Пищевые волокна. Роль в питании. Химическая природа

На переваривание пищевые  волокна оказывает влияние и  микробиоценоз кишечника. Переваривание  пищевых волокон зависит от общего количества и видового состава кишечных микроорганизмов.

У здоровых людей обычно переваривается около 78% целлюлозы  и 96% гемицеллюлозы, причем в тонкой кишке может перевариваться более  половины этих пищевых волокон, остальная  часть приходится на долю толстой  кишки. У мужчин в тонкой кишке  переваривается около 65% гемицеллюлозы, а у женщин — 83%.

При назначении 14 г целлюлозы, гемицеллюлозы и пектина в  желудочно-кишечном тракте переваривалось 45-46% целлюлозы, 76-90% гемицеллюлозы и  до 100% пектина. При изучении перевариваемости гуммиарабика и других, близких к  нему камедей было установлено, что  они практически на 100% перевариваются в желудочно-кишечном тракте. Разумеется, что % перевариваемости тех или иных пищевых волокон зависит от их абсолютного или относительного содержания в составе пищевого рациона.

               ПИЩЕВЫЕ ВОЛОКНА КАК ИСТОЧНИК ПИЩЕВЫХ ВЕЩЕСТВ 

До недавнего времени  считали, что пищевые волокна  являются «балластом» в питании, пищевая ценность которых ничтожно мала, поскольку они практически не перевариваются кишечными ферментами. Однако многие виды пищевых волокон перевариваются ферментами кишечных бактерий. В этом отношении пищевые волокна имеют вполне определенную пищевую и энергетическую ценность, поскольку в процессе их бактериального гидролиза образуются летучие жирные кислоты, витамины и другие пищевые субстраты, которые затем могут всасываться в кровь. Подсчитано, что энергетическая ценность 1 г пищевых волокон,ферментируемых в толстой кишке, в среднем составляет около 1,5 ккал.

Помимо этого при деградации и гидролизе пищевых волокон, из их состава освобождаются и  всасываются макро- и микроэлементы, витамины,моносахариды и другие пищевые вещества, которые могут быть связаны на поверхности пищевых волокон или находиться в составе матриксаприродных пищевых волокон.

Примерно половина перевариваемых бактериями пищевых волокон идет на образование короткоцепочечных  или летучих жирных кислот.

Их 7: уксусная, масляная, пропионовая, изомасляная, валериановая, изовалериановая  и капроновая кислоты.

Уксусная, масляная и пропионовая  кислоты в совокупности составляют 92% всех жирных кислот (54,1 20,7 и 17,1 % I оответственно), образуемых при бактериальном гидролизе  пищевых волокон. При микробном  переваривании фруктоолигосахаридов на образование короткоцепочечных  жирных кислот расходуется около 58% массы пищевых волокон. При том  образуется 41% уксусной кислоты, 35% - пропионовой  и 20% масляной.

Еще одним источником короткоцепочечных  жирных кислот, образующихся в результате бактериального гидролиза в толстой  кишке, являются эндогенные мукополисахариды, олигосахаридные фрагменты белков и сахара разрушенных эпителиальных  и бактериальных клеток. В течение  суток образуется 300-600 ммоль короткоцепочечных  жирных кислот бактериального происхождения. Эти жирные кислоты модифицируют функции толстой кишки и закисляют  ее содержимое.

Они являются важными энергетическими  субстратами и метаболитами для эпителиальных клеток тонкой и толстой кишки, клеток печени, почек и других органов.

Важную роль играют кишечные бактерии (в основном это бактероиды, пропионобактерии, клостридии, стрептококки и стафилококки) в отношении переваривания устойчивых к гидролизу белков, а также таких белков, которые попадают в толстую кишку. Эти белки под влиянием бактериальных протеаз расщепляются до аминокислот.

Вторая половина перевариваемых пищевых волокон используетсякишечными бактериями для собственных пищевых нужд и вместе с другими пищевыми субстратами желудочно-кишечного тракта идет на обеспечение жизнедеятельности и наращивания биомассы бактерий.

Из них кишечные бактерии синтезируют необходимые им вещества -углеводы, аминокислоты, витамины и др. После гибели и переваривания бактерий многие из этих веществ могут всасываться в кровь и используются самим организмом как источник пищевых и биологически активных веществ.

Около 10% пищевых волокон  метаболизирует в клетках бактерий до метана, водорода, углекислого газа и воды.

До настоящего времени  остается неясным, в каких количествах  происходит всасывание и использование  организмом продуктов бактериального гидролиза пищевых волокон и  пищевых субстратов, остающихся после  гибели бактерий. В наибольшей степени  эти вещества будут всасываться  в тонкой кишке и в меньшей  — в толстой, где образуется основная масса бактериальных метаболитов, витаминов, других биологически активных веществ, многие из которых оказываются в составе кала и выводятся из организма.

Например, с калом выводится  примерно в 4 раза больше фолиевой кислоты, чем поступает с пищей. Основная часть этой фолиевой кислоты имеет  бактериальное происхождение.

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                      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.

Медики утверждают, что  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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                         Польза пищевых волокон

        Функции пищевых волокон в организме разнообразны и многогранны. Пища, содержащая большое количество клетчатки, в ротовой полости подвергается более длительному жеванию, что стимулирует нормальное отделение слюны, желудочного сока, желчи, панкреатического сока. Кроме того, такая пища ощутимо массирует и укрепляет десны, механически очищает зубы. Попадая в кишечник, пищевые волокна стимулируют его сократительную активность, тем самым устраняя запоры и образование каловых камней. Сокращается время нахождения в кишечнике пищевых масс, что устраняет возможность гнилостных и бродильных процессов в толстом кишечнике, снижает избыточное газообразование.

       Бедная пищевыми волокнами пища может находиться в кишечнике до 80 часов. Богатая клетчаткой пища проходит весь желудочно-кишечный тракт за 18–36 часов, что, несомненно, более физиологично и полезно для здоровья. Количество клетчатки в рационе можно примерно определить по времени, проходящему между актами дефекации: если это время не превышает 24-36 часов, - то клетчатки в рационе достаточно, и человеку не грозит заболевание раком толстой кишки.

       Пищевые волокна связывают и выводят из кишечника излишки желчных кислот, образующихся при расщеплении пищевых жиров, а также нейтральных стероидов, в том числе холестерина. Благодаря этому, снижается синтез холестерина, липопротеидов и жирных кислот в печени, ускоряются процессы жирового обмена в организме, падает риск ожирения.

        Достаточное количество растворимых пищевых волокон в рационе снижает риск заболевания атеросклерозом и ишемической болезнью сердца. Всем лицам среднего и старшего возраста обязательно нужно включать в свой рацион продукты, содержащие растворимые пищевые волокна (пектины и слизи). Ежедневное употребление фруктов (свежие или печеные яблоки; абрикосы, апельсины, мандарины, грейпфрут, груша, вишня, черная и красная смородина, манго – в виде нарезок или фруктовых салатов), овсяной и гречневой каши, отварной свеклы, морской капусты способствует правильной работе желудочно-кишечного тракта и устранению запоров, оказывает выраженный антихолестеролемический эффект.

         Нерастворимые и растворимые пищевые волокна являются хорошим субстратом для развития бактерий кишечной микрофлоры. Нормальная микрофлора кишечника способна расщеплять часть пищевых волокон и использовать их для своего питания.

 

 

В состав нормальной микрофлоры кишечника входит несколько сотен  видов бактерий. Часть из них усваивает  питательные вещества с помощью  биохимических процессов гниения  и брожения. Пектины подавляют  жизнедеятельность этих микроорганизмов, что способствует нормализации состава  кишечной микрофлоры и заживлению его  слизистой кишечника.    

        Клетчатка снижает риск развития рака толстого кишечника. Это может быть следствием сочетанного воздействия эффекта растворения, улучшения времени прохождения пищи через кишечник и развития благоприятных условий для роста позитивной кишечной флоры.

 

 Сколько пищевых волокон  должно быть в рационе?

        Ежедневный рацион взрослого человека должен содержать примерно 30 граммов (26-35 граммов) пищевых волокон. При современном стиле питания довольно сложно получить необходимое количество клетчатки с пищей. От дефицита клетчатки страдают 80% населения земного шара. При содержании количества клетчатки в пище менее 16 граммов в день, риск развития сердечно-сосудистых заболеванийи увеличивается на 67%. Кроме излишков холестерина, пищевые волокна способны связывать и выводить из кишечника излишки жирных кислот, соли тяжелых металлов (свинца, ртути, кадмия), радионуклиды, канцерогены (нитрозамины и другие гетероциклические соединения, образующиеся при жарении пищи в корочке).

      Вместе с тем, совершенно необоснованно увеличение количества клетчатки в рационе свыше 40 граммов, так как при этом пищевые волокна начинают работать как адсорбент, связывая и выводя из желудочно-кишечного тракта ценные пищевые вещества – витамины группы В, жирорастворимые витамины А и Е, минеральные соли железа, меди, цинка, кальция. Это может привести к развитию гиповитаминозов, анемии, остеопороза.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                    Вывод

Так как пищевые волокна  не представляют энергетической ценности для организма, они долгое время  считались балластными веществами. В настоящее время эта теория считается несостоятельной. Результаты научных исследований подтверждают важную роль пищевых волокон в  процессах обмена веществ и пищеварении.

Они широко применяются в профилактических диетах. Волокнистые вещества обладают способностью удерживать влагу, благодаря чему увеличивается пищевой комок и ускоряется движение пищи в кишках. Кроме увеличения моторной (перистальтической) функции кишечника пищевые волокна выполняют роль своеобразного «ершика», производя чистку ворсинок эпителиального слоя кишечника от шлаков. Они способствуют также развитию полезной кишечной микрофлоры. По данным исследований возникновение дивертикулита (мешковидного выпячивания стенок кишок), желчнокаменной болезни, полипов и даже рака толстой кишки в значительной степени связано с дефицитом пищевых волокон в питании. Источниками пищевых волокон для организма являются бобовые, овощи, фрукты, ягоды, хлеб из муки грубого помола (хлеб с отрубями), ржаной хлеб. Макаронные изделия и хлебные изделия из белой муки высших сортов относятся к рафинированным продуктам, практически не содержащим пищевых волокон. Пшеничные отруби включают в рацион питания больных холециститом, желчнокаменной болезнью.

   Разработка технологии получения пищевых волокон из пшеничных отрубей и их использование в мясопродуктах, является актуальной задачей имеющей большое научное и практическое значение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                        Список используемой литературы

1.Пищевая химия:  Учебник/ Нечаев А.П., Трубенберг С.Е., Кочеткова А.А. – СПб.: ГИОРД, 2003. – 700с.

2. Пищевые волокна: Учебник – Дудкин М.С., Черно Н.К., Казанская И.С.-К.:Урожай,1988-152с.

3. Технология пищевых продуктов: Учебник/ Украинец А.И. Изд: К.: Изд. дом «Аскания» 2008-736c.

4. http://www.prostori.su/product/fiber/

5. http://www.pitanieizdorovje.ru/volokna.html