Глютен: Астық протеиндері мен оның қолданылуы

Кіріспе

Дәнді дақылдар тобының ақуыздары
глютеннен жасалған тағам

Глютен – белгілі бір дәнді дақылдарда табиғи түрде кездесетін құрылымдық ақуыз. Глютен термині көбінесе бидай дәнінің проламиндерін, әсіресе глютелин ақуыздарын білдіреді, олар көптеген дәнді дақылдарда табиғи түрде кездеседі және кейбір адамдарда целиякия ауруын тудыруы мүмкін. Глютен қамтитын дәндерге бидайдың барлық түрлері (жалпы бидай, дюрам, шпель, хорасан, эммер және инкорн), арпа, қара бидай және сұлының кейбір сорттары жатады; сонымен қатар, осы дәнді дақылдардың будандары да глютенді қамтиды, мысалы, тритикале. Глютен нан бидайындағы жалпы ақуыздың 75–85% құрайды. Глютендер, әсіресе Triticeae глютендері, ерекше вискоэластикалық және жабысқақ қасиеттерге ие, олар қамырға серпімділік береді, оның көтерілуіне және пішінін сақтауға көмектеседі, сондай-ақ дайын өнімге көбінесе серпімді текстура береді. Бұл қасиеттері мен салыстырмалы арзандығы глютенді тағамдық және тағамдық емес салалар үшін бағалы етеді. Одан бөлек, глиадиндер де бар, олар өз кезегінде жоғары және төмен молекулалық глютенинге, сондай-ақ α/β, γ және Ω глиадиндеріне бөлінеді. Оның гомологтық тұқымдық сақтау ақуыздары арпа үшін ордеиндер, қара бидай үшін секалиндер, ал сұлы үшін авениндер деп аталады. Бұл ақуыз кластары жиынтығы "глютен" деп аталады. Егер бұл қамыр ашытқымен ашытылса, ферментация кезінде көмірқышқыл газ көпіршіктері пайда болады, олар глютен желісіне түсіп, қамырдың көтерілуіне себеп болады. Пісіру глютенді коагуляциялайды, ол крахмалмен бірге дайын өнімнің пішінін бекітеді. Глютеннің мөлшері нанның кебуіне ықпал ететін фактор ретінде қарастырылады, мүмкін, ол гидратация арқылы суды байланыстырады. Глютеннің қалыптасуы пісірілген өнімдердің текстурасына әсер етеді. Жоғары глютенді ұннан жасалған қамырлар пицца мен бауырсақ сияқты серпімді болады, ал азырақ глютенді ұннан жасалған қамырлар кондитерлік өнімдер сияқты жұмсақ болады. Жалпы, нанға арналған ұнның глютенділігі жоғары (қатты бидай), ал кондитерлік ұнның глютенділігі төмен. Қамырды уру глютен жіптерін және байланыстарын қалыптастыруға көмектеседі, нәтижесінде пісірілген өнімдер серпімді болады (күркірек немесе сынық емес). Қамырды ұзақ уру нәтижесінде "серпімділік" артады. Қамырдың ылғалдылығы жоғары болса, глютеннің дамуына жағдай жасалады.

Gluten is a structural protein naturally found in certain cereal grains. The term gluten usually refers to a wheat grain's prolamins, specifically glutelin proteins, that naturally occur in many cereal grains, and which can trigger celiac disease in some people. The types of grains that contain gluten include all species of wheat (common wheat, durum, spelt, khorasan, emmer and einkorn), and barley, rye, and some cultivars of oat; moreover, cross hybrids of any of these cereal grains also contain gluten, e. g. triticale. Gluten makes up 75–85% of the total protein in bread wheat. Glutens, especially Triticeae glutens, have unique viscoelastic and adhesive properties, which give dough its elasticity, helping it rise and keep its shape and often leaving the final product with a chewy texture. These properties, and its relatively low cost, make gluten valuable to both food and non food industries. and the gliadins, which in turn can be divided into high molecular and low molecular glutenins and α/β, γ and Ω gliadins. Its homologous seed storage proteins, in barley, are referred to as hordeins, in rye, secalins, and in oats, avenins. These protein classes are collectively referred to as "gluten". If this dough is leavened with yeast, fermentation produces carbon dioxide bubbles, which, trapped by the gluten network, cause the dough to rise. Baking coagulates the gluten, which, along with starch, stabilizes the shape of the final product. Gluten content has been implicated as a factor in the staling of bread, possibly because it binds water through hydration. The formation of gluten affects the texture of the baked goods. Using flour with higher gluten content leads to chewier doughs such as those found in pizza and bagels, while using flour with less gluten content yields tender baked goods such as pastry products. Generally, bread flours are high in gluten (hard wheat); pastry flours have a lower gluten content. Kneading promotes the formation of gluten strands and cross links, creating baked products that are chewier (as opposed to more brittle or crumbly). The "chewiness" increases as the dough is kneaded for longer times. An increased moisture content in the dough enhances gluten development,

Қосылған глютен

Өнеркәсіптік өндірісте бидай ұны машинамен қарқынды араластырылады, нәтижесінде глютен массаға жиналады. Бұл масса центрифуга арқылы жиналады, содан кейін үздіксіз процесте біріктірілген бірнеше сатыдан өтеді. Ылғалды глютендегі судың шамамен 65%-ы бұрандалы пресс арқылы алынады; қалған бөлігі атомуайзерлік саптама арқылы кептіру камерасына шашыратылады, онда ол қысқа мерзімге жоғары температурада қалып, глютеннің құрылымын бұзбай судың булануына жағдай жасалады. Нәтижесінде 7% ылғалдылығы бар ұнға ұқсас ұнтақ алынады, ол ауамен салқындатылып, пневматикалық түрде қабылдау ыдысына жеткізіледі. Соңғы сатыда өңделген глютен біркелкі өнім алу үшін сүзіліп, ұнтақталады. Глютен қосылған қамырды толық көлемге дейін көтеру үшін қарқынды араластыру қажет; жоғары глютенді қамырды илеу үшін автоматты нан пісіру машинасы немесе азық өңдеу машинасы қажет болуы мүмкін. Әдетте, глютеннің жоғары деңгейі жалпы ақуыздың жоғары мөлшерімен байланысты.

Етті имитация

Глютен, әсіресе бидай глютені (сейтан), көбінесе сиыр, тауық, үйрек (мәселен, «үйрек имитациясы»), балық және шошқа етіне ұқсас ет өнімдерінің негізі болып табылады. Қайнатылған сорпаға салынғанда, глютен айналасындағы сұйықтықтың (дәмімен бірге) бір бөлігін сіңіріп алып, шайнағанда серт болады. Глютенді пайдалану – көптеген вегетариандық диеталарға қосымша ақуыз қосудың кең таралған тәсілі. Глютен косметикада, шаш күтім өнімдерінде және басқа да дерматологиялық құралдарда қолданылады.

Аурулар

"Глютенмен байланысты аурулар" – глютенге байланысты туындайтын барлық аурулардың жалпы атауы, оларға целиакия (CD), глютенге сезімталдық (NCGS), бидай аллергиясы, глютендік атаксия және герпетиформ дерматиті (DH) кіреді.

Патофизиологиялық зерттеулер

Глютен пептидтері глютенмен байланысты ауруларды тудырады. Глютен пептидтерінің ішінде глиадин ең көп зерттелген. Бұл пептидтер тікелей жасушаларға және ішек препараттарына in vitro жағдайында әсер етеді, in vivo жасушаларға зақым келтіреді және туа біткен иммундық жауапты қоздырады. Сонымен қатар, сұлы өнімдері басқа глютен қамтитын дәнді дақылдармен тоғысқан ластануға ұшырауы мүмкін. Бұл көрсеткіштің өсуіне қатысты ұсынылған түсіндірмелер мыналарды қамтиды: диетаның батыстық үлгіге көшуі, Азия, Таяу Шығыс және Солтүстік Африканың көптеген елдерінде күріштің орнына бидайды қолданудың кеңеюі, сондай-ақ, жақында цитотоксикалық глютен пептидтерінің жоғары мөлшері бар бидайдың жаңа түрлерін әзірлеу. Дегенмен, 1891 және 2010 жылдар аралығында 60 бидай сортының өсіріліп, талданған 2020 жылғы зерттеуде альбумин/глобулин және глютеннің құрамында уақыт өте келе ешқандай өзгеріс байқалған жоқ. "Жалпы алғанда, өнімнің жиналу жылы сортқа қарағанда протеин құрамына күштірек әсер етеді. Протеин деңгейінде қазіргі қысқы бидайдың иммуностимуляциялық әлеуетінің артқанын қолдайтын ешқандай дәлел табылған жоқ".

Целиак ауруы

Целиак ауруы (ЦА) – бидай, арпа, сұлы, қамыс және олардың туындыларын тамақтану нәтижесінде пайда болатын, негізінен жұқа ішекке әсер ететін, генетикалық бейімділігі бар кез келген жастағы адамдарда кездесетін созылмалы, көп мүшелі аутоиммундық ауру. ЦА – тек асқазан-ішек ауруы ғана емес, себебі ол бірнеше органдарды қамти алады және асқазан-ішекке қатысы жоқ көптеген түрлі симптомдарға себеп болуы мүмкін, ең бастысы – симптомдар мүлдем байқалмауы да мүмкін. Көптеген симптомсыз адамдар созылмалы нашар денсаулық жағдайына үйреніп, оны қалыпты жағдай деп қабылдайды, бірақ глютенсіз диетаға отырғаннан кейін және жақсару байқалғаннан кейін ғана олардың симптомдарының целиак ауруымен байланысты екенін түсінеді. Сондай-ақ, көптеген адамдарда ішек қабықшаларының атрофиясы болмай, шағын зақымданулар болуы мүмкін. ЦА жалпы халықтың шамамен 1-2%-ын құрайды, бірақ көп жағдайда анықталмай, диагнозы қойылмай, емделмей қалады, бұл ұзақ мерзімді денсаулық проблемаларына әкелуі мүмкін. Адамдар ауыр симптомдардан зардап шегуі және дұрыс диагноз қою үшін көп жыл бойы жан-жақты тексерулерден өтуі мүмкін. Емделмеген ЦА сіңудің бұзылуына, өмір сапасының төмендеуіне, темір тапшылығына, остеопорозға, ішек лимфомаларының қаупіне және өлім-жітімнің жоғарылауына әкелуі мүмкін. ЦА басқа да аутоиммундық аурулармен байланысты, мысалы, 1-ші типті қант диабеті, тиреоидит, глютендік атаксия, псориаз, витилиго, аутоиммундық гепатит, герпетикалық дерматит, бастапқы склерозингті холангит және тағы да басқалары.

Глютенге сезімталдық

Нецелиакті глютенге сезімталдық (NCGS) – бұл глютенсіз диетаға көшкен кезде, целиак ауруы және бидай аллергиясы жоқ екені анықталғаннан кейін бірнеше белгілердің жақсаруымен сипатталатын жағдай. 2010 жылдан бері танылған, бұл глютенмен байланысты аурулардың қатарына кіреді. Оның таралуы 6-10% деп есептеледі. NCGS диагнозы көбірек қойылуда, бірақ оның нақты таралуын анықтау қиын, себебі көптеген адамдар өздеріне диагноз қойып, бұрын целиак ауруына тексерілмеген немесе дәрігердің диеталық ұсынымы болмастан глютенсіз диетаға көшеді. NCGS және асқазан-ішек симптомдары бар адамдар көбінесе мамандар тарапынан танылмағандықтан және тиісті медициналық көмек пен емдеуден құр қалғандықтан "белгісіз жағдайға" тап болады. Олардың көпшілігі денсаулығына қатысты ұзақ шағымдармен және диагноз қою үшін көптеген дәрігерлерге жүгінген, бірақ оларға тек "ашулы ішек синдромы" деген диагноз қойылған. NCGS-і бар адамдарда ашулы ішек синдромы немесе бидай аллергиясына ұқсас асқазан-ішек симптомдары дамуы мүмкін. 2017 жылғы зерттеу нәтижелері NCGS-тің целиак ауруы сияқты созылмалы ауру болуы мүмкін екенін көрсетеді.

Бидайға аллергия

Адамдар бидайға аллергия нәтижесінде бидайдың қолайсыз әсерлерін де сезінуі мүмкін. Бидай аллергиясы және целиакия – екі түрлі дерті. Бидай аллергиясының асқазан-ішек жолындағы белгілері целиакия және целиакия емес глютенге сезімталдық белгілерімен ұқсас, бірақ бидайға ұшырағаннан бастап симптомдардың пайда болуына дейінгі уақыт аралығы әртүрлі. Бидайға аллергиялық реакция бидай қосқан тағамды ішкеннен кейін жылдам (бірнеше минуттан бірнеше сағатқа дейін) басталуы мүмкін және анафилаксияға дейін жетеді. Глютендік атаксияда мидың шайнау орталығы – мишықта зақымдану орын алады, ол координацияны және жүру, сөйлеу, жұту сияқты күрделі қозғалыстарды басқарады, бұл Пуркинье жасушаларының жоғалуына әкеледі. Глютендік атаксиясы бар адамдар көбінесе қадамдарында бұзылыс немесе үйлесімсіздік және жоғарғы аяқ-қолдардың дірілі сезінеді. Көздің қозғалысымен шақырылған нистагм және мишықтың дисфункциясының басқа да көз белгілері жиі кездеседі. Миоклонус, тіл дірілі және опсоклонус-миоклонус та пайда болуы мүмкін. Глютендік атаксия белгісіз себепті атаксияның 40%-ын және барлық атаксияның 15%-ын құрайды. Глютендік атаксиясы бар адамдардың 10%-дан азы асқазан-ішек симптомдарын көрсетеді, бірақ шамамен 40%-ында ішек зақымдануы байқалады. Оларға шеткершілік нейропатия, эпилепсия, бас ауруы, энцефалопатия, қан тамырлары деменциясы және әртүрлі қозғалыс бұзылыстары (берекесіз аяқ синдромы, хорея, паркинсонизм, Турет синдромы, тіл дірілі, миоклонус, дистония, опсоклонус-миоклонус синдромы, пароксизмдер, дискинезия, миоритмия, миокимия) жатады. Асқазан-ішек симптомдары болмаған жағдайда жасырын глютенге сезімталдықты анықтау қиын және кешіктіріледі. Асқазан-ішек проблемалары бар адамдар дұрыс диагноз қойылып, емделуі мүмкін. Қатаң глютенсіз диета – бірінші кезектегі емдеу, оны мүмкіндігінше ертерек бастау керек. Бұл ем көптеген жағдайларда тиімді. Деменция қанағаттандырмас деңгейге жеткен кезде диетаның ешқандай пайдасы болмайды. Кортикальді миоклонус глютенсіз диета мен иммуносупрессияға да жауап бермейтін сияқты көрінеді. "Глютенсіз" термині көбінесе глютеннің толық жоқтығынан гөрі, қауіпсіз деңгейін білдіреді. Глютеннің қандай мөлшерде қауіпсіз екені әлі де белгісіз және даулы мәселе. 2008 жылғы жүйелі шолу 10 мг-дан аз глютенді күнделікті тұтыну целиакиямен ауыратын адамдарда ішек зақымдануына әкелмейтінін болжады, бірақ жеткілікті сенімді зерттеулердің аздығын атап өтті.

People can also experience adverse effects of wheat as result of a wheat allergy. Wheat allergy and celiac disease are different disorders. Gastrointestinal symptoms of wheat allergy are similar to those of celiac disease and non celiac gluten sensitivity, but there is a different interval between exposure to wheat and onset of symptoms. An allergic reaction to wheat has a fast onset (from minutes to hours) after the consumption of food containing wheat and could include anaphylaxis. With gluten ataxia, damage takes place in the cerebellum, the balance center of the brain that controls coordination and complex movements like walking, speaking and swallowing, with loss of Purkinje cells. People with gluten ataxia usually present gait abnormality or incoordination and tremor of the upper limbs. Gaze evoked nystagmus and other ocular signs of cerebellar dysfunction are common. Myoclonus, palatal tremor, and opsoclonus myoclonus may also appear. Gluten ataxia accounts for 40% of ataxias of unknown origin and 15% of all ataxias. Less than 10% of people with gluten ataxia present any gastrointestinal symptom, yet about 40% have intestinal damage. These include peripheral neuropathy, epilepsy, headache, encephalopathy, vascular dementia, and various
movement disorders (restless legs syndrome, chorea, parkinsonism, Tourette syndrome, palatal tremor, myoclonus, dystonia, opsoclonus myoclonus syndrome, paroxysms, dyskinesia, myorhythmia, myokymia). The diagnosis of underlying gluten sensitivity is complicated and delayed when there are no digestive symptoms. People who do experience gastrointestinal problems are more likely to receive a correct diagnosis and treatment. A strict gluten free diet is the first line treatment, which should be started as soon as possible. It is effective in most of these disorders. When dementia has progressed to an advanced degree, the diet has no beneficial effect. Cortical myoclonus appears to be treatment resistant on both gluten free diet and immunosuppression. The term "gluten free" is generally used to indicate a supposed harmless level of gluten rather than a complete absence. The exact level at which gluten is harmless is uncertain and controversial. A 2008 systematic review tentatively concluded that consumption of less than 10 mg of gluten per day is unlikely to cause intestinal damage in people with celiac disease, although it noted that few reliable studies had been done.

Бразилия

Бразилия заңдарына сәйкес, барлық азық-түлік өнімдерінің қаптамасында глютеннің бар-жоғын нақты көрсететін белгілер болуы тиіс.

Канада

Канадада сатылатын барлық азық-түлік өнімдерінің таңбаларында глютеннің болуы, егер оның мөлшері 20 миллионнан астам бөлікті құраса, нақты көрсетілуі керек.

Еуропалық Одақ және Ұлыбритания

Еуропалық Одақта барлық алдын ала қаптамаланған тағамдар, сондай-ақ мейрамханалардан алынған, сату алдында оралған немесе мекемелерде берілетін қаптамасы жоқ тағамдар, егер глютенсіз болса, міндетті түрде белгіленуі керек. "Глютенсіз" дегені – глютеннің миллионға 20 бөлігінен кем, ал "өте төмен глютен" – глютеннің миллионға 100 бөлігінен кем; "өте төмен глютен" деген жазуды тек глютенді жою үшін өңделген дәнді дақылдардан жасалған тағамдар ғана қаптамасында көрсетуі мүмкін. Глютенді құрамында қамтитын барлық тағамдар тиісінше белгіленуі тиіс, себебі глютен 14 мойындалған Еуропалық аллергендердің бірі ретінде қарастырылады.

Америка Құрама Штаттары

Құрама Штаттарда глютен, егер ол жеке ингредиент ретінде қосылмаса, таңбаларда көрсетілмейді. Бидай немесе басқа аллергендер ингредиенттер тізімінен кейін жазылады. АҚШ-тың Азық-түлік және дәрі-дәрмек басқармасы (FDA) глютенді дәстүрлі түрде "жалпы қауіпсіз деп танылған" (GRAS) деп жіктеді. 2013 жылдың тамызында FDA 2014 жылдың тамызынан бастап күшіне енген соңғы қаулы шығарды, ол тағамдарды таңбалауда ерікті түрде қолдану үшін "глютенсіз" терминін тағамдағы глютен мөлшері миллионға 20 бөліктен кем болуы керек деп анықтады.