Пищевые волокна и их виды

В настоящее время уделяется большое внимание функциональным продуктам питания. Функциональный продукт — это продукт, предназначенный для систематического употребления в составе пищевых рационов всеми возрастными группами здорового населения, снижающий риск развития заболеваний, связанных с питанием, сохраняющий и улучшающий здоровье за счет наличия в его составе физиологически функциональных пищевых ингредиентов. Физиологический функциональный пищевой ингредиент — вещество или комплекс веществ животного, растительного, микробиологического, минерального происхождения. А также живые микроорганизмы, входящие в состав функционального пищевого продукта, обладающие способностью оказывать благоприятный эффект на одну или несколько физиологических функций, процессы обмена веществ в организме человека при систематическом употреблении в количествах, составляющих от 10 до 50 % от суточной физиологической потребности. Одним из таких ингредиентов являются пищевые волокна.

Пищевые волокна — это комплекс, состоящий из полисахаридов (пектиновых веществ, гемицеллюлоз, целлюлозы), а также лигнина и связанных с ними белковых веществ, формирующих клеточные стенки растений. Пищевые волокна представляют собой сложный комплекс биополимеров линейной и разветвленной структуры с молекулярной массой значительной величины. Присутствие первичных и вторичных гидроксильных групп (целлюлоза, гемицеллюлозы), фенольных (лигнин), карбоксильных (гемицеллюлозы, пектиновые вещества) соединений обусловливает физико-химические свойства пищевых волокон. К ним относятся водоудерживающая способность, ионообменные и радио- протекторные свойства, сорбция желчных кислот. Физико-химические свойства пищевых волокон определяют их влияние на организм человека, его системы и отдельные органы, а также их функции. Пищевые волокна — это скорее биологический термин, а не химический, поскольку объединяет вещества растительного происхождения, имеющие волокнистую структуру.

Нерастворимые пищевые волокна.

Целлюлоза — это линейный полимер глюкозы. Молекулы целлюлозы представляют собой цепи, состоящие из остатков глюкозы, на которую она расщепляется при гидролизе в жестких условиях. Формула целюлозы (С₆Н₁₀О₅)_n, где n — число элементарных звеньев глюкозы в Р-пиранозной форме, может достигать 10 ООО. Целлюлоза набухает в воде, но не растворяется. Она является устойчивым соединением, выдерживающим воздействие концентрированных растворов кислот, щелочей и других реагентов, которые переводят в растворимое состояние все другие части продукта. Целлюлоза, благодаря строению своей молекулярной цепочки, не ферментируется и практически не гидратируется (не расщепляется) в толстом кишечнике человека. Ее много в оболочках зерновых культур (пшеницы, ржи, риса), а также в кожуре и мякоти фруктов и овощей (моркови, капусте, цитрусовых, картофеле), в орехах. Целлюлозу часто называют клетчаткой.

Гемицеллюлозы — это разветвленные полимеры пентоз (глюкоза) и гексоз. Наибольшее содержание гемицеллюлоз в отрубях злаковых культур, в кожуре и мякоти овощей и фруктов.

Лигнин (от лат. lignum — дерево) — это неуглеводное вещество. Лигнин — полимер ароматических спиртов, участвующий в одеревенении клеточных стенок растений. Он придает структурную жесткость оболочке растительных клеток, защищает их от микробного переваривания. Наиболее насыщены лигнином отруби зерновых культур, а также некоторые овощи, фрукты и ягоды (баклажаны, зеленые бобы, горох, редис, груша, клубника).

Инулин — это высокомолекулярный полисахарид, образованный 30-36 остатками фруктозы. Инулин легко гидролизуется в желудке на фруктозу и олигофруктозу. Фруктоза всасывается в тонком кишечнике, молекулы олигофруктозы в кишечнике служат питательной средой для размножения бифидобактерий. Инулин является запасным углеводом растений. Наибольшее содержание инулина в корне цикория, зеленом луке, тапинамбуре.

Пектин (от греч. pektos — свернувшийся) — сложный комплекс коллоидных полисахаридов, входящих в состав клеточных стенок растений. Пектин вместе с целлюлозой образует клеточный каркас плодов и фруктов, зеленых частей стебля и листьев. Пектин выделяют экстракцией, в основном из цитрусового, яблочного, свекловичного и подсолнечного жома. Его наиболее важным свойством является высокая поглощающая способность в отношении тяжелых и радиоактивных металлов, желчных кислот и солей. Пектин легко подвергается расщеплению и, в отличие от клетчатки, практически полностью гидрализуется в толстом кишечнике. Пектин является гелеобразователем, загустителем, стабилизатором, влаго­удерживающим агентом.

Камеди (гумми) — сложные неструктурированные полисахариды, не входящие в состав клеточной оболочки. Содержатся в основном в морских водорослях (альгинаты, каррагинаны), семенах и кожуре тропической флоры (гуар, камедь рожкового дерева и др).

Слизи — сложные смеси гетерополисахаридов, не входящие в состав клеточной оболочки. В наибольшем количестве содержатся в овсяной и перловой крупах, геркулесе, рисе. Много слизей в семенах льна и подорожника. Являясь своего рода «кормом» для полезных микроорганизмов кишечника, пищевые волокна поддерживают необходимый состав микрофлоры, без которой человеческий организм не может нормально существовать. Пищевые волокна замедляют доступ пищеварительных ферментов человека к углеводам. Они начинают усваиваться только после того, как микроорганизмы разрушат частично клеточные оболочки. За счет этого снижается скорость всасывания моно- и дисахаридов (глюкозы, сахарозы), а это предохраняет от резкого повышения глюкозы в крови и усиленного выделения инсулина, гормона, стимулирующего синтез и отложения жиров в организме. Пищевые волокна идеально подходят для питания людей, страдающих диабетом.

Неспособность ферментной системы человека к гидролизу пищевых волокон до моносахаридов: глюкозы и фруктозы объясняет почему пищевые волокна никак не влияют на уровень глюкозы и инсулина в крови. Пищевые волокна повышают связывание и выведение из организма желчных кислот, нейтральных стероидов, в том числе холестерина, уменьшают всасывание холестерина и жиров в тонком кишечнике. 90 % рациона питания современного человека составляют продукты, не содержащие пищевых волокон: мясо, молочные продукты, яйца, рыба и др. 10 % оставшихся продуктов дают шанс получить столько пищевых волокон, сколько нужно. Поэтому в настоящее время функциональным продуктам питания уделяется такое большое внимание.

Таким образом, пищевые волокна самостоятельно или совместно с другими веществами могут являться одним из важнейших ингредиентов пищевых продуктов, предназначенных для функционального питания. Большое значение имеют и психофизические свойства пищевых волокон при производстве функциональных продуктов питания, такие как жироэмульгирующая способность, стабильность эмульсии, жиросвязывающая способность, пенообразующая способность, студнеобразующая способность. Эти свойства являются важнейшими при создании структуры того или иного продукта. Проведенными ранее исследованиями с помощью микроструктурного анализа доказана капиллярно-волокнистая структура клетчаток «Витацель», которая обеспечивает высокое влагоудержание.

Экспериментально доказано, что препараты пищевых клетчаток обладают значительной сорбционной емкостью и высокой степенью набухания. В этой работе мы остановимся на результатах влияния препаратов «Витацели» на цвет и аромат готового продукта. Внесение «Витацели» в концентрациях (4- 6 %) не вызывает значительных изменений в цвете и не требует его коррекции. Важно иметь в виду, что технологические нормы закладки в мясные продукты «Витацели», как правило, не выше 3 %. Это значит, что даже при максимальных закладках человеческий глаз не замечает обесцвечивания фаршей — это очень важный результат. Сотни российских производителей мясной продукции с успехом применяют «Витацель» во всех группах мясных продуктов: от полуфабрикатов до сырокопченых колбас. И сегодня «Витацель» остается лучшей из представленных на российском рынке клетчаток. Расширение ассортимента мясных продуктов функционального назначения на основе изучения физико-химических свойств и рациональных способов применения ПВ серии «Витацель» В рамках поставленной цели решались следующие задачи: определение основных функциональных свойств ПВ серии «Витацель»; исследование влияния технологических факторов на свойства ПВ серии «Витацель» в мясных системах; изучение изменения физико-химических, структурно­механических и реологических характеристик мясного сырья под действием ПВ серии «Витацель»; обоснование и разработка технических решений по применению ПВ серии «Витацель» в частных технологиях мясных продуктов; разработка нормативной документации на производство, апробацию и продукцию; внедрение в производство новых видов мясных продуктов функционального значения. С помощью микроструктурного анализа доказана капиллярно-волокнистая структура клетчаток «Витацель», которая обеспечивает высокое влагоудерживание. Разработано 34 ТУ и 4 ГОСТа на продукты с клетчаткой «Витацель», в том числе для детского и здорового питания.

Литература:

1. СТБ 1818-2007. Пищевые продукты функциональные. Термины и определения. — Введ. 01.07.08. — Минск: БелГИСС, 2008. — 5 с.

2. Ильина, О. Пищевые волокна — важнейший компонент хлебобулочных и кондитерских изделий / О. Ильина // Хлебопродукты. — 2002. — № 9. — С. 34-36.

3. Санитарные нормы, правила и гигиенические нормативы «Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов» утв. Постановление М3 РБ № 63 от 09.06.2009.

4. Роль пищевых волокон в питании человека / Под ред. Тутельяна В. А., Погожевой А. В., Высоцкого В. Г.. — М.: фонд «Новое тысячелетие», 2008. — С. 15-50.

5. Прянишников В. В. «Пищевые волокна «Витацель» в мясной отрасли», «Мясная индустрия», 2006 г № 9, стр. 43-45.

6. Прянишников В. В. «Свойства и применение препаратов серии «Витацель» в технологии мясных продуктов». Автореферат диссертации канд. техн. наук, г. Воронеж, ВГТА, 2007 г.

7. «Биотехнология мяса и мясопродуктов», М., «ДеЛи принт», 2009 г., 295 стр.

Т.Г. Родина

(Российский экономический ун-т им. Г.В.Плеханова)