Evaluation of the use of cardoon inulin to make a new type of pasta with a low glycemic index

Pasta is considered a food with a low glycemic index. It is eaten daily, providing energy, promoting satiety and even having positive effects on the health of patients affected by obesity, diabetes, altered lipid metabolism and other diseases. Pasta is feasible to incorporate biomolecules, being one of the main foods of the Mediterranean diet. Several studies document changes in some characteristics of food products when a fiber is added, such as inulin. Inulin is a fructopolysaccharide characterized by the β (2-1) link between fructosyl units, which makes inulin indigestible. Its physico-chemical properties are related to its degree of polymerization (DP). This suggests that a careful evaluation of the DP is strategic to obtain a final product that can be accepted by consumers. The main purpose of this work was to obtain a new pasta with a low glycemic index, starting from wholemeal flours obtained from Sicilian durum wheat cultivars and gluten-free flours. In order to achieve the aim, the rheological, qualitative and sensory properties of whole-grain pasta added with inulin with high polymerization degree, extracted from different vegetable sources (cardoon, topinambur), were compared with a low degree of polymerization inulin, from Chicory, currently on the market. Results showed that the organoleptic characteristics of the pasta were influenced both by the type of inulin used and the inulin concentration added. The addition of high DP inulin at 4% (w/w) was the best compromise in terms of consumer acceptability. Interactions between the durum wheat cultivars used, the concentration of inulin and the DP have also been observed. From the chemical point of view, the samples added with high DP inulin showed a digestibility of the lower starch compared to that of the addition samples with low DP inulin. This result is due to the fact that low DP inulin can have a greater destructive effect on the starch-protein matrix. The inulin DP significantly influenced the interactions with the gluten matrix during the pasta making, consequently, using a 4% high DP inulin it was possible to obtain a final product very interesting from the nutritional point of view and acceptable also for the sensory properties and cooking quality. Satisfactory results have also been obtained with regard to the sensory characteristics and the cooking quality of low-GI dry spaghetti, made using durum wheat flour enriched with 10% (w / w) of Quinoa and 8% of high DP inulin. In general, the levels of acceptability achieved by consumers, combined with the nutritional and chemical evidence of the products obtained, represent a starting point for further research in the clinical field, in order to evaluate the direct effect on the glycemic index in patients with diabetes.

La pasta è considerata un alimento a basso indice glicemico che, consumato giornalmente, provvede a fornire energia, interviene nella percezione del senso di sazietà ed esercita effetti positivi sulla salute di pazienti affetti da varie patologie quali l’obesità, il diabete e metabolismo lipidico alterato. La pasta rappresenta un buon veicolo per l’assunzione di biomolecole essendo uno degli alimenti principali della dieta mediterranea. Diversi studi documentano i cambiamenti di alcune caratteristiche dei prodotti alimentari quando, nella fase di produzione, viene addizionata una fibra, come l’inulina. L’inulina è un fruttopolisaccaride caratterizzato dal legame β(2-1) tra i residui di fruttosio, che lo rende indigeribile. Le sue proprietà fisico-chimiche sono legate al suo grado di polimerizzazione (GP). Questo suggerisce che un’attenta valutazione del GP è strategica per ottenere un prodotto finale che possa essere accettato dai consumatori. Scopo principale di questo lavoro, è stato ottenere nuove paste a basso indice glicemico, partendo sia da sfarinati integrali ottenuti da cultivar siciliane di grano duro, sia da farine gluten free. Per raggiungere l’obiettivo connesso con l’attività di ricerca è stata effettuata la valutazione delle proprietà reologiche, qualitative e sensoriali di paste integrali addizionate con inulina ad elevato grado di polimerizzazione, estratta da estratta da fonti vegetali diverse (cardo, topinambur) a confronto con inulina a basso grado di polimerizzazione, attualmente in commercio. I risultati hanno messo in evidenza che le caratteristiche di qualità organolettiche della pasta risultavano influenzate sia dal tipo di inulina utilizzata, che dalla concentrazione aggiunta. L’aggiunta di inulina ad alto GP al 4% (p/p) è risultata il miglior compromesso in termini di accettabilità del consumatore. Sono state osservate inoltre interazioni tra la cultivar di grano duro utilizzata, la concentrazione di inulina e DP. Dal punto di vista chimico, i campioni addizionati con inulina ad alto GP hanno mostrato una digeribilità dell'amido inferiore rispetto a quella dei campioni addizioni con inulina a basso GP. Questo risultato è ascrivibile al fatto che l'inulina a basso GP può avere un maggiore effetto distruttivo sulla matrice amido-proteine. Il DP dell’inulina ha inoltre significativamente influenzato le interazioni con la matrice di glutine durante la pastificazione, di conseguenza, utilizzando inulina ad elevato GP al 4% è stato possibile realizzare un prodotto finale molto interessante dal punto di vista nutrizionale e accettabile anche per le proprietà sensoriali e la qualità in cottura. Sono stati ottenuti risultati soddisfacenti anche per quanto concerne le caratteristiche sensoriali e la qualità in cottura di spaghetti secchi a basso GI, realizzati utilizzando farina integrale di grano duro arricchita con il 10% (p/p) di Quinoa e l'8% di inulina ad elevato GP. In generale, i livelli di accettabilità da parte dei consumatori raggiunti, abbinate alle evidenze nutrizionali e chimiche dei prodotti ottenuti rappresentano un punto di partenza per ulteriori ricerche in campo clinico, al fine di valutare l'effetto diretto sull'indice glicemico in pazienti affetti da diabete.