Свързани термини:
- Захарид
- Монозахариди
- Глюкоза
- Калоричен прием
- Амарант
- Пшенично брашно
- Избор на храна
- Гликемичен индекс
- Оцет
Изтеглете като PDF
За тази страница
Химическа модификация на нишестето
Ю-Фанг Чен,. Jaspreet Singh, в Нишесте в храната (Второ издание), 2018
Резюме
Откриване на хранителни фракции на нишесте
K. Englyst, H. Englyst, в Нишесте в храните, 2004
19.1.1 Класификация на диетичните въглехидрати
Диетичните въглехидрати имат редица физиологични съдби, определени от тяхната химическа идентичност и излагането им на преработка на храни. Консултацията на СЗО/ФАО от 1998 г. относно ролята на диетичните въглехидрати в човешкото хранене препоръчва диетичните въглехидрати да се класифицират предимно въз основа на химичните характеристики и след това с отчитане на физиологичните свойства (FAO/WHO, 1998).
Във връзка с проучвания върху хора, ние разработихме аналитични процедури за измерване на не-нишестени полизахариди (NSP) като маркер на растителните клетъчни стени (диетични фибри) (Englyst et al., 1982, 1994, 2000a), устойчиви на къси вериги въглехидрати (RSCC; наричани също несмилаеми олигозахариди (Quigley et al., 1999), устойчиво нишесте (RS) като мярка за нишестето, което избягва храносмилането в тънките черва на човека (Englyst and Cummings, 1985, 1986, 1987; Englyst и Kingman, 1990; Englyst et al., 1992; Englyst and Hudson, 1996), бързо достъпна глюкоза (RAG) и бавно достъпна глюкоза (SAG), тъй като глюкозата бързо или бавно се предлага от захар и нишесте (Englyst et al., 1996, 1999, 2000b, 2003). Тези измервания са включени в предложената схема за класификация и измерване, показана в таблица 19.1, която се основава главно на измерването на химически идентифицирани компоненти и включва знания за бионаличността на въглехидратите и подобни y физиологични свойства.
Таблица 19.1. Класификация на диетичните въглехидрати
| Безплатни захари | (Разтворим в 80% етанол; ≤ 2 захарни единици) | |
| Моно- и дизахариди | Глюкоза, фруктоза, захароза | Глюкозата, малтозата и захарозата бързо се усвояват. |
| малтоза, лактоза | Фруктозата и лактозата могат отчасти да избегнат храносмилането и абсорбцията в тънките черва | |
| Физиологичният отговор зависи от самоличността. | ||
| Свободна глюкоза + глюкоза от захароза = FSG. | ||
| Захарни алкохоли | (Разтворим в 80% етанол; ≤ 2 захарни единици) | |
| Моно- и дизахариди | Сорбитол, инозитол, манитол галактитол, малтитол | Слабо се абсорбира в тънките черва. Може да достигне до дебелото черво. |
| Въглехидрати с къса верига | (Разтворим в 80% етанол;> 2 захарни единици) | |
| Малтодекстрини | α-Глюкани | Частично хидролизирано нишесте. Обикновено се включва в измерването на нишестето. |
| Устойчиви късоверижни въглехидрати (несмилаеми олигозахариди) | Фрукто-олигозахариди галакто-олигозахариди, пиродекстрини, полидекстроза | Избягват храносмилането в тънките черва и се ферментират в различна степен. Някои могат да стимулират растежа на бифидобактериите. Физиологичен ефект до голяма степен неизвестен. |
| Полизахариди | (Неразтворим в 80% етанол) | |
| Нишесте | α-Глюкани | Най-богатите диетични въглехидрати. |
| Бързо смилаемо нишесте (RDS) | Бързо освободена глюкоза | Бързо усвоява в тънките черва. RDS + бързо освободен FSG = RAG. |
| Бавно смилаемо нишесте | Бавно освободена глюкоза | Бавно се усвоява в малкия |
| (SDS) | черво. SDS + бавно освободен FSG = SAG. | |
| Устойчиво нишесте (RS) | RS1 (физически недостъпен) | Трите вида RS избягват храносмилането в тънките черва и се ферментират в различна степен. Физиологичен ефект до голяма степен неизвестен. |
| RS2 (устойчиви гранули) | ||
| RS3 (ретроградирано нишесте) | ||
| Не-нишестени полизахариди (NSP) | Много различни видове полизахариди | Избягват храносмилането в тънките черва и се ферментират в различна степен. |
| Растителна клетъчна стена NSP | Основни съставки: арабиноза ксилоза, маноза, галактоза глюкоза, уронови киселини | Капсулиране и бавно усвояване на хранителните вещества. Добър маркер за диети с високо съдържание на фибри, за които са показани ползи за здравето. |
| Други NSP | Много видове съставни части | Хранителни добавки. Незначителни компоненти на човешката диета. Количествата, добавени към храните, са известни и регулирани. |
FSG, глюкоза без захар; RAG, бързо достъпна глюкоза; SAG, бавно налична глюкоза.
RSCC, NSP, RS и повечето захарни алкохоли избягват храносмилането и абсорбцията в тънките черва и навлизат в дебелото черво, където могат да бъдат субстрати за ферментация (Cummings and Englyst, 1987). Химичните и физични свойства на тази разнообразна група въглехидрати определят техните много различни ефекти върху физиологията на дебелото черво. Фокусът на тази глава е върху скоростта на храносмилане и усвояване на диетичните въглехидрати в тънките черва с нейните последици за концепцията за GI, която класира храните според степента, в която те повишават нивата на кръвната глюкоза (Jenkins et al., 1981). Доказано е, че диетите с нисък GI подобряват метаболитните профили при диабет (Jenkins et al., 2002) и са свързани с намален риск от развитие на диабет тип 2 и сърдечни заболявания (Salmeron et al., 1997; Liu et al., 2000 ). Мерките за GI и RAG и SAG са различни, но допълващи подходи за описание на качеството на въглехидратите.
Подобряване на използването на диетични фибри и други функционални съставки за понижаване на гликемичния индекс на зърнените продукти
21.2.2 Гликемично натоварване
ГИ не разказва непременно цялата история на храната. Съвсем наскоро вниманието се фокусира върху концепцията за гликемичното натоварване (GL), частично получена от статията на Salmeron et al. (1997). Концепцията за GL се различава от тази на GI, тъй като GL се отнася до въздействието на общата храна върху производството на глюкоза.
GL взема предвид както количеството въглехидрати в храната, така и въздействието на този въглехидрат върху нивата на кръвната захар. GL на храната се определя чрез умножаване на нейния GI по количеството налични въглехидрати в храната. Храната с ниско GI/високо въглехидрати, както и храна с високо GI/ниско съдържание на въглехидрати, може да има еднакъв GL, в зависимост от консумираното количество.
Тази стойност може да бъде особено полезна, когато се опитвате да оцените гликемичния отговор на храните в рамките на хранене, тъй като тя взема предвид относителното количество въглехидрати. Колкото по-нисък е GL, толкова по-малко вероятно е кръвната захар да скочи. GL се категоризира, както следва.
Висока GL: 20 и по-висока.
Умерен GL: 11–19.
Нисък GL: 10 или по-малко. (Тези клапани са по-малки от GI. Съдържанието на въглехидрати трябва да бъде по-малко от 1. Това може да бъде изяснено чрез посочване на единиците за съдържание на въглехидрати.)
Освен объркващите фактори, в настоящата среда е най-добре хранителната промишленост да формулира със съставки, които имат или допринасят за нисък ГИ или ГЛ. По принцип това означава да се избягват високи нива на „гликемични въглехидрати“ - съставки с високо съдържание на захар, като се обръща особено внимание на глюкозата и с високо съдържание на нишесте, особено амилопектин или всяко друго съединение, което лесно се превръща в глюкоза. Това повтаря: формулирането на гликемичния отговор не е проста работа. Хранителният учен не може просто да включи формула в база данни и да излезе с валиден номер - поне не такъв, какъвто е науката сега. Въпреки това индустрията може да намери оправдание за отчитане на концепцията.
„Въглехидратите в човешкото хранене“ (FAO/WHO 1998), доклад на съвместна експертна консултация на FAO/WHO, препоръчва следната роля на ГИ при избора на храна:
При избора на здравословна храна трябва да се вземат предвид както химическият състав, така и физиологичните ефекти на хранителните въглехидрати, тъй като химическата природа на въглехидратите в храните не описва напълно физиологичните им ефекти. При избора на храна гликемичният индекс може да се използва като полезен индикатор за въздействието на храните върху интегрираната реакция на кръвната глюкоза. Клиничното приложение включва диабет и нарушен глюкозен толеранс. Препоръчва се гликемичният индекс да се използва за сравняване на храни с подобен състав в рамките на групи храни. Също така публикуваните данни за гликемичния отговор могат да бъдат допълнени, когато е възможно, с тестове на местни храни, както обикновено се приготвят, поради важните ефекти, които разнообразието от храни и готвене могат да имат върху гликемичния отговор.
Физиология и развитие на растенията
Въглехидрати
Въглехидратите присъстват в ниски концентрации в повечето растения, с изключение на зърнените култури и някои бобови растения.
Поради различните връзки на захарната част, въглехидратите могат да бъдат диференцирани на смилаеми монозахариди до полизахариди, както и смилаеми и несмилаеми фибри.
За хората въглехидратите са най-важният енергиен източник и EFSA препоръчва приблизително 50% от калорийния прием да идва от въглехидрати. Освен енергийния аспект, въглехидратите като цяло и техните захариди в частност, особено захарозата, са отговорни за сладкия вкус на тортата и други вкусотии. Основните източници на въглехидрати в човешкото хранене са зърнени култури, като пшеница и ечемик и техните продукти, и псевдозърнени храни, като киноа или амарант, които съдържат до 80% въглехидрати. Тези въглехидрати се усвояват до монозахариди като глюкоза, която е основният монозахарид в човешката кръв и основен източник на енергия за мозъка, мускулите и други органи. Излишъкът от въглехидрати се съхранява в мускулите и черния дроб като гликоген или в крайна сметка мазнини. И накрая, оптималната смес от смилаеми и несмилаеми въглехидрати зависи от възрастта и пола, както и от физическата активност.
Въпреки енергийните ползи от приема на въглехидрати обаче, някои богати на въглехидрати продукти са свързани с човешки заболявания и здравословни състояния. Например, хормоните инсулин и глюкагон регулират нивото на глюкозата в кръвта. Въпреки това, някои хора или се раждат нечувствителни към инсулин, или губят чувствителността си с течение на времето и по този начин развиват захарен диабет тип 1 и 2, съответно, което води до терапевтична нужда от външно прилаган инсулин. Освен това продуктите от пшеница могат да причинят непоносимост към глутен, наричан още нетропичен спру, поради съдържанието на протеинов глутен - състояние, което се увеличава в индустриализираните общества. Въпреки това продуктите от пшеница са основен източник на въглехидрати за хората в диетите по западен стил. Това увеличаване на нетропичните смърчове доведе до увеличаване и разширяване на пазара на продукти без глутен, които в момента се получават главно от овесени или бобови продукти.
За разлика от това, за смилаемите и несмилаеми фибри, съдържащи се във въглехидратните продукти, се знае, че имат здравословни защитни ефекти. Например в човешките черва те действат като пребиотици за чревната микробиота, свързват жлъчните киселини и по този начин понижават нивата на холестерола, както и свързват водата и създават по-голям обем в дебелото черво. Основните източници на влакна, получени от въглехидрати, са пълнозърнести продукти и зеленчуци, като Brassica и salsify, с до 15% фибри.
Въглехидратният състав в фуражите за животни представлява голям интерес за фермерите като част от техните програми за управление на добитъка. Например, свинете и домашните птици се хранят с големи количества смилаеми въглехидрати за бърз растеж, докато кравите, овцете и козите се хранят с висока концентрация на сурови фибри поради различните им храносмилателни системи.
Смилане на нишесте и приложения на бавно достъпно нишесте
Марион Г. Приебе,. Roel J. Vonk, в Нишесте в храната (Второ издание), 2018
5.2 Използване на гликемичния индекс
Концепцията за гликемичния индекс (GI) е въведена от Jenkins et al. (1981), за да се даде възможност за сравнение на храните въз основа на техния гликемичен отговор. GI се определя като прирастващата площ под кривата на отговор на кръвната глюкоза на 50 g въглехидратна част от тестваната храна, изразена като процент от отговора на същото количество въглехидрати от референтна храна, взета от същия субект (Wolever et al., 1991). Съществуват обаче известни разногласия относно полезността на приложението на GI за „здравословен” избор на храна при профилактиката или лечението на T2DM.
През 1997 г. беше публикувана експертна консултация от Организацията за прехрана и земеделие (ФАО) и Световната здравна организация (СЗО) относно значението на диетичните въглехидрати за храненето и здравето на хората (Организация по прехрана и земеделие на ООН/Световната здравна организация, 1998). В този доклад се препоръчва използването на GI за определяне на по-добър избор на храна, особено за онези хора, които имат проблеми с контрола на нивата на кръвната глюкоза. Това като цяло беше потвърдено от научна актуализация през 2007 г. (Mann et al., 2007). Това изявление също е в съгласие със становището на Европейската асоциация за изследване на диабета, която насърчава използването на храни с нисък ГИ като инструмент, сред много от които може да се използва при лечението на диабет (Mann et al., 2004 ).
За разлика от тях, концепцията за GI не се поддържа от ADA (Американска диабетна асоциация) за лечение на T2DM (Evert et al., 2014). Тази организация разглежда общото количество въглехидрати в диетата и наличния инсулин като по-важни фактори, влияещи върху гликемичния отговор, отколкото източника или вида на въглехидратите (Evert et al., 2014).
Въпреки че концепцията за ГИ се поддържа от много организации, е признато, че прилагането й на практика изисква известно внимание. Единият аспект е, че при избора на въглехидратни храни трябва да се има предвид не само ГИ, но и цялостният хранителен състав на продукта. Не се препоръчва консумация на продукти с ниско съдържание на ГИ с високо съдържание на мазнини (Mann et al., 2007). Освен това се препоръчва ГУ да се използва за сравняване на продукти с подобен състав в групи храни, като различни видове плодове или различни зърнени продукти (Mann et al., 2004). Друг аспект е наличието на достатъчно голям избор от алтернативи с ниско ГИ за продукти с висок ГИ, за да се гарантира разнообразие в диетата. Следователно необходимостта от разработване на продукти с ниско съдържание на ГИ с високо съдържание на фибри и с ниско съдържание на енергия е подчертана от FAO/WHO (Организация по прехрана и земеделие на ООН/Световната здравна организация, 1998 г.).
Анализирайки смилането на нишестето
Р.Е. Wachters-Hagedoorn,. R.J. Vonk, в Нишесте в храната, 2004
21.5.3 Гликемичен индекс и профилактика на хипергликемия
Въведена е концепцията за гликемичен индекс (GI), за да се даде възможност за сравнение на храните въз основа на техния гликемичен отговор. GI се определя като прирастващата площ под кривата на отговор на кръвната глюкоза на 50 g въглехидратна част от тестваната храна, изразена като процент от отговора на същото количество въглехидрати от референтна храна, взета от същия субект (Wolever et al., 1991).
През 1997 г. беше публикувана експертна консултация от Организацията за прехрана и земеделие (ФАО) и Световната здравна организация (СЗО) относно значението на диетичните въглехидрати за храненето и здравето на хората (Организация по прехрана и земеделие на ООН/Световната здравна организация, 1998). В този доклад се препоръчва използването на GI за подпомагане на по-добрия избор на храна, особено за хората, които имат проблеми с контрола на нивата на кръвната глюкоза. Това изявление е в съгласие със становището на Европейската асоциация за изследване на диабета, както и на Диабет Австралия, които насърчават използването на храни с нисък ГИ като инструмент, сред много от които може да се използва при лечението на диабет (Ървин, 2002; Групата за изследване на диабета и храненето към Европейската асоциация за изследване на диабета, 2000).
За разлика от това концепцията за GI не се поддържа от ADA (Американска диабетна асоциация). В техния доклад „Хранителни принципи и препоръки при диабет“, публикуван през 2002 г., общото количество въглехидрати в диетата се счита за по-важно от източника или вида на въглехидратите по отношение на гликемичните ефекти на въглехидратите (American Diabetes Association, 2002) . В тези препоръки се признава, че храните с нисък GI са способни да намалят постпрандиалната хипергликемия. Доказателствата за дългосрочна полза обаче се считат за недостатъчни, за да се препоръча използването на диети с нисък GI като основна стратегия в диетологичната терапия на диабета.
През 2003 г. мета-анализ на 14 рандомизирани контролирани проучвания, включващи 356 субекта, отчита малък спад на HbAlc с 0,43% при диети с нисък GI в сравнение с диети с висок GI (Brand-Miller et al., 2003). Авторите интерпретират резултатите си като клинично значимо намаляване на HbAlc и следователно подкрепят популяризирането на диети с нисък GI. Други обаче разглеждат тези резултати като потвърждение на гледната точка на ADA (Franz, 2003).
Въпреки че концепцията за ГИ се подкрепя от много организации, е признато, че прилагането й на практика изисква известно внимание. Един аспект е, че при избора на въглехидратни храни трябва да се вземе предвид не само ГИ, но и цялостният хранителен състав на продукта. Не се препоръчва консумация на продукти с ниско ГИ с високо съдържание на мазнини. Освен това се препоръчва ГУ да се използва за сравняване на продукти с подобен състав в рамките на групи храни, като различни видове плодове помежду си или различни зърнени продукти (Организация за прехрана и земеделие на ООН/Световната здравна организация, 1998). Друг аспект е наличието на достатъчно голям избор от алтернативи с нисък ГИ за продукти с висок ГИ, за да се гарантира диетично разнообразие. Следователно необходимостта от разработване на продукти с нисък ГИ с високо съдържание на фибри и ниска енергия се подчертава от ФАО/СЗО (Организация по прехрана и земеделие на ООН/Световната здравна организация, 1998).