Глютен — это структурный белок, который естественным образом содержится в некоторых злаках . [1] Термин «глютен» обычно относится к комбинации белков проламина и глютелина , которые в природе содержатся во многих зерновых культурах и которые могут вызвать целиакию у некоторых людей. К видам зерен, содержащих глютен, относятся все виды пшеницы ( мягкая пшеница , дурум , полба , хорасан , полба и однозернянка ), а также ячмень , рожь и некоторые сорта овса ; более того, гибриды любого из этих злаков также содержат глютен, например тритикале . [2] [3] Глютен составляет 75–85% от общего количества белка в мягкой пшенице . [4] [5]
Глютены, особенно клейковина Triticeae , обладают уникальными вязкоупругими и адгезионными свойствами, которые придают тесту эластичность, помогают ему подниматься и сохранять форму, а конечный продукт часто остается жевательной текстурой. [4] [6] [7] Эти свойства и относительно низкая стоимость делают глютен ценным как для пищевой , так и для непищевой промышленности. [7]
Пшеничный глютен состоит в основном из двух типов белков: глютенинов [8] и глиадинов [9] , которые, в свою очередь, можно разделить на высокомолекулярные и низкомолекулярные глютенины и глиадины α/β, γ и Ω. Его гомологичные запасные белки семян у ячменя называются гордеинами , у ржи — секалинами , а у овса — авенинами . [10] Эти классы белков вместе называются «глютеном». [3] Запасные белки в других зерновых, таких как кукуруза ( зеин ) и рис ( рисовый белок ), иногда называют глютеном, но они не оказывают вредного воздействия на людей с целиакией. [2]
У некоторых людей глютен может вызывать неблагоприятные, воспалительные , иммунологические и аутоиммунные реакции. Спектр расстройств, связанных с глютеном , включает целиакию у 1–2% населения в целом, нецелиакальную чувствительность к глютену у 0,5–13% населения в целом, а также герпетиформный дерматит , атаксию глютена и другие неврологические расстройства. [11] [12] [13] [14] Эти расстройства лечатся безглютеновой диетой . [14]
Глютен образуется, когда молекулы глютенина сшиваются посредством дисульфидных связей с образованием субмикроскопической сети, прикрепленной к глиадину, что придает смеси вязкость (толщину) и растяжимость. [4] [15] Если это тесто заквашивается дрожжами , в результате брожения образуются пузырьки углекислого газа , которые, захватываясь клейковинной сеткой, заставляют тесто подниматься. При выпечке коагулируется клейковина, которая вместе с крахмалом стабилизирует форму конечного продукта. Содержание глютена считается фактором черствения хлеба , возможно, потому, что он связывает воду посредством гидратации. [16] [17]
Образование глютена влияет на текстуру выпечки. [4] Достижимая эластичность глютена пропорциональна содержанию в нем глютенинов с низкой молекулярной массой, поскольку эта часть содержит преобладание атомов серы , ответственных за сшивку в сетке глютена. [18] [19] Использование муки с более высоким содержанием глютена приводит к получению более жевательного теста, например, для пиццы и бубликов , а использование муки с меньшим содержанием глютена дает нежную выпечку, например, кондитерские изделия. [20]
Как правило, хлебная мука имеет высокое содержание глютена (твердой пшеницы); Кондитерская мука имеет более низкое содержание глютена. Замешивание способствует образованию нитей клейковины и поперечных связей, в результате чего выпечка становится более жевательной (в отличие от более хрупкой или рассыпчатой). «Жевательность» увеличивается по мере того, как тесто замешивается дольше. Повышенное содержание влаги в тесте способствует развитию клейковины [20] , а очень влажное тесто, оставленное для подъема в течение длительного времени, не требует замешивания (см. « Хлеб без замеса »). Шортенинг препятствует образованию поперечных связей и используется вместе с уменьшенным количеством воды и меньшим количеством замеса, когда требуется нежный и слоеный продукт, такой как корочка для пирога .
Прочность и эластичность клейковины в муке измеряют в хлебопекарной промышленности с помощью фаринографа . Это дает пекарю возможность оценить качество различных сортов муки при разработке рецептов различной выпечки. [4] [21] [22]
В промышленном производстве суспензию пшеничной муки энергично замешивают машинным оборудованием до тех пор, пока клейковина не агломерируется в массу. [23] [ не удалось проверить ] Эта масса собирается центрифугированием , затем транспортируется через несколько стадий, объединенных в непрерывный процесс. Около 65% воды из влажной клейковины удаляется с помощью шнекового пресса ; остаток распыляется через сопло распылителя в сушильную камеру, где он остается при повышенной температуре в течение короткого времени, чтобы позволить воде испариться без денатурации глютена. [ нужна цитация ] В результате процесса получается мукообразный порошок с содержанием влаги 7%, который охлаждается на воздухе и пневматически транспортируется в приемный резервуар. На заключительном этапе обработанная клейковина просеивается и измельчается для получения однородного продукта. [23]
Этот похожий на муку порошок, добавленный в тесто из обычной муки , может помочь улучшить способность теста увеличиваться в объеме. Полученная смесь также повышает структурную стабильность и жевательную способность хлеба. [24] Тесто с добавлением глютена необходимо энергично перемешивать, чтобы оно поднялось на полную мощность; Для замешивания продуктов с высоким содержанием клейковины может потребоваться автоматическая хлебопечка или кухонный комбайн . [25] Как правило, более высокий уровень глютена связан с более высоким общим содержанием белка. [26]
Глютен, особенно пшеничный глютен (сейтан), часто является основой для имитации мяса , напоминающего говядину , курицу , утку (см. чубушник ), рыбу и свинину . При приготовлении в бульоне глютен поглощает часть окружающей жидкости (включая вкус) и становится твердым на укусе. [27] [28] Такое использование глютена является популярным средством добавления белка во многие вегетарианские диеты. При домашней или ресторанной кухне пшеничный глютен получают из муки путем замешивания муки под водой, агломерации клейковины в эластичную сетку, известную как тесто , а затем вымывания крахмала . [4]
Глютен часто присутствует в пиве и соевом соусе , а также может использоваться в качестве стабилизирующего агента в более неожиданных пищевых продуктах, таких как мороженое и кетчуп . Таким образом, продукты такого типа могут представлять проблемы для небольшого числа потребителей, поскольку скрытый глютен представляет опасность для людей с целиакией и чувствительностью к глютену. Содержание белка в некоторых кормах для домашних животных также можно повысить за счет добавления глютена. [29]
Глютен также используется в косметике , средствах для волос и других дерматологических препаратах. [30]
«Нарушения, связанные с глютеном» — это общий термин для всех заболеваний, вызванных глютеном, включая глютеновую болезнь (БК), нецелиакийную чувствительность к глютену (NCGS), аллергию на пшеницу , атаксию глютена и герпетиформный дерматит (ГД). [13]
Пептиды глютена ответственны за возникновение расстройств, связанных с глютеном. [31] У людей, страдающих целиакией, пептиды вызывают повреждение кишечника, начиная от воспаления и заканчивая частичным или полным разрушением кишечных ворсинок . [32] [33] Для изучения механизмов этого повреждения проводятся лабораторные эксперименты in vitro и in vivo . [34] [33] Среди пептидов глютена широко изучен глиадин . [31]
В контексте целиакии пептиды глиадина в фундаментальных и клинических исследованиях классифицируются как иммуногенные , в зависимости от механизма их действия : [31] [35]
По меньшей мере 50 эпитопов глютена могут оказывать цитотоксическое, иммуномодулирующее и проникающее через кишечник действие. [37]
Эффект овсяных пептидов (авенинов) у людей с целиакией зависит от потребляемого сорта овса из-за генов проламина, аминокислотных последовательностей белков и иммунотоксичности проламинов, которые различаются в зависимости от сорта овса. [39] [40] [41] Кроме того, овсяные продукты могут быть перекрестно загрязнены другими злаками, содержащими глютен. [40]
По состоянию на 2017 год [обновлять]частота расстройств, связанных с глютеном, в различных географических регионах увеличивалась. [38] [42] [43] [44] Некоторые предполагаемые объяснения этого увеличения включают следующее: растущая вестернизация диет, [42] увеличение использования продуктов на основе пшеницы, включенных в средиземноморскую диету , [45] [46 ] ] прогрессивная замена риса пшеницей во многих странах Азии, Ближнего Востока и Северной Африки, [42] более высокое содержание клейковины в хлебе и хлебобулочных изделиях из-за сокращения времени брожения теста, [47] [48] и разработка в последние годы новых видов пшеницы с более высоким количеством цитотоксических пептидов глютена , [47] [49] Однако исследование 2020 года, в ходе которого выращивались и анализировались 60 сортов пшеницы в период с 1891 по 2010 год, не выявило никаких изменений в альбуминах / глобулинах. и содержание глютена с течением времени. «В целом год сбора урожая оказал более существенное влияние на белковый состав, чем сорт. На уровне белка мы не нашли доказательств, подтверждающих повышенный иммуностимулирующий потенциал современной озимой пшеницы». [50]
Целиакия (БК) — хроническое полиорганное аутоиммунное заболевание, поражающее преимущественно тонкую кишку , вызванное употреблением в пищу пшеницы, ячменя, ржи, овса и их производных, которое возникает у генетически предрасположенных людей всех возрастов. [51] БК – это не только желудочно-кишечное заболевание, поскольку оно может поражать несколько органов и вызывать широкий спектр негастроинтестинальных симптомов и, что наиболее важно, может протекать бессимптомно. [3] [52] Многие бессимптомные люди привыкают жить с хроническим плохим состоянием здоровья, как если бы оно было нормальным, но они могут признать, что у них действительно были симптомы, связанные с целиакией, после начала безглютеновой диеты, и наступает улучшение. . [52] [53] [43] Дополнительные трудности диагностики связаны с тем, что серологические маркеры ( антитканевая трансглутаминаза [TG2]) присутствуют не всегда [54] и у многих людей могут наблюдаться незначительные поражения слизистой оболочки без атрофии кишечных ворсинок. . [55]
БК поражает примерно 1–2% населения в целом [11] , но большинство случаев остаются нераспознанными, недиагностированными и нелеченными, а также подвергаются риску серьезных долгосрочных осложнений для здоровья. [11] [43] [56] [57] Люди могут страдать от тяжелых симптомов заболевания и подвергаться обширным исследованиям в течение многих лет, прежде чем будет поставлен правильный диагноз. [53] Нелеченая БК может вызвать мальабсорбцию , снижение качества жизни, дефицит железа , остеопороз , повышенный риск кишечных лимфом и большую смертность. [58] БК связана с некоторыми другими аутоиммунными заболеваниями, такими как сахарный диабет 1 типа , тиреоидит , [59] глютеновая атаксия , псориаз , витилиго , аутоиммунный гепатит , герпетиформный дерматит , первичный склерозирующий холангит и многие другие. [51] [59]
БК с «классическими симптомами», которые включают желудочно-кишечные проявления, такие как хроническая диарея и вздутие живота, нарушение всасывания, потеря аппетита и нарушение роста, в настоящее время является наименее распространенной формой проявления заболевания и поражает преимущественно маленьких детей, как правило, в возрасте до двух лет. возраст. [51] [53] [56]
БК с «неклассическими симптомами» является наиболее распространенным клиническим типом [53] и встречается у детей старшего возраста (старше двух лет), [53] подростков и взрослых. [53] Он характеризуется более мягкими или даже отсутствующими желудочно-кишечными симптомами и широким спектром некишечных проявлений, которые могут вовлекать любой орган тела, и очень часто может протекать совершенно бессимптомно [56] как у детей (по крайней мере, в 43% случаев, так и у детей). случаев [60] ) и взрослых. [56]
Бессимптомная БК (АКБ) присутствует у большинства больных и характеризуется отсутствием классических признаков непереносимости глютена, таких как диарея, вздутие живота и боли в животе. Тем не менее, у этих людей очень часто развиваются заболевания, которые могут быть связаны с употреблением глютена. Глютен может расщепляться на несколько морфиноподобных веществ, называемых экзорфинами глютена . Эти соединения обладают доказанным опиоидным действием и могут маскировать вредное воздействие белка глютена на слизистую оболочку и функцию желудочно-кишечного тракта. [61]
Нецелиакальная чувствительность к глютену (NCGS) описывается как состояние с множественными симптомами, которое улучшается при переходе на безглютеновую диету после исключения целиакии и аллергии на пшеницу. [62] [63] Признанный с 2010 года, [64] [65] он включен в число расстройств, связанных с глютеном . [64] Его патогенез еще не до конца изучен, но предполагают активацию врожденной иммунной системы, прямое негативное воздействие глютена и, возможно, других компонентов пшеницы. [65] [36]
NCGS является наиболее распространенным синдромом непереносимости глютена [64] [66] , распространенность которого оценивается в 6–10%. [12] NCGS становится все более распространенным диагнозом, но его истинную распространенность трудно определить, поскольку многие люди самостоятельно диагностируют и начинают придерживаться безглютеновой диеты, не пройдя предварительное тестирование на целиакию или не получив диетических рецептов от врача. [67] Люди с NCGS и желудочно-кишечными симптомами обычно остаются на «ничейной земле», не будучи признанными специалистами и не имея адекватной медицинской помощи и лечения. [68] Большинство из этих людей имеют долгую историю жалоб на здоровье и безуспешные консультации с многочисленными врачами, пытаясь поставить диагноз целиакии, но их обозначают только как синдром раздраженного кишечника . [68] [69] Постоянное, хотя и неопределенное количество людей исключают глютен, поскольку считают, что он ответственен за их симптомы, и эти симптомы улучшаются при переходе на безглютеновую диету , поэтому они самостоятельно диагностируют NCGS. [68] [69]
У людей с NCGS могут развиться желудочно-кишечные симптомы , напоминающие синдром раздраженного кишечника или аллергию на пшеницу [64] [36] или широкий спектр негастроинтестинальных симптомов, таких как головная боль , хроническая усталость , фибромиалгия , атопические заболевания , аллергии , неврологические расстройства . заболевания или психические расстройства , среди прочего. [58] [65] [70] Результаты исследования 2017 года показывают, что NCGS может быть хроническим заболеванием, как и в случае целиакии. [71]
Помимо глютена, симптомы NCGS могут вызывать дополнительные компоненты, присутствующие в пшенице, ржи, ячмене, овсе и их производных, включая другие белки, называемые ингибиторами амилазы-трипсина (ATI), и короткоцепочечные углеводы, известные как FODMAP . [65] По состоянию на 2019 год обзоры пришли к выводу, что, хотя FODMAP, присутствующие в пшенице и родственных зернах, могут играть роль в нецелиакальной чувствительности к глютену, они объясняют только определенные желудочно-кишечные симптомы, такие как вздутие живота , но не внепищеварительные симптомы , которые наблюдаются у людей с может развиться нецелиакийная чувствительность к глютену, такая как неврологические расстройства , фибромиалгия , психологические расстройства и дерматит . [72] [71] [65] ОТИ могут вызывать у людей воспаление кишечника, опосредованное толл-подобным рецептором 4 ( TLR4 ) . [73] [74]
Люди также могут испытывать побочные эффекты пшеницы в результате аллергии на пшеницу . [57] Как и в случае большинства аллергий, аллергия на пшеницу заставляет иммунную систему ненормально реагировать на компонент пшеницы, который она воспринимает как угрожающее инородное тело. Этот иммунный ответ часто ограничен во времени и не причиняет длительного вреда тканям организма. [75] Аллергия на пшеницу и целиакия — это разные заболевания. [57] [76] Желудочно-кишечные симптомы аллергии на пшеницу аналогичны симптомам целиакии и нецелиакической чувствительности к глютену, но между воздействием пшеницы и появлением симптомов существует другой интервал. Аллергическая реакция на пшеницу возникает быстро (от нескольких минут до часов) после употребления продуктов, содержащих пшеницу, и может включать анафилаксию . [54]
Глютеновая атаксия — аутоиммунное заболевание, вызванное употреблением глютена. [77] При глютеновой атаксии происходит повреждение мозжечка , центра равновесия мозга, который контролирует координацию и сложные движения, такие как ходьба, речь и глотание, с потерей клеток Пуркинье . У людей с глютеновой атаксией обычно наблюдаются нарушения походки или нарушение координации, а также тремор верхних конечностей. Часто наблюдаются нистагм, вызванный взглядом , и другие глазные признаки дисфункции мозжечка. Также могут появиться миоклонус , небный тремор и опсоклонус-миоклонус . [78]
Ранняя диагностика и лечение безглютеновой диетой могут улучшить атаксию и предотвратить ее прогрессирование. Эффективность лечения зависит от времени, прошедшего от начала атаксии до постановки диагноза, поскольку гибель нейронов мозжечка в результате воздействия глютена необратима. [78] [79]
На глютеновую атаксию приходится 40% атаксий неясного генеза и 15% всех атаксий. [78] [80] Менее 10% людей с глютеновой атаксией имеют какие-либо желудочно-кишечные симптомы, но около 40% имеют повреждение кишечника. [78]
Помимо атаксии глютена, чувствительность к глютену может вызывать широкий спектр неврологических расстройств, которые развиваются как при наличии симптомов пищеварения или повреждения кишечника, так и без них. [14] К ним относятся периферическая нейропатия , эпилепсия , головная боль , энцефалопатия , сосудистая деменция и различные двигательные расстройства ( синдром беспокойных ног , хорея , паркинсонизм , синдром Туретта , тремор неба , миоклонус , дистония , синдром опсоклонус-миоклонуса , пароксизмы , дискинезия , миоритмия, миокимия ). [14] [81]
Диагностика основной чувствительности к глютену сложна и задерживается, когда нет симптомов пищеварения. Люди, которые испытывают проблемы с желудочно-кишечным трактом, с большей вероятностью получат правильный диагноз и лечение. Строгая безглютеновая диета является лечением первой линии, которое следует начать как можно скорее. Он эффективен при большинстве этих расстройств. Когда деменция достигла поздней стадии, диета не оказывает положительного эффекта. Кортикальный миоклонус, по-видимому, устойчив к лечению как на безглютеновой диете, так и на иммуносупрессивной терапии. [14]
Людям с расстройствами, связанными с глютеном, необходимо строго исключить глютен из своего рациона, поэтому им необходимы четкие правила маркировки. [82] Термин «без глютена» обычно используется для обозначения предполагаемого безвредного уровня глютена, а не его полного отсутствия. [83] Точный уровень, при котором глютен безвреден, неизвестен и спорен. Систематический обзор 2008 года предварительно пришел к выводу, что потребление менее 10 мг глютена в день вряд ли вызовет повреждение кишечника у людей с целиакией, хотя было отмечено, что надежных исследований было проведено мало. [83] Регулирование этикетки «без глютена» варьируется. [82]
Международные стандарты Кодекса Алиментариус по маркировке пищевых продуктов содержат стандарт, касающийся маркировки продуктов как « безглютеновых ». Это относится только к продуктам, которые обычно содержат глютен. [84]
По закону Бразилии на всех пищевых продуктах должна быть маркировка, четко указывающая, содержат они глютен или нет. [85]
На этикетках всех пищевых продуктов, продаваемых в Канаде, должно быть четко указано наличие глютена, если его содержание превышает 20 частей на миллион. [86]
В Европейском Союзе все расфасованные и не расфасованные продукты из ресторана, продукты на вынос, упакованные непосредственно перед продажей, или неупакованные продукты, подаваемые в учреждениях, должны быть идентифицированы как не содержащие глютена. [87] «Безглютеновый» определяется как 20 частей на миллион глютена или менее, а «очень низкий уровень глютена» — 100 частей на миллион глютена или менее; Только продукты, содержащие зерновые ингредиенты, обработанные для удаления глютена, могут иметь на этикетках надпись «очень низкое содержание глютена». [87] Не разрешается маркировать продукты питания как «безглютеновые», если все подобные продукты естественным образом не содержат глютена, например, в случае с молоком. [88]
Все продукты, содержащие глютен в качестве ингредиента, должны быть маркированы соответствующим образом, поскольку глютен считается одним из 14 признанных в ЕС аллергенов. [89]
В Соединенных Штатах глютен не указан на этикетках, если он не добавлен в качестве отдельного ингредиента. Пшеница или другие аллергены указаны после строки ингредиентов. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) исторически классифицировало глютен как « общепризнанный безопасный » (GRAS). В августе 2013 года FDA издало окончательное постановление, вступившее в силу в августе 2014 года, в котором термин «без глютена» для добровольного использования при маркировке пищевых продуктов определялся как означающий, что количество глютена, содержащегося в пищевых продуктах, составляет менее 20 частей на миллион. [90]
Белки, подобные глиадину, обнаруженные в пшенице, существуют как секалин во ржи, гордеин в ячмене и авенины в овсе, и все вместе называются «глютеном».
Глютен, обнаруженный во всех этих зернах, был идентифицирован как компонент, способный вызвать иммуноопосредованное заболевание — целиакию.
Отличительной особенностью, которая делает пшеницу уникальной, является именно вязкоупругость глютена.
Когда зерно размалывают и смешивают с водой, запасные белки образуют тесто, способное удерживать пузырьки газа.
Эти свойства делают пшеницу пригодной для приготовления самых разнообразных пищевых продуктов.
Учитывая уникальные свойства пшеничной клейковины, неудивительно, что она стала предметом пристального внимания пищевой промышленности.
(...) Глютен действительно имеет экономические преимущества по сравнению с более дорогими молочными или соевыми белковыми продуктами (таблица 1), а его функциональные свойства, которые другие продукты не могут воспроизвести, делают его уникальным местом среди различных белковых продуктов.
(...) В отличие от сывороточных и соевых белков, глютеновые или пшеничные белки не обладают высокой биологической ценностью и не подвергались широким исследованиям на предмет их питательной ценности.
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )В пептидах глютена имеется не менее 50 токсичных эпитопов, обладающих цитотоксической, иммуномодулирующей и проникающей через кишечник активностью.
Предыдущие исследования показали, что глиадин может вызывать немедленное и временное увеличение проницаемости кишечника.
Этот проникающий эффект является вторичным по отношению к связыванию специфических неперевариваемых фрагментов глиадина с хемокиновым рецептором CXCR3 с последующим высвобождением зонулина, модулятора межклеточных плотных контактов.
Этот процесс происходит у всех людей, употребляющих глютен.
Для большинства эти события не приводят к аномальным последствиям.
Однако те же события могут привести к воспалительному процессу у генетически предрасположенных лиц, когда система иммунологического надзора ошибочно распознает глютен как возбудитель.
Необходимо учитывать, что овес включает множество сортов, содержащих различные аминокислотные последовательности и проявляющих различную иммунореактивность, связанную с токсичными проламинами.
В результате несколько исследований показали, что иммуногенность овса варьируется в зависимости от потребляемого сорта.
Таким образом, важно тщательно изучить разновидность овса, используемого в качестве пищевого ингредиента, прежде чем включать его в безглютеновую диету.
Увеличение во всем мире потребления средиземноморской диеты, которая включает широкий спектр продуктов на основе пшеницы, возможно, способствовало тревожному росту заболеваемости расстройствами, связанными с пшеницей (глютеном?)1, 2.
Механизация земледелия и растущее промышленное использование пестицидов способствовали развитию новых сортов пшеницы с более высоким количеством токсичных пептидов глютена, которые вызывают развитие заболеваний, связанных с глютеном.
Кроме того, роль компонента пшеницы FODMAP (например, фруктанов) в качестве единственного триггера симптомов несколько сомнительна, поскольку многие пациенты с NCWS сообщают о разрешении симптомов после прекращения употребления пшеницы и родственных зерновых, продолжая при этом употреблять овощи и фрукты с высоким содержанием FODMAP в рационе.59 В целом можно предположить, что в симптомах NCWS (в их нынешнем понимании) могут быть задействованы более одного виновника, включая глютен, другие белки пшеницы и FODMAP.60 –62
Хотя непереносимость фруктанов и других FODMAP может способствовать развитию NCGS, они могут объяснить только желудочно-кишечные симптомы, а не внекишечные симптомы, наблюдаемые у пациентов с NCGS, такие как неврологическая дисфункция, психологические расстройства, фибромиалгия и кожная сыпь.15 Таким образом, это маловероятно, что они являются единственной причиной NCGS.
{{cite web}}
: Отсутствует или пусто |title=
( помощь )