Makaron o niskim IG – od pomysłu do wdrożenia

„Niechaj pożywienie będzie lekarstwem, a lekarstwo pożywieniem” – to słynne powiedzenie Hipokratesa wydaje się szczególnie aktualne w dzisiejszych czasach, kiedy coraz większy odsetek osób zmaga się z niezakaźnymi chorobami dietozależnymi.

Jednym z najistotniejszych problemów zdrowotnych współczesnego świata jest otyłość. Dane WHO wskazują, że na otyłość cierpi obecnie około miliard ludzi na świecie  (650 milionów dorosłych, 340 milionów nastolatków i 39 milionów dzieci). W Europie 59% dorosłych i prawie jedno na troje dzieci (29% chłopców i 27% dziewcząt) ma nadwagę lub otyłość. Badania naukowe wskazują, że otyłość znacząco zwiększa ryzyko występowania wielu niezakaźnych chorób cywilizacyjnych w tym cukrzycy typu 2, nowotworów, chorób układu krążenia i przewlekłych chorób układu oddechowego (Piché i in. 2020; Moore i Shah, 2020; WHO REPORT, 2022).

Kolejnym istotnym problemem zdrowotnym jest cukrzyca. WHO określa ją mianem epidemii XXI wieku. Obecnie na cukrzycę choruje 537 mln osób (International Diabetes Federation; 2022), a w 2045 roku szacuje się, że liczba chorych wzrośnie do poziomu 783 mln. Rzeczywista liczba chorych może być nawet dwukrotnie większa, ponieważ co druga osoba chora nie jest zdiagnozowana. Średnio co 5 sekund na świecie z powodu cukrzycy i związanych z nią powikłań umiera jedna osoba (International Diabetes Federation; 2022). Szacuje się, że około 90-95% przypadków to cukrzyca typu 2, która w dużej mierze warunkowana jest czynnikami środowiskowymi takimi jak niewłaściwa dieta oraz niska aktywność fizyczna.

Kluczowe znaczenie w profilaktyce oraz leczeniu nadwagi, otyłości i cukrzycy ma odpowiednio zbilansowana dieta, której podstawę powinny stanowić produkty o niskim lub średnim IG (Augustin i in., 2015). Indeks glikemiczny (IG) jest wskaźnikiem opisującym dynamikę hydrolizy i wchłaniania węglowodanów do krwioobiegu. Produkty cechujące się niskim IG (<55), zawierają węglowodany złożone, które ulegają powolnej hydrolizie i wchłanianiu. W wyniku ich trawienia glukoza stopniowo uwalniana jest do krwioobiegu, co pozwala kontrolować poposiłkowy wyrzut insuliny (Di Pede i in., 2021; Scazzina i in., 2016). Przez wiele lat diabetykom zalecano ograniczenie podaży węglowodanów w diecie. Obecnie, zgodnie z zaleceniami klinicznymi, dotyczącymi postępowania u chorych na cukrzycę Polskie Towarzystwo Diabetologiczne (PTD, 2021) zaleca podaż węglowodanów, umożliwiającą pokrycie  45-60% zapotrzebowania energetycznego organizmu, pod warunkiem wyboru produktów o niskim indeksie glikemicznym i zwiększonej zawartości błonnika.

Podstawowym źródłem węglowodanów w diecie człowieka są produkty zbożowe. Wśród nich na szczególną uwagę zasługuje makaron. Technologia jego produkcji oparta na tłoczeniu ciasta pod ciśnieniem sięgającym 10-13 MPa sprawia, że wytłoczony produkt ma zwartą strukturę, w której skrobia jest gęsto upakowana i szczelnie otoczona siatką glutenową. Dzięki temu makaron po ugotowaniu i spożyciu jest stosunkowo wolno trawiony, a glikemia poposiłkowa jest niższa niż po spożyciu np. tradycyjnego pieczywa pszennego (Papakonstantinou i in., 2022; Di Pede i in., 2021; Huang i in., 2017). Makaron stanowi idealną matrycę żywnościową do  wzbogacania w komponenty wysokobłonnikowe i wysokobiałkowe, których dodatek może redukować IG produktu do poziomu nawet <40.

Pracownicy Zakładu Inżynierii i Technologii Zbóż we współpracy z Wytwórnią Makaronu Domowego POL-MAK S.A w Ludwinie, w ramach wspólnie realizowanego projektu, podjęli się opracowania receptury makaronu o bardzo niskim indeksie glikemicznym, który byłby produktem odpowiednim dla osób chorych na cukrzycę typu 1 i 2, z zaburzeniami gospodarki węglowodanowej oraz osób z nadwagą i otyłością. Projekt był odpowiedzią na potrzeby rynku, na którym ciągle brakuje żywności o zdefiniowanym niskim lub średnim indeksie i ładunku glikemicznym, która mogłaby stanowić podstawę diety osób cierpiących na niezakaźne choroby dietozależne. Zapotrzebowanie na tego typu żywność jest duże i szacuje się, że w najbliższej perspektywie będzie stale wzrastać (Saeedi i in., 2017).

W ramach projektu na podstawie wyników badań składu chemicznego i właściwości fizycznych różnych surowców roślinnych opracowano wstępne, modelowe receptury makaronu. Następnie po przeprowadzeniu badań wybrano optymalne warianty recepturowe i opracowano założenia technologii produkcji makaronu. W skali półtechniki laboratoryjnej wyprodukowano 45 różnych wariantów recepturowych makaronów, które następnie poddano szczegółowym badaniom składu chemicznego, właściwości fizycznych oraz jakości kulinarnej i organoleptycznej. Na podstawie uzyskanych wyników badań wytypowano pięć najbardziej obiecujących produktów, które poddano badaniom IG in vivo. W finalnym etapie prac przetestowano wybrane receptury  makaronu realizując badania pilotażowe w skali przemysłowej.

Fot. 1. Makaron o niskim IG w zestawieniu z tradycyjnymi makaronami pszennymi, dostępnymi na rynku. 

W wyniku realizacji projektu opracowano innowacyjne receptury makaronu o bardzo niskim indeksie glikemicznym (IG<40%) i niskim ładunku glikemicznym (ŁG<10), wytworzone z semoliny durum z dodatkiem mąki z niskoalkaloidowych nasion łubinu, błonnika owsianego zasobnego w  β-glukany oraz glutenu pszennego. Receptury produktu zostały objęte ochroną patentową w Polsce (PL239926) i zgłoszone do ochrony patentowej w Unii Europejskiej (EP3998871) i Stanach Zjednoczonych (US20220361535).

Opracowane produkty w stosunku do tradycyjnego makaronu pszennego wykonanego w 100% z   semoliny durum  cechują się znacznie mniejszą zawartością węglowodanów przyswajalnych przy jednocześnie większej zawartości białka i błonnika pokarmowego. 100 g ugotowanego makaronu dostarcza 149 kcal i zawiera 20 g  węglowodanów przyswajalnych, 2,8 g tłuszczu, 7,8 g białka oraz 5,7 g błonnika.

W listopadzie 2022 roku WMD POL-MAK S.A. wdrożyła makarony o niskim IG (GI Pasta) do produkcji przemysłowej. Produkty są obecnie dostępne w sprzedaży w 4184 sklepach na terenie całej Polski, w tym m.in.  sieciach sklepów ALDI, FRISCO, TOP MARKET, STOKROTKA, INTERMARCHE, KAUFLAND, SPOŁEM i innych. W ostatnim czasie makaron był prezentowany na największym w tym roku wydarzeniu branży spożywczej – Międzynarodowych Targach  Anuga FoodTec (7-11 października 2023) w Niemczech, gdzie spotkał się z dużym zainteresowaniem ze strony wystawców i uczestników.  

Fot. 2. Makaron o niskim IG.

Fot. 3. Stoisko WMD Pol-Mak S.A. na  Międzynarodowych Targach  Anuga FoodTec w Niemczech.

Literatura:

1. Augustin L.S.A., C.W.C. Kendall, D.J.A. Jenkins, T.M.S. Wolever, S. Baer-Sinnott, A. Poli. 2015. Glycemic index, glycemic load and glycemic response: An International Scientific Consensus Summit from the International Carbohydrate Quality Consortium (ICQC). DOI:https://doi.org/10.1016/j.numecd.2015.05.005
2. Di Pede G., Dodi R., Scarpa C., Brighenti F., Dall’asta M. i Scazzina F. Glycemic Index Values of Pasta Products: An Overview. Foods, 2021, 10, 2541. https://doi.org/10.3390/FOODS10112541
3. Huang M., Li J., Ha M.-A., Riccardi G. i Liu S. A systematic review on the relations between pasta consumption and cardio-metabolic risk factors. Nutrition, Metabolism and Cardiovascular Diseases, 2017, 27(11), 939–948. https://doi.org/10.1016/J.NUMECD.2017.07.005
4. Moore K.J. i Shah R. 2020. Introduction to the Obesity, Metabolic Syndrome, and CVD Compendium Circulation Research. 2020;126:1475–1476 https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.120.317240
5. Papakonstantinou E., Xaidara M., Siopi V., Giannoglou M., Katsaros G., Theodorou G., Maratou E., Poulia K.A., Dimitriadis G.D., Skandamis P.N. Effects of Spaghetti Differing in Soluble Fiber and Protein Content on Glycemic Responses in Humans: A Randomized Clinical Trial in Healthy Subjects. International Journal of Environmental Research and Public Health, 2022, 4,19(5), 3001. doi: 10.3390/ijerph19053001
6. Piché M.-E., Tchernof A. and Després J.-P. (2020) Obesity Phenotypes, Diabetes, and Cardiovascular Diseases. Circulation Research. 2020;126:1477–1500 https://doi.org/10.1161/CIRCRESAHA.120.316101
7. Scazzina F., Dall’Asta M., Casiraghi M.C., Sieri S., Del Rio D., Pellegrini N., i Brighenti F. Glycemic index and glycemic load of commercial Italian foods. Nutrition, metabolism, and cardiovascular diseases, 2016, 26(5), 419–429. https://doi.org/10.1016/J.NUMECD.2016.02.013

Źródła internetowe:

1. International Diabetes Federation, 2022: https://diabetesatlas.org/
2. PTD, 2021: Zalecenia kliniczne dotyczące postępowania u chorych na cukrzycę 2022 Stanowisko Polskiego Towarzystwa Diabetologicznego (ptdiab.pl)
3. WHO REPORT, 2022: https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/353747/9789289057738-eng.pdf).

Tekst i zdjęcia: dr hab. Aldona Sobota, prof. UPL
Katedra Technologii Żywności Pochodzenia Roślinnego i Gastronomii
Zakład Inżynierii i Technologii Zbóż
Wydział Nauk o Żywności i Biotechnologii

***

[Cykl „Poznaj świat nauki o żywności” to seria artykułów popularnonaukowych przygotowywanych przez naukowców z Wydziału Nauk o Żywności i Biotechnologii Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie].