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 принимается за 100, что делает его одним из ингредиентов на основе углеводов с самым низким ГИ, доступных разработчикам рецептур. Однако одно только число не отражает всей картины. 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 чем 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 определяет 100-балльную шкалу 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 По данным различных отраслевых и научных источников, его ГИ почти на 60 единиц 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 следствием 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 “низким гликемическим индексом”. 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 определенного 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. Не возникает инсулиновой реакции. Это тот же физиологический принцип, который лежит в основе действия 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 в организм 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 один 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 рекламный аргумент 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 отличается высокой растворимостью в воде и легко растворяется как в холодной, так и в горячей воде. Её добавление на ранней стадии процесса приготовления — до добавления гидроколлоидов или белков, повышающих вязкость, — обеспечивает полную гидратацию и предотвращает образование комков.

Подавайте с высокоинтенсивным подсластителем. Полидекстроза придаёт продукту объём, текстуру и увлажняющие свойства — но не сладость. В рецептурах с пониженным содержанием сахара её необходимо сочетать с системой подсластителей: эритритолом или аллулозой для придания общей сладости, либо гликозидами стевиола / экстрактом плодов монашеского дерева для высокоэффективного подслащивания. Полидекстроза отвечает за физическую структуру продукта, а подсластитель — за вкус.

Не следует оценивать ГИ готового продукта на основе ГИ ингредиентов. Окончательный гликемический индекс продукта зависит от всей матрицы 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 научно-исследовательских команд, способных проводить совместные испытания рецептур в обоих направлениях. Если ваш текущий поставщик предлагает универсальный вариант с одной спецификацией для всех случаев, 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 подтверждает отдельный набор заявлений о содержании питательных веществ в соответствии с требованиями основных регулирующих органов. В приведенной ниже таблице представлены заявления, которые может подтвердить полидекстроза, нормативные рамки, регулирующие их, а также условия, которые должны быть выполнены.

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. Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd. “Полидекстроза — о клетчатке”.” https://www.otsuka.co.jp/en/health-and-illness/fiber/about/type/polydextrose/
6. SAIGAO Ingredients — Продукция. https://www.saigaoingredients.com/products/
7. SAIGAO Ingredients — Контакты. https://www.saigaoingredients.com/contact/
8. SAIGAO Ingredients — Главная. https://www.saigaoingredients.com/