Оценка переносимости нового продукта (безглютенового зернового снека) у детей с пищевой аллергией к глютену

• Ревякина Вера Афанасьевна
• Серба Елена Михайловна
• Мухортых Валерий Алексеевич
• Ларькова Инна Анатольевна
• Кувшинова Елена Дмитриевна
• Долженкова Вера Геннадьевна
• Шариков Антон Юрьевич
• Амелякина Мария Валентиновна

Резюме

Разработка технологической схемы производства зерновых снеков на основе процесса экструзии с предварительной ферментативной обработкой пшеничной муки и использованием гидролизата в качестве частичной замены безглютенового сырья является актуальной задачей, поскольку использование безглютеновых зерновых снеков в рационе питания открывает новые возможности для диетотерапии у пациентов, страдающих различными проявлениями пищевой аллергии (ПА) к глютену, делая их рацион более разнообразным и удовлетворяя их индивидуальные потребности.

Цель исследования - клиническая оценка переносимости безглютеновых зерновых снеков у детей с ПА к глютену.

Материал и методы. В исследование был включен 21 пациент мужского и женского пола в возрасте от 3 до 17 лет с установленным диагнозом ПА, в том числе к глютену. Все дети получали безглютеновые зерновые снеки в зависимости от возраста: дети от 3 до 7 лет (1-я группа, n=11) по 50 г (176 ккал), а в возрасте от 8 до 17 лет (2-я группа, n=10) - по 100 г (352 ккал ежедневно) в течение 14 дней на фоне неспецифической гипоаллергенной диеты с исключением высокоаллергенных продуктов. Однократно, в первый день исследования по специально разработанной анкете пациенты или один из родителей оценивали органолептические свойства представленного продукта (вкус, цвет, запах) по 5-балльной шкале (1 - очень плохо, 5 - отлично). Оценку клинических симптомов в динамике со стороны кожных покровов, желудочно-кишечного тракта и нервной системы проводили по второй анкете, заполняемой родителями пациентов ежедневно в качестве дневника наблюдения, где отражалось самочувствие и состояние ребенка, а также нежелательные явления на фоне приема продукта. Параметры клинической безопасности оценивали по динамике общего анализа крови и иммунологических показателей крови (общего IgE, cпецифических антител IgE и IgG4 к исследуемым аллергенам) в начале и в конце периода исследования.

Результаты. Ежедневные осмотр и анкетирование пациентов не выявили нежелательных реакций при употреблении продукта. Статистически значимых различий в значениях массы тела до начала и по завершении исследования не отмечено (р>0,05). В результатах клинического и иммунологического анализа крови после приема безглютеновых зерновых снеков значимых отклонений от исходных данных в виде нарастания содержания эозинофилов, концентрации общего IgE, аллерген-специфических антител IgE и IgG4 в периферической крови не отмечено, что свидетельствует о хорошем профиле клинической безопасности предлагаемого продукта.

Заключение. В ходе проведенного исследования отмечено, что потребление нового продукта (безглютеновых зерновых снеков) хорошо переносилось детьми в возрасте от 3 до 17 лет с различными проявлениями ПА: побочных действий продукта и обострения основного заболевания за период приема безглютеновых зерновых снеков в течение 14 дней отмечено не было. Таким образом, изученные безглютеновые зерновые снеки могут быть рекомендованы детям в возрасте от 3 до 17 лет, имеющим различные проявления ПА к глютену, в комплексе с безглютеновой диетой.

Ключевые слова: глютен; безглютеновое сырье; безглютеновая диета; гидролиз; диетотерапия; пищевая аллергия; зерновой снек

Пищевая аллергия (ПА) представляет собой глобальную проблему во всем мире: ее распространенность достигает 10% среди младенцев в западных странах и растет в развивающихся странах [1]. ПА чаще встречается у детей, чем у взрослых. Более 80% реакций при ПА обусловлены ограниченным количеством пищевых продуктов, среди которых наиболее распространенными являются молоко, яйца, соя, пшеница, арахис и орехи [1, 2]. Пшеница - наиболее широко потребляемое продовольственное зерно, поскольку растет в различных климатических зонах. В пшенице содержится много аллергенных белков, которые можно разделить на следующие фракции на основе экстракции в ряде растворителей: альбумины (экстрагированные в воде), глобулины (экстрагированные в разбавленном физиологическом растворе), глиадины (экстрагированные в смесях спирта и воды) и глютенины (экстрагированные в разбавленной кислоте) [3]. Последние 2 класса составляют 85% пшеничных белков и известны как глютен или проламин из-за высокого содержания в них пролина [4]. Глиадины подразделяются на 3 группы на основе их электрофоретической подвижности при низком рН: это α-/β-глиадины (быстрые), γ-глиадины (промежуточные) и ω-глиадины (медленные). После разделения с помощью электрофореза глютенины подразделяются на высоко- и низкомолекулярные группы [5]. Было показано, что многие люди, страдающие аллергией на пшеницу, чувствительны к α-, β-, γ- и/или ω-глобулинам, а также к высоко- и низкомолекулярным глютенинам [6, 7].

На основе превалирующего механизма патогенеза пшеница может быть причиной широкого спектра глютен-ассоциированных заболеваний, таких как целиакия, аллергия на пшеницу и чувствительность к глютену, не связанная с целиакией. Целиакия - это энтеропатия с аутоиммунным типом воспаления, которая вызывается продуктами, содержащими глютен, у восприимчивых людей, у которых присутствует определенный вариант гена, отвечающий за главный комплекс гистосовместимости класса II - HLA-DQ2 и HLA-DQ8 [8]. Аллергия к пшенице характеризуется выработкой антител IgE против белков пшеницы и развитием симптомов ПА немедленного типа [9]. Чувствительность к глютену, не связанная с целиакией, характеризуется возникновением кишечных/внекишечных симптомов после употребления продуктов, приготовленных из злаков, содержащих глютен [10].

Современный подход в лечении ПА включает в себя строгое исключение пищевого аллергена из рациона питания, а также обучение пациента и членов его семьи правильному распознаванию и интерпретации аллергической реакции [11]. Безглютеновая диета требует полного исключения глютена, белкового комплекса, присутствующего в пищевых продуктах из пшеницы, ржи, ячменя, овса или их производных. В нее входят только природные продукты без глютена (например, бобовые, фрукты и овощи, необработанное мясо, рыба, яйца и молочные продукты) и/или заменители продуктов на основе пшеницы, специально изготовленные без глютена [12, 13]. Несмотря на кажущуюся простоту принципов лечения, соблюдение безглютеновой диеты представляет собой значительные трудности, связанные с ее потенциалом негативно влиять на качество жизни пациентов. Доступность безглютеновых продуктов, соотношение их цены и качества, четкая маркировка относятся к основным факторам, влияющим на соблюдение диеты. За последние десятилетия доступность безглютеновых продуктов значительно выросла: их можно приобрести в крупных супермаркетах [14], однако они значительно дороже, чем глютенсодержащие продукты [15-17]. Глютен, входящий в состав некоторых злаков, часто не указывается на этикетках продуктов отдельно, что, в свою очередь, значительно затрудняет идентификацию продуктов с его содержанием. Более того, он может присутствовать в качестве скрытого пищевого компонента. Благодаря своим технологическим свойствам он используется в качестве усилителя вкуса, загустителя, эмульгатора, наполнителя и может быть скрыт под терминами "ароматизаторы" или "гидролизованные растительные белки" [18].

Одним из способов повышения доступности безглютеновой продукции является использование в производстве обычного глютенсодержащего сырья с проведением дополнительной обработки, обеспечивающей снижение содержания глютена в ней до значений менее 20 мг/кг продукции в соответствии с требованиями Технического регламента Таможенного союза 027/12 "О безопасности отдельных видов специализированной пищевой продукции, в том числе диетического лечебного и диетического профилактического питания".

Во ВНИИПБТ (филиал ФГБУН "ФИЦ питания и биотехнологии") разработана технология зерновых снеков на основе процесса экструзии с предварительной ферментативной обработкой пшеничной муки и использованием гидролизата в качестве частичной замены безглютенового сырья [19]. Новая технология позволяет получать снековую продукцию на основе зерна пшеницы для включения в рационы пациентов с глютеновой непереносимостью [20].

Цель исследования - клиническая оценка переносимости безглютеновых зерновых снеков у детей с ПА к глютену.

Материал и методы

Исследование проведено на базе отделения аллергологии и диетотерапии ФГБУН "ФИЦ питания и биотехнологии" по специально разработанному протоколу. Предварительно от всех участников исследования и/или их родителей было получено добровольное письменное информированное согласие. Исследование было одобрено локальным этическим комитетом.

Критерии включения в исследование:

- возраст детей от 3 до 17 лет;

- установленный диагноз ПА, в том числе к глютену;

- подписанное информированное согласие родителей или опекунов на участие в исследовании.

Критерии исключения из исследования:

- несогласие или невозможность дать информированное согласие на проведение исследований и выполнение требований;

- наличие тяжелых, клинически значимых психических, неврологических, эндокринологических, сердечно-сосудистых, нефрологических, гепатологических и других заболеваний в анамнезе;

- наличие хронических инфекционных заболеваний;

- острая фаза сопутствующего заболевания;

- пациенты с диареей любой этиологии;

- одновременное участие в других исследованиях.

В исследование был включен 21 ребенок (11 девочек и 10 мальчиков) в возрасте от 3 до 17 лет, которые были разделены на 2 группы: 1-ю группу составили дети от 3 до 7 лет (n=11), 2-ю группу - от 8 до 17 лет (n=10). У всех детей диагностирована ПА, подтверждением которой служили отягощенный аллергологический анамнез, связь между приемом определенных пищевых продуктов и клиническими проявлениями (кожными и гастроинтестинальными), положительные результаты элиминационных диет, а также лабораторное подтверждение ПА по результатам исследования аллерген-специфических антител IgE и IgG4 в сыворотке крови. Кожные проявления ПА у детей определялись сухостью кожи, полиморфными высыпаниями, локальной эритемой на коже лица, разгибательной поверхности верхних и нижних конечностей, перианальной области и кожным зудом. Гастроинтестинальные проявления ПА - неустойчивым характером стула, вздутием живота и коликами.

Все дети получали безглютеновые зерновые снеки в зависимости от возраста: дети от 3 до 7 лет (1-я группа) по 50 г (176 ккал), а в возрасте 8 до 17 лет (2-я группа) по 100 г (352 ккал ежедневно) в течение 14 дней на фоне неспецифической гипоаллергенной диеты с исключением высокоаллергенных продуктов (см. рисунок).

Продукт изготавливали в производственных условиях в соответствии с технологической инструкцией по производству пищевой продукции ТИ - 33-01897222-2021 "Безглютеновые зерновые снеки". В основе технологии получения готовой продукции находятся процесс водно-ферментативной обработки пшеницы с использованием комплекса ферментных препаратов, включающего протеазы, в том числе специфические к биополимерам глютена пептидазы, и α-амилазу, и экструдирование смеси гидролизата пшеницы и других безглютеновых ингредиентов при температуре 160-165 °С и давлении 1,0 МПа. В состав продукта входят мука рисовая, гидролизат пшеницы, соль, стабилизатор - кальция карбонат. Продукт содержит в 100 г: 8,5 г белка; 1,1 г жира; 68 г углеводов; 3 г пищевых волокон; энергетическая ценность - 360 ккал/1510 кДж. Каждая партия продукта подвергалась контролю по всему перечню нормируемых показателей качества и безопасности на соответствие требованиям ТУ 10.61.33.130-131-01897222-2021 "Безглютеновые зерновые снеки. Технические условия" в аккредитованной лаборатории. Продукт был задекларирован в соответствии с требованиями Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 021/2011 "О безопасности пищевой продукции", Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 029/2012 "Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств", Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 022/2011 "Пищевая продукция в части ее маркировки".

Содержание глютена, определенное в соответствии с МУК 4.1.2880-11 "Методы определения глютена в продовольственном сырье и пищевых продуктах" иммуноферментным методом анализа с использованием моноклональных антител R5, специфичных к глютену, составило менее 4,0 мг/кг.

В ходе исследования оценивали органолептические свойства представленного продукта; регистрировали динамику кожных и гастроинтестинальных проявлений ПА, лабораторные показатели крови, а также нежелательные явления на фоне приема продукта. Оценку органолептических свойств исследуемого продукта и клинических симптомов в динамике со стороны кожных покровов, желудочно-кишечного тракта и нервной системы проводили по специально разработанным анкетам. Органолептические свойства исследуемого продукта оценивались пациентом или одним из родителей однократно, в 1-й день по 5-балльной шкале, где: 1 - очень плохо, 2 - плохо, 3 - удовлетворительно, 4 - хорошо, 5 - отлично. Оценку клинических симптомов в динамике проводили по заполняемому ежедневно родителями пациентов дневнику наблюдения, где отражалось самочувствие и состояние ребенка.

Кровь для исследования получали путем пункции локтевой вены на 2-е сутки стационарного лечения. Взятие крови осуществляли в утренние часы (8-9 ч) натощак. Для иммунофенотипирования кровь забирали в пробирку VACUTAINER (BD), содержащую динатриевую соль ЭДТА объемом 2,5 мл. Концентрацию общего IgE, специфических антител IgE и IgG4 к исследуемым аллергенам определяли в сыворотке крови иммуноферментным методом (табл. 1).

Статистическую обработку данных проводили с использованием программ Microsoft Excel и Statistica, версия 6.0. Статистически значимыми по двустороннему критерию Стьюдента считали отличия при p<0,05.

Результаты

Ежедневные осмотр и анкетирование пациентов не выявили нежелательных реакций при употреблении продукта. Проведенный анализ анкет (табл. 2) показал, что органолептические свойства продукта были хорошими, досрочного прекращения его приема наблюдаемыми детьми отмечено не было. Однако 1 ребенок предъявлял жалобы на ощущение неприятного вкуса и запаха.

Также не отмечено обострения кожных и гастроинтестинальных проявлений ПА у детей после приема данного продукта, что свидетельствует о хорошей переносимости продукта.

Статистически значимых различий в значениях массы тела до начала и по завершении исследований не отмечено (р>0,05).

В результатах клинического и иммунологического анализа крови до и после приема безглютеновых зерновых снеков значимых отклонений в показателях, включая количество эозинофилов, концентрацию общего IgE, аллерген-специфических антител IgE и IgG4, не выявлено (табл. 3), что свидетельствует о хорошем профиле клинической безопасности предлагаемого продукта.

Обсуждение

В настоящее время отмечается возрастающее число аллергических заболеваний [1], которые требуют особого внимания к диетическому питанию. Среди таких заболеваний особое место занимает ПА к глютену [2]. Ранняя диагностика, соблюдение безглютеновой диеты, повышение информированности населения и расширение ассортимента безглютеновой продукции являются ключевыми факторами для улучшения качества жизни пациентов с ПА. Однако, несмотря на актуальность проблемы, ассортимент безглютеновых продуктов, особенно мучных изделий, ограничен, причем большая часть представлена импортными товарами с заметно более высокой стоимостью. Это создает дополнительные трудности для лиц с ПА, ограничивая их доступ к разнообразным продуктам. В связи с этим остро встает необходимость в разработке специализированных пищевых продуктов, адаптированных для пациентов с данной патологией. В ответ на растущую потребность в доступных и качественных продуктах для лиц с глютеновой непереносимостью перед нами стояла задача оценить переносимость нового безглютенового продукта - зернового снека. Разработанный на основе инновационного процесса экструзии с предварительной ферментативной обработкой пшеничной муки, этот снек включает в себя гидролизат, частично заменяющий безглютеновое сырье [19], что открывает новые перспективы в создании доступных и безопасных продуктов, предназначенных для пациентов с глютеновой непереносимостью.

Важно отметить, что данное исследование является пилотным, в нем оценены эффективность и безопасность применения безглютеновых зерновых снеков при ПА к глютену. В доступной литературе аналогичные работы отсутствуют, что делает данное исследование особенно актуальным и значимым.

В нашем исследовании удалось установить, что новый безглютеновый продукт хорошо переносился детьми. Это важно, так как многие безглютеновые продукты, доступные на рынке, могут быть недостаточно вкусными или иметь нежелательные побочные эффекты, что может усложнять соблюдение безглютеновой диеты. Отсутствие негативных реакций и изменений в клинико-биохимических показателях у детей свидетельствует о безопасности использования данного продукта и отсутствии аллергенных свойств. Наши результаты показывают, что новый безглютеновый зерновой снек может стать важным элементом питания для детей с глютеновой непереносимостью, что открывает новые возможности для разработки и расширения ассортимента безглютеновых продуктов с целью повышения приверженности пациентов соблюдению безглютеновой диеты и улучшения их качества жизни.

Необходимо отметить, что размер выборки в нашем исследовании был не очень большим. Также длительность исследования была ограничена 14 днями, что может быть недостаточно для оценки долгосрочной переносимости и безопасности продукта.

В будущих исследованиях необходимо увеличить размер выборки и длительность исследования для более полной оценки переносимости и безопасности безглютеновых зерновых снеков. Также важно исследовать влияние данного продукта на качество жизни детей с ПА в долгосрочной перспективе.

Заключение

Таким образом, изученные безглютеновые зерновые снеки могут быть рекомендованы детям в возрасте от 3 до 17 лет, имеющим различные проявления ПА к глютену, в комплексе с безглютеновой диетой.

Литература

1. Loh W., Tang M.L.K. The epidemiology of food allergy in the global context // Int. J. Environ. Res. Public Health. 2018. Vol. 15, N 9. P. 2043. DOI: https://doi.org/10.3390/ijerph15092043

2. Seth D., Poowutikul P., Pansare M., Kamat D. Food allergy: a review // Pediatr. Ann. 2020. Vol. 49, N 1. P. e50-e58. DOI: https://doi.org/10.3928/19382359-20191206-01

3. Pourmohammadi K., Abedi E., Hashemi S.M.B. Gliadin and glutenin genomes and their effects on the technological aspect of wheat-based products // Curr. Res. Food Sci. 2023. Vol. 7. Article ID 100622. DOI: https://doi.org/10.1016/j.crfs.2023.100622

4. Nilsson N., Sjölander S., Baar A., Berthold M., Pahr S., Vrtala S. et al. Wheat allergy in children evaluated with challenge and IgE antibodies to wheat components // Pediatr. Allergy Immunol. 2015. Vol. 26, N 2. P. 119-125. DOI: https://doi.org/10.1111/pai.12334

5. Barak S., Mudgil D., Khatkar B.S. Biochemical and functional properties of wheat gliadins: a review // Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2015. Vol. 55, N 3. Р. 357-368. DOI: https://doi.org/10.1080/10408398.2012.654863

6. Tranquet O., Larré C., Denery-Papini S. Allergic reactions to hydrolysed wheat proteins: clinical aspects and molecular structures of the allergens involved // Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2020. Vol. 60, N 1. Р. 147-156. DOI: https://doi.org/10.1080/10408398.2018.1516622

7. Liu M., Huang J., Ma S., Yu G., Liao A., Pan L., Hou Y. Allergenicity of wheat protein in diet: Mechanisms, modifications and challenges // Food Res. Int. 2023. Vol. 169. Article ID 112913. DOI: https://doi.org/10.1016/j.foodres.2023.112913

8. Lebwohl B., Sanders D.S., Green P.H.R. Coeliac Disease // Lancet. 2018. Vol. 391, N 10 115. P. 70-81. DOI: https://doi.org/10.1016/S0140-6736(17)31796-8

9. Patel N., Samant H. Wheat allergy [Updated 2023 Jun 25] // StatPearls [Internet]. Treasure Island, FL : StatPearls Publishing, 2024 Jan. PMID: 30725677.

10. Cabanillas B. Gluten-related disorders: celiac disease, wheat allergy, and nonceliac gluten sensitivity // Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2020. Vol. 60, N 15. Р. 2606-2621. DOI: https://doi.org/10.1080/10408398.2019.1651689

11. Peters R.L., Krawiec M., Koplin J.J., Santos A.F. Update on food allergy // Pediatr. Allergy Immunol. 2021. Vol. 32, N 4. Р. 647-657. DOI: https://doi.org/10.1111/pai.13443

12. Aljada B., Zohni A., El-Matary W. The gluten-free diet for celiac disease and beyond // Nutrients. 2021. Vol. 13, N 11. Article ID 3993. DOI: https://doi.org/10.3390/nu13113993

13. Kaur S., Kumar K., Singh L., Sharanagat V.S., Nema P.K., Mishra V., Bhushan B. Gluten-free grains: Importance, processing and its effect on quality of gluten-free products // Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 2024. Vol. 64, N 7. Р. 1988-2015. DOI: https://doi.org/10.1080/10408398.2022.2119933

14. Šmídová Z., Rysová J. Gluten-free bread and bakery products technology // Foods. 2022. Vol. 11, N 3. Р. 480. DOI: https://doi.org/10.3390/foods11030480

15. Mármol-Soler C., Matias S., Miranda J., Larretxi I., Fernández-Gil M.D.P., Bustamante M.Á. et al. Gluten-free products: do we need to update our knowledge? // Foods. 2022. Vol. 11, N 23. Р. 3839. DOI: https://doi.org/10.3390/foods11233839

16. Lee A.R., Wolf R., Lebwohl B., Ciaccio E.J, Green P.H.R. Persistent economic burden of the gluten free diet // Nutrients. 2019. Vol. 11, N 2. P. S265-S266. DOI: https://doi.org/10.3390/nu11020399

17. Gorgitano M.T., Sodano V. Gluten-free products: from dietary necessity to premium price extraction tool // Nutrients. 2019. Vol. 11, N 9. Р. 1997. DOI: https://doi.org/10.3390/nu11091997

18. Wieser H., Segura V., Ruiz-Carnicer Á., Sousa C., Comino I. Food Safety and cross-contamination of gluten-free products: a narrative review // Nutrients. 2021. Vol. 13, N 7. Р. 2244. DOI: https://doi.org/10.3390/nu13072244

19. Соколова Е.Н., Шариков А.Ю., Юраскина Т.В., Серба Е.М. Протеолиз белковых компонентов растительного сырья с высоким аллергенным потенциалом // Вестник КрасГАУ. 2022. № 10 (187). С. 207-214. DOI: https://doi.org/10.36718/1819-4036-2022-10-207-214

20. Шариков А.Ю., Амелякина М.В., Иванов В.В., Серба Е.М., Абрамова И.М. Использование ферментолизата пшеницы в технологии экструдированных безглютеновых зерновых снеков // Пищевая промышленность. 2021. № 12. С. 82-86. DOI: https://doi.org/10.52653/PPI.2021.12.12.016

Материалы данного сайта распространяются на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License («Атрибуция - Всемирная»)