Разработка вафель с пониженным гликемическим индексом

Чрезмерное потребление калорийной пищи, содержащей в своем составе большое количество легкоусвояемых углеводов, в сочетании с низкой физической активностью оказывают негативное воздействие на организм человека. Это может привести к развитию «болезней цивилизации», сопровождающихся нарушениями углеводного и липидного обмена и способствующими, в частности, развитию ожирения и сахарного диабета. Тенденции формирования культуры питания современного человека

обоснованы необходимостью создания новых продуктов, содержащих углеводы с низким гликемическим индексом (ГИ) или корректировке существующих рецептур с целью снижения в них рафинированных сахаров, а также повышения биологической и физиологической ценности [1–3]. Один из вариантов расширения ассортимента подобных продуктов – применение сахарозаме-нителей и подсластителей, которые либо не содержат калорий, либо состоят из углеводов с низким гликемическим индексом.

Гликемический индекс указывает на гипергликемический потенциал содержащего углеводы продукта и, следовательно, на способность данного продукта вызывать выработку инсулина, количество которого будет сообразно величине гипергликемии [4–5].

Целью исследования является разработка рецептуры вафель с пониженным гликемическим индексом. Задачи исследования – выбор сахаро-заменителя, оптимизация рецептуры вафель, определение показателей качества полученных изделий, определение уровня глюкозы в крови после их употребления.

Рецептура вафель «Домашние»

Материалы и методы

В качестве объекта исследования выбраны вафли, выпекаемые в домашних условиях, рецептура и технология которых приведена в таблице 1.

При выборе заменителей сахара руководствовались информацией об их воздействии на гликемическую реакцию организма и управление ею, а также кариесогенностью, калорийностью, гигроскопичностью, степенью сладости (таблица 2–3) [4–6].

Таблица 1.

Table1.

Recipe waffles “Domashniye”

Наименование компонентов | Component Name	m брутто , г	m нетто , г
Яйца | eggs	6 шт.	270
Маргарин сливочный 65% | Margarine Cream 65%	180	180
Сахар | Sugar	250	250
Мука пшеничная высшего сорта | Flour	303	300
Масса готового теста | Weight of the finished test	–	1000
Выход| Output	–	750

Технологический процесс: Яйца моют и освобождают от скорлупы, добавляют к ним сахар, после чего взбивают миксером со скоростью 500–800 об/мин. Маргарин растапливают на водяной бане, муку просеивают, добавляют в полученную ранее смесь и тщательно взбивают миксером со скоростью 500–800 об/мин. Полученное тесто для вафель наливают по 120 г. на нижнюю рабочую поверхность предварительно разогретой до 180 °С электровафельницы, накрывают верхней рабочей поверхностью и выпекают в течение 3 мин. Полученную вафлю еще горячую быстро сворачивают втрубочку.

Workflow: Eggs are washed and freed from the shell, sugar was added thereto and then whipped with a mixer at a speed of 500800 rev / min. Margarine melted on a water bath Requests vayut flour is added to the previously obtained mixture and thoroughly with a whisk mixer speed of 500–800 rev/min. The resulting wafer batter is poured on the bottom 120 of the working surface of the preheatedheated to 180 °C electric waffle iron, cover the top working surface and baked for 3 min. The resulting wafer is still hot quickly rolled up into a tube.

Таблица 2.

Гликемический отклик и реакция на инсулин некоторых сахарозаменителей по сравнению с сахарозой

Table 2.

Glycemic response and insulin response to some sweeteners relative to sucrose

Сахар или альтернативы | Sugar or alternatively	Гликемический отклик, (Glycemic response) г GGE/100 г.	Степень | Power	Инсулиновый отклик (Insulin response), г IGE/100 г
мальтодекстрин | maltodextrin	91	Высокая | high	90
мальтоза | maltose	105	Высокая | high	–
трегалоза | trehalose	72	Высокая | high	51
сахароза | saccharose	68	Средняя | Central	45
лактоза | lactose	46	Низкая | low	–
изомальтоза | isomalt	37	Оч. низкая | Pts. low	25
глюкоза | glucose	100	Высокая | high	100
фруктоза | fructose	19	Оч. низкая | Pts. low	9
тагатоза | tagatose	3	Оч. низкая | Pts. low	3
эритрит | erythritol	≈0	Оч. низкая | Pts. low	2
ксилит | xylitol	12	Оч. низкая | Pts. low	11
сорбит | sorbitol	9	Оч. низкая | Pts. low	11
маннит | mannitol	≈0	Оч. низкая | Pts. low	≈0
мальтит | maltitol	45	Низкая | low	27
изомальт | isomalt	9	Оч. низкая | Pts. low	6
лактит | lactitol	5	Оч. низкая | Pts. low	4

Из таблицы 2 видно, что особый интерес для разработки продуктов с пониженным гликемическим индексом представляют фруктоза, эритрит, ксилит, сорбит, манит, изомальт и лактит. Анализ некоторых других свойств

Некоторые свойства заменителей этих сахарозаменителей (таблица 3) показывает, что все они не вызывают развития кариеса (в отличие от сахарозы), имеют низкую гигроскопичность (кроме фруктозы, ксилита и сорбита).

Таблица 3.

сахара по сравнению с сахарозой [6]

Table 3.

Some properties of the sugar substitutes as compared with sucrose

Свойства | properties	Гигроскопичность | Hygroscopicity:	Кариесоген-ность | Cariogenicity	Степень сладости, относительно сахарозы | The degree of sweetness relative to sucrose (= 1)	Энергетическая ценность, ккал/г (ЕС) | Energyvalue, kcal/g (EU)
сахароза | saccharose	низкая | low	да | Yes	1,0	4,0
фруктоза | fructose	высокая | high	нет | no	1,7	3,7
тагатоза | tagatose	низкая | low	нет | no	0,9	3,9
эритрит | erythritol	низкая | low	нет | no	0,7	0,0
ксилит | xylitol	высокая | high	нет | no	0,9	3,7
сорбит | sorbitol	высокая | high	нет | no	0,6	3,5
маннит | mannitol	низкая | low	нет | no	0,6	3,7
изомальт | isomalt	низкая | low	нет | no	0,5	2,4
лактит | lactitol	низкая | low	нет | no	0,4	2,0

По калорийности, представленные в таблице заменители сахара приблизительно равны калорийности сахарозы, за исключением лак-тита, изомальта и эритрита. Из первых двух, в результате их биологического окисления в организме, можно получить в 1,6 – 2 раза меньше калорий по сравнению с сахарозой, последний характеризуется нулевой калорийностью. Степень сладости возрастает в ряду лактит – изомальт – манит, сорбит – эритрит – ксилит, тагатоза – сахароза – фруктоза. Тагатоза практически не отличается по калорийности и степени сладости от сахарозы. Таким образом, для дальнейших исследований выбираем в качестве заменителя сахара фруктозу и ксилит. В данной работе представлены результаты, полученные при введении в продукт фруктозы.

Фруктоза – моносахарид натурального происхождения с гликемическим индексом – 19 единиц (за 100 единиц принят ГИ сахарозы). При этом фруктоза слаще сахарозы в 1,5–1,7 раз, что позволит снизить количество входящих в рецептуру простых сахаров и калорийность продукта в целом [6].

При оптимизации рецептуры вафель количество сахара заменяли эквивалентным по сладости количеством сахарозаменителя. Вычисления производили по формуле:

П= С Ксл где П – необходимое количество подсластителя, кг; С – количество заменяемого сахара, кг; Ксл – ориентировочный коэффициент сладости подсластителя (таблица 3).

Результаты и обсуждение

В результате предварительных расчетов установили интервал варьирования количества вводимой в рецептуру вафель фруктозы. Он составляет 29–147 г., что соответствует интервалу заменяемого сахара от 25% до 100% его содержания в рецептуре. В соответствии с этим расчетом готовили модельные смеси теста, содержащие различное соотношение сахара и его заменителя, выпекали вафли в электровафельнице при температуре 180 °С в течение 3 мин. Полученные изделия оценивали по органолептическим показателям, поскольку наличие у определенного продукта, свойственных для него внешнего вида, вкуса, запаха, консистенции, является одним из важнейших показателей, формирующих качество и потребительский спрос. Органолептическая оценка проводилась с привлечением непрофессиональных дегустаторов по пятибалльной шкале путем одновременного представления закодированных образцов продукта, в том числе и контрольного, приготовляемого по рецептуре, представленнойв таблице 1 [7]. На рисунке 1 представлен внешний вид некоторых опытных образцов и контрольного.

a                      b

c                      d

Рисунок 1. Внешний вид вафель с различным соотношением сахар: фруктоза: a – контроль; b – 65 : 45; c – 45 : 65; d – 25 : 75.

Figure1. Appearance of wafers with different ratios of sugar: fructose: a – control; b – 65 : 45; c – 45 : 65; d – 25 : 75

В результате исследований установлено, что контрольный и образцы с заменой сахара фруктозой менее чем на 65% имеют в центре светло-желтое окрашивание с постепенным переходом его в светло-коричневое по периметру. Выпекание вафель осуществляется при температуре 180 °С, что соответствует температуре кристаллизации сахара (160 – 185° С). Фруктоза кристаллизуется при более низкой температуре (98 – 102 °С), что объясняет возрастание интенсивности коричневого цвета вафель с увеличением заменителя сахара в рецептуре. Замена его более чем на 65% приводит к подгоранию вафель по периметру и появлению у изделий соответствующего запаха, горьковатого привкуса, повышения влажности и, как следствие, ухудшение хруста. Запах остальных образцов вафель практически не отличался от контрольного. Для дальнейших исследований количество заменяемого сахара фруктозой варьировали в интервале от 40 до 65%. Замена менее 40% сахара нецелесообразна.

Результаты органолептических исследований на наличие хрустящих свойств вафель свидетельствуют об обратно пропорциональной зависимости этого показателя количеству фруктозы в продукте. Так, вафли, содержащие 45–50% заменителя сахара практически не отличаются от контрольного образца, тогда как введение 55–60% значительно снижают хрустящие свойства, а 65% фруктозы в продукте практически нивелируют его.

Снижение хрустящих свойств напрямую связано с наличием влаги в продукте. Показатели влажности, определенные ускоренным методом с применением аппарата Чижовой, свидетельствуют о ее возрастании при увеличении заменителя сахара в рецептуре (рисунок 3). Это объясняется различной гигроскопичностью сахара и фруктозы (таблица 3). Во время хранения вафель в полиэтиленовой упаковке с воздушной средой влажность возрастает (рисунок 2).

В результате исследований установлено, что введение в рецептуры фруктозы взамен сахара от 45–55% является наиболее оптимальным. В таблице 4 представлен расчет пищевой ценности опытных образцов и контрольного (КО). Видно, что химический состав и калорийность кондитерских изделий практически равны.

Продолжительность хранения, сут.

The duration of storage, day

—♦— Контроль   —■— 45%   —*— 50%       55%       60%   —•— 65%

Рисунок 2. Изменение влажности вафель в зависимости от количества фруктозы в рецептуре

• Figure 2.    Changing moisture wafers depending on the amount of fructose in the recipe

Таблица 4.

Расчет пищевой ценности

Calculation of the nutritional value

Table4.

Показатель | Index	КО	Замена сахара| Replacing sugar
		45%	50%	55%
Белки, г | Proteins, g	6,6	6,9	6,9	7,0
Жиры, г | Fat, g	18,2	19,1	19,2	19,3
Углеводы, г | Carbohydrates, g	46,0	43,4	43,2	42,8
Е, ккал | E, kcal	374	373	373	372

Разработанное кондитерское изделие относится к легкоусвояемым. Такие продукты характеризуются высоким гликемическим индексом, который показывает, на сколько повышается уровень глюкозы в крови после их употребления, при этом он зависит от качественного состава конечного продукта и гликемической нагрузки каждого из ингредиентов. Сахар, входящий в рецептуру имеет ГИ равный 75, мука – 85, фруктоза – 15 [4]. Таким образом, частичная замена способствует снижению ГИ разработанного кондитерского изделия, что подтверждается проведенными исследованиями (рисунок 3). Измерения глюкозы в крови проводили у группы добровольцев из 50 человек в возрасте 20 – 25 лет. Для этого использовали глюкометр

(Accu-ChekActive, Германия). Измерения проводили утром «натощак» и после употребления вафель до полного восстановления уровня сахара в крови. Результаты представлены на рисунке 3.

Установлено, что скорость возрастания уровня глюкозы в крови тем ниже, чем большее количество сахара заменено добавкой. Посредством введения в рецептуру вафель взамен 45, 50, 55% сахара фруктозы гликемический индекс снизился на 14, 21, 23% соответственно.

Таким образом, изготовление вафель без снижения их качества возможно посредством замены сахара фруктозой на 45–55%. В таблице 4 представлена рецептура вафель, содержащей в своем составе среднее значение из этого интервала (таблица 5).

Время восстановления нормального уровня глюкозы в крови, мин Time restore normal blood glucose levels, min

♦ контроль | control

—■— замена сахара на 45% | sugar replacement 45%

—*— замена сахара на 50% | sugar replacement 50% замена сахара на 55% | sugar replacement 55%

Рисунок 3. Исследование изменения уровня глюкозы в крови человека до и после употребления вафель

• Figure 3.    Study changes glucose in the blood before and after the use of wafers

Таблица 5.

Рецептура вафель с фруктозой (замена сахара на 50%)

Table 5.

The recipe waffles with fruit sugar (50% sugar substitute)

Наименование компонентов	m брутто , г	m нетто , г
Яйца | eggs	6 шт.	270
Маргарин сливочный 65% | Margarine Cream 65%	180	180
Фруктоза | Fructose	75	75
Сахар | Sugar	125	125
Мука пшеничная высшегосорта | Flour	303	300
Масса готового теста | Weight of the finished test	–	1000
Выход	–	750

Технологический процесс: см. таблицу 1

Technological process: see table 1.

Заключение

В результате исследований оптимизирован ингредиентный состав вафель, содержащих фруктозу взамен части сахара, оценены показатели качества готовых изделий, отвечающих за потребительскую привлекательность, доказано