Обогащение молочных продуктов пищевыми волокнами

Министерство образования Республики Беларусь

 

Учреждение образования

« МОГИЛЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРОДОВОЛЬСТВИЯ»

 

 

Кафедра технологии молока и молочных продуктов

 

 

 

 

 

 

 

ОБОГАЩЕНИЕ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ ПИЩЕВЫМИ ВОЛОКНАМИ

 

 

Контрольная работа №1

по дисциплине «Методология разработки новых технологий в отрасли»

Специальность 1-49 01 02 «Технология хранения и переработки животного сырья»

Специализация 1-49 01 02 02  «Технология молока и молочных продуктов»

 

 

 

 

 

 

Проверил         Выполнила

к.т.н.,доцент      студентка группы ТЖМЗ-091

___________ Т.И.Шуляк                     ______________ Н.М. Улизько

«___»___________2014г.             «_25_»_июля_2014г.

 

 

Могилев 2014

 

Содержание

 

 

Введение                   3

1 Общие сведения о пищевых  волокнах              4

1.1 Классификация пищевых  волокон              4

1.2 Биологическая  роль  неперевариваемых  углеводов (пищевых  волокон) и их метаболизм                   7

1.3 Свойства пищевых волокон               8

2 Основные направления  использования пищевых волокон в молочной промышленности                          11

2.1 Пищевые волокна как  улучшители  консистенции молочных

 продуктов                                     13

2.2 Пищевые волокна как  пребиотики                     18

Заключение                         20

Список литературы                        21

 

 

Введение

 

В настоящее время в нашей стране и за рубежом уделяется большое внимание совершенствованию технологических процессов и расширению ассортимента диетических продуктов питания. Создание пищевых продуктов с заданными свойствами удовлетворяющих потребность во всех необходимых нутриентах является приоритетным направлением научных изысканий в перерабатывающих отраслях АПК.

  Такие заболевания как: избыточная масса тела, высокое кровяное давление, атеросклероз, сахарный диабет, подагра, болезни почек, печени, кишечника и треть всех раковых заболеваний связаны с нарушением сбалансированности питания.

 Питание - один из важнейших  факторов, определяющих здоровье  нации в целом и наше здоровье  в частности. Продукты питания должны не только удовлетворять физиологические потребности организма человека в питательных веществах и энергии, но и выполнять профилактические и лечебные функции. Одним из выдающихся достижений конца  ХХ  века является создание концепции функционального питания,  т. е.  включение в ежедневный рацион человека разнообразных продуктов,   которые при систематическом употреблении обеспечивают организм не только энергетическим и пластическим материалом,  но и регулируют физиологические функции, биохимические реакции и психосоциальное поведение человека, а это немыслимо без применения пищевых и биологически активных добавок.

Включения в меню продуктов на основе растительного и мясного сырья может способствовать решению адекватного питания.

Особое место в рациональном питании человека отводится неусвояемым углеводам, т. е. структурным полисахаридам растительного происхождения — пищевым волокнам.

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Общие сведения о пищевых  волокнах

 

 

Пищевые волокна – это сложные углеводы, которые не перевариваются в желудочно-кишечном тракте человека. Они содержатся в овощах, фруктах, зерновых оболочках злаков - пшеницы, ржи, риса - и в других растениях. Пищевые волокна принято делить на шесть видов: целлюлозу, клетчатку, гемицеллюлозу, пектины, лигнин и так называемые слизи и камеди.

Стенки растительных клеток состоят в основном из целлюлозы, иначе клетчатки. Гемицеллюлоза, пектины и лигнин - это межклеточные полисахариды. Слизи - полисахариды, получаемые из морских водорослей и семян некоторых растений( этот вид пищевых волокон используют в промышленности в качестве загустителей). Камеди - вещества под названием гуар, гуммиарбик - добывают из стеблей и семян тропической флоры - это клейкие полисахариды, которые могут растворяться в воде в отличие от других пищевых волокон/1/.

 

 

1.1 Классификация пищевых  волокон

 

 

По физико-химическим свойствам неперевариваемые углеводы подразделяют на 2 вида: растворимые в воде (их также называют "мягкими" волокнами), и нерастворимые (их часто называют "грубыми" волокнами).

- Растворимые пищевые  волокна впитывают воду и формируют  гель, понижают уровень холестерина  и сахара в крови. К этим "мягким" волокнам относятся пектины, камеди, декстраны, слизи, некоторые фракции  гемицеллюлозы.

- Нерастворимые пищевые  волокна  проходят через желудочно-кишечный тракт практически в неизмененном виде, адсорбируют большое количество воды, влияют на моторику кишки. К таким "грубым" волокнам относятся целлюлоза, лигнин и часть гемицеллюлозы /2/.

Компоненты пищи, относящиеся к пищевым волокнам:

Целлюлоза.

Целлюлоза представляет собой неразветвленный полимер глюкозы, содержащий до 10 тысяч мономеров. Разные виды целлюлозы обладают разными свойствами и различной растворимостью в воде.

Целлюлоза широко распространена в растительных тканях. Она входят в состав клеточных оболочек и выполняют опорную функцию.

Целлюлоза присутствует в непросеянной муке, отрубях, капусте, молодом горохе,  зеленых и восковидных бобах, брокколи, брюссельской капусте, в огуречной кожуре, перцах, яблоках, моркови и в некоторых других продуктах.

Целлюлоза, так же как крахмал и гликоген, является полимером глюкозы. Однако вследствие различий в пространственном расположении кислородного «мостика», соединяющего остатки глюкозы, крахмал легко расщепляется в кишечнике, тогда как целлюлоза не атакуется ферментом поджелудочной железы - амилазой. Целлюлоза принадлежит к числу чрезвычайно распространенных в природе соединений. На ее долю приходится до 50 % углерода всех органических соединений биосферы.

Лигнин.

Лигнин является полимерным остатком древесины после ее перколяционного гидролиза, который проводится с целью выделения целлюлозы и гемицеллюлозы.

Лигнины – группа веществ безуглеводных клеточных оболочек. Лигнины состоят из полимеров ароматических спиртов. Лигнины сообщают структурную жесткость оболочке растительной клетки, они обволакивают целлюлозу и гемицеллюлозу, способны ингибировать переваривание оболочки кишечными микроорганизмами, поэтому наиболее насыщенные лигнином продукты (например, отруби) плохо перевариваются в кишечнике.

Лигнин  встречается в злаковых, употребляемых на завтрак, в отрубях, лежалых овощах (при хранении овощей содержание лигнина в них увеличивается, и они хуже усваиваются), а также в баклажанах, зеленых бобах, клубнике, горохе, редисе и некоторых других продуктах.

Гемицеллюлоза.

Гемицеллюлоза образована конденсацией пентозных и гексозных остатков, с которыми связаны остатки арабинозы, глюкуроновой кислоты и ее метилового эфира. В состав различных типов гемицеллюлоз входят разнообразные пентозы (ксилоза, арабиноза и др.) и гексозы (фруктоза, галактоза и др.).Гемицеллюлоза содержится в отрубях, злаковых, неочищенном зерне, свекле, брюссельской капусте, зеленных побегах горчицы и т.д.

Также как и целлюлоза, разные типы гемицеллюлозы обладают различными физико-химическими свойствами.

Гемицеллюлозы - полисахариды клеточной оболочки, весьма обширный и разнообразный класс растительных углеводов. Гемицеллюлоза способна удерживать воду и связывать катионы. Гемицеллюлоза преобладает в зерновых продуктах, а в большей части овощей и фруктов ее мало.

Хитин.

Хитин – полисахарид, имеющий сходную с целлюлозой структуру. Из хитина состоят клеточные стенки грибов и панцири раков, крабов и остальных членистоногих.

Фитин.

К пищевым волокнам также относят фитиновую кислоту – вещество, сходное по строению с целлюлозой. Фитин содержится в семенах растений.

Пектин.

Пектинами называют сложный комплекс коллоидных полисахаридов. Пектин представляет собой полигалактуроновую кислоту, в которой часть карбоксильных групп эстерифицирована с остатками метилового спирта.

Пектины - вещества, способные в присутствии органических кислот и сахара образовывать желе. Это свойство широко используется в кондитерской промышленности. Пектины входят в клеточный скелет ткани фруктов и зеленых частей растений. Важны сорбирующие свойства пектинов – способность связывать и выводить из организма холестерин, радионуклеиды, тяжелые металлы (свинец, ртуть, стронций, кадмий и др.) и канцерогенные вещества. Пектиновые вещества в заметных количествах находятся в продуктах, из которых можно сварить желе. Это слива, черная смородина, яблоки и другие фрукты. В них содержится около 1% пектина. Столько же пектина присутствует и в свекле.

Камеди (гумми).

Гумми (камеди) являются разветвленными полимерами глюкуроновой и галактуроновой кислот, к которым присоединены остатки арабинозы, маннозы, ксилозы, а также соли магния и кальция.

Камеди – сложные неструктурированные полисахариды, не входящие в состав клеточной оболочки, растворимые в воде, обладающие вязкостью; они способны связывать в кишечнике тяжелые металлы и холестерин.

Слизи.

Слизи представляют собой разветвленные сульфатированные арабиноксиланы/3/.

Слизи, как пектин и камеди, – это сложные смеси гетерополисахаридов. Слизи широко представлены в растениях. Применяются в тех же случаях, что пектины и камеди. В пищевых продуктах наибольшее количество слизей содержатся в овсяной и перловой крупах и рисе. Слизей много в семенах льна и подорожника.

Протопектины.

Протопектины - это пектиновые вещества, группа высокомолекулярных соединений, входящих в состав клеточных стенок и межуточного вещества высших растений.

 

Протопектины представляют собой особые нерастворимые комплексы пектина с клетчаткой, гемицеллюлозой, ионами металлов. При созревании фруктов и овощей, а также при их тепловой обработке эти комплексы разрушаются с освобождением из протопектина свободного пектина, с чем связано происходящее при этом размягчение фруктов/4/.

Альгинаты.

Альгинаты - соли альгиновых кислот, в большом количестве содержащихся в бурых водорослях, молекула которых представлена полимером полиуроновых кислот/3/.

 

 

1.2 Биологическая роль  неперевариваемых углеводов (пищевых  волокон) и их метаболизм

 

 

В соответствии с теорией сбалансированного питания в желудочно-кишечном тракте происходит разделение пищевых веществ на нутриенты и балласт. Полезные вещества расщепляются и всасываются, а балластные вещества выбрасываются из организма. Однако, по-видимому, в ходе естественной эволюции питание сформировалось таким образом, что становятся полезными не только утилизируемые, но и неутилизируемые компоненты пищи. В частности, это касается таких неутилизируемых балластных веществ, как пищевые волокна.

Пищевые волокна не являются источниками энергии. У человека они могут только частично расщепляться в толстой кишке под действием микроорганизмов. Так целлюлоза расщепляется на 30-40%, гемицеллюлоза - на 60-84%, пектиновые вещества - на 35%. Практически всю освобождающуюся при этом энергию бактерии кишечника используют на собственные нужды. Большая часть моносахаридов, образующихся при разложении пищевых волокон,  превращается в летучие жирные кислоты (пропионовую, масляную и уксусную) и газы, необходимые для регуляции функции толстой кишки (водород, метан и др.).

Эти вещества могут частично всасываться через стенки кишечника, но в организм человека поступает лишь около 1% питательных веществ, образованных при расщеплении пищевых волокон. В энергетическом обмене эта доля ничтожна, и обычно этой энергией пренебрегают при изучении энергозатрат и калорийности рационов. Лигнин, которого довольно много в клеточных оболочках растительных продуктов, в организме человека совершенно не расщепляется и не усваивается/5/.

 

 

1.3 Свойства пищевых волокон

 

 

 Пищевые волокна отличаются  по составу и по своим свойствам. Разные виды пищевых волокон  выполняют разные функции.

Нерастворимые волокна лучше удерживают воду, способствуя формированию мягкой эластичной массы в кишечнике и улучшая ее выведение.

Целлюлоза абсорбирует воду, помогает вывести из организма токсины и шлаки и регулировать уровень глюкозы. Лигнин помогает удалять холестерин и желчные кислоты, находящиеся в желудочно-кишечном тракте. Камедь и гуммиарабик растворяются в воде, создавая чувство сытости. Пектин предотвращает попадание в кровь избыточного холестерина и желчных кислот.

Растворимые волокна лучше выводят тяжелые металлы, токсичные вещества, радиоизотопы, холестерин.

Биологические свойства пищевых волокон.

Пищевые волокна начинают действовать еще во рту: пока  пережевывается пища, богатая клетчаткой, стимулируется слюноотделение, что способствует перевариванию пищи. Пищу с клетчаткой  вынуждены пережевывать долго, и сформировавшаяся привычка тщательно пережевывать пищу улучшает работу желудка и очищает зубы.

Растительные волокна играют первостепенную роль в формировании каловых масс. Это обстоятельство, а также выраженное раздражающее действие клеточных оболочек на механорецепторы слизистой оболочки кишечника определяют их ведущую роль в стимуляции перистальтики кишечника и регуляции его моторной функции.

Балластные вещества удерживают воду в 5-30 раз больше собственного веса. Гемицеллюлоза, целлюлоза и лигнин впитывают воду за счет заполнения пустых пространств их волокнистой структуры. У неструктурированных балластных веществ (пектин и др.) связывание воды происходит путем превращения в гели. Таким образом, благодаря увеличению массы кала и прямому раздражающему действию на толстую кишку, нарастает скорость кишечного транзита и перистальтики, что способствует нормализации стула.