Опубликовано час назад

Как избавиться от глютена в печенье и сделать его полезным для сахара в крови

Использование безглютеновых ингредиентов в выпечке печенья становится всё более распространённым из-за заболеваний, связанных с глютеном, других алиментарно-зависимых неинфекционных заболеваний, а также стремления потребителей к продуктам, укрепляющим здоровье. В данном исследовании безглютеновое печенье (БГП) было изготовлено из биофортифицированной желтой кукурузы с добавлением карбоксиметилцеллюлозы натрия (КМЦNa), используемой в качестве эталонного гидроколлоида, и муки из брахистегии широколистной (Brachystegia eurycoma) (МБШ) в четырёх различных пропорциях (2,5; 5; 7,5 и 10% соответственно).

В полученном БГП оценивали содержание биоактивных компонентов (флавоноидов, танинов и сапонинов), каротиноидов, ингибирующую активность в отношении ферментов, расщепляющих крахмал (альфа-амилазы и альфа-глюкозидазы), а также гликемический индекс. В качестве контроля служило печенье из 100% муки коммерческой пшеницы (МКП).

Содержание общих флавоноидов в печенье из 100% биофортифицированной желтой кукурузы (БЖК) (144,48 ± 0,18 мг/г) и сапонинов (1,04 ± 0,00 мг/г) было достоверно (p < 0,05) выше, чем в печенье из 100% МКП (93,84 ± 0,36 мг/г; 1,02 ± 0,00 мг/г). Содержание общих танинов в образцах печенья варьировалось от 3,12 ± 0,00 мг/г (100% МКП) до 4,87 ± 0,00 мг/г (2,5% МБШ + 97,5% БЖК). Профиль каротиноидов показал наличие в печенье лютеина (в диапазоне от 0,62 до 1,63 мкг/г), бета-каротина (от 3,81 до 6,06 мкг/г), бета-криптоксантина (от 0,19 до 1,75 мкг/г) и зеаксантина (от 0,83 до 2,48 мкг/г). Кроме того, БГП достоверно (p < 0,05) ингибировало альфа-амилазу (значения IC50 в диапазоне от 1,42 ± 0,01 мкг/мл (100% БЖК) до 2,63 ± 0,01 мкг/мл (100% МКП)) и альфа-глюкозидазу (значения IC50 в диапазоне от 1,12 ± 0,01 мкг/мл (2,5% КМЦNa + 97,5% БЖК) до 6,72 ± 0,01 мкг/мл (7,5% МБШ + 92,5% БЖК)). Безглютеновое печенье показало низкое значение гликемического индекса (ГИ < 50).

Безглютеновое печенье на основе биофортифицированной желтой кукурузы содержит значительное количество биоактивных соединений, обладает антигипергликемическими свойствами и низким гликемическим индексом. Таким образом, оно может служить функциональным мучным кондитерским изделием с потенциальной пользой для здоровья.

Печенье — один из хлебобулочных продуктов, которые люди употребляют в качестве перекуса (Susman et al., 2021). Оно характеризуется низким содержанием воды, что способствует его длительному сроку хранения благодаря отсутствию микробиологической порчи (Dhankhar, 2013). Печенье обычно изготавливают из рафинированной пшеничной муки, содержащей глютен, который придает тесту замечательные вязкоэластичные свойства (Elif and Duygu, 2020; Irondi et al., 2023; Imam et al., 2024). Однако в последнее время наблюдается рост выпечки печенья с использованием безглютеновых (GF) ингредиентов из-за заболеваний, связанных с глютеном, таких как повышающаяся распространенность целиакии, стремление потребителей к продуктам, укрепляющим здоровье, а также других алиментарно-зависимых неинфекционных заболеваний (Irondi et al., 2023; Imam et al., 2024). Псевдозлаки, клубни, семена, бобовые, орехи, фрукты и злаки являются некоторыми из этих элементов (Jnawali et al., 2016; Bashir et al., 2020; Xu et al., 2020; Irondi et al., 2023; Imam et al., 2024). Предыдущие исследования предположили, что безглютеновые продукты могут предоставлять медицинские преимущества, включая антидиабетические, противораковые, антигипертензивные и гипохолестеринемические свойства (Manzoor, et al., 2020; Irondi et al., 2023; Imam et al., 2024). Эти свойства были связаны с их химическим составом, в частности с наличием биологически активных веществ (Fouad and Rehab, 2013; Sethiya et al., 2014). Типичные безглютеновые ингредиенты для печенья, включая муку, рисовый крахмал и кукурузный крахмал, были связаны с возможными опасениями у людей с метаболическими проблемами (такими как диабет и ожирение). Риски включают высокий гликемический индекс после употребления из-за содержания в них крахмала (Elif and Duygu, 2020). При изготовлении безглютенового печенья ингредиенты, которые могут снизить эти риски и обладать превосходными полезными для здоровья свойствами, могут быть хорошей альтернативой (Di Cairano et al., 2018).

Кукуруза (Zea mays L.) — это полевая культура, возделываемая в основном ради зерна, которое является ключевым для питания человека и животных. Это третье по популярности зерно, выращиваемое в мире после риса и пшеницы (Yousaf et al., 2020), и оно служит отличным источником минералов, железа, витамина B, углеводов и белка (Siwela et al., 2020). Биофортифицированная желтая кукуруза (провитамин A биофортифицированная кукуруза) является основным диетическим источником биологически активных веществ, таких как каротиноиды, витамин C, полифенольные соединения и антоцианы (Alamu et al., 2018; Beta and Hwang, 2018; Elemosho et al., 2020). Эти биоактивные химические вещества могут оказывать на здоровье противоожирение, антидиабетическое и антиоксидантное действие (Žilić et al., 2012; Irondi et al., 2019a). Более того, Brachystegia eurycoma (BE) является природным источником гидроколлоида, который недостаточно используется и может имитировать вязкоэластичные свойства глютена (Irondi et al., 2021a; Irondi et al., 2022). Дополнительно он предоставляет питательные вещества, включая белок, калории, углеводы, минералы и витамины (Nwosu, 2012), а также антиоксиданты и важные фитохимические вещества, такие как флавоноиды, сапонины, фенольные соединения, танины, которые обеспечивают пользу для здоровья (Irondi et al., 2015; Irondi et al., 2021a). Польза для здоровья от безглютенового печенья может быть повышена за счет выпечки его с биофортифицированной желтой кукурузой и Brachystegia eurycoma. Таким образом, цель данного исследования — оценить содержание биоактивных веществ и антигипергликемические свойства безглютенового печенья, изготовленного из биофортифицированной желтой кукурузы и Brachystegia eurycoma.

2.1 Материалы

Материалами, использованными в этом исследовании, были зерна биофортифицированной желтой кукурузы (BYM) и семена B. eurycoma (BE) (Рисунок 1), коммерческая пшеничная мука (CWF) (Triticum aestivum) и карбоксиметилцеллюлоза натрия (SCMC) (эталонные гидроколлоиды). Эти материалы были приобретены на местном рынке в Илорине, штат Квара. Химические вещества и реагенты, использованные в этом исследовании, были аналитической чистоты.

РИСУНОК 1 Растительные материалы. (A) Зерно биофортифицированной желтой кукурузы, (B) Семя Brachystegia eurycoma.

2.2 Методы

2.2.1 Приготовление образцов муки для производства печенья

Семена BE и зерна BYM были измельчены в отдельную муку (Рисунок 2). Смеси биофортифицированной желтой кукурузной муки (BYF), использованные для изготовления печенья на основе BYF, были приготовлены путем добавления SCMC и муки из BE (BEF) к BYF в разных пропорциях (2,5; 5; 7,5 и 10% соответственно). Для приготовления контрольного печенья использовали CWF.

РИСУНОК 2 Образцы муки. (A) Биофортифицированная желтая кукурузная мука, (B) Мука из Brachystegia eurycoma.

2.2.2 Выпечка печенья

Печенье выпекали с использованием метода Okaka и Isieh (1990). С помощью кухонного комбайна Kenwood Chef 200 г образца муки смешивали со 100 г маргарина до получения легкой и пушистой консистенции. Когда отметка скорости достигла 6 делений на индикаторе, 60 г цельного яйца, 0,1 г разрыхлителя, 20 г сухого молока и 1 г соли смешивали с образцом муки для получения теста или крутого теста. Затем тесто раскатывали до толщины 0,2–0,3 см с помощью посыпанной мукой доски и скалки. После придания раскатанному тесту формы его помещали на противень, смазанный маслом, и выпекали в течение 20 минут при 150°C. Печенье (как показано на Рисунке 3) извлекали и помещали в целлофановые пакеты для дальнейшего анализа.

РИСУНОК 3 Образцы печенья.

2.2.3 Приготовление метанольного экстракта

Метанольный экстракт муки для печенья готовили с использованием процедуры Chan et al. (2007). Метанол (10 мл) добавляли в закрытую 50-мл центрифужную пробирку, содержащую 1 г образцов печенья. После нескольких минут энергичного встряхивания при комнатной температуре смесь оставляли на ночь. Затем ее фильтровали для получения надосадочной жидкости (метанольного экстракта) и хранили при −4°C до анализа.

2.2.4 Количественное определение биологически активных соединений в печенье

Для количественного определения биоактивных химических веществ в образцах следовали следующим стандартным методикам.

2.2.4.1 Определение общего содержания флавоноидов

Метод с хлоридом алюминия, описанный Kale et al. (2010), использовали для количественного определения общего содержания флавоноидов. Метанольный экстракт (0,5 мл) помещали в пробирку, затем добавляли 1,5 мл метанола, 0,1 мл хлорида алюминия (10%), 0,1 мл 1 М ацетата калия и 2,8 мл дистиллированной воды. Реакционную смесь встряхивали, инкубировали при комнатной температуре в течение 30 минут, а затем измеряли поглощение при 514 нм. Общее содержание флавоноидов выражали в эквиваленте кверцетина (QE) в мг/г материала.

2.2.4.2 Определение общего содержания танинов

Содержание танинов в образце измеряли с использованием методики, описанной Amorim et al. (2008). Вкратце, 1 мл 35% раствора карбоната натрия, 7,5 мл дистиллированной воды, 0,5 мл реактива Фолина-Дениса и 0,1 мл надосадочной жидкости смешивали, а затем доводили до 10 мл дистиллированной водой. Затем с помощью УФ/Видимого спектрофотометра измеряли поглощение смеси (760 нм) после встряхивания и выдерживания при комнатной температуре в течение 30 минут. Содержание танинов выражали в эквиваленте танниновой кислоты в мг/г материала.

2.2.4.3 Определение общего содержания сапонинов

Общее содержание сапонинов в экстракте определяли методом, описанным Makkar et al. (2007). Аликвоту (0,25 мл) надосадочной жидкости отбирали пипеткой в пробирку, после чего добавляли 0,25 мл ванильного реактива (8% ванилина в этаноле) и 2,5 мл 72% водного раствора H₂SO₄. Реакционную смесь в пробирках нагревали на водяной бане (60°C) в течение 10 минут. Пробирки охлаждали во льду в течение 4 минут и давали им адаптироваться к комнатной температуре. После этого измеряли поглощение на УФ/Видимом спектрофотометре при 544 нм. В качестве стандарта использовали диосгенин, и полученный результат выражали в мг эквивалента диосгенина на грамм.

2.2.5 Количественное определение содержания каротиноидов в печенье

Содержание каротиноидов в образце печенья количественно определяли с использованием процедуры, описанной Howe и Tanumihardjo (2006). Вкратце, 0,6 г образца и 6 мл этанола (с 0,1% бутилированного гидрокситолуола) смешивали для экстракции каротиноидов из муки. Смесь выдерживали 5 минут на водяной бане при 85°C. Затем мешающие масла в смеси омыляли в течение 5 минут при 85°C на водяной бане, используя гидроксид калия (80% мас./об.). После смешивания суспензии с помощью вортекса ее снова помещали на водяную баню еще на 5 минут. Ее немедленно помещали в ледяную баню и добавляли 3 мл деионизированной воды. Три раза подряд содержимое каротиноидов в смеси экстрагировали с помощью 3 мл н-гексана и центрифугировали при 1000 об/мин в течение 10 секунд. Верхний слой смеси помещали в 50-мл концентраторную пробирку. Смешанную гексановую фракцию центрифугировали в течение 10 секунд при 1000 об/мин, трижды обрабатывали на вортексе, а затем промывали деионизированной водой. Фракцию н-гексана высушивали с помощью концентратора Turbo Vap (LIV) с газообразным азотом в течение 25 минут. Затем аликвоту (100 мкл) вводили в систему ВЭЖХ для количественного определения каротиноидов после того, как высушенный экстракт был восстановлен с помощью 1 мл метанол/дихлорметана, 50:50 об./об.

Система ВЭЖХ (Water Corporation, Милфорд, Массачусетс, США) включала автосамплер (Waters 717), диодно-матричный детектор (Waters 2996), бинарный ВЭЖХ насос (Waters 626), защитную колонку и колонку для каротиноидов C30 YMC (4,6 × 250 мм, 3 мкМ). Для управления системой использовали программное обеспечение Empower one (Waters Corporation). Подвижная фаза состояла из растворителя B, содержащего 100% метил-трет-бутиловый эфир, и растворителя A, включающего метанол-воду (92:8 об./об.) с 10 ммоль/л ацетата аммония. Градиентное элюирование проводили при следующих условиях с расходом 1 мл/мин: всего четыре линейных градиента — 29 мин от 83% до 59% A, 6 мин от 59% до 30% A, 1 мин при 30% A, 4 мин от 30% до 83% A и 4 мин при 83%. Хроматограммы регистрировали при 450 нм, а каротиноиды идентифицировали и количественно определяли с использованием метода внешних стандартов. Это включало сравнение спектра поглощения и совместное элюирование со стандартными каротиноидами, а также использование калибровочной кривой по чистым стандартам.

2.2.6 Анализы ингибирования крахмал-расщепляющих ферментов (альфа-амилазы и альфа-глюкозидазы) в печенье in vitro

2.2.6.1 Анализ ингибирования альфа-глюкозидазы in vitro

Активность ингибирования альфа-глюкозидазы оценивали с использованием метода, описанного Kim et al. (2005), с использованием альфа-глюкозидазы (EC 3.2.1.20) и пара-нитрофенилглюкопиранозида (PNPG) в качестве субстрата. Аликвоту альфа-глюкозидазы (5 единиц) инкубировали с метанольными экстрактами печенья (20 мкг/мл) в течение 15 минут. Затем 3 мМ PNPG растворяли в 20 мМ фосфатном буфере (pH 6,9) в качестве субстрата для инициирования гидролитической реакции. Гидролитическую реакцию проводили в течение 20 минут при 37°C, после чего ее останавливали добавлением 0,1 М Na₂CO₃ (2 мл). Поглощение желтого пара-нитрофенола, высвобождающегося при гидролизе PNPG, измеряли при 400 нм. Процент (%) ингибирования альфа-глюкозидазы рассчитывали следующим образом:

2.2.6.2 Анализ ингибирования альфа-амилазы in vitro

Метод, описанный Kwon et al. (2008), использовали для проведения анализа ингибирования альфа-амилазы. В этом анализе использовали альфа-амилазу поджелудочной железы свиньи (EC 3.2.1.1) в качестве фермента и растворимый крахмал в качестве субстрата. Соответствующие разведения метанольного экстракта образцов печенья (500 мкл) и 500 мкл 0,02 М фосфатного буфера натрия (pH 6,9 с 0,006 М NaCl), содержащего 0,5 мг/мл раствора альфа-амилазы, инкубировали (37°C) в течение 10 минут. После этого добавляли 500 мкл 1% раствора крахмала в 0,02 М фосфатном буфере натрия. Затем реакционную смесь инкубировали при 37°C в течение 15 минут, после чего добавляли 1,0 мл цветового реактива DNSA (1% 3,5-динитросалициловой кислоты и 12% тартрата натрия-калия в 0,4 М NaOH) для остановки реакции. Далее реакционную смесь инкубировали в течение 5 минут на кипящей водяной бане, охлаждали до комнатной температуры и разбавляли 10 мл дистиллированной воды. Поглощение измеряли при 540 нм. Процент (%) ингибирования альфа-амилазы рассчитывали следующим образом:

2.3 Оценка гликемического индекса печенья

Исследование гликемического индекса (GI) было одобрено Министерством здравоохранения штата Квара, Илорин, с номером одобрения MOH/KS/EU/777/493. Шестьдесят (60) здоровых, не страдающих диабетом людей (30 мужчин и 30 женщин) в возрасте от 28 до 50 лет были привлечены для клинических испытаний после получения их информированного согласия. Измерение и расчет GI основывались на методе, описанном ФАО/ВОЗ (1998). Использованные субъекты не имели известных заболеваний и не принимали никаких лекарств, которые могли бы повлиять на результаты исследования. Их строго проинструктировали воздерживаться от курения, употребления алкоголя и напитков, содержащих кофеин, в период исследования. Все субъекты голодали в течение ночи (19:30 – 7:30) перед утренним тестированием, и им было предписано не заниматься интенсивной физической активностью перед днями тестирования. Данные о росте, весе и возрасте были получены для каждого субъекта перед тестированием.

2.4 Анализ данных

Результаты трехкратных экспериментов были выражены как среднее значение ± стандартное отклонение (SD). Был проведен дисперсионный анализ (ANOVA) данных, и для сравнения средних значений данных с 95% уровнем достоверности был выполнен множественный диапазонный тест Дункана с использованием программного обеспечения SPSS (21-я версия). Для построения графиков использовали Graph Pad prism eight.

3.1 Биоактивные соединения печенья

Результат определения биологически активных соединений представлен в Таблице 1. Согласно результату, 100% BYF имел самое высокое значение общего содержания флавоноидов (144,48 ± 0,18 мг/г), которое значительно выше (p < 0,05), чем у печенья из 100% CWF (93,84 ± 0,36 мг/г). Самое низкое содержание флавоноидов было обнаружено в печенье 7,5% SCMC-92,5% BYF (58,71 ± 0,36 мг/г), и оно значительно сравнимо (p > 0,05) с печеньем 10% BEF-90% BYF (59,35 ± 0,54 мг/г) и 2,5% SCMC-97,5% BYF (59,48 ± 0,36 мг/г). Дополнительно, общее содержание танинов в печенье варьировалось от 3,12 ± 0,00 мг/г (100% CWF) до 4,87 ± 0,00 мг/г (2,5% BEF-97,5% BYF). Содержание танинов в 100% BYF (3,70 ± 0,02 мг/г) было значительно выше (p < 0,05), чем в 100% CWF (3,12 ± 0,00 мг/г). Аналогичная тенденция ранее была показана для желтой кукурузной и пшеничной муки Irondi et al. (2021b). Общий уровень сапонинов в печенье 100% CWF (1,02 ± 0,00 мг/г) был значительно ниже (p < 0,05), чем в печенье 100% BYF (1,04 ± 0,00 мг/г) и в печенье BEF-BYF. Биоактивные соединения (флавоноиды и танины), обнаруженные в исследовании, известны своим положительным воздействием на здоровье. Согласно сообщениям, наличие этих веществ в безглютеновых продуктах может предоставлять противоожирение, антигипертензивные, антидиабетические и антиоксидантные преимущества (Bai et al., 2017; Irondi et al., 2018; Irondi et al., 2021a; Avila-Roman et al., 2021; Irondi et al., 2021b; Irondi et al., 2022). Сообщалось, что помимо их пользы для здоровья, они также могут предотвращать окислительную порчу, продлевать срок хранения продуктов и сохранять питательную ценность пищи.

ТАБЛИЦА 1 Биоактивные соединения образцов печенья.

Данные представляют собой средние значения ± стандартное отклонение (SD) независимых трехкратных определений. Данные с разными строчными надстрочными буквами в одном столбце значительно различаются (p < 0,05). CWF, коммерческая пшеничная мука; BYF, биофортифицированная желтая кукурузная мука; BEF, мука из Brachystegia eurycoma; SCMC, карбоксиметилцеллюлоза натрия.

3.2 Содержание каротиноидов в печенье

Профиль каротиноидов печенья показан в Таблице 2. Основываясь на ВЭЖХ-фингерпринтинге, результаты показали, что все образцы печенья имели значительное (p < 0,05) количество каротиноидов. В частности, лютеин (в диапазоне от 0,62 до 1,63 мкг/г), β-каротин (в диапазоне от 3,81 до 6,06 мкг/г), β-криптоксантин (в диапазоне от 0,19 до 1,75 мкг/г) и зеаксантин (в диапазоне от 0,83 до 2,48 мкг/г) были среди основных каротиноидов. Печенье с 2,5% BEF-97,5% BYF имело самую низкую ретинол-активность (0,76 мкг/г), тогда как печенье с 5% SCMC-95% BYF имело самое высокое значение (1,14 мкг/г). Наличие каротиноидов в печенье предполагает, что печенье на основе BYF может иметь пользу для здоровья. Каротиноиды обладают антиоксидантными и провитаминными A свойствами (Seifried et al., 2007; Elemosho et al., 2020); они защищают от рака, включая рак простаты (Agarwal and Rao, 2000; Elemosho et al., 2020); они предотвращают хронические заболевания (Gammone et al., 2017) и диабет 2 типа (Sugiura et al., 2015), инсулинорезистентность (Ni et al., 2015) и гипергликемию, связанную с диабетическими состояниями (Elemosho et al., 2020).

ТАБЛИЦА 2 Профиль каротиноидов образца печенья.

Данные представляют собой средние значения независимых трехкратных определений. Данные с разными строчными надстрочными буквами в одном столбце значительно различаются (p < 0,05). CWF, коммерческая пшеничная мука; BYF, биофортифицированная желтая кукурузная мука; BEF, мука из Brachystegia eurycoma; SCMC, карбоксиметилцеллюлоза натрия.

3.3 Активность ингибирования крахмал-расщепляющих ферментов (альфа-амилазы и альфа-глюкозидазы) в печенье

Активность ингибирования альфа-амилазы и альфа-глюкозидазы печенья представлена в Таблице 3 как концентрации экстрактов печенья, вызывающие 50% ингибирование (IC50). Печенье из 100% BYF со значениями IC50 1,42 ± 0,01 мкг/мл (для альфа-амилазы и альфа-глюкозидазы соответственно) показало лучшее ингибирование альфа-амилазы и альфа-глюкозидазы, чем печенье из 100% CWF (альфа-амилаза: 2,63 ± 0,01 и альфа-глюкозидаза: 2,29 ± 0,02 мкг/мл). Более низкое значение IC50 показывает более сильную ингибирующую активность в отношении фермента (Irondi et al., 2021b; Irondi et al., 2022). Дополнительно, значение IC50 варьировалось от 1,42 ± 0,01 мкг/мл (100% BYF) до 2,63 ± 0,01 мкг/мл (100% CWF) для альфа-амилазы и от 1,12 ± 0,01 мкг/мл (2,5% SCMC-97,5% BYF) до 6,72 ± 0,01 (7,5% BEF-92,5% BYF) для альфа-глюкозидазы. Среди композитных образцов печенья печенье 7,5% SCMC-92,5% BYF (1,77 ± 0,00 мкг/мл) обладает лучшим ингибированием альфа-амилазы, тогда как печенье 2,5% SCMC-97,5% BYF (1,12 ± 0,01 мкг/мл) обладает лучшим ингибированием альфа-глюкозидазы.

ТАБЛИЦА 3 Активность ингибирования крахмал-расщепляющих ферментов (альфа-амилазы и альфа-глюкозидазы) в печенье.

Переваривание пищевых углеводов, особенно крахмала, облегчается как альфа-амилазой, так и альфа-глюкозидазой (Kareem et al., 2022). Альфа-амилаза катализирует первую стадию процесса гидролиза крахмала, что приводит к образованию мальтозы, декстрина и мальтотриозы. После того, как альфа-глюкозидаза гидролизует эти продукты, образуются абсорбируемые моносахариды (такие как фруктоза и глюкоза) (Irondi et al., 2019b; Kareem et al., 2022). Согласно Butterworth et al. (2022), ингибирование ферментов α-амилазы и α-глюкозидазы сильно связано со снижением гликемического ответа. Это означает, что ингибирование этих ферментов может быть терапевтическим методом лечения диабета 2 типа за счет снижения постпрандиальной гипергликемии (Irondi et al., 2019b). Многие антидиабетические терапии (натуральные продукты, лекарства и функциональные продукты питания) работают путем ингибирования α-амилазы и α-глюкозидазы, и пища, обладающая этой способностью, также обладает антигипергликемическими свойствами (Irondi et al., 2021b). Таким образом, результат показал, что образцы печенья обладали значительными (p < 0,05) антигипергликемическими свойствами и могут использоваться в качестве функциональных продуктов питания для лечения ожирения и диабета 2 типа.

3.4 Гликемический индекс печенья

На Рисунке 4 показан гликемический индекс (GI) всего печенья с интервалами в 0, 30, 60 и 90 минут. Наблюдалось значительное (p < 0,05) увеличение концентрации глюкозы в крови в течение 30 минут после употребления печенья. Пиковый уровень концентрации глюкозы в крови наблюдался через 60 минут. Печенье 7,5% SCMC-92,5% BYF (FO31) имеет самое низкое среднее значение GI в 30-минутный момент времени, тогда как печенье 7,5% BEF-92,5% BYF (AO23) имеет самое высокое. Среднее значение GI печенья 7,5% BEF-92,5% BYF (AO23) значительно снижалось (p < 0,05) после 30 минут употребления. Согласно Zhu (2019), значения GI определяются тем, насколько быстро метаболизируются углеводы. Те, у кого медленная скорость переваривания, классифицируются как с низким GI (GI < 55), в то время как те, у кого высокая скорость переваривания (GI > 70), классифицируются как с высоким GI. Все образцы печенья попадают в категорию низкого GI, поскольку их средний GI варьировался от 10 до 45. Диеты с высоким GI, например, богатые углеводами, связаны с несколькими проблемами со здоровьем, включая метаболические нарушения и неинфекционные заболевания, такие как гиперлипидемия, сердечные проблемы, ожирение, сердечно-сосудистые заболевания (CVD) и диабет (Zhu and Li, 2019; Gorenand et al., 2023). Поскольку диеты с низким GI не были связаны с этими заболеваниями, возможно, что они могут использоваться вместо продуктов с высоким GI, чтобы помочь справиться с этими проблемами со здоровьем (Butterworth et al., 2022; Haini et al., 2022). Таким образом, образцы печенья с низкими значениями GI могут рассматриваться как высококачественные хлебобулочные изделия.

РИСУНОК 4 Гликемический индекс (GI) печенья. Ключи: BO11 = 100% BYF, C011 = 100% WF, AO11 = 2,5% BEF-97,5% BYF, AO21 = 5% BEF-95% BYF, AO23 = 7,5% BEF-92,5% BYF, AO24 = 10% BEF-90% BYF, FO11 = 2,5% SCMC-97,5% BYF, FO21 = 5% SCMC-95% BYF, FO31 = 7,5% SCMC-92,5% BYF, FO41 = 10% SCMC-90% BYF. CWF, коммерческая пшеничная мука; BYM, биофортифицированная желтая кукурузная мука; BEF, мука из Brachystegia eurycoma; SCMC, карбоксиметилцеллюлоза натрия.

Безглютеновое печенье на основе биофортифицированной желтой кукурузы было произведено из биофортифицированной желтой кукурузной муки (BYF). Кроме того, биофортифицированная желтая кукурузная мука (BYF) была смешана с мукой из Brachystegia eurycoma (BEF) и карбоксиметилцеллюлозой натрия (SCMC), эталонным гидроколлоидом, в четырех различных количествах (2,5; 5; 7,5 и 10% соответственно). Полученные смеси затем были использованы для производства безглютенового печенья. По сравнению с обычным пшеничным печеньем (100% CWF), печенье 100% BYF и BYF-BEF имеет более низкий гликемический индекс, более высокое содержание биоактивных компонентов и каротиноидов, а также превосходное ингибирование крахмал-расщепляющих ферментов. Это означает, что употребление 100% BYF и BYF-BEF печенья может быть полезным для здоровья, и что они могут использоваться в качестве хлебобулочного изделия для лечения таких заболеваний, как диабет, болезни сердца, гиперлипидемия, гипергликемия, ожирение и целиакия: расстройства, связанные с питанием.

1. Agarwal L. S., Rao A. V. (2000). Carotenoids and chronic diseases. Drug Metabolism Drug Interact. 17, 189–210. doi: 10.1515/DMDI.2000.17.1-4.189. CrossRef Google Scholar

2. Alamu E. O., Maziya-Dixon B., Menkir A., Olaofe O. (2018). Bioactive compounds of freshly harvested open pollinated varieties (OPV) of orange maize (Zea mays): varietal, maturity, and boiling methods effects. Cogent Chem. 4, 1507489. doi: 10.1080/23312009.2018.1507489. CrossRef Google Scholar

3. Amorim E. L. C., Nascimento J. E., Monteiro J. M., Sobrinho P., Araujo T. A. S., Albuquerque U. A. P. (2008). A simple and accurate procedure for the determination of tannins and flavonoid levels and some applications in ethnobotany and ethnopharmacology. Funct. Ecosyst. Communities 2 (1), 88–94. Google Scholar

4. Avila-Roman J., Soliz-Rueda J. R., Bravo F. I., Aragones G., Suarez M., Arola-Arnal A. et al. (2021). Phenolic compounds and biological rhythms: who takes the lead? Trends Food Sci. Technol. 113, 77–85. doi: 10.1016/j.tifs.2021.04.050. CrossRef Google Scholar

5. Bai Y., Xu Y., Wang B., Li S., Guo F., Hua H. et al. (2017). Comparison of phenolic compounds, antioxidant and antidiabetic activities between selected edible beans and their different growth periods leaves. J. Funct. Foods 35, 694–702. doi: 10.1016/j.jff.2017.06.036. CrossRef Google Scholar

6. Bashir S., Yaseen M., Sharma V., Purohit S. R., Barak S., Mudgil D. (2020). Rheological and textural properties of gluten-free cookies based on pearl millet and flaxseed. Biointerface Res. Appl. Chem. J. 10 (5), 6565–6576. doi: 10.33263/BRIAC105.65656576. CrossRef Google Scholar

7. Beta T., Hwang T. (2018). Influence of heat and moisture treatment on carotenoids, phenolic content, and antioxidant capacity of orange maize flour. Food Chem. 246, 58–64. doi: 10.1016/j.foodchem.2017.10.150. CrossRef Google Scholar

8. Butterwort P. J., Bajka B. H., Edwards C. H., Warren F. J., Ellis P. R. (2022). Enzyme kinetic approach for mechanistic insight and predictions of in vivo starch digestibility and the glycaemic index of foods. Trends food Sci. Technol. 120, 254–264. doi: 10.1016/j.tifs.2021.11.015. CrossRef Google Scholar

9. Chan E. W. C., Lim Y. Y., Chew Y. L. (2007). Antioxidant activity of Camellia sinensis leaves and tea from a lowland plantation in Malaysia. Food Chem. 102, 1214–1222. doi: 10.1016/j.foodchem.2006.07.009. CrossRef Google Scholar

10. Dhankhar P. (2013). A study on development of coconut based gluten free cookies. Int. J. Eng. Sci. Invent. 2, 10–19. Google Scholar

11. Di Cairano M., Galgano F., Tolve R., Caruso M. C., Condelli N. (2018). Focus on gluten free biscuits: ingredients and issues. Trends Food Sci. Technol. 81, 203–212. doi: 10.1016/j.tifs.2018.09.006. CrossRef Google Scholar

12. Elemosho A. O., Irondi E. A., Alamu E. O., Ajani E. O., Maziya-Dixon B., Menkir A. (2020). Characterization of Striga-resistant yellow-orange maize hybrids for bioactive, carbohydrate, and pasting properties. Front. Sustain. Food Syst. 4, 585865. doi: 10.3389/fsufs.2020.585865. CrossRef Google Scholar

13. Elif Y., Duygu G. (2020). Use of almond flour and stevia in rice-based gluten-free cookie production. J. Food Sci. Technol. 58, 940–951. doi: 10.1007/s13197-020-04608-x. CrossRef Google Scholar

14. FAO/WHO (1998). "Carbohydrates in human nutrition," in *Report of a joint FAO/WHO expert consultation, Rome, 14-18 april 1997. FAO food and nutrition paper no.66* (Rome: FAO). Google Scholar

15. Fouad A. A., Rehab F. M. (2013). Bioactive compounds and antioxidant activity of fresh and processed white cauliflower. Bio Med. Res. Int. 9. doi: 10.1155/2013/367819. CrossRef Google Scholar

16. Gammone M. A., Pluchinotta F. R., Bergante S., Tettamanti G., D'Orazio N. (2017). Prevention of cardiovascular diseases with carotenoids. Front. Biosci. 9, 165–171. doi: 10.2741/s480. CrossRef Google Scholar

17. Gorenand P. Y., Chandrakant G. D., Hari N. M. (2023). Preparation of low glycemic rice and comparison of its physicochemical properties, cooking characteristics, starch digestibility and microstructure with raw rice (swarna cv). Food Sci. Eng. 4 (1), 30–43. doi: 10.37256/fse.4120231882. CrossRef Google Scholar

18. Haini N., Jau-Shya L., RamlahRosli G. M., Mama H. (2022). Effects of high-amylose maize starch on the glycemic index of Chinese steamed buns (CSB). Heliyon 8 (2022), e09375. doi: 10.1016/j.heliyon.2022.e09375. CrossRef Google Scholar

19. Howe J. A., Tanumihardjo S. A. (2006). Evaluation of analytical methods for carotenoid extraction from biofortified maize (Zea mays sp). J. Agric. Food Chem. 54, 7992–7997. doi: 10.1021/jf062256f. CrossRef Google Scholar

20. Imam Y. T., Irondi E. A., Awoyale W., Ajani E. O., Alamu E. O. (2024). Application of legumes in the formulation of gluten-free foods: functional, nutritional and nutraceutical importance. Front. Sustain. Food Syst. 8, 1251760. doi: 10.3389/fsufs.2024.1251760. CrossRef Google Scholar

21. Irondi A. E., Oboh G., Akindahunsi A. A. (2015). Methanol extracts of Brachystegia eurycoma and Detarium microcarpum seeds flours inhibit some key enzymes linked to the pathology and complications of type 2 diabetes in vitro. Food Sci. Hum. Wellness 4, 162–168. doi: 10.1016/j.fshw.2015.08.002. CrossRef Google Scholar

22. Irondi E. A., Adegoke B. M., Effion E. S., Oyewo S. O., Alamu E. O., Boligon A. A. (2019a). Enzymes inhibitory property, antioxidant activity and phenolics profile of raw and roasted red sorghum grains in vitro. Food Sci. Hum. Wellness 8, 142–148. doi: 10.1016/j.fshw.2019.03.012. CrossRef Google Scholar

23. Irondi E. A., Agboola S. O., Boligon A. A. (2018). Inhibitory effects of tropical almond leaf extract on xanthine oxidase, pancreatic lipase, and angiotensin I-converting enzyme, in vitro. J. Food Biochem. 42, e12481. doi: 10.1111/jfbc.12481. CrossRef Google Scholar

24. Irondi E. A., Ajani E. O., Aliyu O. M., Olatoye Abdulameed K. K. H. T., Ogbebor O. F. (2021b). Bioactive components, enzymes inhibitory and antioxidant activities of biofortified yellow maize (Zea mays L.) and cowpea (Vigna unguiculata L. Walp) composite biscuits. Ann. Univ. Dunarea de Jos Galati Fascicle VI -- Food Technol. 45 (1), 86–101. doi: 10.35219/foodtechnology.2021.1.06. CrossRef Google Scholar

25. Irondi E. A., Imam Y. T., Ajani E. O. (2021a). Effect of Brachystegia eurycoma flour addition on the physicochemical properties of whole millet flour and the sensory attributes of its gluten-free bread. Acta Univ. Cibiniensis Ser. E Food Technol. 43 (1), 43–52. doi: 10.2478/aucft-2021-0004. CrossRef Google Scholar

26. Irondi E. A., Imam Y. T., Ajani E. O. (2022). Physicochemical, antioxidant and starch-digesting enzymes inhibitory properties of pearl millet and sweet detar gluten-free flour blends, and sensory qualities of their breads. Front. Food Sci. Technol. 2, 974588. doi: 10.3389/frfst.2022.974588. CrossRef Google Scholar

27. Irondi E. A., Imam Y. T., Ajani E. O., Alamu E. O. (2023). Natural and modified food hydrocolloids as gluten replacement in baked foods: functional benefits. Grain Oil Sci. Technol. 6, 163–171. doi: 10.1016/j.gaost.2023.10.001. CrossRef Google Scholar

28. Irondi E. A., Ogunsanmi A. O., Ahmad R. S., Ajani E. O., Adegoke B. M., Boligon A. A. (2019b). Effect of roasting on phenolics composition, enzymes inhibitory and antioxidant properties of cowpea pulses. J. Food Meas. Charact. 13, 1489–1496. doi: 10.1007/s11694-019-00064-0. CrossRef Google Scholar

29. Jnawali P., Kumar V., Tanwar B. (2016). Celiac disease: overview and considerations for development of gluten-free foods. Food Sci. Hum. Wellness 5, 169–176. doi: 10.1016/j.fshw.2016.09.003. CrossRef Google Scholar

30. Kale A., Gaikwad S., Mundhe K., Deshpande N., Salvekar J. (2010). Quantification of phenolics and flavonoids by spectrophotometer from Juglans regia. Int. J. Pharm. Biol. Sci. 1, 1–4. Google Scholar

31. Kareem B., Irondi E. A., Alamu E. O., Ajani E. O., Abass A., Adesokan M. et al. (2022). Influence of traditional processing and genotypes on the antioxidant and anti-hyperglycaemic activities of yellow-fleshed cassava. Front. Nutr. 9, 894843. doi: 10.3389/fnut.2022.894843. CrossRef Google Scholar

32. Kim Y. M., Jeong Y. K., Wang M. H., Lee Y. H., Rhee H. I. (2005). Inhibitory effect of pine extract on alpha-glucosidase activity and postprandial hyperglycemia. Nutrition 21, 756–761. doi: 10.1016/j.nut.2004.10.014. CrossRef Google Scholar

33. Kwon Y. I., Apostolidis E., Shetty K. (2008). Inhibitory potential of wine and tea against α-amylase and α-glucosidase for management of hyperglycemia linked to type 2 diabetes. J. Food Biochem. 32, 15–31. doi: 10.1111/j.1745-4514.2007.00165.x. CrossRef Google Scholar

34. Makkar H. P. S., Siddhuraju P., Becker K. (2007). Plant secondary metabolites. Totowa, NJ, USA: Humana Press Inc. doi: 10.1007/978-1-59745-425-4. CrossRef Google Scholar

35. Manzoor M., Ahmad M., Bandral J. D., Gani A., Singh J., Shams R. (2020). Food hydrocolloids: functional, nutraceutical and novel applications for delivery of bioactive compounds. Int. J. Biol. Macromol. 165 (Part A), 554–567. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2020.09.182. CrossRef Google Scholar

36. Ni Y., Nagashimada M., Zhan L., Nagata N., Kobori M., Sugiura M. et al. (2015). Prevention and reversal of lipotoxicity-induced hepatic insulin resistance and steatohepatitis in mice by an antioxidant carotenoid, β-cryptoxanthin. Endocrinol 156, 987–999. doi: 10.1210/en.2014-1776. CrossRef Google Scholar

37. Nwosu J. N. (2012). The rheological and proximate properties of some food thickeners ("Ukpo", "achi" and "ofo") as affected by processing. Int. J. Basic Appl. Sci. 1 (4), 304–312. Google Scholar

38. Okaka J. C., Isieh M. I. (1990). Development and quality evaluation of cowpea-wheat biscuit. Niger. food J. 8, 56–62. Google Scholar

39. Seifried H. E., Anderson D. E., Fisher E. I., Milner J. A. (2007). A review of the interaction among dietary antioxidants and reactive oxygen species. J. Nutr. Biochem. 18, 567–579. doi: 10.1016/j.jnutbio.2006.10.007. CrossRef Google Scholar

40. Sethiya N. K., Trivedi A., Mishra S. (2014). The total antioxidant content and radical scavenging investigation on 17 phytochemical from dietary plant sources used globally as functional food. Biomed. Prev. Nutr. 4, 439–444. doi: 10.1016/j.bionut.2014.03.007. CrossRef Google Scholar

41. Siwela M., Pillay K., Govender L., Lottering S., Mudau F. N., Modi A. T. et al. (2020). Biofortified crops for combating hidden hunger in South Africa: availability, acceptability, micronutrient retention and bioavailability. Foods 9 (6), 815. doi: 10.3390/foods9060815. CrossRef Google Scholar

42. Sugiura M., Nakamura M., Ogawa K., Ikoma Y., Yano M. (2015). High serum carotenoids associated with lower risk for developing type 2 diabetes among Japanese subjects: mikkabi cohort study. BMJ Open Diabetes Res. Care 3, e000147. doi: 10.1136/bmjdrc-2015-000147. CrossRef Google Scholar

43. Susman I., Schimbator M., Culețu A., Popa M. E. (2021). Formulation of gluten-free cookies with enhanced quality and nutritional value. Bull. Univ. Agric. Sci. Veterinary Med. Cluj-Napoca Food Sci. Technol. 78 (1), 113–121. doi: 10.15835/buasvmcn-fst:2020.0046. CrossRef Google Scholar

44. Xu J., Zhang Y., Wang W., Li Y. (2020). Advanced properties of gluten-free cookies, cakes, and crackers: a review. Trends Food Sci. Technol. 103, 200–213. doi: 10.1016/j.tifs.2020.07.017. CrossRef Google Scholar

45. Yousaf M. I., Hussain K., Hussain S., Ghani A., Shehzad A., Mumtaz A. et al. (2020). Seasonal influence, heat unit accumulation and heat use efficiency in relation to maize grain yield in Pakistan. Maydica 64 (3), 9. Google Scholar

46. Zhu F. (2019). Glycemic control in Chinese steamed bread: strategies and opportunities. Trends Food Sci. Technol. 86, 252–259. doi: 10.1016/j.tifs.2019.02.038. CrossRef Google Scholar

47. Zhu F., Li J. (2019). Physicochemical properties of steamed bread fortified with ground linseed (Linum usitatissimum). Int. J. Food Sci. Technol. 54, 1670–1676. doi: 10.1111/ijfs.14043. CrossRef Google Scholar

48. Žilić S., Serpen A., Akıllıoğlu G., Gökmen V., Vančetović J. (2012). Phenolic compounds, carotenoids, anthocyanins, and antioxidant capacity of colored maize (Zea mays L.) kernels. J. Agric. Food Chem. 60, 1224–1231. doi: 10.1021/jf204367z. CrossRef Google Scholar

Abdulrazaaq KO, Imam YT, Irondi EA and Ajani EO (2024) Bioactive composition and anti-hyperglycemic properties of biofortified yellow maize-based gluten-free cookies. Front. Food. Sci. Technol. 4:1365021. doi: 10.3389/frfst.2024.1365021

Перевод статьи «Bioactive composition and anti-hyperglycemic properties of biofortified yellow maize-based gluten-free cookies» авторов Abdulrazaaq KO, Imam YT, Irondi EA and Ajani EO., оригинал доступен по ссылке. Лицензия: CC BY. Изменения: переведено на русский язык