Неусвояемые углеводы

Основными неусвояемыми углеводами являются так называемые «пищевые волокна» - смесь различных структурных полисахаридов растительных клеток – целлюлозы, гемицеллюлоз и пектиновых веществ, лигнина, а также неструктурных полисахаридов, встречающихся в натуральном виде в продуктах питания, - камедей, слизей, а также полисахаридов, используемых в качестве пищевых добавок.

Пищевые волокна устойчивы к перевариванию и адсорбции в тонком кишечнике; они частично или полностью могут ферментироваться микрофлорой толстого кишечника.

Пищевые волокна классифицируют по различным принципам. По строению полимеров они делятся на:

1. Гомогенные (целлюлоза, пектин, лигнин, альгиновая кислота)

2. Гетерогенные (целлюлозолигнины, гемицеллюлозо-целлюлозолигнины и пр.).

По виду сырья:

1. Пищевые волокна из низших растений (водорослей и грибов)

2. Пищевые волокна из высших растений (злаков, трав, древесных).

По физико-химическим свойствам:

1. Растворимые в воде (пектин, камеди, слизи, растворимые фракции гемицеллюлозы)

2. Нерастворимые (целлюлоза, лигнин, некоторые гемицеллюлозы).

По методам выделения из сырья:

1. Неочищенные волокна: в составе цельного зерна и муки из него, нетрадиционные виды муки – овсяная, гороховая, пшенная, вторичные продукты растительного сырья.

2. Препараты волокон, выделенные и очищенные.

По степени микробной ферментации в толстой кишке:

1. Почти (или) полностью ферментируемые: пектин, камеди, слизи, гемицеллюлозы, инулин.

2. Частично ферментируемые: целлюлоза, гемицеллюлозы.

3. Неферментируемые: лигнин.

По основным медико-биологическим эффектам:

1. Ускоряющие и повышающие чувство насыщения благодаря связыванию воды в желудке – пектин, гуар и др.

2. Ингибирующие эвакуаторную функцию желудка – вязкие ПВ (гуар и др.).

3. Стимулирующие моторную функцию толстой кишки – аморфные ПВ (целлюлоза и др.).

4. Увеличивающие массу фекалий и, соответственно, частоту дефекаций за счет удерживания воды в просвете толстой кишки (ПВ пшеницы, бобовых) и возрастания массы микрофлоры толстой кишки (ПВ капусты и др.).

5. Сорбирующие желчные кислоты, холестерин, токсины и радионуклиды – гуар, целлюлоза, пектин, лигнин.

6. Замедляющие всасывание углеводов – пектин, гуар.

7. Снижающие уровень глюкозы и инсулина в крови – пектин, β-глюканы.

8. Оказывающие антиоксидантное действие – лигнин.

9. Обладающие пребиотическими свойствами, способствующими нормализации микрофлоры кишечника – гуммиарабик, инулин, полидекстроза.

Целлюлоза – основной структурный компонент оболочки растительной клетки. Основное ее физиологическое действие – это способность связывать воду (до 0,4 г воды на 1 г клетчатки).

Гемицеллюлозы – полисахариды клеточной оболочки, состоящие из полимеров глюкозы и других гексоз. Они способны также удерживать воду и связывать катионы.

Пектиновые вещества – гликаногалактуронаны - входят в число основных компонентов растений и водорослей. Общим признаком пектиновых веществ является основная цепь полигалактуроновой кислоты. Одним из важнейших свойств пектиновых веществ является комплексообразующая способность, основанная на взаимодействии молекулы пектина с ионами тяжелых металлов и радионуклидов. Это дает основание рекомендовать пектин для включения в рацион питания лиц, находящихся в среде, загрязненной радионуклидами, и имеющих контакт с тяжелыми металлами. Профилактическая норма пектина, утвержденная ВОЗ, составляет 2-4 г в сутки; для лиц, работающих в неблагоприятных условиях, составляет 8-10 г в сутки.

Пектин обладает лечебными свойствами и применяется при расстройствах пищеварительного тракта (гастроэнтериты, диарея), уменьшает потерю воды организмом, сокращает свертывание крови, связывает многие яды, замедляет выделение из организма аскорбиновой кислоты, инсулина, антибиотиков, снижает содержание холестерина в крови, влияет на обмен желчных кислот, обладает анафилактическим действием, обуславливает пролонгированное действие многих лекарственных веществ. Пектин связывает стронций, кобальт, радиоактивные изотопы. Большая часть пектинов не переваривается и не всасывается организмом, а выводится из него вместе с вредными веществами. Пектины улучшают пищеварение, снижают процессы гниения в кишечнике и выводят ядовитые продукты обмена, образующиеся в самом организме; способствуют выработке в кишечнике витаминов группы В, особенно В₁₂, жизнедеятельности и росту полезных микроорганизмов в кишечнике, выведению излишнего количества холестерина.

Пектин яблок задерживает размножение гриппозного вируса «А», уменьшает по­следствия ртутного и свинцового отравления, способствует выведению свинца из костной ткани. Пектин в относительно больших количествах содержится в овощах (0,4 — 0,6%), фруктах (от 0,4% в вишнях до 1% в яблоках, но особенно много в кожице - от 1,5% в яблочной до 30% в цитрусовой) и ягодах (от 0,6% в винограде до 1,2% в черной смороди­не), а также в землянике, клюкве, апельсинах, калине и др.

В промышленных масштабах пектин получают из свеклы, отжатых лимонов, яблок и других продуктов. Он широко используется в пищевой промышленности для производства джемов, зефира, мармелада, повидла.

В ламинарии присутствует альгиновая кислота — аналог пектиновой кислоте Она состоит из остатков D-маннуроновой и D-гулуроновой кислот, связанных β-гликозидными связями. В водорослях альгиновая кислота присутствует в виде солей кальция, магния, натрия и т.д. и составляет до 30% сухой массы водорослей.

Альгиновая кислота является природным ионообменником и обладает способностью селективно адсорбировать катионы тяжелых металлов и радиоизотопы. Применение альгиновой кислоты способствует предотвращению отложения радиоактивного стронция в организме человека и животных. Ионообменные свойства альгиновой кислоты зависят от соотношения уроновых кислот. Большее содержание L-гулуроновой кислоты обеспе­чивает большую адсорбционную способность.

В связи с этим ламинария имеет большое значение для получения пищевого сырья. Перспективным сырьем для производства альгината натрия являются также отходы первичной обработки таллома водоросли, в которых локализуется альгиновая кислота, обогащенная L-гулуроновой кислотой.

Лигнины представляют собой безуглеводные вещества клеточной оболочки, состоящие из полимеров ароматических спиртов. Лигнины в человеческом организме способны связывать соли желчной кислоты и другие органические вещества, а также замедлять или нарушать абсорб­цию пищевых веществ в толстом кишечнике.

Камеди - гетерополисахариды, состоящие из остатков галактозы, маннозы, арабинозы, рамнозы, глюкороновой или галактуроновой кислоты. Наиболее часто встречаются на плодовых деревьях - вишне, абрикосе и др. Они состоят из гетерополисахаридов с обязательным участием уроновых кислот, карбонильные группы которых связаны с ионами Са²⁺, К⁺ и Мg²⁺. По растворимости в воде делятся на 3 группы: арабиновые, хорошо растворимые в воде (абрикосовая и аравийская камеди); бассориновые, плохо растворимые в воде, но сильно в ней набухающие (трагакантовая камедь), и церазиновые, плохо растворимые и плохо набухающие в воде (вишневая, сливовая камедь). Камеди возникают в результате истечения соков при повреждении растений. Они без­вкусны или имеют слабый сладковатый вкус. Первоначально мягкие и вязкие, на возду­хе они постепенно твердеют, превращаясь в аморфную массу разнообразной формы и величины. Реже камеди возникают на корнях, плодах, семенах.

Благодаря высокой эмульгирующей и обволакивающей способности камеди оказывают благоприятное воздействие на желудочно-кишечный тракт.

Глюкоманнан – представитель нейтральных камедей (полисахаридов, способных к набуханию). Нейтральные камеди используются в пищевой промышленности в качестве загустителей, а в диетотерапии - как источник неусвояемых пищевых волокон, увеличивающих объём пищи, усиливающих чувство сытости. Глюкоманнан получают из клубней конжака (Amorphophallus konjak) – растения сем. Ароидных, традиционно упот­ребляемого в пищу жителями Японии.

Гуаровая камедь - гелеобразующая клетчатка из сока индийской акации – способна снижать уровень холестерина в крови, а также замедлять всасывание сахара из желудочно-кишечного тракта.

Демоноропс (Daemonorops drako) – камедь, получаемая из фруктов различных видов Daemonorops семейства Palmae. Применяется в качестве кровоостанавливающего и болеутоляющего средства.

Слизи - смеси полисахаридов - пентозанов и гексозанов, способные образовывать в воде густые слизистые растворы. Встречаются в семенах льна, подорожника, корнях алтея, клубнях ятрышника, цветках липы, листьях мать-и-мачехи. Слизи также находятся во внутреннем слое бобов, орехов и семян. В химическом отношении они мало отличаются от камедей, характеризуются преобладанием в своем составе пентозанов. Они хорошо и полностью растворимы в воде, при кислотном гидролизе расщепляются, образуя галактозу, ксилозу, арабинозу, рамнозу, маннозу, глюкозу и галактуроновую кислоту. Слизи оказывают благоприятное воздействие на желудочно-кишечный тракт, при раздражении верхних дыхательных путей, рефлекторно возникающем кашле, снижают раздражающее действие сопутствующих веществ. Много слизи содержится в овсяной, рисовой и перловой крупе, толокне, что позволяет их использовать при заболеваниях желудочно-кишечного тракта. Некоторые слизи оказывают послабляющее действие, снижают уровень холестерина в крови, уменьшают чувство голода. Они широко используются в пищевой промышленности при производстве сыра, супов, мороженого, приправ.

В водорослях содержатся полисахариды — карагенин, ламинарии и фуколдин. Являясь структурными или запасными полиозами водорослей, они присутствуют практически во всех водорослях, составляя иногда десятки процентов от их массы. Установле­но, что те из них, которые содержат эфиросвязанную серную кислоту, удлиняют время свертывания крови и обладают антилипемическим эффектом, другие - способностью связывать избирательно радиоактивный стронций (это свойство особенно выражено у низкомолекулярных фракций альгиновой кислоты), предотвращая его всасывание и на­копление в организме. Отдельные полисахариды (к- и λ-фракции карагенина и продукты их переработки) снижают секреторную деятельность желудочно-кишечного тракта, умень­шают протеолитическую функцию пепсина, предупреждая развитие пептических язв желудка и двенадцатиперстной кишки.

К пищевым волокнам относят пребиотики, избирательно стимулирующие рост и/или активность защитной микрофлоры кишечника человека и улучшающие тем самым его здоровье. Одним из пребиотиков является инулин – высокомолекулярный фруктозан. Это полисахарид, состоящий из 34 – 35 остатков фруктозы, связанных β-гликозидной связью. Является, как и крахмал, резервным углеводом, он растворим в воде, осаждается из водных растворов при добавлении спирта. Содержится в больших количествах в клубнях земляной груши и георгина, в корнях одуванчика, кок-сагыза и цикория, в артишоках, в корнях, листьях и стеблях каучуконосного растения гваюлы.

Инулин стимулирует рост и активность бифидо- и лактобактерий; повышает всасывание кальция в толстой кишке, тем самым снижая риск остеопороза; влияет на метаболизм липидов; снижает риск развития сахарного диабета; обладает антиканцерогенным действием; уменьшает риск атеросклеротических изменений в сердечно-сосудистой системе.

Таким образом, пищевые волокна – один из компонентов комплексной профилактики нарушений жирового обмена, атеросклероза, сахарного диабета, желчекаменной болезни. В последние годы появились данные, свидетельствующие о том, что недостаток пищевых волокон вызывает развитие мочекаменной болезни, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, подагры, кариеса и даже варикозного расширения вен (рис. 2.3)

Без сомнения, прав был в свое время известный немецкий химик, один из создателей агрохимии, иностранный член-корреспондент Петербургской академии Юстус Либих, который в знаменитых «Письмах о химии» (1861 г.) указывал, что «отделение отрубей от муки есть роскошь и для питания скорее вредно, нежели полезно». Прошло более столетия, и под это заключение подведена строгая научная основа (табл. 2.2).

Табл. 2.2. Химический состав продуктов помола пшеницы (% на СВ)

Продукт	Выход	Зола	Клетчатка	Пентозаны	Крахмал
Зерно		1,7	2,5	6,4	53,0
Мука в.с.	10,1	0,5	0,1	1,6	80,1
Мука I с.	22,4	0,6	0,2	1,8	77,8
Мука II с.	47,5	1,2	0,5	3,4	72,5
Отруби	18,4	5,4	8,4	22,1	13,8

Рис. 2.3. Основные опасности недостатка и избытка неусвояемых углеводов.

Суточная норма пищевых волокон для взрослого человека – 25-30 г.

К продуктам с наиболее высоким содержанием пищевых волокон относятся пшеничные и ржаные отруби, хлеб из муки грубого помола, белково-отрубной хлеб, сухофрукты (особенно чернослив, урюк, курага), свекла, морковь, крупы (ячневая, гречневая, перловая, овсяная), отдельные фрукты, ягоды, овощи (табл. 2.3).

Таблица 2.3. Содержание неусвояемых углеводов в пищевых продуктах

Продукты	Содержание полисахаридов, г/100 г
Клетчатка	Гемицеллюлоза	Пектин
Хлеб ржаной	1,10	6,4	-
Хлеб пшеничный из муки 2 сорта	0,40	4,1	-
Батоны	0,15	3,4	-
Сухари сливочные	0,11	3,5	-
Макаронные изделия	0,10	5,1	-
Баклажаны	1,30	0,1	0,4
Капуста	1,00	0,5	0,6
Картофель	1,00	0,3	0,5
Лук репчатый	0,70	0,2	0,4
Морковь	1,20	0,3	0,6
Огурцы	0,70	0,1	0,4
Абрикосы	0,80	0,3	0,7
Вишня	0,50	0,1	0,4
Груша	0,60	0,2	0,6
Персики	0,90	0,2	0,7
Сливы	0,50	0,2	0,9
Черешня	0,30	0,2	0,4
Яблоки	0,80	0,4	1,0
Апельсины	1,40	0,2	0,6
Лимоны	1,30	0,1	0,5
Мандарины	0,60	0,1	0,4
Виноград	0,60	0,6	0,6
Клубника	4,00	0,2	0,7
Клюква	2,00	0,3	0,7
Крыжовник	2,00	0,2	0,7
Малина	5,10	0,1	0,6
Облепиха	4,70	0,1	0,4
Смородина черная	3,00	0,1	1,1
Соя	4,30	6,3	-
Крупа гречневая	1,10	-	-
Крупа пшеничная	0,70	3,9	-
Крупа рисовая	0,40	-	-
Горох	5,70	4,4	0,3
Фасоль	3,80	3,9	0,2

Пищевые волокна влияют на функцию толстого кишечника. Они стимулируют перистальтику, усиливают выделение желчи. Пищевые волокна способны задерживать в кишечнике воду, что имеет особое значение в профилактике запоров, геморроя. Они способны адсорбировать продукты обмена микроорганизмов, желчные кислоты, соли тяжелых металлов, поступивших в кишечник. Это одно из важнейших свойств пищевых волокон, особенно пектиновых веществ, способствующие профилактике рака кишечника, уменьшению интоксикации организма как собственными ядами кишечника (индол, скатол, аммиак), так и поступившими извне.

В то же время избыточное потребление пищевых волокон скорее вредно, чем полезно. Оно может привести к неполному перевариванию пищи, нарушению всасывания в кишечнике макро- и микроэлементов, а также жирорастворимых витаминов. Чрезмерное потребление пищевых волокон вызывает поносы, дискомфорт от избыточного образования газов в кишечнике, боли в животе.

В пищевом рационе до 70-75% углеводов должно приходится на долю крахмала, около 10% - на долю пищевых волокон и 15-20% - на долю простых сахаров. Нарушение физиологической потребности в углеводах оказывает неблагоприятное воздействие на организм человека.

Дата добавления: 2015-07-13