Laboratorul cheie al tulburărilor cerebrale Shaanxi, Departamentul de Sănătate Publică, Universitatea de Medicină Xi’an, Xi’an, China

Laboratorul bolilor metabolice și cardiovasculare, Li Ka Shing Center for Health Research Innovation, Universitatea din Alberta, Edmonton, Alberta, Canada

Laboratorul cheie Shaanxi al tulburărilor cerebrale și Institutul de științe medicale de bază și Institutul de medicină de bază și translațională, Universitatea de medicină Xi’an, Xi’an, China

Laboratorul cheie al tulburărilor cerebrale Shaanxi, Departamentul de Sănătate Publică, Universitatea de Medicină Xi’an, Xi’an, China

Laboratorul cheie Shaanxi al tulburărilor cerebrale și Institutul de științe medicale de bază și Institutul de medicină de bază și translațională, Universitatea de medicină Xi’an, Xi’an, China

Laboratorul cheie Shaanxi al tulburărilor cerebrale și Institutul de științe medicale de bază și Institutul de medicină de bază și translațională, Universitatea de medicină Xi’an, Xi’an, China

Corespondenţă

Xingchun Gou, Shaanxi Key Laboratory of Brain Tulburers & Institute of Basic Medical Sciences & Institute of Basic and Translational Medicine, Xi’an Medical University, No. 1 Xingwang Road, Xi’an 710021, China.

Laboratorul cheie al tulburărilor cerebrale Shaanxi, Departamentul de Sănătate Publică, Universitatea de Medicină Xi’an, Xi’an, China

Laboratorul bolilor metabolice și cardiovasculare, Li Ka Shing Center for Health Research Innovation, Universitatea din Alberta, Edmonton, Alberta, Canada

Laboratorul cheie Shaanxi al tulburărilor cerebrale și Institutul de științe medicale de bază și Institutul de medicină de bază și translațională, Universitatea de medicină Xi’an, Xi’an, China

Laboratorul cheie al tulburărilor cerebrale Shaanxi, Departamentul de Sănătate Publică, Universitatea de Medicină Xi’an, Xi’an, China

Laboratorul cheie Shaanxi al tulburărilor cerebrale și Institutul de științe medicale de bază și Institutul de medicină de bază și translațională, Universitatea de medicină Xi’an, Xi’an, China

Laboratorul cheie Shaanxi al tulburărilor cerebrale și Institutul de științe medicale de bază și Institutul de medicină de bază și translațională, Universitatea de medicină Xi’an, Xi’an, China

Corespondenţă

Xingchun Gou, Shaanxi Key Laboratory of Brain Tulburers & Institute of Basic Medical Sciences & Institute of Basic and Translational Medicine, Xi’an Medical University, No. 1 Xingwang Road, Xi’an 710021, China.

Abstract

1. INTRODUCERE

Sănătatea cardiovasculară este o preocupare a multor organizații din domeniul sănătății și a oamenilor de știință din întreaga lume. Potrivit Health Canada, aproximativ 2,4 milioane de canadieni cu vârsta de 20 de ani și peste au boli de inimă (Guvernul Canadei, 2017). Deși patogeneza bolilor cardiovasculare (BCV) este complicată și implică mai mulți factori, intervenția dietetică pare a fi una dintre cele mai populare și mai ușoare strategii de prevenire a BCV. Reducerea nivelurilor circulante de colesterol total (TC) și colesterol lipoproteic cu densitate scăzută (LDL-C) a fost considerată strategia principală pentru controlul prevalenței BCV la om. Astfel, mai multe linii directoare dietetice și organizații de asistență medicală au făcut recomandări precum limitarea consumului de acizi grași saturați (SFA) (2017).

Calitatea acizilor grași din dietă poate modula diferențial nivelul colesterolului circulant și riscul de BCV și alte boli metabolice. De exemplu, grăsimile trans au fost utilizate pe scară largă în fabricarea alimentelor parțial datorită proprietăților lor fiziochimice unice, cum ar fi aspectul lor solid, aroma și textura dorită (American Heart Association, 2017). Grăsimile trans au fost utilizate pe scară largă în mai multe produse alimentare, cum ar fi produsele de copt, chipsurile de cartofi și alimentele prăjite (Dietitians of Canada, 2018). Cu toate acestea, se știe că grăsimile trans cresc semnificativ riscul bolilor de inimă prin creșterea nivelurilor circulante de TC/LDL - C la om (Hammad, Pu și Jones, 2016). Prin urmare, mai multe autorități, inclusiv FDA și Health Canada, au interzis utilizarea grăsimilor trans în toate produsele alimentare fabricate. Cu toate acestea, alte tipuri de grăsimi alimentare pot afecta și sănătatea umană. De exemplu, se crede că acizii grași saturați cu lanț lung (SFA), acidul miristic (C14: 0) și acidul palmitic (C16: 0) cresc nivelurile circulante de TC/LDL-C, crescând riscul bolilor de inimă (Ohlsson, Burling, & Nilsson, 2010; Siri-Tarino, Sun, Hu și Krauss, 2010). Cu toate acestea, aceste două SFA-uri cu lanț lung se găsesc în cantități mari în produsele lactate. Pe de altă parte, reducerea aportului global de calorii a fost întotdeauna considerată o strategie de reducere a riscului de obezitate. Grăsimile conțin 9 cal/g de energie, care este semnificativ mai mare decât conținutul caloric al altor macronutrienți, cum ar fi carbohidrații și proteinele, care conțin doar 4 cal/g.

Astfel, reducerea aportului total de grăsimi dietetice și înlocuirea treptată a acestora cu alte ingrediente par a fi o abordare fezabilă pentru a controla prevalența bolilor de inimă, a obezității și a altor boli metabolice. Cu toate acestea, simpla eliminare a grăsimilor din alimente poate afecta negativ calitatea generală a produselor, deoarece grăsimile contribuie la proprietățile fiziochimice, cum ar fi vâscozitatea, textura, aspectul și aroma, produselor alimentare finale (Peng & Yao, 2017). Astfel, utilizarea înlocuitorilor de grăsimi în alimente a apărut ca un instrument promițător de reducere a conținutului de grăsimi din industria alimentară. Înlocuitorii de grăsime sunt clasificați ca înlocuitori de grăsime și mimetici ai grăsimilor în funcție de conformația lor chimică și funcționalități (Peng & Yao, 2017). Fostul tip de înlocuitori de grăsime își propune să înlocuiască grăsimea pe o bază „unu la unu” și are conformații chimice similare cu grăsimile, în timp ce al doilea tip de înlocuitori de grăsime nu. Pe scurt, înlocuitorii de grăsimi pe bază de lipide sunt în mod normal considerați înlocuitori ai grăsimilor, în timp ce înlocuitorii de grăsimi pe bază de carbohidrați și proteine ​​sunt considerați mimetici ai grăsimilor (Peng & Yao, 2017).

Carbohidrații, un macronutrienți obișnuiți în dieta umană care conține mai puțină energie decât grăsimile, sunt capabili să servească drept înlocuitori de grăsime datorită proprietăților lor fiziochimice unice. Înlocuitorii de grăsimi pe bază de carbohidrați au fost studiați și dezvoltați pe larg de zeci de ani și, prin urmare, diferite tipuri de înlocuitori de grăsimi pe bază de carbohidrați sunt disponibili în prezent pe piață. Înlocuitorii de grăsime pe bază de amidon sunt un tip de înlocuitor de grăsime; grăsimea se înlocuiește fie cu amidon nativ, fie cu amidon modificat. Obiectivele prezentei analize sunt următoarele: (a) compararea efectelor carbohidraților și a grăsimilor asupra sănătății cardiovasculare umane și a altor riscuri de boli; (b) discutarea funcționalității înlocuitorilor de grăsime pe bază de amidon din alimente; (c) la să discute despre aplicațiile înlocuitorilor de grăsime pe bază de amidon în diverse alimente și (d) să revizuiască pe scurt valoarea de piață actuală și viitoare a înlocuitorilor de grăsime pe bază de amidon.

2 Efecte ale grăsimii dietetice față de cele cu carbohidrați asupra sănătății cardiace

Legătura dintre acizii grași din dietă, nivelul colesterolului circulant și bolile de inimă a fost studiată pe larg în ultimele decenii. Modularea aportului de grăsimi din dietă pare a fi una dintre cele mai eficiente abordări pentru controlul prevalenței bolilor de inimă. S-a constatat că un tip tipic de grăsimi dietetice, grăsimile trans, crește semnificativ nivelul TC/LDL - C, contribuind la patogeneza aterosclerozei (Hammad și colab., 2016). Grăsimile trans au jucat un rol crucial în industria alimentară de foarte mult timp. Cu toate acestea, FDA a anunțat interdicția împotriva grăsimilor hidrogenate din produsele alimentare, care a intrat în vigoare din iunie 2018 (Agenția pentru alimente și medicamente, 2018). În mod similar, Health Canada a interzis utilizarea grăsimilor trans în alimente începând cu septembrie 2018 (Health Canada, 2018). Cu toate acestea, există o cantitate considerabilă de alte grăsimi prezente în dieta zilnică a omului. De exemplu, produsele lactate precum iaurtul, brânza și untul joacă un rol crucial în dieta nord-americană. Se crede că furnizează probiotice, minerale, vitamine și proteine ​​oamenilor. Cu toate acestea, o cantitate semnificativă de grăsimi alimentare este, de asemenea, prezentă în mod natural în toate produsele lactate. Acidul palmitic cu lanț lung SFA este grăsimea saturată predominantă în produsele lactate, reprezentând până la 35% din conținutul total de grăsimi (Hammad și colab., 2016). Studiile au arătat că acidul palmitic alimentar contribuie la creșterea nivelului circulant de TC/LDL - C, crescând riscul de boli de inimă (Ohlsson și colab., 2010; Siri - Tarino și colab., 2010). În mod similar, într-un studiu clinic, aportul zilnic de 3 porții de produse lactate (1% lapte gras, 1,5% iaurt gras și 34% brânză grasă) a crescut semnificativ nivelul TC/LDL - C comparativ cu efectele unui control cu ​​conținut scăzut de grăsimi dieta (Hammad și colab., 2016). Astfel, limitarea aportului de SFA și a conținutului global de grăsime a apărut ca una dintre strategiile de prevenire a bolilor de inimă și a altor boli metabolice. American Heart Association recomandă ca aportul alimentar de grăsimi saturate să fie limitat la 2017).

Astfel, aceste constatări au întărit orientările dietetice actuale care sugerează că alte tipuri de macronutrienți ar trebui să înlocuiască treptat grăsimile din dietă, în special grăsimile saturate. Utilizarea carbohidraților pentru a înlocui grăsimile pare a fi o abordare fezabilă pentru a reduce aportul de grăsimi și pentru a preveni bolile cardiometabolice. În industriile alimentare, înlocuitorii de grăsime pe bază de amidon au fost, de asemenea, utilizate pe scară largă în diverse produse alimentare, cum ar fi iaurtul cu conținut scăzut de grăsimi, înghețata cu conținut scăzut de grăsimi, umpluturile de cofetărie, sosul pentru salate și produsele de patiserie. Utilizarea substanțelor de înlocuire a grăsimii pe bază de amidon nu ar trebui doar să reducă conținutul total de grăsimi din alimente, ci și înlocuitorii de grăsimi ar trebui să aibă proprietăți fiziochimice similare cu grăsimile. Funcționalitățile fiziochimice ale înlocuitorilor de grăsime pe bază de amidon din alimente sunt discutate în secțiunile următoare.

3 TIPURI ȘI FUNCȚIONALITĂȚI DE ÎNLOCUITORI DE GRASE PE BAZĂ DE AMIDON

substanțelor

Amidonul nativ sau modificat poate fi considerat înlocuitor eficient al grăsimilor deoarece unele globule de amidon au dimensiuni și forme similare cu globulele de grăsime. Mai important, amidonul nativ sau modificat are proprietăți fiziochimice unice, inclusiv îngroșarea, curgerea vâscoasă, volumul, reținerea apei și formarea de gel (Chavan, Khedkar și Bhatt, 2016). Globulele de amidon native pot fi dispersate în sistemele alimentare și pot genera caracteristici senzoriale similare cu cele ale grămezilor (Peng & Yao, 2017). Cu toate acestea, amidonul modificat este mai utilizat pe scară largă în industria alimentară deoarece amidonul nativ poate să nu fie potrivit pentru toate condițiile de procesare, cum ar fi pH scăzut, temperatură ridicată și îngheț. Amidonul reticulat este un tip de amidon modificat chimic produs prin introducerea unor grupe de blocare chimică mono- sau difuncționale în coloana vertebrală a polimerului amidon. Amidonul reticulat nu numai că prezintă reținerea apei, formarea gelului și crearea fluxului vâscos, dar poate reduce și mai mult puterea calorică a alimentelor, deoarece amidonul reticulat are o digestibilitate mai mică comparativ cu amidonul nativ (Peng & Yao, 2017). În plus, amidonul substituit, cum ar fi octenil succinat de sodiu, poate avea, de asemenea, proprietăți emulsionante și poate transporta aromă hidrofobă și substanțe nutritive care îmbunătățesc și mai mult calitatea produsului (Peng & Yao, 2017).

Tipul de înlocuitor de grăsime pe bază de amidon Caracteristica cererii producătorului
Maltrin M040 Prelucrarea cerealelor Margarina, produse de patiserie congelate, sosuri pentru salate Hidrolizat din amidon de porumb, DE = 5
Paselli SA - 2 Avebe Hrana acidă Amidon de cartof modificat enzimatic, DE ＜ 3
N- Ulei Amidon național ＆ Chimic Pansamente pentru salate, budincă, smântână artificială, alimente congelate Hidroliza acidificării din amidon de tapioca
Oatrim Laboratorul USDA din Peoria Maioneză, produse de panificație, cereale, produse din carne, lapte praf degresat Stabilitate termică bună, proprietăți gel, niveluri mai scăzute de colesterol seric
Z-Trim Laboratorul USDA din Peoria Produse de panificație, brânzeturi, produse de emulsie din carne Digestibilitate, zero calorii, fără gust
Amidon de tapioca Iaurt cu conținut scăzut de grăsimi DE 2.0–2.5, gust cremos, translucid
Amidon din tărâțe de grâu Inghetata DE 6-10
Amidon de cartofi Inghetata, margarina DE = 2,5

4 APLICAȚII ALE ÎNLOCUITORILOR DE GRASE PE BAZĂ DE AMIDON ÎN ALTE ALIMENTE

Primul înlocuitor comercial de grăsime pe bază de maltodextrină numit N-Oil a fost inventat de National Starch & Corporation în 1984, iar mai târziu, un înlocuitor modificat de grăsime pe bază de amidon a fost dezvoltat de American Maize Products Company la sfârșitul anilor 1980 (Jones, 1996) . Utilizarea înlocuitorilor de grăsime pe bază de amidon în alimente pentru a reduce conținutul global de grăsimi și calorii a fost implementată cu succes în diferite produse alimentare. De exemplu, maioneza este un aliment consumat frecvent; cu toate acestea, conține o cantitate substanțială de grăsime. Puligundla și colab. (2015) a înlocuit 20% din grăsimea din maioneză cu geluri de amidon de orez native sau reticulate. Rezultatele au arătat că maionezele cu conținut redus de grăsimi cu ambele tipuri de înlocuitori de grăsime au obținut o calitate senzorială superioară controlului cu conținut total de grăsimi (Puligundla, Cho și Lee, 2015). În plus, utilizarea amidonului de orez nativ și reticulat a îmbunătățit, de asemenea, stabilitatea la îngheț a maionezei (Puligundla și colab., 2015). În mod similar, Parimalavalli și colegii (2018) au investigat efectul utilizării amidonului de cartof dulce tratat cu acid citric ca înlocuitor de grăsime asupra calității generale a înghețatei cu conținut redus de grăsimi. Deși utilizarea înlocuitorilor de grăsime cu amidon modificată a compromis capacitatea de înghețare a înghețatelor, înghețata cu conținut redus de grăsimi cu 1% înlocuitor de grăsime a condus la aceeași acceptare senzorială ca și înghețata cu control complet al grăsimii și nu a afectat stabilitatea microbiologică (Babu et al. ., 2018).

5 PIAȚĂ ACTUALĂ ȘI VIITORĂ A ÎNLOCUITORILOR DE GRASE PE BAZĂ DE AMIDON

Mai multe autorități, precum AHA și Health Canada, recomandă limitarea aportului total de grăsimi și energie, iar un studiu realizat în Marea Britanie a raportat că aportul de grăsime a scăzut semnificativ în ultimii 30 de ani (Pot et al., 2014). Preferințele alimentare au fost îndreptate spre alegerea alimentelor mai sănătoase, cu conținut scăzut de energie și cu conținut scăzut de grăsimi, deoarece bolile de inimă și obezitatea sunt preocupări semnificative astăzi. Înlocuitorii de grăsimi pe bază de grăsimi, proteine ​​și carbohidrați au fost folosiți pe scară largă în industria alimentară.

Potrivit unui articol recent al comunicatului de presă, se anticipează că piața înlocuitorilor de grăsime va atinge o rată anuală de creștere de 6,5% până în 2023, în timp ce rata de creștere poate ajunge la 7,2% în societățile din Asia - Pacific (Cercetare și, 2018). În mod similar, un alt raport de piață din Londra a precizat că dimensiunea pieței pentru înlocuitorii de grăsime este de așteptat să ajungă la 2,79 miliarde de dolari până în 2025 (Pharma, 2017). Cu toate acestea, înlocuitorii de grăsime pe bază de carbohidrați vor continua să fie segmentul de produse lider, cu o rată anuală de creștere a pieței de 6,2% din 2016 până în 2025 (Pharma, 2017). Dimensiunea surprinzătoare a pieței și rata de creștere a substanțelor de înlocuire a grăsimilor pe bază de carbohidrați și a altor tipuri reflectă un mijloc excelent de a produce produse alimentare cu conținut scăzut de grăsimi și cu conținut scăzut de energie prin utilizarea substituenților de grăsime pe bază de amidon. În plus, tendința existentă a alimentelor mai sănătoase poate duce, de asemenea, la o rată semnificativ mai mică de mortalitate și morbiditate a BCV și a altor tipuri de boli cardiometabolice în viitorul apropiat, reducând semnificativ costurile asistenței medicale.

6. CONCLUZIE

MULȚUMIRI

Această lucrare a fost susținută de Fundația pentru Științe Naturale a Departamentului Educației al Guvernului Provincial Shaanxi (19JK0754), Proiectul Laboratorului Cheie Shaanxi al Tulburărilor Creierului (Nr. 18NBZD05), Finanțarea Cercetării Tinerilor Bursieri a Universității de Medicină Xi'an (Nr. 2018QN04 ) și China Scholarship Council.

CONFLICTUL DE INTERES

Toți autorii nu declară niciun conflict de interese.