Hur påverkar lösligt β-glukan GI-värdet?
Analys av vetebaserat bröd
Examensarbete
Abstract
The work was done in collaboration with Lantmännen's research foundation to produce a new and health-promoting bread. The dietary fiber beta-glucan was added to bread at a sufficiently high content to have positive health effects on blood cholesterol and blood sugar levels. The bread should also have a high sensory quality. In this project the effects of addition of beta-glucan on the theoretical GI (glycemic index) and GL (glycemic load) were investigated. An in vitro analysis was used, and the GL was calculated from the GI. These analyses were carried out on both freeze-dried bread and fresh bread containing different concentrations of beta-glucan. A sensory analysis was also done to see if there was any difference between the control bread and the bread containing the beta-glucan. The purpose of the work was to investigate how the theoretical GI value and the theoretical GL value are affected by two different preparations of beta-glucan (with concentration of 32% respectively 75% beta-glucan) in bread with end concentrations of 0.2 and 2.0 % beta-glucan of the total quantity of flour. The result indicates that there is significant effect on GI and GL of beta-glucan in wheat-based bread. Between the reference bread and the 0.2% bread of the freeze-dried bread, a significant
difference was seen with a p-value of 0.048 in a paired t-test. It also was a significant difference between the reference bread and the 2.0% bread with a p- value of 0.014 in a paired t-test. The GI values were calculated to 65 and 63 respectively for 0.2 and 2.0% beta glucan for the freeze-dried bread. The GI value for the fresh bread were calculated to 68 and 52 respectively for 0.2 and 2.0% beta glucan. The GL-values for the fresh-bread were calculated to 79 and 60 respectively for 0.2 and 2.0% beta glucan. The GL-values for the freeze-dried bread were calculated to 38 and 37 respectively for 0.2 and 2.0% beta glucan. A significant difference was seen between the reference bread and thefresh bread containing 2%
added betaglucan (p-value = 0.002using t-test). The fresh bread with 0.2% added betaglucan had at about the same GI value as the reference bread and a significant difference could not be seen (p = 0.7642).
In other studies, whole grain flour and a dietary fiber content of 15-45 g / serving have been shown to have an effect on the GI and GL values. The desired result is to have attenuated effects on blood sugar levels in the blood after food intake and thus be able to achieve prerequisites for blood sugar claims. To achieve the desired effect a whole-wheat flour should be used to raise the dietary fiber content and reduce the proportion of wheat flour and glucose available.
Tack
Tack riktas till handledare Christian Malmberg från Lantmännen som gjort det
Innehållsförteckning
1 Sammanfattning 1
2 Inledning 2
2.1 Uppdragets utformning i samråd med Lantmännen 2
2.2 Syfte, frågeställning och hypotes 2
3 Bakgrund 4
3.1 Bröd och fibrer 4
3.2 Lösliga fibrer 4
3.3 Βetaglukan 5
3.3.1 Sammansättning och struktur 5
3.3.2 Molekylviktens betydelse för funktionen 6
3.4 Metoder som användes under projektet 6
3.4.1 GL (Glykemisk belastning) 7
3.5 Kolesterol- och blodsockerclaim 8
3.5.1 Kolesterolclaim 8
3.5.2 Blodsocker claim 9
3.6 Hälsopåverkan av betaglukan 9
3.6.1 Hjärt- och kärlsjukdomar 10
4 Metod 11
4.1 Bakning av bröd 11
4.2 In vitro analys av GI (Glykemiskt index) 12
4.2.1 Kemikalier och enzymer 12
4.2.2 Förberedelse av lösningar 12
4.2.3 Förberedelse av Glukos oxidas/peroxid kit (GOPOD reagens) 13
4.2.4 13
4.2.5 Prover som analyserades 13
4.2.6 Utförande 13
4.2.7 Bestämning av glukoshalt i proverna. 13
4.2.8 Beräkning av GI-värde 14
4.2.9 Beräkning av mängd fukt i färskt bröd 14
4.3 GL (Glykemisk belastning) 14
4.4 Statistiska analyser 14
4.5 Sensorisk bedömning 15
5 Resultat 16
5.1 GI-analys av det frystorkade brödet 16
5.1.1 Uppmätt mängd glukos per 100 gram bröd 16
5.2 GI-analys av det färska brödet 17
5.2.1 Beräkning av torrsubstans i färskt bröd 17
5.2.2 Uppmätt mängd glukos färskt bröd 18
5.4 Sensorisk bedömning 19
6 Diskussion 20
6.1 GI-analys 20
6.2 Beräkning av GL (Glykemisk belastning) 21
6.3 Sensorisk analys 21
6.4 Förbättringsmöjligheter 22
6.5 Samhällsrelaterade och etiska aspekter 22
7 Slutsats 23
8 Referenser 24
Bilagor
Bilaga 1 Tillåtet hälsopåstående av betaglukan från EU 1 Bilaga 2 Beräkningar
Ändrade värden av vatten och mjöl 2
Beräkning av mängd vätska i färskt bröd 3
Justering av recept vid olika halter betaglukan 3
GL-beräkning 3
Bilaga 3. Rådata från GI-analys 4
Färskt bröd 4
Frystorkat bröd 4
Bilaga 4. Resultat för statistiska tester 5
Färskt bröd 5
Frystorkat bröd 5
Bilaga 5. Sensorisk bedömning 6
1 Sammanfattning
Arbetet gjordes i samarbete med Lantmännens forskningsstiftelse för att ta fram ett nyttigt och hälsofrämjande bröd.
Syftet med arbetet var att undersöka hur det teoretiska GI-värdet och teoretiska GL- värdet för vetebröd påverkas av tillsatt betaglukan. Utifrån detta syfte så
formulerades frågeställningen på följande sätt: Hur påverkas vetebröds teoretisk GI (glykemiskt index) samt GL (glykemisk belastning) av tillsatt betaglukan?
Två olika betaglukan-råvaror med olika koncentration betaglukan användes i arbetet. En med en halt av 32 % betaglukan (PromOat® Beta Glucan) och en med en halt av 75 % betaglukan. Dessa två betaglukan-råvaror användes vid
framställning av bröd med olika halt betaglukan i bröd.
Bröd med betaglukan-halterna 0,2, 1,2, 1,5 2,0 % bakades men det var enbart referensbrödet, den lägsta koncentrationen (0,2 %) av betaglukan och den högsta koncentrationen (2,0 %) av betaglukan som analyserades. För att undersöka brödets GI-värde användes en in vitro analys för teoretiskt GI (glykemiskt index) samt beräkning av GL (glykemisk belastning). Analys utfördes på både frystorkat samt färskt bröd innehållande betaglukan. Brödet skulle även ha en så hög sensorisk kvalité som möjligt. En enkel sensorisk analys genomfördes av bröden för att se om de fanns en upplevd skillnad mellan referensbrödet och bröd innehållande
betaglukan.
Resultatet tyder på att det finns en signifikant positiv effekt på GI och GL vid tillsatts av betaglukan i vetebaserat bröd. GI-värdena för det frystorkade brödet bestämdes till 64 och 63. GI-värdet för det färska brödet beräknades till 68 och 52 för de 0,2 %-iga respektive de 2,0 %-iga brödet. GL-värdena för det färska brödet beräknades till 40 respektive 30 för de 0,2 %-iga respektive de 2,0 %-iga brödet.
GL-värdena för det frystorkade brödet beräknades till 38 respektive 37 för de 0,2 %- iga respektive de 2,0 %-iga brödet.
Halten lättillgänglig glukos är relativt högt i vetemjöl i jämförelse med andra mjölsorter vilket motarbetar den kolesterol och blodsänkande effekten av tillsatt betalukan. I detta projekt användes bröd med en kostfiberhalt på maximalt 1,5 gram/portion. För att få en större effekt bör ett fullkornsmjöl samt surdegsbröd användas för att få upp halten kostfibrer samt minska andelen vetemjöl och tillgängligheten av glukos. Den sensoriska analysen visade att brödet med den högsta koncentrationen (2,0 %) betaglukan upplevdes något gummiaktigt vilket gör att en lägre mängd betaglukan borde tillsättas, tillexempel 1,5 %. För att nå de hälsopåståenden som finns för kolesterol och blodsocker bör kostfiber tillsättas även på annat sätt för att ge en högre sensorisk kvalité, till exempel tillsammans med fullkornsmjöl eller bakas som surdegsbröd. Ingen signifikant skillnad kunde ses mellan de olika betaglukan-råvarorna vilket troligen beror på att betaglukanen användes i samma koncentration i brödet.
2 Inledning
Detta projekt skedde i samarbete med Lantmännen och studerade kostfibern beta- glukan och dess inverkan på GI (glykemiskt index). Kostfibern finns naturligt i havre och den naturliga koncentrationen i havre är ungefär 4 - 6 %. I projektet bakandes 9 olika varianter av bröd. Två olika halter betaglukanråvaror testades, PromOat® och 75 %-ig betaglukan, som spädes till samma slutkoncentration i brödet. Dessa två koncentrationer tillsattes till bröd i olika mängder för att få fyra olika slutkoncentrationer (0,2, 1,2, 1,5, 2,0 %) i brödet samt ett referensbröd utan betaglukan. Enbart den högsta (2,0 %) och den lägsta (0,2 %) analyserades.
Projektet genomfördes för att i framtiden kunna ta fram bröd som innehåller en större mängd kostfibrer till konsumenter och dagligvaruhandeln.
2.1 Uppdragets utformning i samråd med Lantmännen
Lantmännen hade initialt en önskan om att få en indikation på om hur andelen betaglukan påverkar bröd sensoriskt samt dess effekt på GI-värde. I samråd med Lantmännen och Christian Malmberg (Lantmännen R&D) analyserades bröd för att se om det kunde upplevas en sensorisk skillnad eller en skillnad i GI-värde.
Analysen gjordes mellan de två olika betaglukan-produkterna, PromOat®
(innehåller 32 % betaglukan) respektive en produkt (råvara) med 75 % betaglukan halt. Brödet bakades så att brödet fick samma slutkoncentration (0,2, 2,0 %). Vid dessa olika koncentrationer genomfördes både analys av GI-värden och en sensorisk bedömning. I samråd med Linnéuniversitetet, och under de rådande
omständigheterna som råder kring Coronaviruset, valdes metoden in vitro analys av teoretiskt GI, som var en metod som fanns tillgänglig att använda på skolan.
Enligt de rekommendationer som finns idag gällande hälsopåståenden kring kolesterol sänkning bör bröd innehålla 3 gram betaglukan eller 1 g per portion (1).
För att uppnå de hälsopåståenden som finns för blodsocker sänkning bör brödet innehålla 4 gram betaglukan från havre eller korn per 30 gram kolhydrat i en angiven portion som del av måltid (1). Med dessa direktiv bakades bröd i olika koncentrationer och sedan utvärderas efter önskade parametrar. I samråd med Lantmännen bör dessa halter uppnås för att kunna förbättra befolkningens hälsa genom att öka andelen gynnsamma kostfibrer.
2.2 Syfte, frågeställning och hypotes
Syftet med arbetet var att undersöka hur det teoretiska GI-värdet och teoretiska GL- värdet påverkas av olika tillsatser av PromOat® respektive 75 %-ig betaglukan i bröd. Detta undersöktes genom en in vitro analys där de teoretiska GI-värdet
bestämdes och GL beräknades utifrån GI-värdet. Även den sensoriska bedömningen av brödet skulle vara bra för att få ett bröd med så hög kvalité som möjligt.
Utifrån syftet så formuleras frågeställningarna:
- Hur påverkas teoretisk GI (glykemiskt index) av betaglukanhalten i de olika bröden?
- Hur påverkas GL (glykemisk belastning) av betaglukanhalten i de olika bröden?
- Hur påverkas texturen av betaglukanhalten i de olika bröden?
- Hur påverkas brödet av de olika betaglukan-råvarorna?
I samråd med Lantmännen formuleras följande hypotes angående tillsatt betaglukans effekt på GI och brödets textur, brödet med en högre procentandel betaglukan bör ge ett lägre GI gensvar. Bröd med ett högre procenttal betaglukan borde upplevas mer gummiaktigt, men även mer saftigt. Bröd med tillsats av PromOat® och 75 %-iga betaglukanen borde upplevas på liknande sätt, eftersom slutkoncentrationen betaglukan i brödet är densamma.
3 Bakgrund
3.1 Bröd och fibrer
Spannmål och bröd är en källa till fullkorn, som är en kostfaktor som förebygger ohälsa. Bröd innehåller mycket kolhydrater, framförallt stärkelse, men även
proteiner, B-vitamin, kalcium, järn och folsyra. Bröd är ett av de mest klimatsmarta livsmedlen eftersom att de har en låg klimatpåverkan (2). Bröd brukar bakas enbart eller delvis på vetemjöl som till stora delar består av stärkelse, som i sin tur är uppbyggda av glukosmolekyler. Bröd kan även bakas på andra typer av mjöl (exempel rågsikt och dinkelmjöl). Bearbetningen av spannmål kan variera och kan ge upphov till olika typer av mjöl, exempelvis siktat mjöl, fullkornsmjöl.
Stärkelse är en blandning mellan två glukos-polymerer, en rak, amylos och en grenad, amylopektin. Förhållandet mellan de olika polymererna varierar med olika ursprung. Glukosmolekylerna i stärkelse länkas samman med hjälp av α-1→4 O- glykosid-bindningar och i amylopektin även med hjälp av α-1→6 O-glykosid- bindningar. Amylos och amylopektin är uppbyggda av glukosmolekyler som länkas samman och kan lätt brytas ner när energin behövs. Glukosmolekyler frigörs genom att stärkelsen hydrolyseras i mag-, tarmkanalen och tas upp i tarmepitelet. (2).
3.2 Lösliga fibrer
Bröd innehåller fibrer eller även kallat kostfibrer som är en grupp av kolhydrater som inte bryts ner av matspjälkningssystemet (3)
Fibrer finns främst i grönsaker, rotfrukter, frukt, linser, bönor, gryn, bröd, ris och pasta (4). Fibrer kan delas upp i två olika grupper, lösliga och olösliga som beror på dess fysikaliska, kemiska och funktionella egenskaper (5). Lösliga fibrer bildar en viskös gel i vatten och fermenteras något av tjocktarmens tarmflora. Exempel på lösliga fibrer är pektin och betaglukan.
Den olösliga fibern bildar inte gel. Fermenteringen är begränsad och de lämnar kroppen näst intill orörd. Till olösliga fibrer räknas ex. cellulosa (5).
Livsmedel som innehåller en hög halt fibrer ger en hög mättnadskänsla, de upplevs mätta längre. Blodsockret stiger betydligt långsammare vid föda som innehåller mycket fibrer och kan så bidra till att hålla ner blodsockernivåerna i kroppen, vilket ofta är önskvärt. Fibrerna bryts inte ner förrän de når mikroorganismerna som finns i tjocktarmen. Där kan de brytas ner på olika sätt. De kan antingen bilda kortkedjiga fettsyror eller så fermenteras fibrerna, vilket gynnar sammansättningen och tillväxten av tarmfloran. Vissa typer av kostfibrer är även svåra för tarmfloran att bryta ner, vilket gör att de istället binder vätska som gör att avföringens volym ökar.
Även om de inte sker någon absorption av fibern så har de en positiv inverkan på tarmens funktion. Fibrer bildar geler, vilket kan bidra till en reducering av
Livsmedelsverket rekommenderar ett intag på cirka 25-30 gram fibrer dagligen. I matvaneundersökningar har de visat sig att snittsvensken får enbart i sig cirka 20 gram fibrer om dagen, vilket betyder att vi behöver bli bättre på att äta fibrer i Sverige. Som barn ska enbart små mängder fibrer intas, vilket ska ökas med
stigande ålder. När barn kommer upp i tonåren kan ett intag likt en vuxens intas (4).
3.3 Βetaglukan
Kostfibern betaglukan finns naturligt i havre och den naturliga koncentrationen är ungefär 4 – 6 % (6). En deciliter havregryn väger mellan 35 och 40 gram, vilket betyder att ett intag på ungefär 1,5 deciliter havregryn behövs för att nå det rekommenderade intaget på 3 gram betaglukan. I industri kan denna procentandel ökas så att produkten innehåller en högre halt betaglukan, vilket gjort att det bröd som använts i detta arbete har två olika betaglukan-råvaror analyserats, PromOat®
respektive 75 %-ig betaglukan.
3.3.1 Sammansättning och struktur
Betaglukan är en molekyl som är uppbyggd av en cyklisk pyranos, glukos.
Glukosmolekyler förekommer nästan alltid i en cyklisk form som pyranos i naturen, antingen i en D- eller L-form. D-formen är betydligt mycket vanligare än L-formen.
Beroende på hur molekylerna binder till varandra så kan antingen molekylerna binda rakt (horisontellt) eller uppåt/nedåt (vertikalt) till varandra. I betaglukan från spannmål binder antigen glukosmolekylerna till varandra via β (1→3) bindningar eller β (1→4) bindningar. Vid β (1→3) bindningar är molekylen rak och vid β (1→4) bindningar sker en ”upphöjning” inom molekylen (molekylen vinklas), se figur 2.
Detta ger en vattenlöslig betaglukan som kan användas i tillexempel brödbakning (7). Denna struktur gör molekylen löslig och påverkas av våra mag- och
tarmbakterier. Betaglukan bildas även i svamp- och jästceller men då binder glukosmolekylerna till varandra på ett annat sätt. Det resulterar i att en annan sekundärstruktur skapas och molekylen blir olösligt och passerar mag-tarm kanalen intakt (6).
Figur 2. Betaglukans kemiska struktur (6).
3.3.2 Molekylviktens betydelse för funktionen
Molekylvikten har också en stor betydelse för funktionen hos betaglukan.
Betaglukanmolekyler med en högre molekylvikt har en annan biologisk effekt än de med en lägre molekylvikt. I studien ”Oral administration of oat beta-glucan
preparations of different molecular weight results in regulation of genes connected with immune response in peripheral blood of rats with LPS-induced enteritis”
undersöktes en grupp, vars diet inte innehöll betaglukan (kontroll), en grupp vars diet innehöll betaglukan med låg molekylvikt (70 000 g/mol) och en grupp, vars diet innehöll beta-glukan med hög molekylvikt (2 180 000 g/mol). Alla möss fick samma mängd betaglukan med avseende på kroppsvikten, 10 mg/ kg kroppsvikt.
Studien visade att båda dieterna med betaglukan gav en ökad biologisk aktivitet i form av transkriberade gener. För en del gener ökade transkriptionen medan andra minskade. Den biologiska aktiviteten var störst hos de möss som fått den diet där betaglukanen hade högst molekylvikt. Den biologiska aktiveringen skiljde sig även åt mellan de olika betaglukanerna. Den med lågmolekylvikt visades påverka cellcykelreglering medan den med högmolekylvikt påverkade kroppens
immunrespons (8). Under föreliggande projekt användes betaglukan som har en hög molekylvikt. PromOat® har en molekylvikt på 950 000 g/mol samt den 75 %-iga har en molekylvikt på 1 000 000 g/mol.
3.4 Metoder som användes under projektet
I detta projekt har glykemiskt index (GI) mäts och glykemisk belastning (GL) beräknats för att besvara frågeställningen, hur betaglukanhalten i de olika bröden påverkar teoretiskt GI samt GL.
FN:s livsmedels- och jordbruksorganisation (FAO) samt Världshälsoorganisationen WHO godkände 1997 GI som ett standardiserat mått för att klassificera
kolhydratrika livsmedel och med hjälp av GI kunna vägleda till bättre livsmedelsval.
Livsmedel med hög andel kolhydrater, men med ett lågt GI är de som
rekommenderas. GI-värden ska kunna fungera som en etikett på olika livsmedel för att vägleda och underlätta för konsumenten att välja en hälsosam kost (9).
GI är ett standardiserat mått på hur snabbt och hur länge som blodsockernivån påverkas av de livsmedel som ätits i relation till vitt bröd eller glukos. Ett högt GI värde resulterar i en snabb ökning av blodsockernivån och då ofta en relativt kortvarig effekt på blodsockret vilket resulterar i att hungerkänslor återkommer snabbare. Det är alltså önskvärt att ha en långsam höjning och en långvarig effekt på blodsockernivån, vilket även brukar kallas för långsamma kolhydrater. De olika GI- värdena som tagits fram är baserade på tester som gjorts på friska vuxna personer enligt standardiserade metoder och främst med glukos som kontroll. GI brukar mättas på kolhydrattäta livsmedel, då det främst är de som påverkar
blodsockernivån. GI varierar med (9):
- Kolhydratens kemiska uppbyggnad
- Vilken form kolhydraten finns. Är kornet malt eller om det förekommer som helt korn.
- Har kolhydraten värmebehandlats eller intas den rå?
GI beräknas genom mätning av blodsocker efter intag av måltid som ritas i en graf med blodsockernivån på y-axeln och tid på x-axeln, se figur 1. Arean under grafen kallas även för hydrolytiskt index (HI) och används för beräkning av GI-värde för ett livsmedel. Det beräknade hydrolytiska indexet för det aktuella livsmedlet divideras sedan med ett känt HI-värde för ett referenslivsmedel. Detta värde multipliceras sedan med 100 för att få livsmedlets GI-värde (3).
GI-värden kan ibland vara missvisande då de varierar med grödans sort, tillagningsmetoden och tillagningstiden, vilket inte framgår i en tabell. Även måltidens sammansättning i sin helhet påverkar. Protein och fetthalt påverkar blodsockret vilket kan göra det missvisande att enbart studera en komponent (9). I studier där GI undersöks för kolhydratrika livsmedel brukar studien vara i cirka 2-3 timmar 10) men för att se effekt för protein och fett behöver studien vara under en längre tid. Proteiner och fett fördröjer tömningen av magsäcken vilket leder till en långsammare ökning av blodsockerhalten, men efter en viss tid, när proteinet/fettet brutits ner, efter cirka 5 timmar så har en ökning av GI-värde kunnat ses i jämförelse med en diet med övervägande del kolhydrater (11). Blodsockerhalten kommer först att ligga lägre än en portion med övervägande del kolhydrater under tiden som födan befinner sig i magsäcken. När födan sedan kommer ut i tarmen kommer blodsockerhalten att öka och ger ett större utslag än en måltid med övervägande del kolhydrater (11).
3.4.1 GL (Glykemisk belastning)
När GI sätts i relation till hur mycket som intas benämns det som GL, vilket varierar stort mellan olika livsmedel. GL är ett sätt att jämföra livsmedel med olika
kolhydratinnehåll. GL kan därför vara mera relevant än GI, ett bra exempel kan till exempel vara knäckebröd som har ett GI-värde på ungefär 68 (9) men ett GL värde på 4 (12). Att regelbundet inta en kost som innehåller ett högt GL ökar risken för både diabetes typ 2 och CHD (Koronar hjärtsjukdom), som ibland beskrivs som hjärt- och kärlsjukdomar (9).
GL beräknas med hjälp detta samband (12).
GI-värdet som igår i beräkningen kan antigen vara ett tabellvärde eller som i denna analys från de bröd som bakats.
3.5 Kolesterol- och blodsockerclaim
Betaglukans hälsoeffekt kan bedömas på flera olika sätt. Ett av de vanligaste sätten är att studera det på kolesterolnivåerna i blodet efter måltiden och se hur de
förändras i jämförelse med en måltid, som inte innehåller betaglukan. Vid denna typ av jämförelse studeras ofta vilken mängd betaglukan, som behöver intas för att man ska kunna se någon effekt på kolesterolhalten i blodet. Om förmågan hos betaglukan att sänka kolesterolnivåerna används i marknadsföring eller i produktinformation för livsmedel kallas det för kolesterol claim eller hälsopåstående (6). Liknande
jämförelser kan göras vid analys av glukosnivåerna i blodet, om det finns en skillnad i glukosnivåer innan och efter måltid. Detta kan beskrivas som
hälsopåstående eller blodsocker claim/health claim. I detta arbete kommer begreppet claim fortsättningsvis användas (13).
Produkter som innehåller betaglukan och uppfyller mängden för hälsopåståendet kan marknadsföras som ett hälsosamt livsmedel.
3.5.1 Kolesterolclaim
Kopplingen mellan lägre kolesterolhalter i blodet och intag av betaglukan har undersökts i flera studier och tydliga slutsatser har kunnat ses i flera studier (6, 14, 15). Rekommendationerna för intag av betaglukan för att se någon effekt på kolesterolnivåerna är tre gram betaglukan per dag, då den angivna måltiden bör innehålla ett gram betaglukan för att hälsoeffekten ska uppnås. Detta är ett intag som accepterats av flera statliga myndigheter, som ett rekommenderat intag för att få hälsofördelar såsom sänkta kolesterolhalter efter måltid (1, 16).
Ända sedan de första publikationerna på 1970-talet har havre och lösliga fibrer kunnat kopplats till positiva effekter av kolesterolhalterna i blodet. De lösliga fibrerna sänker halterna av lipoproteinet LDL (low density lipoprotein) som till vardags även kallas för det ”dåliga kolesterolet” utan att sänka halterna av HDL (high dentisity lipoprotein), som till vardags kallas för det ”goda kolesterolet”. De största skillnaderna i kolesterolnivåer hos människor har kunnat ses vid intag av havre, psyllium, guarböna samt pektin (15). Absorptionen av gallsyror som sker i tunntarmen gör att micellbildningen i vid fettabsorption förändras och
återabsorptionen av gallsyror minskar. Detta leder till en ökad nysyntes av gallsyror vilket gör att kolesterolhalterna i blodet sjunker (16). Lösliga fibrer påverkar och öka utsöndringen av gallsyror. Havrekli har visat sig i studier öka fekal utsöndring samt minska halten av den sekundära gallsyran deoxykolsyra (DCA) (16). Psyllium har en liknande effekt då utsöndringen av gallsyra och ökar omsättningen av chenodeoxykolsyra (CDCA) och kolinsyra (CA) (17).
3.5.2 Blodsocker claim
Europeiska myndigheten för livsmedelssäkerhet (EFSA) har godkänt att betaglukan från havre eller korn får marknadsföras, med hälsopåståendet. ”Påståendet får endast användas om livsmedel som innehåller minst 4 g betaglukaner från havre eller korn per 30 g tillgängliga kolhydrater i en angiven portion som en del av måltiden. För att påståendet ska få användas ska information ges till konsumenten om att den
gynnsamma effekten uppnås genom intag av betaglukaner från havre eller korn som en del av måltiden”. Betaglukan kan då bidra till att reducera den glykemiska responsen efter måltiden (16).
Vattenlösliga fibrers inverkan på glukoshalten i blodet har visats vara relativt komplex att förstå (13). Flera studier som studerat blodsockernivåerna vid intag av både fast och flytande föda vilket gett en liknande respons på blodsockernivåerna (13, 18). Födans viskositet har visats ha stor betydelse för det glykemiska svaret, en låg viskositet ökar tillgängligheten och ger en högre GI-respons. Men det finns flera andra faktorer som spelar roll, bland annat känsligheten för α-amylas som kan variera från person till person (20), kapaciteten att hålla vatten och lösligheten hos livsmedlet (13). I studien ”Gastric emptying of a solid meal is accelerated by the removal of dietary fibre naturally present in food”
studerades skillnaden i upptaget av ”vanlig mat”
såsom pasta och potatis med hög respektive låg andel fibrer (13). Denna studie kunde inte visa att blodglukostoppen nåddes tidigare vid mat med låg andel fibrer eller att föda med hög andel fibrer befann sig en längre tid i magsäcken än den med låg andel fibrer. Glukoskoncentrationen blodet var däremot lägre och gav ett längre utslag vid föda med ett högt fiberinnehåll, en signifikant skillnad i blodglukosnivåerna kunde ses efter 30 och 60
minuter, se figur 1. En signifikant skillnad kunde även ses i den upplevda hungerkänslan då den uppkom tidigare hos personer som ätit föda med ett lågt fiberinnehåll (13). Dessa studier har inte gjorts på betaglukan specifikt utan på andra typer av fibrer eller fibrer överlag men det borde även kunna appliceras på betaglukan, då de tillhör samma grupp av lösliga fibrer.
3.6 Hälsopåverkan av betaglukan
Hälsopåståendet att betaglukan skulle ha en sänkande/minskande effekt på kolesterolhalten i blodet och då kunna minska risken för utveckling av hjärt- och kärlsjukdomar godkändes 2011 av EU (Europeiska unionen). Rekommendationerna för intag av betaglukan för att se någon effekt på kolesterolnivåerna är tre gram betaglukan per dag. Den angivna måltiden bör innehålla ett gram betaglukan för att hälsoeffekten ska uppfyllas, se bilaga 1 för tabell från EU (1).
Figur 1. Glukosnivåerna i blod en halvtimme innan samt varje halvtimme efter intag av två olika måltider, en med låg och en med hög fiberhalt. Den streckade linjen visar en måltid med lågt fiberintag och den kurvan som har heldragen linje visar en måltid med högt fiberinnehåll. (13).
Flera studier har visat att betaglukan har gynnsamma effekter på vår hälsa i flera olika aspekter såsom vid diabetes mellitus (19), hypertoni, metabola syndromet (20), infektioner och hjärt- och kärlsjukdomar. De flesta personer som lider av celiaki verkar även kunna tolerera havre, vilket gör att de även kan intas av personer med glutenintolerans. Ett dagligt intag av 3 gram betaglukan har även erkänts vara fördelaktig för att minska risken för hjärt- och kärlsjukdomar för personer i alla åldrar i England (6).
3.6.1 Hjärt- och kärlsjukdomar
Trots att hjärt- och kärlsjukdomarna har minskat sedan 1970-talet så är de
fortfarande den största enskilda gruppen för dödsorsaker i Sverige och flera andra länder (5, 21). Ungefär hälften av alla dödsfall som sker i Finland bland personer i arbetsför ålder orsakas av hjärt- och kärlsjukdomar. Det finns flera olika
komponenter som spelar roll för utveckling av hjärt- och kärlsjukdomar. Kost, genetiska faktorer, rökning samt högt blodtryck spelar en väsentlig roll. De faktorer som är kopplade till näringsintaget och dess kvalité, vilket kan ge hög halt kolesterol och då främst LDL-kolesterol (så kallat ”dåligt kolesterol”) (21).
3.6.1.1 Koppling mellan hälsa och betaglukan
I studien ”Relation Between Changes in Intakes of Dietary Fiber and Grain Products and Changes in Weight and Development of Obesity Among Middle-Aged Women”
visas att ett högt intag av vattenlösliga kostfibrer är korrelerat med en minskad risk för hjärt- och kärlsjukdomar (22). Att drabbas av andra sjukdomar såsom fetma och diabetes är också lägre vid ett högt intag av vattenlösliga fibrer. Ett högt intag av fibrer samvarierar ofta med en hälsosam livsstil, vilket gör att sambandet mellan intag av betaglukan och en hälsosam livsstil troligen blir ännu tydligare (23). Ett intag på 10 gram extra kostfibrer per dag kan minska risken att drabbas av hjärt- och kärlsjukdomar med 17 - 35 %. Kostfiber spelar flera betydande roller för att minska risken för hjärt- och kärlsjukdomar såsom öka hastigheten för utsöndringen av gallsalter, syntes av kortkedjiga fettsyror ex. propionat som visats ha en hämmande effekt på kolesterolsyntesen, se figur 3. Fibrer reglerar även energiintaget, vilket gör det lättare att upprätthålla en hälsosam kroppsvikt, sänker risken för diabetes genom antingen glykemisk kontroll eller genom minskat energiintag. Kostfibrer har visats minska halten pro-inflammatoriska cytokiner samt minska halten av cirkulerande C- reaktiva proteiner (CRP) (24). Det finns fyra vattenlösliga fibrer, som visats
effektivt kunna påverka kroppens metabolism, bidra till ett skydd mot hjärt-, kärlsjukdomar, ß-glukan, psyllium, pektin och guarkärnmjöl (25).
4 Metod
Under denna studie har bröd bakats med olika halter av kostfibern betaglukan.
Brödet har sedan analyserat med avseende på GI (glykemiskt index) och sedan har GL (glykemisk belastning) beräknats. Analysen har gjorts på både frystorkat och färskt bröd enligt utförandet som beskrivs i studien ”In Vitro Digestion Rate and Estimated Glycemic Index of Oat Flours From Typical and High β-Glucan Oat Lines” (9).
4.1 Bakning av bröd
Bröd bakades på både PromOat® och den 75 %-ig betaglukan till samma
koncentration för att se om det sensoriskt eller i GI-värde kunde detekteras någon skillnad mellan dem olika betaglukan-råvarorna.
Först bakades bröd enligt recept från Lantmännen för ett bröd, se tabell 1. För att få degen i en bra konsistens så ändrades mjölmängden då den kändes väldigt kladdig, se tabell 1. Vetemjölsmängden (Kungsörnen)
justerades i varje deg eftersom de totala mjölmängden, alltså betaglukanen samt vetemjölet, skulle vara samma i varje deg.
Mängden mjöl minskades i takt med att betaglukanens mängd ökade. Vattenmängden justerades även med mängden betaglukan eftersom betaglukanen absorberar vatten och degen blev torrare med ökad mängd betaglukan. Exakt
vattenmängd och mjölmängd anges i bilaga 2 tabell 11.
Betaglukan (både PromOat® och 75 %-ig) löstes i en
del av vattnet. Brödet tillreddes i en köksassistent där salt, socker, jäst (Kron jäst, för osötade degar), en del av vattnet (de som inte tillsattes till betaglukanen) och rapsoljan (Zeta) tillsattes. Mjölet tillsattes efterhand i köksassistenten. När nästan allt mjöl tillsatts blandades betaglukanen (löst
i vatten) i. Degen blandades i max fem minuter efter tillsats av betagulkan. Efter det jästes degen i värmeskåp på 35 °C och en relativ fuktighet på 75 % i 60 minuter. Bröden bakades två och två i en avlång ugnsform med bakplåtspapper och aluminiumfolie i mellan.
Brödet bakades i 25±2 minuter på 225 ֯C.
Tabell 1. Grund recept för bröd som fåtts från lantmännen samt ändringar som gjorts.
Tabell 2. Andel betaglukan i gram som finns i de olika bröden.
4.2 In vitro analys av GI (Glykemiskt index)
Detta är in vitro analys av GI som görs med hjälp av matspjälkande enzymer.
Analysen mäter smältbarheten av stärkelse. GI-värdet förväntas ligga runt 70 för bröd bakat på vetemjöl (9). För bröden som undersöktes i denna studie förväntas värdena ligga något lägre eftersom kostfibrer tillsatts.
4.2.1 Kemikalier och enzymer
De som behövs för analysen finns i tabell 3.
4.2.2 Förberedelse av lösningar 4.2.2.1 Pepsin -guarkärnmjöls lösning
250 mg pepsin (P-7000;Sigma-Aldrich) vägdes upp och blandades med 250 mg guarkärnmjöl i en 25 ml mätkolv. Volymen justerades sedan med 0,05 M saltsyra till 25 ml.
4.2.2.2 Pankreatin lösning
Med hjälp av en magnetisk omrörare löstes 3 gram pankreatin (Sigma cat-# P-7545) i 20 ml avjoniserat vatten under 10 minuter. När pankreatinet lösts i vattnet fördes lösningen till ett förslutningsbart provrör som rymde 50 ml och centrifugerades i 10 minuter i 1500 g. Från lösningen fördes sedan 15 ml av supernatanten över till en liten bägare, 150 μl amyloglukosidas (Megazyme E-AMGDF) och 9 mg invertas (Sigma cat# I4504-250 mg) tillsattes.
Tabell 3. Kemikalier, enzymer och övrigt som behövs för analysen.
4.2.3 Förberedelse av Glukos oxidas/peroxid kit (GOPOD reagens) 4.2.4
En flaska med namnet GOPOD reagensbuffert (D-Glucose Assay Kit från Megazyme) späddes med destillerat vatten upp till 1 L och användes direkt. Detta namngavs som lösning 1. Innehållet i flaskan med namn 2 i kitet löstes upp i 20 ml av lösning 1 som sedan tillsattes i de resterande av lösning 1. Flaskan täcktes sedan över med aluminiumfolie för att skyddas mot ljus.
4.2.5 Prover som analyserades
Brödet analyserades både som frystorkat och färskt bröd som varit fryst (-18 i 5 dagar) men inte torkats. De brödprover som analyserades var de med högsta och den lägsta koncentrationen betaglukan, (d.v.s. 0,2 % samt 2,0 % betaglukan). GI-halten analyserades för både de PromOat® och 75 %-iga brödet av de frystorkade samt PromOat® av det färska brödet. Alla prover gjordes i dubbelprov med en kontroll i form av vitt bröd utan tillsats av betaglukan. Proven av de färska bröden togs vid samma tidpunkter men enbart PromOat® och inte de 75 %-iga.
4.2.6 Utförande
I ett märkt glasrör vägdes 250 mg frystorkat eller 416 mg färskt finfördelat brödprov in. Fem glaspärlor adderades för att förbättra omrörning. Sedan tillsattes 2,5 ml av pepsin-guar lösningen och placerades i vattenbad i 37°C med horisontell omrörning.
Efter det tillsattes 2,5 ml natriumacetat. Av lösningen avlägsnades sedan 100 μl och φverfφrdes till ett fφrslutningsbart provrφr tillsammans med 5 ml etanol som sedan fφrvarades i frys. Till den resterande lφsningen tillsattes 1,25 ml pankreatinlφsning.
Lφsningen inkuberades sedan i vattenbad i 37 °C under horisontell omrörning. Efter 15 minuter överfördes 100 μl av supernatamten till ett förslutningsbart provrör tillsammans med 5 ml etanol. Detta upprepades sedan vid tid 30, 60, 90, 120, 180 och 240 minuter. Proven som tagits förvarades i frys fram till analys.
4.2.7 Bestämning av glukoshalt i proverna.
Bestämning av glukoshalten gjordes med hjälp en GOPOD-lösning som kom från företaget Megazyme. Provrören centrifugerades i 1500 g under 10 minuter, efter det överfördes supernatanten till ett provrör. Av provlösningen överfördes sedan 100 μl till ett teströr och 3 ml GOPOD tillsattes. Standardproven för glukos förbereddes genom att 100 μl glukos (1 mg/ml) tillsattes till 3 ml GOPOD samt en med blankprov (avjonat vatten). Proven inkuberades sedan i 50°C under 20 minuter.
Proven avlästes sedan i spektrofotometer vid 510 nm för att kunna beräkna glukosinnehållet i provet.
4.2.8 Beräkning av GI-värde
För beräkning av den mängd glukos som bildas vid nedbrytningen av stärkelse och de GI-värden som bröden beräknades innehålla användes en etablerad modell av Goni m.fl (30). Modellen beräknar området under hydrolyskurvan som skapas från avläsningarna som görs med hjälp av spektrofotometern. En hydrolyskurva visar mängden stärkelse som bryts ner till glukos som funktion av nivå socker i blodet.
Utifrån området under kurvan fås ett hydrolysindex (HI) som representerar
nedbrytning av stärkelse. Det uppskattade GI-värdet som fås beskriver förhållandet mellan smältbarheten/nedbrytningen hos den aktuella stärkelsen i jämförelse med smältbarheten hos referensmaterialet, vitt bröd (26).
4.2.9 Beräkning av mängd fukt i färskt bröd
Eftersom det i färska brödet innehåller vatten så kommer en större mängd behövas för att det ska motsvara samma torrsubstans som det frystorkade. Torrvikten beräknades genom att väga en del från mitten av en brödskivan, en del precis innanför skorpan av brödskivan och en del från mitt i mellan de andra delarna av brödskivan. Delarna av brödskivan vägdes på analysvåg, varefter det placeras i ugn 8 timmar på 103 ֯C och sedan vägdes dem igen på samma analysvåg. Provet svalnade i exsickator under cirka 10 minuter innan provet vägdes igen. För att beräkna andelen vatten i brödet beräknades först torrsubstansen (TS) genom att dividera slutvikten med startvikten. Detta görs för att få fram hur stor andel den torra substansen är av det färska brödet. Ursprungsvikten divideras sedan med torrsubstansen (TS) för att få den nya andelen finfördelat färskt bröd som behövs, för beräkning se bilaga 2.
4.3 GL (Glykemisk belastning)
GL beräknas med hjälp av sambandet (12)
För att kunna använda denna formel används GI som beräknats från de bröd som bakats. 100 är en faktor som används för att talet ska bli mer lätthanterligt.
4.4 Statistiska analyser
De statistiska analyserna som användes under arbetet var parat t-test. Testet valdes för att de jämför två y-värden med varandra vid samma x-värde vilket var de som önskades vid denna analys. Testet kräver att data är normalfördelad samt att värden som jämförs är beroende av varandra vilket uppfylldes i denna analys. Eftersom att PromOat® och den 75 %-iga betaglukanen jämförs med referensen vilket deras GI- värden baseras på (27). De statistiska testerna gjordes med hjälp av programmet GraphPad Prism 8.
4.5 Sensorisk bedömning
Den sensoriska bedömningen gjordes utifrån en femgradig skala där saftigheten, konsistens respektive känslan i munnen bedömdes. Saftigheten bedömdes utifrån om brödet var torrt eller fuktigt där fem på skalan motsvarar fuktigt. Konsistensen bedömdes om brödet var kompakt eller luftigt/fluffigt där fem på skalan är väldigt luftigt. Brödets känsla i munnen bedömdes på två olika sätt. Först hur brödet kändes innan det tuggades och sedan när det tuggades. Brödets känsla i munnen bedömdes utifrån mjukhet och fuktighet som upplevdes i munnen. Känslan när brödet tuggades bedömdes utifrån samma kriterier. Brödet bedömdes även efter om det upplevdes som ”gummiaktigt”, alltså om det fanns en seghet som inte upplevdes som en önskad konsistens. De bröd som provsmakades var referensprovet, det med koncentration 0,2 % betaglukan och det med 2,0 % betaglukan med båda
betaglukanråvarorna (PromOat® och 75 %-ig). En visuell bedömning gjordes även av brödets hålighet och skorpas hårdhet och färg. Hårdheten bedömdes genom att trycka lätt på skorpan för att se om den gav med sig eller om den kunde hålla emot.
Hårdheten bedömdes även genom att knacka lite försiktigt på skorpan för att de om något ljud uppstod vilket skulle indikera på en hård skorpa. Den sensoriska
bedömningen gjordes av tre personer. Testet var inte ett blindtest.
5 Resultat
Brödet analyserades både sensoriskt och med en GI-analys. GI-analysen
genomfördes på både på frystorkat och fryst färskt bröd som benämns färskt bröd.
Ingen signifikant skillnad kunde ses mellan de olika betaglukan-råvarorna vilket gjorde att vidare analyser enbart genomfördes på PromOat®.
5.1 GI-analys av det frystorkade brödet
Vid GI analys av bröd är det vanligt att analysera frystorkat bröd då produkten är torr och finfördelad, vilket ger ett mera enhetligt och säkert resultat. Det förväntade resultatet var att glukoshalten skulle öka och sedan plana ut. Utplaningen sker då all glukos brutits ner från stärkelsen. I de traditionella GI-analyserna in vivo, brukar även blodsockerkurvan gå ner efter en viss tid då glukoset i blodet tagits upp av cellerna, se figur 1. Men eftersom detta är en in vitro studie så finns de inga celler som kan ta upp glukosen vilket gör att kurvan inte går ner. Referensbrödets graf borde även ligga högre än de andra graferna då betaglukanen borde minska
glukosmängden och grafen för det brödet innehållande 2,0 % betaglukan borde vara lägst.
5.1.1 Uppmätt mängd glukos per 100 gram bröd
GI-analysen visade på en ökning av glukoshalten fram till 120 minuter, men efter det gick glukoshalten ner något, se figur 4. Den maximala glukoshalten som nåddes vid 120 minuter var 74 g/100 g torkat bröd hos referensbrödet. Brödet med en betaglukan halt på 0,2 % betaglukan nådde en glukoshalt på 68 g/100 gram torkat bröd.
Brödet med en betaglukan halt på 2,0 % betaglukan nådde en glukoshalt på 65 g/100 gram torkat bröd. En signifikant skillnad mellan referensbrödet och de torkade bröd innehållande betaglukan kunde ses. Mellan referensbrödet och de 0,2
%-iga brödet sågs en signifikant skillnad med ett p-värde på 0,048 vid ett parat t-test med medelvärde från dubbelprov och en 95 % konfidensnivå. Mellan referensbrödet och de 2,0 %-iga brödet sågs en signifikant skillnad med ett p-värde på 0,014 vid ett parat t-test. Figur 4 visar endast PromOat® proven men de 75 %-iga proven gav ett liknande resultat och redovisas därför inte. GI-värdena för PromOat® brödet som var frystorkadat bestämdes till 64 och 63 för de 0,2 %-iga respektive 2,0 %-iga brödet. Resultatet för de 75 %-iga brödet gav ett svårtolkat resultat vilket gjorde att GI-värde inte gick att beräkna på ett tillförlitligt sätt.
5.2 GI-analys av det färska brödet
Analys av ett färskt bröd ger ett mer rättvist resultat då det frystorkade brödet mals ner till mindre delar. De små delarna gör att GI-värdet brukar ge ett högre utslag än de bröd som enbart är fryst (20). Det frystorkade brödet fördelas i betydligt mindre delar än vad som görs naturligt i munnen, vilket gör att GI-värdet blir högre och inte ger ett rättvist resultat. Det färska brödet ger ett lägre värde, vilket brukar vara mer rättvisande i jämförelse mot de värden som uppmäts med in vivo test av GI.
5.2.1 Beräkning av torrsubstans i färskt bröd
Denna beräkning görs för att analyserna inte bara utfördes på frystorkat bröd utan även på färskt bröd. Beräkningen används för att beräkna vilket mängd färskt bröd som ska användas för att få samma mängd torrsubstans som de frystorkade brödet innehåller, vilket behövs för att kunna jämföra resultaten sinsemellan. Medelvärde för torrsubstans (TS) beräknades till ungefär 60 % (58,29 %), (se bilaga 2). Det kommer alltså behövas 40 % (41,71 %) mer av det färska brödet för att få samma torrsubstans som de frystorkade brödet, för beräkning se bilaga 2.
5.2.2 Uppmätt glukos samt GI-värde i färskt bröd
Denna analys gjordes enbart på bröd innehållande PromOat® då brödet i tidigare analyser som gjort under arbetet sett likadana ut hos PromOat® brödet och de 75 %- iga betaglukanen. En skillnad kunde ses mellan referensbrödet och det 2,0 %-iga brödet, då det 2,0 %-iga brödet låg lägre i GI-värdet än vad de 0,2 %-iga och referensbrödet gjorde. T-test
visade en signifikant skillnad mellan dessa bröd t medan det inte skiljer sig signifikant mellan 0,2 %-iga och referensbrödet, se tabell 4.
Ingen skillnad kunde heller ses mellan de PromOat® och det 75 %-iga brödet, se bilaga 3 tabell 13 och 14.
Det högsta glukosvärdet uppmättes vid den sista mätningen, 240 minuter, och med en halt på 27 gram glukos/ 100 gram torkat bröd i referensbrödet. Brödet med koncentrationen 0,2 % betaglukan nådde vid den sista mätningen (240 minuter) en halt på 26 gram glukos/ 100 gram torkat bröd. Brödet med koncentrationen 2,0 % som nåddes vid den sista mätningen gav som högst en halt på 16 gram glukos/ 100 gram torkat bröd, figur 5.
Figur 5. Mätning av glukoshalten för de olika bröden med avseende på tid. Två mätningar gjordes av referensbrödet, 0,2 procentiga och de 2,0 procentiga brödet. Grafen ritades i Excel med
Tabell 4. GI-värde samt P-värde för det 0,2 %-iga samt 2,0 %-iga brödet.
5.3 Glykemisk belastning (GL), för vetebröd bakat med tillsatt betaglukan
GL beräknades med hjälp av GI. För att få fram GL-värdet multiplicerades GI- värdet med 50 samt 0,58 som är andelen kolhydrater i brödet. Det divideras sedan med 100 för att få fram GL-värdet. GL för de frystorkade brödet beräknades till 19 respektive 18 för de 0,2 %-iga respektive de 2,0 %-iga brödet. Se bilaga 2 för beräkning. GL-värdena för det färska brödet beräknades till 18 för det bröd med koncentration 0,2 % betaglukan och för bröd med koncentrationen 2,0 % betaglukan beräknades GL till 12.
5.4 Sensorisk bedömning
Båda bröden (bakade med PromOat® respektive 75 % betaglukan råvaror) med slutkoncentrationen 2,0 % betaglukan bedömdes som väldigt saftigt och relativt gummiaktigat. Båda bröden (PromOat® & 75 %) med slutkoncentrationen 0,2 % betaglukan hade inte någon ”gummiaktig” konsistens. Alla bröden (0,2, 0,5, 1,2, 2,0
%) som innehöll 75 %-ig betaglukan hade en hårdare skorpa och var något kompaktare i strukturen än bröd bakat med PromOat®. De bröden som innehöll PromOat® upplevdes som luftigare, men något torrare. En skillnad kunde detekteras i form av skorpan då den var hårdare och mörkare hos de 75 %-iga brödet än brödet innehållande PromOat®. Vilket kunde ses vid både tryckning och knakning då övre skorpan inte gav vika vid tryckning hos de 75%-iga brödet. Ett ljud kunde även höras vid lättare knackning vilket tyder på att skorpan är relativt hård hos de 75 %- iga brödet, se tabell 5. Det var endast de bröd med den högsta och lägsta
koncentrationen som provsmakades samt referensbrödet.
Tabell 5. Sammanställning av den sensoriska bedömningen. Skalan är 1-5 då 5 är högsta värdet, alltså väldigt saftigt, fluffigt, hård och mörk skorpa, en bra känsla i munnen och när man tuggar. Gummigheten bedöms då som väldigt gummiaktig och smaken som mycket god. Procentsatserna i tabellen står för procenthalten betaglukan i brödet. Bråktalen inom parentes står för procentandelen som finns i brödet.
6 Diskussion
Både resultatet av den sensoriska bedömningen och effekten på GI kan bidra till att att ta fram ett bröd med hög kvalité. Brödets primära syfte är att ha en positiv hälsoeffekt och sänka GI responsen, men om brödet inte upplevs sensoriskt bra kommer det inte nå ut och uppskattas av konsumenten. Konsumenten kan ha visst överseende med smak och konsistens om brödet anses nyttigt, men populariteten kommer säkerligen öka om brödet även upplevs sensoriskt bra.
6.1 GI-analys
Vetemjölsbaserat bröd har ett GI-värde på 70 - 80 beroende på vilken källa man använder med glukos som referens på 100. GI-värdet varierar beroende på vilken tabell man utgår från (4, 29). Det frystorkade brödet beräknades ha ett GI-värde på 65 samt 63 för det 0,2 %-iga respektive de 2,0 %-iga brödet. Trots den signifikanta skillnaden så ligger GI-värdena relativt nära varandra. Det färska brödet beräknades ha ett högre GI-värde på 68 respektive 52 för de 0,2 %-iga respektive det 2,0 %-iga brödet. Skillnad är betydligt större mellan de 0,2 %-iga och de 2,0 %-iga färska brödet än de GI-värde som beräknades för det frysta brödet. Det kan bero på att de är frystorkat och är mer finfördelat vilket kan påverka GI-värdet genom att glukosen blir mer tillgänglig.
För att få en större effekt på GI-värdet kan betaglukanen kombineras med andra blodsockersänkande komponenter såsom fullkornsmjöl och liknande. I andra studier har fullkornsmjöl använts tillsammans med betaglukan för att få en större effekt på GI (28,29). Fullkornsmjöl gör att den totala mängden fibrer ökar och dem
hälsopåståenden som finns för kolesterol och blodsocker kan lättare uppnås med en mindre mängd tillsatt betaglukan. Brödet kommer då antagligen inte ha den
”gummiaktiga” konsistensen, men samtidigt uppfylla kolesterol och blodsocker claim. Med ett fullkornsmjöl kommer de
kunna ”samarbeta” tillsammans med betaglukan för att kunna få ner blodsockret till skillnad från vetemjöl som ”motarbetar”
betaglukan i blodsockersänkningen (17, 29).
Ett annat alternativ är att baka brödet som ett surdegsbröd, vilket har haft god effekt i andra studier, se figur 6 (29). Surdegsbröd har visats kunna ha bättre effekt än bröd som bakats på fullkornsmjöl (29). En
kombination av fullkornsmjöl och
surdegsbröd kan vara den kombination som fungerar bäst för att sänka GI- samt GL
(29). Figur 6. Glukoshalterna i blodet med avseende på tid vid intag av olika brödsorter. Den översta kurvan är ”vanligt” vitt bröd.
6.2 Beräkning av GL (Glykemisk belastning)
GL mellan olika brödsorter varierar stort. Knäckebröd har ett ofta ett längre värde än en bagel. En del livsmedel såsom rågbröd med linfrön kan ha ett högt GI-värde men ett lågt GL-värde vilket beror på att en portion av detta bröd är relativt liten då de upplevs är väldigt mättande. GL-värdena bestämdes i denna analys till 19 och 18 för det 0,2 %-iga respektive de 2,0 %-iga frysta brödet. GL-värdena för det färska brödet bestämdes till 18 för brödet med 0,2 % betaglukan respektive 12 för brödet med 2,0 % betaglukan i denna analys vilket är högre än de som förväntas.
6.3 Sensorisk analys
Brödet med en låg halt betaglukan (0,2 %) upplevdes på samma sätt som referensbrödet, något torrt. Brödet med den högsta halten betaglukan (2,0 %) upplevdes för ”gummigaktigt” för att ha en god känsla i munnen. Brödet som innehöll en lägre andel (0,2-1,2 %) betaglukan upplevdes ha en bättre och mer önskvärd känsla i munnen. I framtiden kan därför ett bröd med en koncentration under 2,0 % tillsatt betaglukan vara önskvärd för smak och konsistens. Men brödet kommer inte att ha den önskade hälsoeffekten då vare sig hälsopåståendena gällande kolesterol eller blodsocker täckas in. För att täcka in de hälsopåståendena kan kostfibrer tillsättas i någon annan form, till exempel som fullkornsmjöl för att inte få en lika ”gummigaktig” konsistens. Hypotesen var att de inte skulle finnas någon skillnad mellan PromOat® och 75 %-iga brödet. En skillnad kunde detekteras i form av skorpan då den var hårdare och mörkare hos de 75 %-iga brödet än de bröd innehållande PromOat®.
För att förbättra den sensoriska analysen bör samtliga bröd ha bakats samma dag då en del av bröden upplevdes väldigt torra. Det kan dels bero på att bakdagen skiljde sig åt mellan bröden upp till fyra dagar. Detta kan ha en betydande inverkan på den sensoriska upplevelsen då de bröd som bakades först upplevdes torrast som var de med lägst koncentration betaglukan, vilket gör bedömningen svårtolkad. För en mer rättvisande jämförelse behöver alla bröd bakas samma dag. De var bara tre personer som deltog i panelen för sensorisk bedömning. Ett större antal personer skulle kunna ge ett säkrare resultat. Den sensoriska analysen skulle även kunna genomföras i form av ett blindtest för att kunna bekräfta den upplevda skillnaden så att de inte bara är något som tros upplevas. Testet skulle även kunna utformas som ett triangeltest med två olika och en olika. provsmakaren skulle då få i uppgift av att välja ut den som smakar annorlunda i jämförelse med de andra två (30).
6.4 Förbättringsmöjligheter
Detta är även en in vitro-studie, vilken utförs enbart med hjälp av enzymer och inte på levande människor. För att få ett mer tillförlitligt resultat skulle studien behöva genomföras på människor. Det skulle ge ett mer trovärdigt och realistiskt resultat då flera komponenter kan spela in så som metabolism eller övriga enzymer.
För att få en tydligare skillnad mellan referensbrödet och det bröd med betaglukan bör mängden vetemjöl reduceras och kompenseras med fullkornsmjöl. Mängden tillgänglig glukos skulle då minskas, fullkornsmängden ökas och GI-utslaget antagligen minska. Brödet skulle antagligen inte upplevas lika gummiaktigt heller om fullkornen tillkom från flera olika källor och inte enbart koncentrerad fiber som tillsatts separat. Brödet skulle även kunna bakas med surdeg för att öka effekten och minska GI-värdet för brödet. Så en kombination av fullkornsmjöl och surdegsbröd skulle antagligen ha den största effekten på GI-värdet.
6.5 Samhällsrelaterade och etiska aspekter
Arbetet utfördes varken på människor eller andra levande organismer utan enbart med hjälp av enzymer i form av pankretin, invertas och amyloglukosidas. Pankretin syntentiseras i däggdjurs bukspottskörtel vilket i denna studie kommer från gris.
Amyloglukosidasen kommer från bakterien Aspergillus niger som används vid olika industriella tillverkningar. Invertas kommer från jästcellen Saccharomyces
cerevisiae som är en av de mest studerade jästsvamparna.
Ur ett samhällsperspektiv är nyttigare kostalternativ en aspekt som är fortsatt viktig att studera, hur vi kan skapa livsmedel som har en bättre hälsopåverkan och bidra till en friskare befolkning. Att minska risken för hjärt- och kärlsjukdomar samt att producera livsmedel med en låg miljöpåverkan är något som är viktigt studera.
7 Slutsats
Vetemjöl innehåller stora mängder lättillgängligt glukos, vilket gör att
glukoshalterna snabbt blir tillgängligt vid nedbrytning i magsäcken. Den stora mängden vetemjöl minskar betaglukanets effekt som är en betydligt mindre andel av mjölmängden. Trots den låga andelen tillsatt betaglukan kunde en signifikant skillnad i GI-värden ses. En stor sensorisk skillnad kunde ses med avseende på saftighet och känsla av gummighet. För att kunna se en större skillnad i GI-värde hos bröden så behöver flera komponenter som kan sänka GI-värdet tillsättas såsom fullkornsmjöl eller att brödet bakas på surdeg. Detta gör att mängden glukos i brödet minskar samt en högre halt fibrer tillkommer. En kombinerad källa av olika
kostfibrer kan kanske även ge en högre sensorisk upplevelse då ”gummigheten”
som upplevdes hos 2,0 procentiga brödet förhoppningsvis minskar.
