Гликемический индекс полидекстрозы: почему этот вид клетчатки имеет показатель всего 4–7 по шкале ГИ

Если вы занимаетесь разработкой продуктов с пониженным содержанием сахара или с высоким содержанием клетчатки, вы, вероятно, задавали себе вопрос примерно такого содержания: Каков гликемический индекс полидекстрозы — и можно ли доверять этому показателю в продукте, предназначенном для диабетиков?

Если отвечать кратко, то гликемический индекс (ГИ) полидекстрозы составляет 4-7 по шкале, где глюкоза принимает значение 100, что делает его одним из ингредиентов на основе углеводов с самым низким ГИ, доступных разработчикам рецептур. Однако одно только число не дает полного представления о ситуации. За этим показателем 4–7 стоят клинические данные двух независимых исследований на людях, метаболический механизм, основанный на ферментоустойчивой молекулярной структуре, а также растущий объем данных по рецептурам, которые точно показывают, в чём полидекстроза превосходит такие альтернативы, как инулин, ФОС и резистентный декстрин. И что наиболее важно: знание значения ГИ — это лишь отправная точка; настоящая выгода появляется тогда, когда вы знаете, как использовать это число в заявлении на этикетке, которому доверяют ваши покупатели.

Полидекстроза и гликемический индекс: два понятия, которые должен знать каждый разработчик рецептур

Полидекстроза — это синтетический, сильно разветвленный полимер глюкозы со средней степенью полимеризации, равной 12. Несмотря на то что она состоит из глюкозы — того самого сахара, который лежит в основе 100-балльной шкалы ГИ, — полидекстроза ведет себя в организме человека совершенно иначе, чем глюкоза. Управление по контролю за продуктами и лекарствами США классифицирует её как растворимые пищевые волокна (FDA, 2016), и его вклад составляет лишь 1 ккал на грамм, что на 75% меньше, чем 4 ккал/г, обеспечиваемые стандартными усвояемыми углеводами.

Гликемический индекс, согласно определению ISO 26642:2010 Этот стандарт измеряет, насколько быстро углеводсодержащий продукт повышает уровень глюкозы в крови по сравнению с эталоном (чистая глюкоза = 100). Продукты с показателем ≤ 55 относятся к группе с низким ГИ; продукты с показателем ≥ 70 — к группе с высоким ГИ. По этой шкале полидекстроза имеет показатель всего 4-7, влияние которого на уровень глюкозы в крови практически незначительно.

Почему разработчику рецептур пищевых продуктов важен гликемический индекс (ГИ) ингредиента-клетчатки? Дело в том, что при удалении сахара или мальтодекстрина из рецептуры ингредиент, используемый для восполнения этого физического и функционального пробела, не должен вновь вызывать проблему повышения уровня сахара в крови, которую вы изначально стремились решить. Полидекстроза — один из немногих наполнителей, который отвечает обоим требованиям: она воспроизводит консистенцию, вкусовые ощущения и водосвязывающую способность сахара, не вызывая при этом гликемического ответа.

Гликемический индекс полидекстрозы: что говорят цифры

Гликемический индекс полидекстрозы — по данным различных источников составляет 4-7 Согласно данным из различных отраслевых и научных источников, этот показатель почти на 60 единиц ГИ ниже, чем у столового сахара (ГИ ~65), и примерно на 80–90 единиц ниже, чем у мальтодекстрина (ГИ 85–100).

Клинические данные, подтверждающие ценность GI

Утверждение о том, что полидекстроза имеет ГИ 4–7, не является выводом, сделанным на основе её химической структуры. Оно основано на данных клинических исследований на людях.

Знаковое исследование, проведенное Jie и др. (2000), опубликованная в Американский журнал клинического питания, в котором приняли участие 120 китайских участников, и в ходе которого измерялась гликемическая реакция на прием 12 г полидекстрозы вместе с 50 г глюкозы. Результат: гликемический индекс снизился до 89 по сравнению со значением 100 для одной только глюкозы, что соответствует снижению примерно на 11%, при этом участники также отмечали значительное улучшение работы кишечника без каких-либо побочных эффектов со стороны желудочно-кишечного тракта (Jie и др., Am J Clin Nutr, 2000).

Второе важное исследование, проведенное Мураками и др. (2004) использовали схему теста на толерантность к глюкозе для оценки влияния 14 г полидекстрозы на уровень глюкозы в крови после приема пищи. При одновременном приеме с 50 г глюкозы площадь под кривой концентрации глюкозы в плазме (AUC) уменьшилась на 28%. Когда те же 14 г полидекстрозы употреблялись вместе с хлебом, площадь под кривой (AUC) глюкозы снизилась на 35% (Мураками и др., Журнал Японской ассоциации по исследованию пищевых волокон, 2004).

Два независимых исследования, две разные группы участников, два разных вида углеводов в качестве носителей — и оба пришли к одному и тому же выводу: полидекстроза значительно ослабляет постпрандиальную реакцию глюкозы в продуктах, с которыми она употребляется.

Рассмотрение показателя ГИ в контексте

ГИ в диапазоне 4–7 — это не просто “низкий” показатель. Он находится в крайне низкой части гликемического спектра для любого ингредиента, полученного из углеводов. Обычно используемый порог низкого ГИ (≤ 55) оставляет разрыв почти в 50 единиц ГИ между полидекстрозой и верхней границей того, что считается “низкогликемическим”. С практической точки зрения при разработке рецептур это означает, что полидекстроза предоставляет огромный гликемический запас: вы можете заменять ингредиенты с высоким ГИ, не приближая готовый продукт даже к границе низкого ГИ.

Почему полидекстроза имеет сверхнизкий ГИ: метаболический механизм, лежащий в основе этих цифр

Гликемический индекс (ГИ) полидекстрозы — это не какая-то причуда. Это прямое следствие её молекулярной структуры. По составу полидекстроза на 90% состоит из глюкозы, однако практически ни одна молекула этой глюкозы не попадает в кровоток в виде свободного сахара. Причина кроется в том, как соединены между собой молекулы глюкозы.

Устойчивость к пищеварению: блокировка ферментов

Переваривание углеводов в организме человека осуществляется с помощью специфического набора ферментов — в первую очередь α-амилазы и дисахаридаз щеточной каймы, — которые воздействуют на альфа-1,4-гликозидные связи, стандартная связь, характерная для крахмала, мальтодекстрина и сахарозы. Полидекстроза, однако, синтезируется в процессе термической полимеризации, в результате чего образуется сильно разветвленная структура со случайными связями, богатая α-1,6- и β-гликозидные связи, химические связи, которые пищеварительные ферменты человека просто не способны гидролизовать.

В результате возникает ферментативная блокировка: полидекстроза проходит через желудок и тонкий кишечник, сохраняя свою структуру. Глюкоза не высвобождается. Глюкоза не поступает в портальное кровообращение. Реакция на инсулин не запускается. Это тот же физиологический принцип, который лежит в основе пищевых волокон, и он объясняет, почему мальтодекстрин (состоящий почти полностью из α-1,4-связей) имеет ГИ 85–100, в то время как полидекстроза, состоящая из тех же элементарных строительных блоков, имеет ГИ всего 4–7.

Ферментация в толстой кишке: второй акт

История метаболизма полидекстрозы не заканчивается в тонком кишечнике. Примерно 40% Поступившая с пищей полидекстроза, достигающая толстой кишки, подвергается частичному сбраживанию кишечной микрофлорой — преимущественно Бифидобактерия и Lactobacillus видов. В результате этого брожения образуются короткоцепочечные жирные кислоты (КЖК): бутират, ацетат и пропионат.

Эти короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA) всасываются и метаболизируются организмом, что обусловливает умеренную калорийность полидекстрозы, составляющую 1 ккал/г. Это единственный источник калорий, поступающих из данного ингредиента. Остальные ~60% полидекстрозы выводятся из организма в неизменном виде с калом, способствуя увеличению объёма кала и сокращению времени прохождения по толстой кишке.

Примечательно, что в ходе исследований ферментации в условиях непрерывной культуры было обнаружено Bifidobacterium infantis в качестве штамма, специально обогащенного в результате ферментации полидекстрозы — пребиотической особенности, отличающей его от других растворимых волокон. Именно это двойное действие — отсутствие высвобождения глюкозы в тонком кишечнике в сочетании с избирательной ферментацией в толстом кишечнике — делает полидекстрозу одновременно наполнителем с низким ГИ, растворимым волокном и пребиотиком.

Еще одним практическим преимуществом является хорошая переносимость со стороны желудочно-кишечного тракта: согласно клиническим данным, медиана допустимой суточной дозы составляет примерно 25 г, причем в ходе исследований подтверждено, что допустимое отклонение составляет до 90 г/день. Этот диапазон значительно шире, чем у инулина (обычно ≤ 15 г/день) или фруктоолигосахаридов (≤ 10–15 г/день).

Полидекстроза и другие ингредиенты с низким ГИ: сравнение с точки зрения разработчика рецептур

ГИ в диапазоне 4–7 — это впечатляющий показатель, но разработчики рецептур не выбирают ингредиенты в отрыве от реальности — они выбирают из имеющихся альтернатив. В приведенной ниже таблице проводится сравнение полидекстрозы с наиболее распространенными ингредиентами с низким ГИ по параметрам, имеющим значение при разработке продуктов: не только ГИ, но и калорийность, содержание клетчатки, технологическая стабильность и переносимость желудочно-кишечным трактом.

Это сравнение выявляет закономерность, которую невозможно уловить, опираясь исключительно на сухие цифры ГИ. Инулин и ФОС являются более эффективными пребиотиками в низких дозах, но теряют свои свойства под воздействием высокой температуры и кислоты, что исключает их использование в выпечке, кислых напитках и большинстве кондитерских изделий. Эритрит и аллулоза обеспечивают нулевой или практически нулевой ГИ при отличных вкусовых качествах, но не содержат пищевых волокон, поэтому не могут служить основанием для заявлений о содержании клетчатки. Резистентный декстрин является наиболее близким функциональным конкурентом, но обладает вдвое большей калорийностью и более слабыми свойствами наполнителя и увлажнителя.

Для разработчика рецептур, которому требуется ингредиент, способный одновременно заменить объем сахара, обеспечить поступление растворимых пищевых волокон, выдержать условия переработки и сохранить гликемическую нагрузку на предельно низком уровне, полидекстроза в большинстве случаев является наиболее эффективным решением из всех доступных вариантов.

Практические рекомендации: использование полидекстрозы при разработке продуктов с низким гликемическим индексом

Полезно знать, что ГИ полидекстрозы составляет 4–7. А вот умение правильно использовать её в реальной рецептуре — вот что превращает эту цифру в рекламное преимущество продукта. Основной принцип: полидекстроза в рецептуре выполняет не функцию подсластителя (она практически не обладает сладким вкусом), а функцию функциональный носитель. Он выполняет функции, связанные с консистенцией, текстурой и регулированием влажности, которые теряются при удалении сахара и мальтодекстрина.

Рекомендуемые уровни использования в зависимости от области применения

Нормы использования варьируются в зависимости от категории продукта и заявленных свойств. Приведенные ниже диапазоны соответствуют отраслевой практике в отношении порошка полидекстрозы (содержание клетчатки ≥ 90%, метод AOAC 2011.25):

Эти цифры являются ориентировочными. Оптимальное содержание для конкретного продукта зависит от заявленной нормы содержания клетчатки, желаемого гликемического индекса (ГИ) готового продукта, взаимодействия с другими ингредиентами (в частности, с белками и высокоинтенсивными подсластителями), а также от конкретного сорта полидекстрозы, выбранного для использования.

Советы по приготовлению для достижения оптимальных результатов

Порошок или сироп — выбирайте в зависимости от вашей производственной линии. Полидекстроза в порошке (содержание клетчатки ≥ 90%, содержание сухих веществ ~97%) позволяет сэкономить 15–20% на международных перевозках за счет исключения веса воды и идеально подходит для применения в сухих смесях, таких как хлебобулочные смеси и питательные батончики. Сироп полидекстрозы (содержание сухих веществ ≥ 70%, содержание клетчатки ≥ 75% в пересчете на сухую массу) позволяет исключить этап растворения при переработке жидких продуктов, сокращая время обработки партии примерно на 30–45 минут при каждом производственном цикле для производства напитков, молочных продуктов и кондитерских изделий.

Добавьте в водную фазу на раннем этапе. Полидекстроза обладает высокой растворимостью в воде и легко растворяется как в холодной, так и в горячей воде. Ее добавление на раннем этапе процесса приготовления — до добавления гидроколлоидов или белков, повышающих вязкость, — обеспечивает полную гидратацию и предотвращает образование комков.

Подавайте с высокоинтенсивным подсластителем. Полидекстроза придает продукту объем, текстуру и увлажняющие свойства, но не сладость. В рецептурах с пониженным содержанием сахара её необходимо сочетать с системой подсластителей: эритритолом или аллулозой для придания общего сладкого вкуса, либо гликозидами стевиола / экстрактом плодов монашеского дерева для получения высококонцентрированного подсластителя. Полидекстроза отвечает за физические свойства продукта, а подсластитель — за его вкус.

Не следует оценивать ГИ готового продукта на основе ГИ ингредиентов. Окончательный гликемический индекс продукта зависит от полного состава продукта — белки, жиры, кислотность и клетчатка влияют на реакцию организма на глюкозу. Единственным обоснованным способом обозначения продукта как “с низким ГИ” является in vivo Тест на ГИ по ISO 26642:2010, проведенные аккредитованной независимой лабораторией на готовой продукции.

Выбор подходящего сорта полидекстрозы для конкретного применения — задача не из простых. Различные категории продуктов требуют разных характеристик вязкости, допустимых значений pH, содержания клетчатки, значений DE и формы частиц. Использование универсального сорта там, где требуются индивидуальные технические характеристики, может привести к дефектам текстуры, проблемам с растворимостью или невыполнению целевых показателей по содержанию клетчатки. Ведущие производители в настоящее время предлагают более 200 моделей полидекстрозы с настраиваемыми параметрами — включая вязкость, pH, содержание клетчатки, показатель DE, водную активность, а также форму (порошок или гранулы) — при поддержке специализированных команд по исследованиям и разработкам, способных проводить совместные испытания рецептур в обоих направлениях. Если ваш текущий поставщик предлагает универсальный вариант с едиными характеристиками, возможно, стоит изучение вариантов технических характеристик полидекстрозы которые более точно соответствуют требованиям вашего продукта.

Указание на этикетке: «Низкий ГИ», «Подходит для диабетиков» и не только

Полидекстроза обладает тремя функциональными свойствами — растворимая пищевая клетчатка, ингредиент с низким гликемическим индексом и низкокалорийный наполнитель — и каждое из них позволяет подтверждать отдельный набор заявлений о содержании питательных веществ в соответствии с требованиями основных регулирующих органов. В приведенной ниже таблице представлены заявления, которые может подтверждать полидекстроза, нормативные рамки, регулирующие их, а также условия, которые должны быть соблюдены.

Необходимо учитывать: соответствие заявлениям на этикетке всегда зависит от конкретной юрисдикции и конкретного продукта. В приведенной выше таблице описано, что означает наличие полидекстрозы в составе продукта возможно, а не то, что какой-либо конкретный готовый продукт автоматически достигает. Перед окончательной доработкой упаковки всегда следует уточнить право на использование данного заявления у местного консультанта по вопросам регулирования.

Итог

Гликемический индекс полидекстрозы составляет 4-7, значение, подтверждённое независимыми клиническими исследованиями, объясняемое его устойчивой к воздействию ферментов молекулярной структурой и стабильно воспроизводимое для всех сортов продукта и поставщиков. По сравнению с мальтодекстрином (ГИ 85–100) и сахарозой (ГИ 65) преимущество с точки зрения гликемического индекса не является незначительным. Оно носит категорический характер.

Для разработчиков рецептур, создающих продукты с пониженным содержанием сахара, с высоким содержанием клетчатки или предназначенные для диабетиков, полидекстроза — это не просто показатель низкого гликемического индекса в техническом паспорте. Она заменяет объем сахара. Является источником растворимой пищевой клетчатки. Сохраняет свои свойства при высоких температурах выпечки и в кислой среде напитков. Связывает воду в батончиках и придает вязкость соусам. И все это при практически нулевом гликемическом ответе.

Вопрос, с которого началась эта статья, — Каков гликемический индекс полидекстрозы? – на этот вопрос есть однозначный ответ. Более уместный вопрос, который позволяет отличить эффективную формулировку от той, что хорошо выглядит лишь на бумаге, звучит так: какой класс, какой уровень, в какой матрице, подтверждено каким тестом? Именно в этом месте показатель GI перестает быть простой единицей данных и становится частью стратегии развития продукта.

Ссылки

1. Цзе, Ц. и др. “Исследования влияния потребления полидекстрозы на физиологические функции у китайцев”.” Американский журнал клинического питания, 2000. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0002916523069125
2. Мураками, Т. и др. “Влияние полидекстрозы на уровень глюкозы в плазме и концентрацию инсулина в сыворотке крови при тесте на толерантность к глюкозе у человека”.” Журнал Японской ассоциации по исследованию пищевых волокон, 2004. https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjdf2004/8/2/8_2_105/_article
3. Управление по контролю за продуктами и лекарствами США. “Обзор научных данных о физиологическом воздействии неперевариваемых углеводов”. 2016 г. https://www.fda.gov/media/101853/download
4. ISO 26642:2010. “Продукты питания. Определение гликемического индекса (ГИ) и рекомендации по классификации продуктов питания”. Международная организация по стандартизации.
5. Компания “Оцука Фармасьютикал” (Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd.) «Полидекстроза — о клетчатке».” https://www.otsuka.co.jp/en/health-and-illness/fiber/about/type/polydextrose/
6. SAIGAO: Ингредиенты – Продукты. https://www.saigaoingredients.com/products/
7. SAIGAO Ingredients – Контакты. https://www.saigaoingredients.com/contact/
8. SAIGAO Ingredients – Главная. https://www.saigaoingredients.com/