ПИЩЕВЫЕ ВОЛОКНА И ИХ РОЛЬ В ФОРМИРОВАНИИ ЗДОРОВЬЯ ЧЕЛОВЕКА

Научный руководитель: Коношина Светлана Николаевна,
 кандидат сельскохозяйственных наук,

доцент кафедры биохимии и кормления животных 

Пищевые волокна – это остатки растительных клеток, способные противостоять гидролизу, осуществляемому пищеварительными ферментами человека. Данные волокна включают в себя полисахариды, олигосахариды, лигнин и ассоциированные растительные вещества.

В связи с увеличением населения и развитием промышленности, ученые разрабатывают и внедряют новые пищевые ингредиенты, которые оказывают благотворное воздействие на организм при их регулярном употреблении.

В основном пищевые волокна применяются в мясоперерабатывающей, кондитерской, хлебопекарной и молочной отрасли. В организме они выполняют следующие функции:

1. Сокращают время нахождения пищи в желудочно-кишечном тракте
2. Являются субстратом для бактерий кишечной микрофлоры
3. Повышают связывание и выведение из организма желчных кислот, нейтральных стеринов
4. Способны связывать и водить транзитом до 30% поступающих с пищей жиров
5. Замедляют доступ пищеварительных ферментов к углеводам
6. Связывают соединения тяжелых металлов и соединения, обладающие канцерогенной активностью.

Согласно сведениям, представленным в “Справочнике по элементарной химии” под ред. А.Т.Пилипенко [1], к тяжелым металлам отнесены элементы, плотность которых более 5 г/см³. Если исходить их этого показателя, тяжелыми следует считать 43 из 84 металлов Периодической системы элементов. Тяжелыми металлами являются никель, медь, цинк, олово, сурьма, теллур, вольфрам, ртуть, таллий, свинец, висмут.

Растения могут поглощать из почвы микроэлементы, в том числе тяжелые металлы, аккумулируя их в тканях или на поверхности листьев, являясь, таким образом, промежуточным звеном в цепи «почва — растение — животное — человек».[2-4]

Введение в рацион человека пищевых волокон позволяет снизить негативное воздействие на организм.

Помимо этого, использование этих волокон позволяет изменять свойства полуфабрикатов и готовых изделий: повышать водопоглотительную способность, увеличивать сроки их хранения, улучшать вкус и аромат готовых изделий.

Одним из методов получения этих ингредиентов является мицеллирование. С помощью данной технологии натуральные биологически активные вещества можно помещать в так называемые продуктовые мицеллы, своеобразные контейнеры, имеющие размеры порядка нескольких десятков нанометров. Такие мицеллы выполняют роль носителей для биологически активных соединений: их ядро содержит функциональный компонент, а оболочка представлена поверхностно-активными веществами (эмульгаторами). Ядро такой мицеллы может содержать одно или несколько биологически активных компонентов.

Благодаря размерам продуктовых мицелл биологически активные соединения проявляют новые химико-физиологические свойства. В частности, пищевые волокна в таком состоянии смогут воздействовать на организм человека более эффективно по сравнению с их использованием даже в виде высокодиспергированных порошков. Это связано с тем, что размеры пищевой клетчатки существенно повышают биодоступность и биоусвояемость ее человеком[5].

Одним из источников волокон признаны дикорастущие растения.

К примеру, корень лопуха состоит из двух главных компонентов: пищевых волокон и клетчатки. Основными химическими компонентами кожистого слоя корня лопуха большого являются клетчатка, пектин, гемицеллюлоза и минеральные вещества, а белки и углеводы, в том числе и полисахарид инулин, сосредоточены в сердцевине.

Рисунок 1 Химическая формула пектина

Рисунок 2 Химическая формула клетчатки.

Инулин является натуральным пищевым компонентом, он так же служит субстратом для бифидобактерий. Он условно относится к растворимым пищевым волокнам, обладает свойством гидроколлоидов, набухающих в воде и образующих при растворении стабильные коллоидные системы.

Рисунок 3 Химическая формула инулина.

Применение инулина позволяет получать пищевые системы с пониженным содержанием жира. При этом не возникает необходимости восстанавливать полный, насыщенный сливочный вкус за счет введения полисахарида инулина – «имитатора жира», передающего вкусовые ощущения. [6].

Каждый из рассмотренных полимеров имеет разные функциональные группы, происхождение, адсорбционную способность и физиологическое значение для человека.

Пищевой рацион современного человека содержит избыточное количество усваиваемых углеводов – крахмала и его производных.

Целью проведенных исследований было выявление полисахарида, максимально способного к связыванию ионов тяжелых металлов: крахмал или пектин.

В ряд пробирок вносят испытуемые растворы в количествах указанных в таблицах 1 и 2. Содержимое пробирок перемешивают и фильтруют. В фильтрате определяют содержание ионов меди по интенсивности окраски аммиаката меди c помощью фотоэлектроколориметра. По калибровочной кривой рассчитывают количество меди, связанное с полисахаридом.[7,8]

Полученные результаты представлены в таблицах.

Таблица 1. Способность крахмала связывать ионы меди (II)

Таблица 2. Способность пектина связывать ионы меди (II)

Анализируя таблицы можно сделать выводы, что лучшими адсорбирующими способностями обладает пектин, при увеличении концентрации которого данная способность усиливается.

Таким образом, сейчас трудно представить производство без пищевых волокон. Они не только предают продуктам определенные свойства, но и хорошо сказываются на здоровье человека. По рекомендации Всемирной организации здравоохранения, потребность человека в пищевых веществах составляет до 40 грамм в сутки. В развитых странах ежесуточный дефицит этих веществ рационе – приблизительно 15 грамм. На данный момент внедрение пищевых волокон в производство решает эту проблему.

1. Справочник по элементарной химии. Под общ. ред. А. Т. Пилипенко. Изд. 2-е, перераб и доп. – Киев: «Наукова думка», 1977. – 644 с.
2. Konoshina S.V. Accumulation of heavy metals in leaf litter of different tree species in urban areas./Konoshina S.V., Khilkova N.L//Вестник Орловского государственного аграрного университета.- 2015.- Т. 53. – № 2. – С. 29-35.
3. Коношина С.Н. Аллелопатическая активность листового опада древесных растений Орловской области / Коношина С.Н., Хилкова Н.Л., Прудникова Е.Г.// Ученые записки Орловского государственного университета. Серия: Естественные, технические и медицинские науки.- 2014.- № 3. -С. 152-155.
4. Лобков В.Т. Аллелопатические свойства почвы как фактор плодородия./ Лобков В.Т., Коношина С.Н. // Сельскохозяйственная биология. – 2004. – № 3. – С. 67-71.
5. Кравченко А.В. Нанотехнологии /А.В.Кравченко, Н.В. Зарянкова // Пищевая промышленность.- 2010.№2.С.42-43.
6. Масалова Н.В. Влияние пюре из корня лопуха большого на структурно-механические свойства творожных десертов/Н.В.Масалова., Л.В.Левочкина // Пищевая промышленность.-2015.№3.С.44-47.
7. Коношина С.Н., Хилкова Н.Л. Методы анализа макро- и микронутриентов в продуктах питания. Учебное пособие для самостоятельной работы обучающихся по направлению подготовки 19.03.03 – Продукты питания животного происхождения / Орел, 2015.
8. Коношина С.Н.Лабораторный практикум по химии пищи для студентов направления подготовки 19.03.03 «Продукты питания животного происхождения» с использованием активных методов обучения / Орел, 2015.

Все статьи автора «Кондрашина Вероника Витальевна»