От хлеба до мармелада: как адаптировать продукты для больных диабетом?

Необычный хлеб для больных диабетом представили в конце 2024 г. исследователи Центра биотехнологического инжиниринга Северо-Кавказского федерального университета. Новинка пополнила перечень пищевых инноваций, разрабатываемых учеными для пациентов с диабетом. Подробнее об особой выпечке и других продуктах, призванных расширить рацион людей с особыми потребностями, рассказываем в нашем материале. Детальный комментарий об эффективности и безопасности разработок корреспонденту «Научной России» дала заведующая отделом по оказанию диетологической помощи Национального медицинского исследовательского центра эндокринологии, диетолог высшей квалификационной категории Фатима Хаджимуратовна Дзгоева.

Чайный гриб и кукурузная мука

Хлеб и хлебцы, технология приготовления которых разработана в СКФУ, предназначены не только для больных диабетом, но и для людей с пониженным после перенесенного COVID-19 иммунитетом.

Подробнее о разработке корреспонденту «Научной России» рассказала одна из авторов исследования, доцент кафедры технологии продуктов питания и товароведения Пятигорского института (филиала) СКФУ, кандидат технических наук Валерия Николаевна Оробинская.

«Этот вид хлеба подходит для больных сахарным диабетом I и II типов. При данном виде заболеваний пациентам в основном предписывается “Диета № 9”, цель которой — коррекция избыточного веса и содержания глюкозы в крови, что делает наш хлеб одним из востребованных продуктов для людей, страдающих сахарным диабетом I и II типов», — отметила В.Н. Оробинская.

В чем заключаются основные отличия такой выпечки от той, что мы ежедневно видим на полках супермаркетов?

Во-первых, пшеничная мука в рецепте заменена на смесь кукурузной муки и нута. Благодаря этому новый хлеб может похвастаться низким гликемическим индексом.

«Гликемический индекс муки — это показатель, который указывает на скорость, с которой углеводы, содержащиеся в продукте, попадают в кровь и повышают уровень глюкозы. При высоком гликемическом индексе происходят быстрое расщепление углеводов и резкое повышение уровня глюкозы в крови. Для людей, страдающих сахарным диабетом, особенно важно поддерживать стабильный уровень глюкозы в крови и метаболическое здоровье. Поэтому нами было подобрано соотношение вариантов муки с низким гликемическим индексом. Обычно гликемический индекс пшеничной муки составляет около 70–85, что соответствует категории продуктов с высоким гликемическим индексом. Употребление продуктов на ее основе может приводить к быстрому повышению уровня сахара в крови. Нами при разработке хлеба использованы альтернативные виды муки, гликемический индекс которых значительно ниже, чем в пшеничной. Кукурузная мука содержит витамины группы B, витамин Е, минералы, такие как железо, магний, фосфор и цинк, а также диетические волокна. Эти свойства делают кукурузную муку полезным продуктом для сохранения здоровья и улучшения пищеварения. Она также может быть использована в диетах с низким гликемическим индексом для контроля уровня сахара в крови, — объяснила В.Н. Оробинская. — Однако стоит помнить, что употребление кукурузной муки в больших количествах может привести к избыточному потреблению крахмала и углеводов, что может негативно отразиться на уровне сахара в крови. Поэтому нами взят комбинированный композит: нутовая мука и кукурузная мука. Гликемический индекс нутовой муки — 35. За счет значительного количества содержащихся в продукте растворимых и нерастворимых пищевых волокон небольшое введение нутовой муки в хлеб позволяет подавить чувство голода».

Во-вторых, в состав хлеба включен биопрепарат-постбиотик на основе чайного гриба.

«Постбиотики представляют собой продукты микробного метаболизма или матрикса, которые могут быть представлены как отдельно, так и в комплексе. К ним относятся короткоцепочечные жирные кислоты, ферменты, бесклеточные супернатанты, экзополисахариды, ферменты, витамины и ароматические аминокислоты; именно эти компоненты входят в состав ингредиента хлеба на основе чайного гриба и прямо или косвенно оказывают благотворное влияние на организм человека. Например, в постбиотике содержатся такие ферменты, как протеаза, каталаза, липаза, амилаза. Липаза способствует распаду жиров, что полезно для больных атеросклерозом и людей, страдающих избыточным весом; амилаза препятствует повышению уровня сахара в крови, способствует расщеплению крахмала. В ингредиенте чайного гриба происходит образование особого антибиотика, получившего название “медузин”, отличающегося абсолютной неядовитостью и устойчивостью к сильному повышению температур, что увеличивает срок годности хлебобулочных изделий», — рассказала В.Н. Оробинская.

Как считают ученые, необычный хлеб поможет потребителям избежать резких перепадов сахара в крови и задержки жидкости в организме, укрепить иммунитет за счет подавления активности вредоносной микрофлоры, а также улучшить метаболизм.

«Новый продукт <…> полностью готов к внедрению в массовое производство: разработаны технология, рецептура, товарный знак и упаковочная тара», — сообщил ректор СКФУ Дмитрий Беспалов.

Опытная партия хлеба уже была выпечена в пекарне «ПекуХлеб» в Пятигорске и получила положительные отзывы покупателей. Стоимость одной буханки составила 53 рубля. Результаты исследования опубликованы в международном научном издании IOP Conference Series: Earth and Environmental Science.

В планах авторов проекта — скооперироваться с Пятигорским медико-фармацевтическим институтом Волжского государственного медицинского университета для фармакологических исследований нового хлеба: детального изучения его действия на организм, включая понижение сахара в крови и поддержание здоровья печени.

«В рамках научного сотрудничества и научной школы в области фармакогнозии и фармакологии совместно с учеными Пятигорского медико-фармацевтического института ВолГМУ запланировано проведение экспериментов in vivo на экспериментальных животных — моделях сахарного диабета. Нами выбрана химическая модель экспериментального диабета, основанная на введении химических веществ (таких, как аллоксан, стрептозотоцин, дитизон и др.), избирательно воздействующих на бета-клетки островков поджелудочной железы; выбор основан на достоверности используемой модели, широко применяемой в современной экспериментальной диабетологии. Запланировано также испытание полученного продукта на моделях in vitro (в пробирке) — стволовых клетках, поврежденных после COVID-19», — пояснила В.Н. Оробинская.

Исследовательница добавила, что масштабирование технологии производства хлеба позволит изготавливать новый продукт на современном оборудовании обычных пекарен. Однако некоторая реконструкция все равно потребуется для создания ингредиента выпечки на основе чайного гриба.

…И многое другое: от мармелада до риса

Помимо мучного, под запретом для пациентов с диабетом оказываются привычные сладости. Но исследователи работают и над этим. Например, ученые Омского государственного аграрного университета им. П.А. Столыпина создали особый диетический мармелад с низким гликемическим индексом и высокой пищевой ценностью. Обычный мармелад отличается от нового аналога тем, что он или содержит недопустимое для страдающих диабетом количество сахара, или подслащивается сахарозаменителями, но подкрашивается искусственными красителями и обладает низкой пищевой ценностью. Все компоненты омского лакомства, напротив, натуральные. За вкус и аромат мармелада отвечает сок ягоды княженики (арктической малины), содержащий витамин C и аскорбиновую кислоту. В роли подсластителя выступает сироп топинамбура — низкокалорийного клубня, богатого витаминами, минералами, незаменимыми аминокислотами, клетчаткой, витамином C и инулином — пребиотиком, улучшающим пищеварение и поддерживающим микрофлору кишечника. Кроме того, в новый мармелад добавлены семена чиа, насыщенные жирными кислотами омега-3 и омега-6 и антиоксидантами, а также порошок из сине-зеленой водоросли спирулины, обладающей способностью стимулировать иммунитет и содержащей девять незаменимых аминокислот, витамины и минералы. Стоит добавить, что традиционный компонент мармелада — получаемый из фруктов пектин — способствует снижению сахара и холестерина в крови и улучшает работу кишечника. Омские исследователи уже запатентовали свою разработку.

Свою пищевую инновацию для людей с диабетом предложили ученые Высшей медико-биологической школы Южно-Уральского государственного университета. Исследователи предложили обрабатывать вредный для них картофельный крахмал с помощью ультразвука. Такая «встряска» позволяет с 20% до 80% повысить долю в крахмале одного из двух его компонентов — амилозы. Она действует на организм как пребиотик, борется с воспалениями и поддерживает иммунитет. А главное, как отмечают исследователи, высокоамилозный крахмал в отличие от обычного не вредит больным диабетом. Стоит отметить, что ультразвуковая обработка крахмала служит выгодной альтернативой химикатам, которые часто используются для модификации этого вещества в промышленности.

Не отстают от отечественных коллег и зарубежные ученые. Например, исследователи из Римского университета «Сапиенца» разработали для людей с диабетом специальный шоколад. Они отмечают, что умеренное его употребление (40 г в день) не только не грозит повышением сахара в крови, но и защищает от падения уровня глюкозы в крови до опасно низких значений, оказывает антиоксидантный эффект и снижает риск инфаркта и инсульта. За преображение привычной сладости отвечает олеуропеин — вещество, содержащееся в оливках и аргановом масле. Угощение было протестировано на 25 больных диабетом и 20 здоровых испытуемых. Оказалось, что потребление 40 г шоколада с олеуропеином помогало страдающим диабетом существенно снизить гликемический пик, возникающий через два часа после употребления 40 г обычного шоколада: со 140 мг/дл (миллиграммов на децилитр) до 125 мг/дл.

Еще одну интересную разработку представили осенью 2024 г. филиппинские исследователи из Международного научно-исследовательского института риса (IRRI), выведшие совместно с коллегами из Болгарии, США и Германии особый сорт риса, снижающий риск развития диабета II типа. Чтобы создать здоровый продукт, ученые исследовали 380 образцов семян из крупнейшего на планете генного банка риса на базе IRRI и определили особенности генома злака, связанные со сниженным гликемическим индексом и повышенным содержанием белка. В результате объединения этих двух качеств исследователям удалось вырастить более полезную версию привычного продукта. В дальнейшем новый сорт планируется распространить на Филиппинах и в Индии в рамках программы института по борьбе с голодом.

Адаптация пищи для людей с диабетом: внедрять с осторожностью. Комментарий диетолога из НМИЦ эндокринологии

В обсуждении любой темы, связанной с диабетом, важно консультироваться с эндокринологом. На вопросы корреспондента «Научной России» о разработке специализированных продуктов для страдающих диабетом ответила заведующая отделом по оказанию диетологической помощи НМИЦ эндокринологии, врач-эндокринолог, диетолог высшей квалификационной категории, кандидат медицинских наук Фатима Хаджимуратовна Дзгоева.

— В настоящее время разрабатываются адаптированные для больных диабетом продукты с низким гликемическим индексом: например, специальный хлеб и сладости без caxapa. Что вы как диетолог, работающий в эндокринологическом научном центре, думаете о подобных разработках?

— Понятие гликемического индекса (ГИ) было введено в конце прошлого века, оно отображает в цифровом значении скорость, с которой глюкоза попадает в кровь после потребления того или иного продукта в течение двух часов. За эквивалент принято брать 50 г глюкозы, гликемический индекс которой равен 100. Расчет ведется на основании площади под кривой «концентрация — время». Для остальных продуктов этот показатель имеет значение от 0 до 100 в зависимости от того, как быстро продукт усваивается организмом человека. Существуют ограничения в отношении применения гликемического индекса. Во-первых, не учитываются разные объемы потребляемой пищи. Во-вторых, имеет место высокая меж- и внутрииндивидуальная вариабельность скорости всасывания пищи и последующего повышения уровня глюкозы в крови. И третье — отсутствует единая информационная база значений ГИ. Надо иметь в виду, что гликемический индекс был разработан лишь как ориентир и сегодня его применение для повседневного использования не рекомендуется.

Со временем стало ясно, что более точным и информативным показателем воздействия пищи на уровень сахара в крови выступает гликемическая нагрузка (ГН), учитывающая не только качество, но и количество углеводов в порции продукта. Это важно знать, поскольку даже продукты с низким ГИ могут обладать высокой ГН, что требует осторожности при их включении в рацион пациентов с сахарным диабетом. Необходимо также подчеркнуть, что внедрение подобных специализированных продуктов должно опираться на объективные научные данные, а их безопасность и клиническая эффективность требуют дальнейшего подтверждения в ходе дополнительных исследований.

— С вашей точки зрения, подобные продукты более полезны и важны для больных диабетом I или II типа? Существует ли разница?

— Для пациентов с сахарным диабетом любого типа предпочтительны продукты с низкой ГН. Хотя в исследовании наших австралийских коллег показано положительное влияние продуктов с низким ГИ как на уровень гликемии, так и на снижение массы тела, последнее особенно важно для пациентов с диабетом II типа.

Следует подчеркнуть, что не существует продуктов, которые можно однозначно классифицировать как абсолютно полезные или как вредные. Исключение представляют собой разве что жидкие сиропы и растворы с высоким содержанием сахара, которые однозначно негативно влияют на состояние человека с сахарным диабетом и вызывают резкие скачки уровня глюкозы в крови.

Основным же подходом в управлении питанием пациентов с сахарным диабетом любого типа выступает комплексный анализ, учитывающий не только ГИ, но и общий состав рациона, включая баланс углеводов, белков, жиров и клетчатки, что подтверждается результатами многочисленных исследований в области диабетологии и диетологии.

— Сладости без сахара обычно изготавливаются на основе фруктов или ягод и поэтому содержат глюкозу и фруктозу. Подразумевает ли это, что больному диабетом все равно следует употреблять такие продукты с определенными ограничениями?

— Да, следует учитывать, что в качестве подсластителей в таких продуктах часто используются альтернативные варианты, такие как сироп агавы, топинамбура или синтетическая фруктоза. На первый взгляд, такие «сладости без сахара» могут позиционироваться как безвредные и даже более предпочтительные по сравнению с традиционным сахаром. Однако их использование требует внимательного подхода, особенно в контексте питания пациентов с сахарным диабетом.

Действительно, тот самый ГИ у «сладостей без сахара» значительно ниже, но следует помнить о том, что компетентнее принимать в расчет ГН. Это необходимо, чтобы избежать резких скачков сахара в крови, особенно с учетом того, что при современных методах мониторинга контроля гликемии это становится значительно проще.

Более жесткие ограничения касаются синтетической фруктозы: в нескольких исследованиях показаны провоспалительный эффект синтетической фруктозы, нарастание инсулинорезистентности и проатерогенности сыворотки крови, усугубление нарушений обмена мочевой кислоты.

— Есть ли какие-либо продукты, вредные в привычном виде для пациентов с диабетом, но которые, с вашей точки зрения, следует адаптировать для них в силу присутствия в их составе полезных компонентов?

— Да, все мы слышали или читали о вреде одного из на самом деле наиболее сакральных продуктов — хлеба. Надо признать, что и хлеб, и зерновые продукты претерпели некие технологические изменения, которые резко понизили их качество. Но если брать правильно приготовленный хлеб из цельного зерна или любые продукты из цельнозерновой муки, то эта категория продуктов имеет низкий ГИ по сравнению с рафинированными аналогами. Это делает их более подходящими для людей с диабетом для формирования схемы базового потребления углеводов.

Крупные систематические обзоры не раз продемонстрировали, что продукты с высоким содержанием пищевых волокон и цельного зерна помогают контролировать уровень глюкозы в крови. Более того, в систематическом обзоре китайских коллег с участием более 0,5 млн человек, был выявлен дозозависимый эффект и было показано более эффективное снижение гликемии при потреблении не менее 150 г цельнозерновых продуктов в сутки.

Стоит также упомянуть источники полиненасыщенных жирных кислот, такие как орехи, семена и нерафинированные растительные масла. Омега-3-кислоты, входящие в их состав, способствуют улучшению чувствительности клеток к инсулину и снижению хронического воспаления, что также подтверждается рядом научных исследований. Подобные изменения в рационе могут улучшить метаболизм и помочь в контроле заболевания.

Источники

Комментарий заведующей отделом по оказанию диетологической помощи НМИЦ эндокринологии Ф.Х. Дзгоевой (предоставлен пресс-службой НМИЦ эндокринологии)

Комментарий доцента кафедры технологии продуктов питания и товароведения Пятигорского института (филиала) СКФУ В.Н. Оробинской

Северо-Кавказский федеральный университет. Ученые СКФУ разработали хлеб из чайного гриба для диабетиков

«БК55. Новости. Омск». Ульяна Нескорова. И вкусно, и полезно: омские ученые создали лакомство для диабетиков

ГТРК «Иртыш». Сетевое издание «Государственный интернет-канал “Россия”». Валерия Старикова. Уникальный мармелад для диабетиков разработали учёные омского Аграрного университета 

«Российская газета». Михаил Пинкус. В Челябинске запатентован новый способ обработки картофельного крахмала

Медиапроект «+1». Наталья Борисова. Итальянские ученые создали шоколад, полезный для диабетиков

«Газета.ру». Артем Новиков. Ученые вывели рис, защищающий от диабета

The Guardian. Rebecca Root. Healthier rice variety could counter rise in diabetes, Philippine scientists say

Статья подготовлена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ

Фото на превью: wirestock / фотобанк Freepik 

Источник изображения на главной странице: freepik / фотобанк Freepik 

Источники изображений в тексте: freepik / фотобанк Freepik, freepik / фотобанк Freepik, freepik / фотобанк Freepik, wirestock / фотобанк Freepik, lifeforstock / фотобанк Freepik, DC Studio / фотобанк Freepik,  freepik / фотобанк Freepik.