Глютен - что это?

Глютен - великий и ужасный?

   "Глютен" - один из самых популярных терминов, активно обсуждаемых в околомедицинской литературе последних нескольких лет. Причем, слово это чаще всего употребляется в отрицательном смысле и глютен многие рассматривают в качестве чуть ли не главного врага здоровья человечества. Для начала разберемся, что  же это такое - глютен, и так ли он страшен, как его живописуют.  

   Обратимся к одному из последних серьезных обзоров на эту тему, написанному сотрудниками Трансляционного Исследовательского Центра Желудочно-кишечных Заболеваний, Левен, Бельгия. Статья эта так и называется - "Что такое глютен?" (What is gluten?). Итак, глютен - основной белок хранения (т.е. белок, предназначенный для создания энергетических ресурсов) пшеницы и других зерновых.  Аналогичные белки носят название  секалин у ржи, гордеин у ячменя, авенины у овса. В целом они  и называются "глютены" и имеют очень схожие свойства.  Глютен содержится  в основном в различных видах пшеницы и ее более экзотических разновидностях -  булгуре (крупе из пропаренной кипятком, высушенной и раздробленной пшеницы), спельте (иначе полба, разновидность реликтовой пленицы; к ней также относится итальянская фарро);  камут (правильнее - хоросан, реликтовая пшеница;   также  торговая марка для органически выращенной пшеницы); тритикале (гибрид пшеницы и ржи);  хорошо нам известная с детства манная крупа, в т.ч. семолина - итальянская крупа из твердых сортов пшеницы. Присутствуют белки-глютены во ржи и Pumpernickel (пумперникель - немецкий хлеб из ржаной муки грубого помола с включениями частиц   непромолотого зерна, выпекаемый исключительно в Вестфалии; дословный перевод означает "Пу́кающий Николай". По понятным причинам):  ячмене. Овес  также может содержать  белки,  которые  вызывают реакции у лиц, чувствительных к глютену, хотя таких субъектов меньше, чем глютен-чувствительных).     Не содержат глютена следующие зерновые:  любой рис, греча, амарант, теф (вид злака полевички),  кинуа, кукуруза, хомини (мука из кукурузы, прошедшей обработку щелочью), просо (и всем известная пшенная крупа), итальянское просо (чумиза), саго.   

        Содержание глютена в самое главном ее источнике - пшенице, составляет не менее 75-85% от всех белков этого злака, т.е., в зависимости от  сорта,  от 9,2 до 25,8% массы зерна (в среднем 13,5%).          Латинское название gluten означает «клей» — именно поэтому глютен иногда называют «клейковиной». Глютен (точнее - глютены) -  высокомолекулярный белок, представляющий собой комплексную смесь сотен   связанных, но несколько отличающихся по структуре белков, в основном двух - глиадина и глютенина, соединенных  в результате процесса гидратации. Оба этих компонента  отличаются  по свойствам:  глиадин - спирторастворимая фракция, а глютенин в спирте не растворяется; а также  количественному составу входящих в них аминокислот. Глиадин подразделяется на подгруппы альфа, бета, гамма и дельта.     Такая структура глютена была предложена химиком Осборном еще в начале прошлого века (см.  Осборн Т. Б., Растительные белки, пер. с англ. Москва, 1935), разделяется далеко не всеми специалистами, но иной точки зрения пока никто предложить не может.    Сеть глютенов варьирует по  различным компонентам и размерам, структура   этого матрикса и  определяет уникальные свойства глютена.  Вариабельность глютенов также зависит от генотипа растения, условий их роста и технологии процессов переработки.  Именно глютен позволяет готовить тесто для производства хлебобулочных изделий, т.е. создавать гомогенную систему    зерновой муки с жидкостью, обладающую специфическими  физико-химическими характеристиками. Глютен термостабилен и проявляет свойства связывающего   и расширяющего агента, его присутствие в муке и определяет упругость и эластичность теста, его  реологические свойства (вязкость)  и необходимое формообразование, способность  расширяться, превращаясь в зависимости от технологии производства продукта в пышную выпечку либо   плотные, сохраняющие свою форму спагетти (пасту).  В общем. только благодаря глютену хлеб имеет свойственный ему вкус и текстуру, его   можно жевать и он   не расползается при этом  во рту в вязкую кашу, а макароны сохраняют форму и в упаковках, и в тарелке.     Иными словами -   глютен играет первостепенную роль в формировании практически все органолептических показателей всех этих изделий.  Кроме того, он широко используют   как добавка   для улучшения текстуры, сохранения влажности и аромата еще многих продуктов.  В качестве загустителя   глютен  включается в состав кетчупа и других  соусов -  на этикете подобных продуктов вы его сможете найти как    “модифицированный пищевой крахмал” или “гидролизованный белок”. Средний человек употребляет за счет всех глютен-содержащих продуктов от 5 до 40 граммов этого белка в сутки.    Большая часть съедаемого глютена приходится на различный хлеб, пасту и прочие хлебобулочные изделия, в которых его объем составляет 10-15% сухого веса  (J Gastroenterol Hepatol. 2017).

      Между тем, глютен - относительно  новый компонент нашего рациона (если судить об этом в масштабах эволюции человечества). История вхождения этого белка в нашу повседневную жизнь описана, например, в обзоре сотрудников Отдела Гастроэнтерологии Королевских Клиник Халламшира, Великобритания, имеющего громкое название "Взлет и падение глютена"  (The rise and fall of gluten).  Авторы пишут, что человечество существует уже 2,5 миллиона лет,  но познакомилось с главным источником глютена - пшеницей, всего  10 тыс. лет назад.  Пшеница впервые была введена в культуру в странах Западной Азии  в период от 9 до 4 тыс. лет до нашей эры и вскоре навсегда вошла в тройку самых   потребляемых в мире продуктов, наряду с рисом и кукурузой.  Пшеница насчитывает более 25 тыс. различных сортов и выращивается повсеместно, большая часть ее  потребляется после получения из нее хлебопродуктов, пасты и лапши. Стремительный взлет потребления пшеницы (и глютена) наступил совсем недавно, к концу 30-х годов прошлого столетия (кануну первой мировой войны), когда   в большинстве стран Европы  возникла острая  проблема с продовольствием. Эта ситуация немало способствовала активизации поиска путей интенсификации сельского хозяйства и в 1941 г было создано первое Международное Общество Питания (предшественник ныне существующей при ООН Продовольственной и Сельскохозяйственной Организация (англ. Food and Agriculture Organization, FAO), главной целью которого было повышение производства пшеницы.  К концу 20 века эта цель была достигнута и глобальное производство пшеницы выросло в 5 раз   (Proc Nutr Soc. 2015).  

    Тенденция эта сохраняется и сейчас.  По данным информации на сайте FAO "Обеспечение и потребности в зерновых в мире" (Cereal Supply and Demand)    от 02/03/2017, производство  пшеницы в 2017 г. ожидается около 758 млн. тонн (т.е. 56% из 1344 млн.тонн всех зерновых: для сравнения, урожай риса будет на уровне 498 млн. тонн);  в 2015/16 г. г. было собрано  735 млн. тонн, в 2012/13 г.г. - 655 млн.тонн. Иными словами, производство и, соответственно, потребление пшеницы растет. 

    По данным сайта www. cgiar (исследовательской программы по пшенице), в  2015 г. площадь посевов пшеницы составляла 215 млн.га, занимая первое место среди всех    сельскохозяйственных культур (на втором месте находится кукуруза — 177,4 млн.га, на третьем    рис — 163,2 млн.га). Лидеры  по выращиванию этого злака - Китай, Индия, США, Франция и Россия. А потребляют пшеницу 2,5 млрд. жителей Земли (из 7,3 млрд.) из 89 стран.

  И это не удивительно, ведь  пшеница - самый доступный (и часто - единственный) источник белка - глютена, причем даже для населения весьма небогатых стран. И не только белка. По данным сайта SelfNutritionData, 100 г чистого глютена содержат  370 ккал, 75 г белка (150% суточной нормы), 2 г жиров, 14 г углеводов, в т.ч. клетчатки 1 г (2% от суточной нормы), простых сахаров нет,    кальция 14% суточной нормы, железа 29%, фосфора 26%, селена 57%, меди 9%, магния 6%.

    Чем же замечательны пищевые качества глютена как белка?  Во-первых, в его состав входят   все аминокислоты, включая восемь незаменимых:   лизин,   триптофан,   треонин,   фенилаланин, изолейцин,  метионин, валин, лейцин и гистидин. Отсутствуют в глютене только две заменимых аминокислоты - гидроксипролин и гидроксилизин, легко синтезируемые в организме из пролина и лизина.  Содержание аминокислот в глютене в мг на 100 г  белка колеблется от 16 (метионин) до 320 (глутаминовая к-та и глутамин). Один из первых анализов аминокислотного состава основных компонентов глютена - глиадина и глютенина, был проведен в Научно-Исследовательской Лаборатории Британской Хлебопекарной Ассоциации, Хертс, Великобритания.   В глютенине оказалось больше  лизина, глицина, триптофана, аргинина, тирозина, треонина, аспарагиновой кислоты+аспарагина, серина и аланина. В глиадине больше пролина, глутаминовой к-ты+глутамина, цистеина, фенилаланина, изолейцина. По метионину, валину, лейцину и гистидину разницы не  было выявлено  (J Sci Food Agric. 1967).

   Кроме того, глютен обладает и непосредственными положительными эффектами на показатели здоровья.  В   исследовании,  проведенном еще в 1999 г. в Отделе Наук о Питании Факультета Медицины Университета Торонто, Канада,  изучалось влияние различных компонентов зерна пшеницы на липидный профиль у  пациентов с гиперлипидемиями.     В ходе его участники    получали диету с повышенным содержанием (на 19 г в день) содержанием клетчатки и  с добавлением измельченных пшеничных отрубей или дополнительного количества глютена. Контрольная группа находилась на таком же рационе без добавления глютена.  Интересно. что только у получавших дополнительно глютен отмечено снижение в среднем на 13% уровня триглицеридов.  Авторы делают вывод, что не только клетчатка способствует нормализации липидного профиля у больных с повышенным риском сердечно-сосудистой патологии, существенную роль играет также и пшеничный глютен   (J Am Coll Nutr. 1999).

    В Клиниках Хоргуши, Кагава, Япония изучали влияние гидролизата глютена на показатели иммунной системы у здоровых людей. Одна группа участников получала по 3 грамма препарата в день в течение 6 дней, другие служили контролем. У всех в конце исследования оценивали активность естественных клеток-киллеров (популяции лимфоцитов, играющих важную роль в формировании, например,   противоопухолевой резистентности организма). Этот показатель у субъектов, получавших гидролизат глютена, возрос на    10-20%   (Biosci Biotechnol Biochem. 2005).  

   Любопытное экспериментальное исследование было проведено в Колледже Естествознания Нормального Университета Нанджинг, Китай.  Организаторы его изучали влияние гидролизата глютена на продолжительность жизни нематод (червей) Caenorhabditis elegans и их стрессоустойчивость. Эти нематоды являются классическими объектами для различных экспериментов в биологии.  Было показано, что при воздействии на  нематод  препаратами глютена в концентрациях  0.1, 05 и 1,0 мг/мл не только не происходит их гибели, наоборот, продолжительность жизни возрастает на 11,8,  17,6 и 35,2% по сравнению с контролем.  Далее, эти препараты существенно подавляли выраженность у червей побочных эффектов, вызываемых окислительным стрессом или нагреванием. Авторы делают вывод, что глютен оказывает весьма положительное влияние на физиологические процессы у этих объектов    (PLoS One. 2013).   

   Конечно, глютен нельзя назвать идеальным белком - по усвояемости и количественному содержанию отдельных  аминокислот   он существенно уступает всем животным белкам. Но его доступность искупает этот недостаток, а для приверженцев вегетерианской пищи недостатком и вовсе не является. Более того, в ряде кулинарных культур глютен в чистом виде широко используется в качестве отдельного блюда либо полуфабриката под названием сейтан. Об этом продукте речь пойдет в следующей статье. Кроме того, глютен положительно влияет на некоторые физиологические показатели.

Складывается впечатление, что белок этот - во всех отношениях полезный. Но, к сожалению,  есть у него один очень существенный изъян - неприятная способность вызывать целый букет заболеваний.       

Отечественные гастроэнтерологи, сотрудники       1-го Московского Медицинского Института  и МГУ им. Ломоносова в своем обзоре приводят международную классификацию этих патологий.   Во-первых,  это аутоиммунные состояния, к которым относятся целиакия (симптоматическая, скрытая или потенциальная), глютеновая атаксия и дерматиты.  Во-вторых - аллергия на белок пшеницы, включающая респираторную, пищевую, контактную реакции и астму. В- третьих,     нецелиаковая  повышенная чувствительностью к глютену (Non-Celiac Gluten Sensitivity, NCGS)  (Nutrients. 2016).