Научное обоснование технологических подходов к созданию углеводно-сбалансированных хлебобулочных изделий на основе зернового сырья Казахстана

В статье представлены результаты научного обоснования технологических подходов к созданию углеводно-сбалансированных хлебобулочных изделий на основе зернового сырья Казахстана. Проведен сравнительный анализ химического состава пшеницы, кукурузы, ячменя и гречихи, изучены перспективы применения экструзионной и биотехнологической модификации зернового сырья, а также функциональных компонентов для регулирования углеводного профиля продукции. Установлено, что пшеница сорта «Айна» характеризуется высокой натурой зерна (812 г/л), содержанием крахмала 49,2 % и белка 13,2 %, кукуруза сорта «Монсанто» — повышенным содержанием крахмала (72,8 %), ячмень сорта «Карабалыкская 150» — содержанием крахмала 61% и протеина 14,6 %, гречиха — содержанием крахмала 68% и протеина 12,5 %. Полученные различия в химическом и углеводном составе исследованных культур обосновывают возможность их комбинирования при последующей разработке хлебобулочных изделий с регулируемым углеводным профилем. Анализ источников позволил установить, что процессы экструзии способствуют изменению структуры крахмала, повышению содержания растворимых пищевых волокон и формированию медленноусвояемых углеводных фракций. Показано, что биотехнологическая модификация, включающая ферментацию и регулируемое действие ферментных систем, обеспечивает контролируемый гидролиз углеводов без избыточного накопления простых сахаров. Выявлено, что использование пектина и пищевых волокон способствует снижению скорости ферментативного гидролиза крахмала и формированию более благоприятного гликемического отклика. На основании анализа современных зарубежных исследований установлено, что использование зернового сырья, богатого функциональными углеводами, а также применение экструзии, гидроколлоидов и биотехнологической модификации является одним из наиболее перспективных направлений разработки функциональных хлебобулочных изделий с углеводно-сбалансированным составом.

1. World Health Organization. Obesity and overweight. Geneva, 2024.

2. Frontiers in Nutrition. 2025 Feb 13;12:1458353. doi: 10.3389/fnut.2025.1458353. Effect of dietary glycemic index on insulin resistance in adults without diabetes mellitus: a systematic review and meta-analysis. Yu-Ting Yu, Yu-Hsiang Fu, Yi-Hsien Chen, Yu-Wei Fang, Ming-Hsien Tsai..

3. Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic Care 26(4):p 358-363, July 2023. | DOI: 10.1097/MCO.0000000000000933. New metrics of dietary carbohydrate quality. Denise Tan, Adam Drewnowski, Kim-Anne.

4. Lancet. 2019, Feb 2;393(10170):434-445. doi: 10.1016/S0140-6736(18)31809-9. Carbohydrate quality and human health: a series of systematic reviews and meta-analyses. Andrew Reynolds, Jim Mann, John Cummings, Nicola Winter, Evelyn Mete

5. Applied Sciences. 2024, 14(14), 6070; https://doi.org/10.3390/app14146070. Glycaemic index of bakery products and possibilities of its optimization. Pavel Skřivan, Marcela Sluková, Andrej Sinica, Roman Bleha, Ivan Švec, Evžen Šárka.Veronika Pourová.

6. Food Chemistry: X. Volume 24, 30 December 2024. https://doi.org/10.1016/j.fochx.2024.101959. Glycemic impact of cereal and legume-based bakery products: Implications for chronic disease management. Hiba Naveed, Waleed Sultan, Kanza Aziz Awan, Aysha Imtiaz, Sanabil Yaqoob, Fahad Al-Asmari, Ahmad Faraz, Jian-Ya Qian, Aanchal Sharma, Robert Mugabi, Saqer S. Alotaibi , Gulzar Ahmad Nayik.

7. The potential use of cereal (1→3,1→4)-β-d-glucans as functional food ingredients. Charles S. Brennan, Louise J. Cleary. . Journal of Cereal Science. July 2005, Pages: 1-13, Volume 42, Issue.

8. Cereal β-glucans in diet and health. Peter J. Wood. 10.1016/j.jcs.2007.06.012. Journal of Cereal Science. November 2007, Pages: 230-238, Volume 46, Issue 3

9. Nutrients. 2025 Jan 24;17(3):430. doi: 10.3390/nu17030430. High β-glucan whole grain barley reduces postprandial glycemic response in healthy adults-part one of a randomized controlled trial. Julianne A Kellogg, Pablo Monsivais, Kevin M Murphy, Martine M Perrigue. DOI: 10.3390/nu17030430

10. Composition and technological properties of the flour and bran from common and tartary buckwheat. G Bonafaccia, M Marocchini, I Kreft. 10.1016/S0308-8146(02)00228-5. Food Chemistry. January 2003, Pages: 9-15, Volume 80, Issue 1

11. Food Science and Nutrition. 2025 May 26;13(6):e4697. doi: 10.1002/fsn3.4697. Effect of buckwheat‐containing bread on postprandial glycemia, appetite, palatability, and gastrointestinal well‐being. Khoula Begum, Imran Khan, Mohammed H Al‐Rizeiqi, Stuart K Johnson, Ali Madi Almajwal..

12. Extrusion Cooking (Second Edition). Cereal Grains Processing. 2020, Pages 415-443. Extrusion Cooking. Chapter 13 - Impacts of extrusion processing on nutritional components in cereals and legumes: Carbohydrates, proteins, lipids, vitamins, and minerals. Paridhi Gulati, Sandrayee Brahma, Devin J. Rose. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-815360-4.00013-4.

13. Food Hydrocolloids. Volume 160, Part 1, March 2025. Impact of eight extruded starchy whole grains on glycemic regulation and fecal microbiota modulation. Fang Fang, Yu-Xin He, Hao-Qiang Wang, Yan-Li Zhang, Ya-dong Zhong, Xiao-Tian Hu, Shao-Ping Nie, Ming-Yong Xie, Jie-Lun Hu. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2024.110756

14. Potential of sourdough for healthier cereal products. Trends in Food Science and Technology. Volume16, Issue number1-3, 2005. Kati Katina, E. Arendt, Kirsi-Helena Liukkonen, Karin Autio, Laura Flander, Kaisa Poutanen.

15. Frontiers in Nutrition. Nutrition and Metabolism. Volume 10 - 2023 | https://doi.org/10.3389/fnut.2023.1230043. Does sourdough bread provide clinically relevant health benefits?. Vera D’Amico, Michael Gänzle, Lisa Call, Benjamin Zwirzitz, Heinrich Grausgruber, Stefano D’Amico, Fred Brouns.

16. Nutrients. 2022 Apr 2;14(7):1485. doi: 10.3390/nu14071485. A new carbohydrate food quality scoring system to reflect dietary guidelines: an expert panel report. Adam Drewnowski, Matthieu Maillot, Yanni Papanikolaou, Julie Miller Jones, Judith Rodriguez, Joanne Slavin, Siddhartha S Angadi, Kevin B Comerford.

17. Glycaemic index of bakery products and possibilities of its optimization. Pavel Skřivan, Marcela Sluková, Andrej Sinic, Roman Bleha, Ivan Švec,Evžen Šárka, Veronika Pourová. Applied Sciences. 2024, 14(14), 6070; https://doi.org/10.3390/app14146070

18. Food Chemistry: X. 2024 Nov 1;24:101959. doi: 10.1016/j.fochx.2024.101959. Glycemic impact of cereal and legume-based bakery products: Implications for chronic disease management. Hiba Naveed, Waleed Sultan, Kanza Aziz Awan, Aysha Imtiaz, Sanabil Yaqoob, Fahad Al-Asmari, Ahmad Faraz, Jian-Ya Qian, Aanchal Sharma, Robert Mugabi, Saqer S Alotaibi, Gulzar Ahmad Nayik

19. Beta-glucans from oats or barley and reduction of postprandial glycaemic responses: Modification of an authorised health claim pursuant to Article 13(1) of Regulation (EC) No 1924/2006 following a request in accordance with Article 19 of Regulation (EC) No 1924/2006. EFSA Panel on Nutrition, Novel Foods and Food Allergens (NDA), Dominique Turck, Torsten Bohn, Montaña Cámara, Jacqueline Castenmiller, Stefaan de Henauw, Karen-Ildico Hirsch-Ernst, Angeles Jos, Alexandre Maciuk, Inge Mangelsdorf, Breige McNulty, Androniki Naska, Kristina Pentieva, Frank Thies, Ines Drenjančević, Ionut Craciun, Thibault Fiolet, Alfonso Sian. 19 September 2025 https://doi.org/10.2903/j.efsa.2025.9630

20. Food Science and Nutrition. 2022 Dec 22;11(5):2256–2276. doi: 10.1002/fsn3.3166. Nutritional and bioactive characteristics of buckwheat, and its potential for developing gluten‐free products: An updated overview. Sajad Ahmad Sofi, Naseer Ahmed, Asmat Farooq, Shafiya Rafiq, Sajad Majeed Zargar, Fozia Kamran, Tanveer Ali Dar, Shabir Ahmad Mir, B N Dar, Amin Mousavi Khaneghah

21. A review of the changes produced by extrusion cooking on the bioactive compounds from vegetal sources. Silvia Mironeasa, Ionica Coţovanu, Costel Mironeasa, Mădălina Ungureanu-Iuga. Antioxidants 2023, 12(7), 1453; https://doi.org/10.3390/antiox12071453.

22. Exploring the nutritional impact of sourdough fermentation: its mechanisms and functional potential. Zuhal Alkay, Fereshteh Falah, Hasan Cankurt, Enes Dertli. Foods 2024, 13(11), 1732; https://doi.org/10.3390/foods13111732

23. Possible interaction between pectin and gluten alters the starch digestibility and texture of wheat bread. Kaixin Qi, Senbin Cao, Cheng Li. International Journal of Biological Macromolecules. 2024, Volume 269, Part 1. https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.131907.