозаменители - это вещества со сладким вкусом, которые не преобразуются в организме в глюкозу или преобразуются медленнее, чем сахароза. Заменителями сахарозы являются многоатомные спирты (полиолы), которые часто называют сахароспиртами: сорбит, ксилит, маннит, мальтит, изомальтит, эритрит, лактит. Полиолы имеют калорийность и коэффициент сладости (за исключением ксилита) ниже, чем у сахарозы, не вызывают значительного подъема уровня глюкозы в крови, для их усвоения не требуется инсулин, что позволяет использовать их как ингредиент для приготовления диетических пищевых продуктов с пониженной калорийностью и диабетических продуктов. При смешивании сахарозаменителей часто возникает эффект синергизма, что позволяет достичь профиля сладости, достаточно близкого к профилю сладости сахара. В табл. 2 приведены значения относительной сладости и энергетической ценности полиолов, однако следует отметить, что на фактическую сладость может оказывать существенное влияние концентрация подслащивающего вещества и матрикс пищевого продукта [4, 9, 17, 19].







В природе сорбит содержится в плодах рябины, шиповника, морских водорослях. В промышленных масштабах его получают путем гидрогенизации глюкозы. Сорбит не токсичен, сладок на вкус, не вызывает быстрых изменений уровня глюкозы в крови и не провоцирует дополнительной выработки инсулина поджелудочной железой.

Ксилит в натуральном виде встречается в крайне небольших количествах во многих фруктах и ряде растений. Получают ксилит из пентозансодержащего сырья, в частности хлопковой шелухи и кукурузных початков. По степени сладости ксилит аналогичен сахарозе, используется при производстве кондитерских изделий для больных сахарным диабетом и ожирением, при производстве мороженого, варенья, джемов, жевательной резинки, безалкогольных напитков.

Эритрит (эритритол) - низкокалорийный полиол, получаемый из глюкозы путем ферментации.

В организме практически не усваивается, калорийность очень низкая - от 0 до 0,2 ккал/г. При замене сахарозы в рецептуре шоколада калорийность последнего снижается более чем на 35%, у тортов и пирожных с кремом - на 30-40%, помадных конфет - на 65%, бисквитов и кексов - на 25%.

Эритрит обладает значительной термической стабильностью при нагревании до температуры выше 180 °С, отличается высокой химической стойкостью в диапазоне рН от 2 до 12, имеет очень низкую гигроскопичность.

Изомальт (изомальтит) получают в результате двухступенчатого процесса переработки сахарной свеклы: путем ферментативной обработки сахарозы в изомальтулозу (палатинозу) с последующим каталитическим гидрированием. Изомальт менее растворим в воде, чем сахароза, более термоустойчив, имеет низкую гигроскопичность, устойчив к ферментативному и кислотному гидролизу. По своим вкусовым качествам изомальт близок к сахарозе, используется при приготовлении шоколада, грильяжа, мягкой и твердой карамели, драже, мороженого, конфитюров, а также жевательной резинки, не вызывает кариеса зубов.

Лактит по своим физико-химическим свойствам ближе всего к сахарозе. Лактит негигроскопичен, вязкость расплавленного лактита аналогична вязкости карамельного сахаро-паточного сиропа, обладает чистым сладким вкусом, не оставляет во рту постороннего привкуса. Лактит получают из лактозы путем гидрирования при высокой температуре. Благодаря своей структуре лактит не гидролизуется и не всасывается в тонкой кишке, а только в толстой кишке ферментируется кишечной микрофлорой при интенсивном развитии в организме молочнокислых и бифидобактерий, подавляя патогенную микрофлору. На основе лактита можно получать пищевые продукты с пониженной калорийностью, не вызывающие кариеса зубов, пригодные для питания больных СД. Кондитерские изделия с лактитом (печенье, вафли и др.) в течение длительного времени сохраняют хрупкость, в то время как изделия на основе ксилита или сорбита быстро размягчаются и теряют это свойство.

Следует отметить, что избыточное потребление сахароспиртов может оказывать послабляющее действие и привести к осмотической диарее.

В связи с этим введены количественные ограничения их применения в пищевых продуктах [8].

Верхний допустимый уровень потребления в сутки сорбита и ксилита составляет 40 г, эритрита - 45 г, маннита - 3 г. Маркировка продукции, в состав которой входят сахароспирты, должна дополняться предупреждающей надписью в соответствии с требованиями Технического регламента Таможенного союза "Пищевая продукция в части ее маркировки" (ТР ТС 022/2011) [25].

В последнее время получило интенсивное развитие производство низкокалорийных пищевых продуктов, что обусловило расширение выпуска интенсивных подсластителей как природного происхождения, так и синтетических. В терминологическим разделе ТР ТС 029/2012 подсластитель определяется как пищевая добавка, предназначенная для придания пищевым продуктам сладкого вкуса или используемая в составе столовых подсластителей [26].

По своей химической природе подсластители представляют собой сульфоамиды (цикламат, сахарин, ацесульфам калия), пептиды (аспартам, неотам), хлорсахариды (сукралоза), гликозиды (стевиозид, глицирризин и др.). Подсластители превышают по сладости сахар в несколько десятков и даже сотен раз (табл. 3) [2, 4, 23].





В Техническом регламенте Таможенного союза "Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств" (ТР ТС 029/2012) к функциональному классу подсластителей относятся многоатомные спирты и интенсивные подсластители. В соответствии с международной цифровой системой кодификации подсластители имеют индекс Е. Максимально допустимое содержание этих подсластителей в пищевых продуктах в соответствии с нормами Таможенного союза приведено в табл. 4 [20, 26].



В последние годы возрос интерес производителей пищевых продуктов, особенно низкокалорийных для снижения массы тела, к натуральным (природным) подслащивающим веществам. К ним относятся разрешенные к применению на территории Таможенного союза стевиозид, неогесперидин дигидрохалкон, тауматин. На российском рынке наиболее востребован стевиозид, который представляет собой смесь детерпеновых гликозидов листьев сладкой медовой травы стевии (Stevia Rebaudiana) с различной степенью сладости (от 50 до 450) по отношению к сахарозе. Стевиозид проявляет некоторую горечь и в высоких концентрациях дает нежелательное послевкусие.

Российские производители пищевых ингредиентов разработали и выпустили на рынок многокомпонентные подслащивающие смеси, одним из ингредиентов которых является стевиозид, что позволило обеспечить вкусовой профиль, характерный для сахара [2, 21].

Неогесперидин дигидрохалкон получают из нарингина, горького вещества цитрусовых. Из-за ментололакрицеподобного привкуса используется в сочетании с другими подсластителями, причем в комбинации с полиолами проявляет эффект синергизма [23].

Тауматин получают из плодов тропического растения катемфе, он представляет собой полипептид, состоящий из 207 остатков аминокислот. В Российской Федерации зарегистрирован как подсластитель, усилитель вкуса и аромата. Для тауматина характерна длительная сладость с лакричным привкусом, что наряду с высокой ценой ограничивает его применение [4, 23].

Углеводный состав кондитерских изделий также можно модифицировать, используя взамен сахаросодержащих ингредиентов с высоким ГИ вещества, которые по химической структуре являются полисахаридами, но в организме выполняют функции растворимых пищевых волокон. Это инулин, фруктоолигосахариды, полидекстроза, β-глюканы и др. Их физиологическая ценность состоит в том, что, являясь пребиотиками, они служат субстратом для пробиотиков, в частности бифидобактерий.

Пребиотические свойства этих полисахаридов обусловлены тем, что они не расщепляются и не всасываются в желудке и тонкой кишке, а достигая толстой кишки, подвергаются ферментации бифидобактериями, образуя короткоцепочечные жирные кислоты, которые снижают рН внутренней среды кишечника, стимулируют перистальтику [10-12].

Инулин и олигофруктоза являются натуральными пищевыми компонентами, содержатся во многих растениях, имеющих традиции пищевого применения, в том числе в репчатом и зеленом луке, чесноке, пшенице, цикории, бананах, а также в большом количестве в клубнях топинамбура (земляной груши). Природными источниками β-глюканов являются зерновые культуры (рожь, овес, пшеница, ячмень), морские водоросли, популярные в последнее время грибы рейши, шиитаке, майтаке. Полидекстроза представляет собой хорошо растворимый в воде полимер остатков глюкозы, получаемый из гидролизованных растворов крахмала за счет тепловой обработки с последующей сушкой [10-12, 31].

Полисахариды с функциями растворимых пищевых волокон имеют приятный чуть сладковатый вкус, нейтральный цвет и запах, очень низкую калорийность. Использование их в составе пищевых продуктов не увеличивает содержание глюкозы в крови и не стимулирует образование инсулина. Они успешно используются при создании обезжиренных и низкожирных продуктов с улучшенной текстурой, являясь заменителями и имитаторами жира, способными создавать во рту ощущение, аналогичное жировой составляющей.

Практически нейтральный вкус этих полисахаридов позволяет сочетать их как с полиолами, так и с интенсивными подсластителями для придания сладости кондитерским изделиям для больных СД 2 типа. Используя такие сочетания, необходимо учитывать количественные ограничения этих ингредиентов в составе разрабатываемых продуктов, поскольку многие из них обладают выраженным слабительным действием [24].

В последнее время ряд компаний производит и представляет на своих сайтах информацию о продукции, которая позиционируется как ингредиент для диетических, в частности диабетических, продуктов. Это различные виды муки: льняная, нутовая, соевая, чечевичная, кедровая, миндальная, черемуховая. Использовать такую муку рекомендуется при производстве хлебобулочных и мучных кондитерских изделий, заменяя ею от 5 до 20% рецептурного количества пшеничной муки, что способствует снижению содержания углеводов в готовых изделиях и повышению их пищевой ценности с одновременным снижением калорийности [33, 34]. Для снижения гликемического индекса хлебобулочных изделий разработаны и запатентованы смеси для выпечки хлеба в домашних и промышленных условиях, содержащие наряду с пшеничной мукой первого сорта и мукой ржаной обдирной муку различных крупяных культур (овсяную, ячменную, гречневую). Включение хлеба, выпеченного с использованием этих смесей, в рацион больных СД 2 типа показало его клиническую эффективность. Очевидно, что эти смеси можно использовать при разработке мучных кондитерских изделий для больных СД [14, 15].

Следует отметить, что ингредиенты, используемые для производства специализированных кондитерских изделий для больных СД 2 типа, должны соответствовать требованиям безопасности, установленным ТР ТС 021/2011 [24], ТР ТС 029/2012 [26].

Эффективность комплексной терапии СД 2 типа с включением специализированных кондитерских изделий с модифицированным углеводным составом должна быть доказана в клинических испытаниях в соответствии с установленным порядком.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект №14-36-00041).

Литература

1. Баташова Н.В. Кондитерская паста как базовая основа для расширения ассортимента продуктов функционального назначения // Кондитерское и хлебопекарное производство. - 2009. - № 5. - С. 26-28.

2. Ван Моурик С.В. В фокусе сладости: сладкая альтернатива // Пиво и напитки. - 2007. - № 2. - С. 44-46.

3. Глобальный план борьбы с диабетом 2011-2021. Международная федерация диабета. - Брюссель, Бельгия. - 27 с.

4. Дамодаран Ш., Паркин К.Л., Феннема О.Р. Химия пищевых продуктов: Пер. с англ. - СПб.: Профессия, 2012. - 1040 с.

5. Дедов И.И. Сахарный диабет - опаснейший вызов мировому сообществу // Вестн. РАМН. - 2012. - № 1. - С. 7-13.

6. Дедов И.И., Шестакова М.В., Сунцов Ю.И. Сахарный диабет в России: проблемы и решения - М., 2008. - С. 3-6.

7. Дедов И.И. Сахарный диабет: развитие технологий в диагностике, лечении и профилактике (пленарная лекция) // Сахарный диабет. - 2010. - № 3. - С. 6-13.

8. Единые санитарно-эпидемиологические и гигиенические требования к товарам, подлежащим санитарно-эпидемиологическому надзору (контролю) (утверждены Решением Комиссии Таможенного союза от 28 мая 2010 года № 299).

9. Ермолаева Г.А., Саронова Л.А., Кривовоз Б.Г. Сахар и его заменители в производстве продуктов питания // Пищ. пром-сть. - 2012. - № 6. - С. 48-51.

10. Ипатова Л.Г., Кочеткова А.А. Применение пищевых волокон в различных группах продуктов // Бизнес пищевых ингредиентов. - 2008. - № 6. - С. 19-21.

11. Ипатова Л.Г., Кочеткова А.А., Нечаев А.П. и др. Пищевые волокна в продуктах питания // Пищ. пром-сть. - 2007. - № 5. - С. 8-10.

12. Ипатова Л.Г., Кочеткова А.А., Шубина О.Г. и др. Физиологические и технологические аспекты применения пищевых волокон // Пищевые ингредиенты, сырье и добавки. - 2004. - № 1. - С. 14-17.

13. Корпачев В.В. Сахара и сахарозаменители. - Киев: Книга плюс. - 2004. - 320 с.

14. Косован А.П., Шлеленко Л.А., Тюрина О.Е. и др. Патент № 2434438 "Смесь диабетическая для хлебобулочных изделий с использованием гречневой муки".

15. Косован А.П., Шлеленко Л.А., Тюрина О.Е. и др. Патент № 2435403 "Смесь диабетическая для хлебобулочных изделий".

16. Крылова Э.Н., Савенкова Т.В., Маврина Е.Н. Использование подсластителей при производстве молочных масс // Сборник научных трудов ГНУ НИИКП Россельхозакадемии "Научные основы развития технологий кондитерских изделий". - М.: ИнтеллектЦентр, 2013. - С. 230-233.

17. Мартинчик А.Н., Маев И.В., Янушевич О.О. Общая нутрициология: Учебное пособие // М.: МЕДпресс-информ, 2005. - 392 с.

18. Материалы Международной конференции "Торты и пирожные2010". Хроника и информация // Кондитерское производство. - 2011. - № 1. - С. 32-37.

19. Нечаев А.П., Траубенберг С.Е., Кочеткова А.А. и др. Пищевая химия. - 4-е изд. - СПб.: ГИОРД, 2007. - 640 с.

20. Полянский К.К., Рудаков О.Б., Подпоринова Г.К. Натуральные и искусственные подсластители. Свойства и экспертиза качества. - М.: ДеЛи принт, 2009. - 252 с.

21. Родюшкова Г.В. Патент № 2385644 "Пищевая сладкая смесь (варианты) и содержащие её пищевые продукты".

22. Савенкова Т.В. Производство функциональных кондитерских изделий - проблемы и пути решения // Сборник научных трудов ГНУ НИИКП Россельхозакадемии "Научные основы развития технологий кондитерских изделий. - М.: Интеллект-Центр, 2013. - С. 174-179.

23. Сарафанова Л.А. Пищевые добавки: Энциклопедия. - СПб.: ГИОРД, 2003. - 688 с.

24. Технический регламент Таможенного союза "О безопасности пищевой продукции" (ТР ТС 021/2011).

25. Технический регламент Таможенного союза "Пищевая продукция в части ее маркировки" (ТР ТС 022/2011).

26. Технический регламент Таможенного союза "Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств" (ТР ТС 029/2012).

27. Тутельян В.А., Каганов Б.С. Лечебное питание: современные подходы к стандартизации диетотерапии. - М.: Династия, 2010. - 304 с.

28. Шарафетдинов Х.Х., Мещерякова В.А., Плотникова О.А. и др. Сравнительная оценка послепищевой гликемии у больных сахарным диабетом 2 типа при потреблении моно- и дисахаридов и сахарозаменителей // Вопр. питания. - 2002. - Т. 71, № 2. - С. 22-26.

29. Шарафетдинов Х.Х., Плотникова О.А. Современная стратегия лечебного питания при сахарном диабете типа 2 // Вопр. питания. - 2008. - Т. 77, № 2. - С. 23-31.

30. Штерман С.В. Новая альтернатива старым углеводам // Кондитерское производство. - 2009. - № 5. - С. 10-11.

31. Шубина О.Г. Полидекстроза - многофункциональный углевод для создания низкокалорийных и обогащенных продуктов // Пищ. пром-сть. - 2005. - № 5. - С. 28-31.

32. IDF Diabetes Atlas 6th edn. Brussels, Belgium, 2013. http://www.idf.org/diabetesatlas

33. http://www.homebread-shop.ru/muka/muka-redkih-vidov.ru

34. http://www.homebread-shop.ru/toloknoiachmen-tolokno-yachmennoe-250-g.ru