Харчові волокна

Харчові волокна (також: дієтичні волокна, рослинна клітковина;[1] дієтичні, рослинні, грубі, баластні речовини) — це комплекс біополімерів, який формує стінки рослинних клітин.[1] До харчових волокон відносяться речовини різної хімічної природи.[1] Харчові волокна — залишки рослинних клітин, їстівних частини рослин і грибів або аналогічні вуглеводи, які здатні протистояти гідролізу, здійснюваному травними ферментами людини, тобто стійкі до процесу травлення й адсорбції в тонкому кишечнику людини, і які повністю або частково ферментуються мікрофлорою в товстому кишечнику.[2]

За хімічним складом рослинна клітковина — це неоднорідна група речовин, зокрема полісахариди (целюлоза, геміцелюлоза, камедь, пектин, протопектин, слиз, стійкі види крохмалю, хітин), лігнін та кутин, агароїди, каррагінати і альгінати.[3][2][1] Вміст у продуктах харчування коливається від 45 – 55 % (висівки) до 0 %.

Джерелом харчових волокон є різні злакові культури, фрукти, овочі та інші рослинні джерела. Термін «волокно» в понятті «харчові волокна» є чимось неправильним, тому що багато видів так званих харчових волокон насправді не волокнисті. Інколи, науковцями вказується, що клітковина, пектинові речовини і ін. належать до класу харчових волокон.[4] «Речовини клітковини»[5] — нетоксичні елементи рослин, об'єднані під загальною не надто визначеною назвою.[5]

З ботанічного погляду рослинна клітковина — це залишки рослинних стінок, а з продовольчого — «харчові волокна», або «дієтичні (дієта) волокна».

За даними наукової літератури 1988 років, харчові волокна (дієтичні, рослинні, грубі волокна, баластні речовини) — це комплекс, який складається з полісахаридів (целюлози, геміцелюлоз, пектинових речовин), а також лігніну і зв'язаних з ним білкових речовин, які формують стінки клітин рослин.[6] Їх особливістю є погана перетравлюваність в початкових відділах травного тракту людини і руйнування в товстому відділі кишечника.[7]

Більшість населення земної кулі з'їдає не більше 25 г харчових волокон на добу, з яких 10 г з хлібом та іншими продуктами із злаків, близько 7 г — з картоплею, 6 г — з іншими овочами і лише 2 г — з фруктами і ягодами.[1]

Функції та значення для людини

Харчові волокна поділяються на дві групи: розчинні і нерозчинні.[2] Розчинні і нерозчинні харчові волокна впливають на функції травного тракту різними шляхами. Оскільки в шлунково-кишковому тракті відсутні ферменти, що розщеплюють волокна, останні доходять до товстого кишечника в незміненому вигляді. Бактерії, що містяться тут, мають у своєму складі ферменти, здатні метаболізувати деякі волокна і, в першу чергу, розчинні. За рахунок ферментації бактерії одержують енергію для розмноження і побудови нових клітин.

До розчинних харчових волокон належать полісахариди рослин (інулін, пектин), морських водоростей (агароїди, карагінати і альгінати) або мікробного походження (камеді).[2]

Клітковина забезпечує достатній об'єм калових мас та впливає на швидкість їх проходження через травний тракт (регулює перистальтику), понижує рівень холестерину у крові, зв'язує жовчні кислоти, при порушенні вуглеводного обміну трохи знижує рівень цукру у крові (бо уповільнює гідроліз вуглеводів), нормалізує склад мікрофлори травної системи, проявляє пребіотичну дію (сприяють бактеріальному синтезу вітамінів В2, В6, РР), волокна є джерелом енергії — 50 % харчових волокон під дією бактерій розпадається до жирних кислот, діоксиду вуглецю, водню й метану. Дієти з підвищеним вмістом клітковини призначають як один з компонентів для профілактики та лікування цукрового діабету, ожиріння, атеросклерозу, захворювань печінки та жовчного міхура, дисбактеріозу. Крім того клітковина сприяє виведенню з організму токсинів, важких металів та радіонуклідів. Вона є необхідним компонентом їжі, разом з білками, жирами та вуглеводами. Негативним моментом є те, що клітковина може зв'язувати та виводити з організму жиророзчинні вітаміни та важливі мікроелементи такі як кальцій, магній, залізо, цинк, мідь. Установлено фізіологічну добову потребу організму дорослої людини в харчових волокнах (25 до 38 г).[2] Тому в раціоні людини ці елементи повинні бути присутні у необхідних кількостях. Щоденно людина повинна споживати 15 – 25 г клітковини, основними джерелами якої є фрукти та овочі. Рекомендований рівень споживання харчових волокон становить майже 20–25 г на добу.[8][1]

Харчові волокна можуть призвести до зниження поглинання їжі — і, отже, меншого всмоктування поживних речовин, що у свою чергу може призвести до втрати ваги.

Також, харчові волокна мають радіопротекторну дію, оскільки розщеплюючись може зв'язувати радіонукліди і двовалентні метали.

В організмі тварин

Відіграє роль поживної речовини і баластної, що подразнює рецептори травного каналу, забезпечуючи цим нормальну перистальтику.[3]

Оскільки у травному каналі тварини не виділяються ферменти, які б розщеплювали клітковину, то розщеплення її до простих цукрів здійснюється ферментами, що синтезують мікроорганізми, які населяють травний канал (передшлунки жуйних, товста кишка тварин усіх видів).[3]

Багаті на клітковину грубі корми — солома (40 — 45 %), полова (35 — 40), сіно (20 — 30 %), із зернових високий уміст клітковини мають овес (10 %), висівки (11 — 15 %); у решті зернових її 2 — 6 %.[3]

Надмірний вміст клітковини в раціонах поросят пригнічує засвоєння інших поживних речовин.[9][10]

Сира клітковина

Сира клітковина — це залишок після кип'ятіння наважки корму в слабких розчинах кислоти і лугу з подальшим промиванням гарячою водою, спиртом та органічним розчинником (ацетон, ефір).[3] В раціоні високомолочних корів за добових надоїв молока 20 кг сира клітковина в 1 кг сухої речовини раціонів повинна бути не більше 24 %, а при 40 кг — не нижче 17 %.[11][12]

В 1 кг кормових буряків міститься 120 г сухих речовин, із яких на легкоферментовані вуглеводи припадає 72 %, сиру клітковину (перетравність 47-50 %) — 7,5 % і сирий протеїн — 10,8 %. Вони активізують мікробіологічні процеси у передшлунках, у результаті чого кормова база збагачується на біологічно цінний білок мікробіологічного походження та вітаміни групи В, стимулюють виділення травних соків, що сприяє підвищенню перетравності кормів.

В кулінарії

Клітковина, яка входить до складу нижчих сортів борошна, погіршує його засвоюваність.[13] При замішуванні тіста клітковина поглинає воду, збільшуючи водопоглинаючу здатність борошна.[13] У виробництві продуктів харчування з харчових волокон також виготовляють нейтральні харчові наповнювачі — наприклад, камецель, харчові наповнювачі з комерційною назвою продукту «Цитри-Фай»; порошок бульб топінамбуру і ін..

Картопляна клітковина використовується в технології м'ясних продуктів з метою збільшення виходу готової продукції, оптимізації витрат на високовартісні компоненти, а також як жиро- і вологозв'язувальний агент, як стабілізатор м'ясної емульсії та структуроутворювач.[14] Вона виступає в ролі стабілізатора структури в молочних продуктах з низьким вмістом жиру, як фруктовий наповнювач під час виготовлення емульсійних соусів і джемів, може використовуватись у виробництві хлібобулочних виробів при заміні 2-3 % борошна збільшує пишність готового продукту і сповільнює черствіння.[14]

Рослинні харчові волокна отримують термомеханічним способом із структуроутворюючих частин вівса, а також із вичавок яблук, виноградних вичавок; харчові волокна з буряку отримують із жому; отримують харчові волокна трав.[1] Традиційним джерелом дієтичних волокон є висівки.

В харчовій індустрії целюлоза часто використовується як емульгатор і як харчова добавка, яка перешкоджає злежуванню і утворенню грудок серед нерозчинних харчових волокон під час виробництва продуктів харчування.[2]

Функціональні властивості

Харчові волокна характеризуються наступними функціональними властивостями:

  • висока зв'язуюча й водоутримуюча здатність — 1:3—1:7;
  • ефективний загусник;
  • знижує міграцію вологи із начинки в продукт;
  • добрий стабілізатор;
  • надає сипкість сумішам;
  • збагачує продукти баластними речовинами;
  • знижує енергетичну цінність.
  • можуть бути нерозчинні у воді й жирі, термостабільні, володіють адгезією, нейтральністю смаку й запаху.

Вміст харчових волокон в сировинних продуктах та їжі

Вуглеводи льону складаються на 2/3 із розчинних харчових волокон типу лігніну.[15] Інша частина — віскоза або розчинні волокна, які утворюють сталі колоїди – слиз.

Примітки
  1. Сирохман І. В. Товарознавство харчових продуктів функціонального призначення: навч. С 40 пос. [для студ. вищ. навч. закл.] / І. В. Сирохман, В. М. Завгородня. — К.: Центр учбової літератури, 2009. — 544 с. — ІБВК 978-966-364-803-3
  2. Давидова В. Р., Вихованець Т. А. Можливість виробництва затяжного печива з додаванням натурального підсолоджувача і харчових волокон // Обладнання та технології харчових виробництв. Збірник наукових праць. — 2010, Вип.26
  3. Технологія виробництва продукції тваринництва: Підручник / О. Т. Бусенко, В. Д. Столюк, О. Й. Могильний та ін.; За ред. О. Т. Бусенка. — К.: Вища освіта, 2005. — 496 с.: іл. ISBN 966-8081-34-Х
  4. Лебединець В. Т., Донцова І. В., Гірняк Л. І. Використання фруктово-овочевої сировини у виробництві бісквітних тістечок. // Обладнання та технології харчових виробництв. Збірник наукових праць. — 2012, Вип. 29, 1 т.
  5. Растительный белок/Пер. с фр. В. Г. Долгополова; Под ред. Т. П. Микулович. — М.: Агропромиздат, 1991. — 684 с.: ил. ISBN 5-10-001276-5 (СССР) ISBN 2-85206-239-9 (Франция) (с.:31-32)
  6. Пищевые волокна / М. С. Дудкин, Н. К. Черно, И. С. Казанская и др. — К.: Урожай, 1988—152 с. ISBN 5-337-00038-1 (c.: 3)
  7. Пищевые волокна / М. С. Дудкин, Н. К. Черно, И. С. Казанская и др. — К.: Урожай, 1988—152 с. ISBN 5-337-00038-1 (с.: 3)
    • Вайнштейн С. Г., Масик А. М. Пищевые волокна и усвояемость нутриентов // Вопр. питания. — 1984. — № 3. — С.6-12
  8. Біфідогенні властивості цикорію[недоступне посилання з червня 2019] // Міжнародний науково-практичний журнал «Товари і ринки». — 2008—2009
  9. Кошелева Г. Получение здорового молодняка // Свиноводство. — 2004. — № 3. — с.15-16.
  10. Медведєв В. О., Ткачук М. М. Вирощування поросят. — К.: Урожай, 1990. — 112 с
  11. Ібатулін І. І., Мельничук Д. О., Богданов Г. О. та ін. // Годівля сільськогосподарських тварин. — Вінниця: Нова Книга. — 2007. — 612 с.
  12. Калашников А. П., Клейменов Н. И. // Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных. Справочное пособие. — М.: Агропромиздат. — 1985. — 350 с.
  13. Доцяк В. С. Українська кухня: навчальне видання — Львів: Оріяна-Нова, 1998 ISBN 5-8326-0062-2
  14. Димитрієвич Л. Р., Степанова Т. М. Характеристика клітковини картопляної та її використання в різних видах харчових систем // Вісник Сумського національного аграрного університету. Серія «Тваринництво», випуск 10 (20), 2012. 139
  15. Theander O., Westerlund E., Aman P. // Cereal Foods World. – 1993. – V. 38. – P. 135—141
  16. (дан.) Данський Національний інститут харчування: вміст харчових волокон у продуктах харчування

Посилання

Див. також
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.