Біологічна цінність харчових волокон, лікувально-профілактичні продукти на основі пектину

Згідно з новою розробленою теорією адекватного харчування, баластні речовини (ХВ) є еволюційно важливим компонентом харчових продуктів, необхідним для нормального функціонування ШКТ.

Найбільшим класом у складі ХВ є полісахариди. Їх можна розділити на не перетравлювані та перетравлювані. До першого відносять харчову (дієтичну) клітковину (ХК), єдиним не полісахаридним компонентом якої є лігнін. До другого відносять крохмаль, пектин і, меншою мірою, глікоген м’яса і печінки.

ХК - це речовини, які формують стінки клітин рослин. До їх складу входять целюлоза, геміцелюлози, лігнін, протопектин, камеді тощо.

Целюлоза складає в ХК приблизно 1/3. її вміст в рослинній їжі близько 1%, але вона значною мірою структурує їжу. Целюлоза практично не перетравлюється в кишечнику. Її засвоюваність залежить від походження, вмісту в харчовому раціоні, характеру попереднього оброблення і складає 6…23%.

Целюлоза в харчо травному тракті людини стимулює діяльність кишечнику, посилює його перистальтику, нормалізує діяльність мікрофлори, сорбує стерини, допомагає видаленню шкідливого холестерину.

Полісахариди геміцелюлоз формують різні рослинні організми: злакові і дерев’янисті рослини, овочі, фрукти, ягоди і трави. Вони утворюють стінки клітин мікроорганізмів; їх вміст залежно від виду сировини, може досягати 38…39% (плівки вівса, кукурудзяні стержні), 18…19% (деревина ялини).

Геміцелюлози відіграють важливу роль в харчуванні людини. Вони на 69…95% перетравлюються в стравоході і кишечнику, є джерелом енергії, впливають на ліпідний обмін, грають роль ентеросорбентів, знижують вміст холестерину, сорбують шкідливу мікрофлору і солі важких металів. В світовій практиці маннани і галактани використовують в якості харчових добавок.

ПР - це похідні полігалактуронової кислоти. Вони входять до складу стінок клітин і міжклітинних утворень. В клітинах пектинові речовини асоційовані з целюлозою, геміцелюлозами і лігніном.

Лігнін - це високомолекулярна сполука ароматичної природи нерегулярної будови. Він побудований з частково метильованих похідних фенілпропану, який містить різну кількість гідроксильних, карбонільних і фенольних груп і формує значну частину ХК. Вміст лігніну в сировині визначається ботанічною приналежністю рослин.

Камедь, гумі, слизи, рослинний клей і полісахаридні ізоляти майже не відрізняються за своєю структурою, виключаючи процеси утворення пластівці і гранул.

ХК - це складний комплекс біополімерів (полісахариди, лігнін) лінійної та розгалуженої структури зі значною молекулярною масою. Присутність первинних і вторинних гідроксильних груп (целюлози, ГМЦ), фенольних (лігнін), карбоксильних (ГМЦ, ПР), зумовлює міжмолекулярну взаємодію (водневі зв’язки) різної густини, здатність сорбувати воду та інші полярні молекули й іони. Тому для ХК характерна водоутримуюча здатність, іонообмінні та інші особливості. ХК взаємодіє з білками, ферментами, гормонами, продуктами розкладу вуглеводів, пептидами, жирними та іншими кислотами в процесі травлення в ШКТ людини.

Іонообмінні властивості ХВ. Наявність в ХК карбоксильних груп, геміцелюлоз і ПР, карбоксильних і змінних груп білка, фенольних гідроксилів лігніну і визначають їх здатність зв’язувати в більшій мірі катіони, а в меншій мірі аніони, впливаючи тим самим на мінеральний обмін в ШКТ. Під їхньою дією змінюється всмоктування таких металів як кальцій, цинк, залізо, мідь, а також полярних органічних речовин: фенол, карбамід.

На процес зв’язування значно вливає розмір частинок сировини, значення рН середовища, температура, час контакту. Катіонообмінна здатність ХК овочів коливається в діапазоні 1,0…2,4 мкг/г.

Сорбційна здатність ХВ. Результати оцінки сорбційних властивостей ХК, яка була виділена з різних видів рослинної сировини, показали її здатність зв’язувати іони свинцю, кадмію і інших важких металів, а також нітрати і нітрити.

Основним сорбуючим компонентом ХК є лігнін. Комплекс геміцелюлози з целюлозою теж має хороший сорбційний ефект.

Узагальнена оцінка сорбційної здатності ХК за метиленовою синню показала, що за кількість сорбованої речовини ХК рослин еквівалентна активованому вугіллю. Враховуючи, що сорбція метиленової сині корелює з сорбцією патогенних мікроорганізмів і знаючи недоліки активованого вугілля стає зрозумілою перспективність використання ХК в якості ентеросорбента в лікувальній практиці.

Сорбційну здатність ХК залежить від природних джерел її отримання. Сорбція свинцю з його розчинів концентрацією 0,01 моль/л показала такий порядок активності: ХК виноградних вичавок → ХК буряків → ХВ люцерни → ХВ конюшини.

Помічено, що сорбційну здатність ХК залежить також від величини рН розчину. Велике значення має здатність ХК сорбувати і виводити з організму жовчні кислоти, змінюючи тим самим вміст холестерину в крові. М.С.Дудкін виявив здатність адсорбувати паличкові грамнегативні бактерії і грампозитивні коки харчовими волокнами, які були виділені з різної сировини.

Радіопротекторні властивості ХК. У зв’язку з екологічною катастрофою на ЧАЕС виникла необхідність шукати шляхи для очищення людського організму від радіонуклідів, а також розробити способи попередження можливого їх потрапляння до організму.

Дослідження показали, що на вилучення з організму ізотопу Sr⁸⁵ найбільший ефект справляє ХК люцерни та шкірки лимону, на вилучення Sr⁸⁵ вони не ніякої дії не справляють. На зв’язування радіоізотопів Sr⁸⁵ і Cs¹³⁷ позитивний результат дали ХК з буряка і вичавок виноградних кісточок: так в кінці експерименту кількість Sr⁸⁵ зменшилась на 24…36%, а Cs¹³⁷ на 17…18%.

Таким чином, ХК зменшує концентрацію шкідливого холестерину, знижуючи ризик серцево-судинних захворювань, є показаною при ожирінні, зменшує залежність від інсуліну при діабеті.

У медичній практиці накопичено безліч матеріалів, які підтверджують необхідність вживання продуктів, збагачених ХК.

При недостатньому надходженні ХК виникають порушення функції травлення та захворювання органів харчотравного каналу. Найбільше при дефіциті ХК страждає товстий кишечник. В ньому виникають такі захворювання як девертикульоз, хронічні закрепи, коліт, рак товстого кишечнику та прямої кишки.

Експериментально встановлено, що пшеничні висівки, пектин, целюлоза, лігніни запобігають виникненню хімічно індукованих пухлин, а вживання значної кількості рослинної їжі, яка містить аскорбінову кислоту, каротиноїди, токофероли, феноли, індоли, стероїди, солі селену, пригнічують їх розвиток.

Присутність в раціоні харчування ХК сприяє нормалізації водно-сольового балансу в організмі, що є дуже важливим при гіпертонічній хворобі, знижує рівень глюкози в сироватці крові хворих на діабет, затримує розвиток атеросклерозу, знімає біль у серці при напруженні, підвищує стійкість організму до навантажень.

Вживання ХК сприяє активізації ліпопротеїнази, внаслідок чого у крові знижується кількість ліпопротеїнів низької щільності, що є дуже важливим для хворих на цукровий діабет, ішемічну хворобу серця та осіб з надмірною вагою тіла.

Сполуки ХК, які мають сорбційну властивості, показані при цирозі печінки, хронічній недостатності нирок, а лігнін при раку молочної залози. (Г.О. Сімахіна, А.І. Українець. Інноваційні технології та продукти. Оздоровче харчування: Навчальний посібник. - К: НУХТ, 2010.)

Форми використання пектину в лікувально-профілактичному харчуванні можуть бути найрізноманітніші. Пектин можна використовувати при приготуванні страв безпосередньо перед їх вживанням. Цілеспрямовано вводити пектин у треті страви: напої, соки, желе, муси, кисломолочні продукти.

Зручною формою застосування пектинів є використання пектиновмісних харчових продуктів, готових до споживання. Їх перевагою є здатність довготривалого зберігання, легкість нормування і використання. На основі пектинів розроблені технології виробництва різних груп виробів: консервних, хлібобулочних, кондитерських лікувально-профілактичного призначення.

Консервною промисловістю виробляється:

·   Пюре фруктове з пектином (яблучно-вишневе, айвове) - однорідна тонкоподрібнена слабо желатинова маса без плодоніжок, насіння, кісточок і шкірки. Смак, запах і колір - притаманні плодам із яких виготовлені консерви. Кількість пектину (в перерахунку на пектат кальцію) - 2%.

·   Джем яблучний з пектином виробляють з різних плодів з вмістом СР 55%, пектину - 2,5%

·   Киселі з пектином (із черешні і вишні) виготовляють із свіжих чи заморожених плодів, залитих цукровим сиропом, з додаванням яблучним високометоксильованого пектину, лимонної кислоти. Вміст пектину не менше 2%.

·   Сироп пектиновий для безалкогольних напоїв - складається з бурякового пектину, натурального яблучного соку або води, цукру, ферментного препарату «Аваморин ППК». Сироп містить 38% СР, пектину в перерахунку на пектат кальцію - 5,0%.

·   Кисіль яблучний натуральний на пектині для дитячого харчування містить яблучний концентрований сік, буряковий пектин, цукор-пісок і картопляний крохмаль. У 200 грамах готового киселю міститься 3,9 г пектину, калорійність 100 ккал.

·   Пектин добавляють також в м'ясні консерви. Для старших дітей, котрі страждають гіпсохромною анемією, розроблені м'ясні консерви із м'яса курчат з включення білка сироватки, пектину і вітаміну С. Спільне використання пектину і аскорбінової кислоти позитивно впливає на засвоєння заліза організмом дитини.

Лікувально-профілактичне призначення мають кондитерські вироби мармеладної групи. Мармелад «Краснодарський» виготовляють на основі бурякового пектину. Витрати пектину становлять 26 кг на тону. Мармелад «Сонячний» виробляють на буряковому пектині з додаванням порошку з цільних яблук. В 100 грамах мармеладу міститься пектину 1,3 г, сорбіту 55%, кислоти 24%. Мармелад «Особливий» містить цитрусовий пектин і яблучний порошок збагачений низькометоксильованим пектином. В 100 грамах продукту міститься 1,2г пектину.

Розроблені хлібобулочні вироби з пектином. «Хліб з пектином» містить 2% пектину, «Хлібець спеціальний» виготовлений з додавання 10%-го яблучного порошку, збагаченого низькометоксильованим пектином. Один хлібець масою 270 грам містить 3…3,5 г пектину.

Потреба в пектині при виготовленні виробів лікувально-профілактичного призначення задовольняється не більше ніж на 10%, що не дозволяє забезпечити достатньо широкий асортимент і їх кількість для задоволення зростаючої потреби в цих продуктах. В зв’язку з цим перспективним є використання в цих цілях напівфабрикатів виробництва пектину - пектинового екстракту рідкого і сухого, отриманого за технологіями, розробленими асоціацією «Пектин».

З використанням цих пектинопродуктів розроблені нові види хлібобулочних, макаронних, кондитерських, консервних виробів і безалкогольних напоїв.

В промисловості оснований випуск желе і напоїв на основі яблучного пектинового екстракту. «Желейний яблучний десерт» містить 1,5…2,0 г пектину в 100 грамах продукту.

Перераховані продукти виробляються промисловістю, рекомендовані або мають перспективи для включення в раціон харчування людей, які контактують з радіоактивними і іншими шкідливими важкими металами, а також лікувально-профілактичного харчування хворих ШКТ, страждаючих порушенням ліпідного і вуглеводного обмінів. (Донченко Л. В. Технология пектина и пектинопродуктов / Л. В. Донченко. - М.: ДеЛи, 2000)

Великою популярністю у населення користуються вітчизняні безалкогольні напої, які мають лікувально-профілактичне призначення. Харчова і біологічна цінність зумовлена вмістом у них глюкози, фруктози, мінеральних речовин, вітамінів, білків, ферментів та інших БАР, що утворюються в процесі виробництва або вносяться з первинною сировиною.

Розроблення рецептури і технології безалкогольних напоїв лікувально-профілактичного призначення є надзвичайно актуальною проблемою в зв’язку з погіршенням екологічної обстановки, збільшенням кількості осіб, які страждають хронічними захворюваннями або зайняті на виробництві і в сільському господарстві зі шкідливими умовами праці.

Нині в асортименті безалкогольних напоїв лікувально-профілактичної дії все більшого значення надають напоям, збагачених ПР, які справляють на організм людини велику ефективну фізіологічну дію. Всього в Україні і в Росії розроблено близько 100 рецептур і технологій безалкогольних напоїв, збагачених ПР. невеликий асортимент лікувально-профілактичних пектиновмісних напоїв, які виробляють в наш час, пояснюється дефіцитом пектину в харчовій промисловості. Розширення виробництва таких напоїв буде вирішено лише тоді, коли буде освоєна технологія пектинового екстракту, розроблена фахівцями асоціації «Пектин». (Домарецький В.А., Остапчук М.В., Українець А.І. Технологія харчових продуктів: Підручник / За ред.. д-ра техн.. наук, проф. А.І.Українця. - К.: НУХТ, 2003.)