Пищевые волокна, или клетчатка (часть 1)
Огромную роль в питании и здорового, и больного человека имеют пищевые волокна (ПВ), синонимами которых являются неусвояемые углеводы, клетчатка, балластные вещества.
Они представляют собой большую группу полисахаридов, источниками которых служат растительные продукты.
Долгое время ПВ считались ненужным балластом, от которого старались освободить продукты для повышения их пищевой ценности. С этой целью разработан и выпускается целый ряд рафинированных продуктов, полностью освобожденных от ПВ: сахар, кондитерские изделия, мука тонкого помола, осветленные фруктовые и овощные соки, потребление которых составляет около 60% от общего рациона населения высокоразвитых стран. Это привело к тому, что на фоне неуклонного снижения потребления натуральных растительных продуктов (зерновых, овощей, муки грубого помола) в 2-3 раза уменьшилось потребление ПВ. Подобная «цивилизованная» диета привела к резкому снижению количества ПВ в потребляемой пище до 10 г в день. В то же время строгие вегетарианцы получают с пищей 40 и более граммов ПВ. Большинство населения земного шара съедает в день не более 25 г ПВ, из которых 10 г приходится на хлеб и другие продукты из злаков, около 7 г — на картофель, 6 г — на другие овощи и лишь 2 г — на фрукты и ягоды.
ПВ — это биологический термин, поскольку объединяет вещества различной химической природы. К ним относятся спирты (лигнины) и полисахариды, которые не расщепляются в тонкой кишке, а подвергаются бактериальной ферментации в толстой кишке.
Важнейшими компонентами ПВ являются целлюлоза, гемицеллюлоза, пектин, камеди, слизи, лигнин. Стенки растительных клеток состоят, в основном, из макромолекул волокнистых полисахаридов, главным образом, целлюлозы. Межклеточные полисахариды представлены водорастворимыми формами: гемицеллюлозой, пектином и его производными. Целлюлоза является линейным полимером глюкозы в несколько тысяч единиц молекул, входящий в состав клеточных стенок; гемицеллюлоза — полисахарид клеточных мембран — разветвленный полимер пентозных и гексозных Сахаров; лигнин — неуглеводистое вещество, фенилпропановый полимер ароматических спиртов, не имеющий волокнистого строения; пектин — сложный комплекс коллоидных полисахаридов, включающих глюкуроновую и галактуроновую кислоты; камеди состоят из метилированных и ацетилированных молекул гексоз и пентоз и, наконец, слизи — полисахариды семян и морских водорослей, являются чаще всего высокоразветвленными арабиноксиланами.
В настоящее время существует несколько классификаций ПВ:
По источникам содержания ПВ в растительном сырье возможно их разделение на две группы:
1) традиционные для пищевой промышленности (злаки, овощи, фрукты, ягоды);
2) нетрадиционные (травы, водоросли, древесина).
Можно также различать ПВ из низших (водорослей и грибов) п высших растений ( злаков, трав, древесных).
По строению биополимеров они делятся на две группы:
1) гомогенные (однородные), состоящие из однородных высокомолекулярных веществ (целлюлоза, пектин, лигнин, альгиновая кислота, маннаны, арабинаны и др.);
2) гетерогенные (неоднородные), включающие биополимеры нескольких видов (целлюлозолигнины, гемицеллюлозо-целлюлозолигнины, белково-полисахаридо-лигнинные комплексы и пр.).
Полисахариды подразделяются на структурированные (целлюлоза, гемицеллюлоза, пектин) и неструктурированные (слизи, камеди, искусственные полимеры).
В состав комплекса ПВ помимо биополимеров, определяющих непосредственно термин «пищевые волокна» (лигнин, целлюлоза, пектин, гемицеллюлозы), входят сопутствующие вещества (крахмал, липиды, белковые, минеральные, дубильные вещества и др.), количество и соотношение которых в исходном сырье и выделенных препаратах ПВ различно. Количество и соотношение биополимеров, определяющих термин «пищевые волокна» различно, что значительно влияет на их свойства. В зависимости от этого исходное сырье для получения ПВ классифицируется следующим образом:
• растительное сырье, содержащее до 30% ПВ (побочные продукты переработки зерна, фруктовые выжимки, очистки, вытерки, травы, ряд овощей и др.);
• полуконцентраты ПВ, включающие 30-60% собственно во-локон (отруби зерна и др.);
• концентраты ПВ, содержащие 60-90% этих компонентов (концентраты ПВ томатных выжимок, виноградной лозы, пшеничных отрубей и др.);
• изоляты ПВ, в которых более 90% собственно ПВ (лигнин, лолигнин, целлюлоза, холоцеллюлоза различного сырья и другие высокоочищенные продукты).
Одним из основных свойств ПВ, определяющих их поведение в желудочно-кишечном тракте человека, является их растворимость в воде. По отношению к этому универсальному раствори¬телю ПВ можно классифицировать таким образом:
1) водорастворимые (пектин, камеди, лизи, растворимые фракции гемицеллюлозы, альгиновые кислоты, арабиноксиланы и др.);
2) нерастворимые и малорастворимые (целлюлоза, лигнин, части гемицеллюлоз, ксиланы).
