Гликемический и инсулинемический ответ хлеба из твердых сортов пшеницы

Во всем мире число людей, страдающих диабетом 2 типа, составляет около 422 миллионов, и это число постоянно растет. Во всем мире признано, что к 2025 году необходимо принять серьезные меры против распространения этого заболевания, в том числе потому, что диабет является основной причиной развития сердечно-сосудистых заболеваний. Распространение диабета в последние десятилетия является результатом глобального роста ожирения, более сидячего образа жизни и высокоэнергетического питания, учитывая чрезмерное потребление преимущественно легкоусвояемых крахмалистых продуктов. Среди легкоусвояемых крахмалистых продуктов хлеб является основным продуктом питания, ежедневно потребляемым в западных странах, и характеризуется высоким гликемическим индексом. Продукты, богатые углеводами, можно разделить на три категории в зависимости от их гликемического индекса (ГИ) (низкий: ГИ < 55, средний: 55 < ГИ < 69 или высокий: ГИ > 70). Эта классификация основана на том, как потребление пищи, содержащей углеводы, влияет на уровень глюкозы в крови по отношению к эталонному продукту (например, раствору глюкозы или белому хлебу), имеющему такое же количество доступных углеводов (50 г). Продукты с высоким ГИ вызывают значительное повышение постпрандиальной концентрации глюкозы в крови и, следовательно, высокий инсулиновый ответ, что может привести к гиперинсулинемии и резистентности к инсулину. По этой причине в последние несколько десятилетий широко изучались способы снижения реакции глюкозы в крови на крахмалистые продукты, такие как хлеб, и, следовательно, на их гликемический индекс. В растительной пище гранулы крахмала естественным образом инкапсулированы в клетку. Что касается зерновых, неповрежденная клетка может ограничивать доступность крахмала в муке (пшеница, сорго и ячмень) и простых пищевых продуктах, таких как каши, как in vitro, так и in vivo. Однако когда мука грубого помола, содержащая неповрежденные клетки, используется для производства сложных продуктов питания, например хлеба, этот эффект защиты теряется. Авторы предположили, что во время длительного перемешивания и ферментации пористость клеточных стенок увеличивается из-за солюбилизации компонентов клеточной стенки, таких как бета-глюканы и арабиноксиланы, что увеличивает диффузию ферментов внутри клетки. Более того, в хлебе добавление муки грубого помола также может ограничивать связность мякиша, увеличивая скорость распада и, в свою очередь, поверхность контакта между ферментом и его субстратом. По этим причинам мука грубого помола не могла эффективно снизить усвояемость крахмала хлебобулочных изделий in vitro. Белок, второй макроэлемент, присутствующий в злаках, также играет роль в снижении усвояемости крахмала. Глиадин и глютенин, являющиеся основными белками зерна пшеницы, образуют прерывистую сеть, окружающую гранулы крахмала, называемую глютеном. Было продемонстрировано, что плотная и компактная сетка глютена может снизить доступность крахмала, действуя в качестве барьера между крахмалом и ферментом. В частности, в макаронах необходимо изучить более низкое выделение глюкозы и, в свою очередь, более низкий гликемический индекс по сравнению с хлебом. Благодаря плотной и компактной структуре, обусловленной сильной сеткой глютена. Действительно, плотная структура макаронных изделий ограничивает их распад во время пероральной обработки и пищеварения в желудке. Это приводит к более низким постпрандиальным гликемическим и инсулинемическим реакциям по сравнению с продуктами того же рецепта, но с более пористой и легче распадающейся структурой. Таким образом, сильная сеть клейковины в хлебе может изменить структуру мякиша, повышая его связность и устойчивость.

Появляется все больше свидетельств того, что структура пищи играет важную роль в переваривании и усвоении питательных веществ. Текстура хлеба влияет на его дезинтеграцию во время желудочной фазы, но в основном она влияет на пероральную обработку и скорость жевания. Поведение при пероральной обработке способствует индивидуальным различиям в гликемической реакции на пищевые продукты, особенно в растительных тканях, где поведение при жевании может модулировать высвобождение крахмала из клеточного матрикса. Добавление глютена не только физически препятствует контакту между крахмалом и ферментом и уменьшает физический распад во время желудочного пищеварения, но также было продемонстрировано, что этот белковый комплекс может связывать альфа-амилазу поджелудочной железы и, следовательно, ингибировать перевариваемость крахмала. Однако влияние глютена на связывание альфа-амилазы слюны еще не исследовано. Пероральная обработка образцов хлеба будет изучена для оценки влияния глютена на распад в полости рта, ингибирование альфа-амилазы слюны и, следовательно, высвобождение глюкозы. Целью данного исследования является изучение влияния различных текстурных характеристик хлеба на пероральную обработку в отношении гликемических и инсулинемических реакций трех видов хлеба. Всего будет набрано 16 здоровых добровольцев, и, если они имеют на это право (они должны соответствовать критериям включения и исключения), они пройдут тест на пероральную обработку трех хлебов, тест для измерения гликемического индекса (ISO) и реакции на инсулин.

Состав образца хлеба будет следующим:

Хлеб А изготовлен из 95 % крупы из твердых сортов пшеницы мелкого помола (< 400 микрометров) + 5 % клейковины + 1,2 % дрожжей + 1 % соли + 59 % воды. Хлеб Б состоит из 80 % крупки из мелкозернистой пшеницы твердых сортов (< 400 микрометров) + 20 %. глютен+ 1,2% дрожжи + 1% соль + 59% вода. Хлеб С изготовлен из 80% крупы из твердой пшеницы грубого помола (> 500 микрометров) + 20% глютена+ 1,2% дрожжей + 1% соли + 59% воды.

Для определения гликемического индекса и инсулинового ответа будет взят один образец капиллярной крови натощак в течение 5 минут, сразу после прибытия участников в отделения. Эти результаты проб крови будут использоваться в качестве базовой концентрации глюкозы в крови, выраженной в миллимоль на литр (ммоль/л), и концентрации инсулина, выраженной в миллилитрах на литр (мЕд/л). Образцы хлеба и раствор глюкозы будут содержать 50 г доступных углеводов. Различные образцы хлеба и растворы глюкозы будут подаваться добровольцам по рандомизированному графику, и они съедят порцию в течение 12–15 минут. Тестируемые продукты подаются с 250 мл природной воды комнатной температуры; Каждому испытуемому будет предложено выпить один и тот же объем для всех тестов. Образец крови будет взят в шести точках (15, 30, 45, 60, 90 и 120 минут) после точного времени, когда участник начал употреблять образец. Во время тестирования испытуемые будут отдыхать и оставаться сидячими. Образцы капиллярной крови будут взяты путем анализа из пальца с помощью ланцета (21G x 1,8 мм, ACCU-CHEK Safe-T-Pro Plus, Roche, Швейцария). Кровь будет собрана в две пробирки. В каждый момент времени 3-4 капли крови будут собираться в один Microvette® CB 300 Fluoride/Heparin (SARSTEDT AG & Co., Нюмбрех, Германия) для анализа глюкозы в капиллярной крови, и будет собрано 6-8 капель. в одном Microvette® B 300 K2E (Sarstedt Ltd., Германия) для анализа плазменного инсулина. Пробирки, собранные на предмет содержания глюкозы в крови, будут немедленно проанализированы, а плазма из второго набора пробирок будет получена после центрифугирования при 4500 об/мин в течение 10 минут при 4 °C (настольная центрифуга Labnet Hermle Z 200 M/H, Labnet International, Inc. , Нью-Йорк, США) и хранят при -80°С для определения инсулина. Анализ глюкозы в крови будет проводиться с использованием биохимического анализатора YSI 2500 (Yellow Springs Instrument Company, США). Концентрацию инсулина в образцах плазмы будут определять с использованием специального набора для иммуноанализа (Mercodia Insulin ELISA 10-1113-10, Mercodia AB-Uppsala, Швеция). Оценки голода, сытости и желудочно-кишечных симптомов после употребления тестовой еды будут оцениваться с помощью опросника, заполняемого добровольцами для проверки субъективных ощущений сытости, голода и желудочно-кишечных симптомов в определенные моменты времени (перед едой, [T0], и через 30, 60 и 120 мин) с использованием визуально-аналоговой шкалы 10 см. Активность альфа-амилазы будет проверена на стимулированной слюне. Стимулированную слюну собирают после жевания кусочка парафильма (5 × 10 см, Parafilm M PM996) в течение 1 минуты. Активность амилазы (Ед/мл) будет определяться колориметрическим анализом α-амилазы слюны с использованием метода Ceralpha (Megazyme, Bray, Ирландия). Параметры пероральной обработки будут оцениваться для каждого образца хлеба посредством видеозаписи. Во время сеанса участники будут сидеть в кресле, а перед ними будет стоять стол с камерой на расстоянии примерно 50 см от их лиц. Участникам будет предложено поместить весь образец в рот (например, один укус) и жевать естественным путем, пока комок не будет готов к проглатыванию. Поведение при пероральной обработке будет описываться следующими параметрами, которые будут извлекаться из видеозаписей вручную: количество жеваний и глотаний; общая продолжительность приема пищи в секундах; скорость жевания (количество жеваний в минуту); скорость приема пищи (количество еды в граммах, потребляемое за минуту). Пищевой комок будет оцениваться для каждого образца хлеба посредством анализа изображения для определения распределения частиц по размерам и количества частиц, присутствующих в комке, а также содержания влаги, содержания слюны (граммы слюны на 100 г хлеба) и слюны. скорость включения (граммы слюны в минуту). Для определения уровня редуцирующего сахара участникам будет предложено прожевать и выплюнуть два кусочка хлеба. В первый болюс будет добавлен HCl, чтобы немедленно остановить активность альфа-амилазы, а затем будет количественно оценено содержание редуцирующего сахара. Во втором случае реакцию останавливают через 15 минут, а затем измеряют количество редуцирующих сахаров. Восстанавливающие сахара будут анализироваться методом 3,5-динитросалициловой кислоты (DNS).