Пищевые волокна как функциональные компоненты пищи. Пищевые волокна, их роль в питании и физиологическая характеристика

25.02.2019 | Другие паразиты

Все пищевые волокна – это природные полимеры, то есть состоят из цепочки одинаковых веществ и соединений. Так, к примеру, звеном в цепочке целлюлозы есть известная всем глюкоза. В цепочке гемицеллюлозы звеньями являются ксилоза и галактоза, также сахара. Пектин, например, образовывается из галактуроновой кислоты, а из фенилпропана (природный полимер, получаемый из коры дерева) входит в состав лигнина.

Разнообразные пищевые волокна могут содержаться в биологически активных веществах организма – витаминах, в минеральных соединениях и некоторых других компонентах организма.

Как воздействуют пищевые волокна на организм?

Когда пищевые волокна попадают в организм, они незначительно перерабатываются и немного разрушаются микрофлорой кишечника. Если верить результатам исследований, то всего 38% целлюлозы, 35% лигнина и 56% гемицеллюлозы переваривается и усваивается организмом. То, насколько хорошо переварится продукт, зависит не только от химических свойств продукта, но и от степени его измельчения. Если употреблять в пищу отруби грубого помола, то они усвояться намного хуже, чем отруби более мелкого помола. Даже не смотря на помол, пищевые волокна не могут принести в организм слишком много энергии. Так, из 100 г такого продукта, организм может получить не больше 400 калорий.

Если регулярно потреблять в пищу продукты, богатые на пищевые волокна, то благодаря этому значительно увеличивается количество каловых масс и стимулируется работа кишечника. При недостатке же пищевых волокон в продуктах может привести к атонии кишечника и образованию запоров. Доказательством данного факта есть то, что у сельских жителей и вегетарианцев, которые потребляют много пищи растительного происхождения, каловые массы больше, чем у городских жителей и людей, часто потребляющих мясо.

Потребление пищевых волокон в мире

У жителей развитых стран потребление растительной пищи упало почти на 90%. Развитие пищевой промышленности и введение технологических новшеств сделали свое дело – сейчас появилось огромное количество рафинированных продуктов. Таким образом, при усовершенствовании технологий помола количество пищевых волокон в муке резко снизилось. Еще в прошлом веке человек потреблял в сутки не меньше 15-20 г пищевых волокон, то сейчас это число значительно упало: в Германии люди потребляют не больше 5 г, в Великобритании не более 4-8 г, с США около 8-11 г, в России же – 6-8 г пищевых волокон.

Чем нужно питаться, а чем нет?

Сейчас считается, что для того, чтобы кишечник мог нормально функционировать, человеку стоит употреблять не меньше 25г пищевых волокон. Но мы естественно предпочитаем выбрать уже очищенные, с разнообразными вкусовыми добавками и приправами, рафинированные продукты, чем полезные натуральные – овощи, фрукты, ржаной хлеб и хлеб грубого помола. Это становится причиной такой распространенной проблемы, как запоры, ведь нерациональное питание явно не идет на пользу.

Другие свойства пищевых волокон

Кроме того, что пищевые волокна предотвращают появление запоров и благоприятно влияют на кишечник, они имеет еще массу полезных свойств. Пищевые волокна способны улучшать обмен веществ в организме, благодаря воздействию на разные системы организма. Они очищают кишечник и выводят токсины, так как обладают сорбционными способностями. Пищевые волокна могут значительно снизить вероятность возникновения злокачественных образований в желудочно-кишечном тракте.

Если регулярно потреблять в пищу растительные продукты грубого помола, то можно уменьшить концентрацию глюкозы, холестерина и триглицеридов в крови, а также снизить вес. Именно по этой причине растительные продукты незаменимы в рационе людей, страдающих от диабета, ожирения, ишемической болезни сердца, атеросклероза и предрасположенности к этим заболеваниям.

В настоящее время уделяется большое внимание функциональным продуктам питания. Функциональный продукт - это продукт, предназначенный для систематического употребления в составе пищевых рационов всеми возрастными группами здорового населения, снижающий риск развития заболеваний, связанных с питанием, сохраняющий и улучшающий здоровье за счет наличия в его составе физиологически функциональных пищевых ингредиентов. Физиологический функциональный пищевой ингредиент - вещество или комплекс веществ животного, растительного, микробиологического, минерального происхождения. А также живые микроорганизмы, входящие в состав функционального пищевого продукта, обладающие способностью оказывать благоприятный эффект на одну или несколько физиологических функций, процессы обмена веществ в организме человека при систематическом употреблении в количествах, составляющих от 10 до 50 % от суточной физиологической потребности. Одним из таких ингредиентов являются пищевые волокна.

Пищевые волокна - это комплекс, состоящий из полисахаридов (пектиновых веществ, гемицеллюлоз, целлюлозы), а также лигнина и связанных с ними белковых веществ, формирующих клеточные стенки растений. Пищевые волокна представляют собой сложный комплекс биополимеров линейной и разветвленной структуры с молекулярной массой значительной величины. Присутствие первичных и вторичных гидроксильных групп (целлюлоза, гемицеллюлозы), фенольных (лигнин), карбоксильных (гемицеллюлозы, пектиновые вещества) соединений обусловливает физико-химические свойства пищевых волокон. К ним относятся водоудерживающая способность, ионообменные и радио- протекторные свойства, сорбция желчных кислот. Физико-химические свойства пищевых волокон определяют их влияние на организм человека, его системы и отдельные органы, а также их функции. Пищевые волокна - это скорее биологический термин, а не химический, поскольку объединяет вещества растительного происхождения, имеющие волокнистую структуру.

Нерастворимые пищевые волокна.

Целлюлоза - это линейный полимер глюкозы. Молекулы целлюлозы представляют собой цепи, состоящие из остатков глюкозы, на которую она расщепляется при гидролизе в жестких условиях. Формула целюлозы (С 6 Н 10 О 5) n , где n - число элементарных звеньев глюкозы в Р-пиранозной форме, может достигать 10 ООО. Целлюлоза набухает в воде, но не растворяется. Она является устойчивым соединением, выдерживающим воздействие концентрированных растворов кислот, щелочей и других реагентов, которые переводят в растворимое состояние все другие части продукта. Целлюлоза, благодаря строению своей молекулярной цепочки, не ферментируется и практически не гидратируется (не расщепляется) в толстом кишечнике человека. Ее много в оболочках зерновых культур (пшеницы, ржи, риса), а также в кожуре и мякоти фруктов и овощей (моркови, капусте, цитрусовых, картофеле), в орехах. Целлюлозу часто называют клетчаткой.

Гемицеллюлозы - это разветвленные полимеры пентоз (глюкоза) и гексоз. Наибольшее содержание гемицеллюлоз в отрубях злаковых культур, в кожуре и мякоти овощей и фруктов.

Лигнин (от лат. lignum - дерево) - это неуглеводное вещество. Лигнин - полимер ароматических спиртов, участвующий в одеревенении клеточных стенок растений. Он придает структурную жесткость оболочке растительных клеток, защищает их от микробного переваривания. Наиболее насыщены лигнином отруби зерновых культур, а также некоторые овощи, фрукты и ягоды (баклажаны, зеленые бобы, горох, редис, груша, клубника).

Инулин - это высокомолекулярный полисахарид, образованный 30-36 остатками фруктозы. Инулин легко гидролизуется в желудке на фруктозу и олигофруктозу. Фруктоза всасывается в тонком кишечнике, молекулы олигофруктозы в кишечнике служат питательной средой для размножения бифидобактерий. Инулин является запасным углеводом растений. Наибольшее содержание инулина в корне цикория, зеленом луке, тапинамбуре.

Пектин (от греч. pektos - свернувшийся) - сложный комплекс коллоидных полисахаридов, входящих в состав клеточных стенок растений. Пектин вместе с целлюлозой образует клеточный каркас плодов и фруктов, зеленых частей стебля и листьев. Пектин выделяют экстракцией, в основном из цитрусового, яблочного, свекловичного и подсолнечного жома. Его наиболее важным свойством является высокая поглощающая способность в отношении тяжелых и радиоактивных металлов, желчных кислот и солей. Пектин легко подвергается расщеплению и, в отличие от клетчатки, практически полностью гидрализуется в толстом кишечнике. Пектин является гелеобразователем, загустителем, стабилизатором, влагоудерживающим агентом.

Камеди (гумми) - сложные неструктурированные полисахариды, не входящие в состав клеточной оболочки. Содержатся в основном в морских водорослях (альгинаты, каррагинаны), семенах и кожуре тропической флоры (гуар, камедь рожкового дерева и др).

Слизи - сложные смеси гетерополисахаридов, не входящие в состав клеточной оболочки. В наибольшем количестве содержатся в овсяной и перловой крупах, геркулесе, рисе. Много слизей в семенах льна и подорожника. Являясь своего рода «кормом» для полезных микроорганизмов кишечника, пищевые волокна поддерживают необходимый состав микрофлоры, без которой человеческий организм не может нормально существовать. Пищевые волокна замедляют доступ пищеварительных ферментов человека к углеводам. Они начинают усваиваться только после того, как микроорганизмы разрушат частично клеточные оболочки. За счет этого снижается скорость всасывания моно- и дисахаридов (глюкозы, сахарозы), а это предохраняет от резкого повышения глюкозы в крови и усиленного выделения инсулина, гормона, стимулирующего синтез и отложения жиров в организме. Пищевые волокна идеально подходят для питания людей, страдающих диабетом.

Неспособность ферментной системы человека к гидролизу пищевых волокон до моносахаридов: глюкозы и фруктозы объясняет почему пищевые волокна никак не влияют на уровень глюкозы и инсулина в крови. Пищевые волокна повышают связывание и выведение из организма желчных кислот, нейтральных стероидов, в том числе холестерина, уменьшают всасывание холестерина и жиров в тонком кишечнике. 90 % рациона питания современного человека составляют продукты, не содержащие пищевых волокон: мясо, молочные продукты, яйца, рыба и др. 10 % оставшихся продуктов дают шанс получить столько пищевых волокон, сколько нужно. Поэтому в настоящее время функциональным продуктам питания уделяется такое большое внимание.

Таким образом, пищевые волокна самостоятельно или совместно с другими веществами могут являться одним из важнейших ингредиентов пищевых продуктов, предназначенных для функционального питания. Большое значение имеют и психофизические свойства пищевых волокон при производстве функциональных продуктов питания, такие как жироэмульгирующая способность, стабильность эмульсии, жиросвязывающая способность, пенообразующая способность, студнеобразующая способность. Эти свойства являются важнейшими при создании структуры того или иного продукта. Проведенными ранее исследованиями с помощью микроструктурного анализа доказана капиллярно-волокнистая структура клетчаток «Витацель», которая обеспечивает высокое влагоудержание.

Экспериментально доказано, что препараты пищевых клетчаток обладают значительной сорбционной емкостью и высокой степенью набухания. В этой работе мы остановимся на результатах влияния препаратов «Витацели» на цвет и аромат готового продукта. Внесение «Витацели» в концентрациях (4- 6 %) не вызывает значительных изменений в цвете и не требует его коррекции. Важно иметь в виду, что технологические нормы закладки в мясные продукты «Витацели», как правило, не выше 3 %. Это значит, что даже при максимальных закладках человеческий глаз не замечает обесцвечивания фаршей - это очень важный результат. Сотни российских производителей мясной продукции с успехом применяют «Витацель» во всех группах мясных продуктов: от полуфабрикатов до сырокопченых колбас. И сегодня «Витацель» остается лучшей из представленных на российском рынке клетчаток. Расширение ассортимента мясных продуктов функционального назначения на основе изучения физико-химических свойств и рациональных способов применения ПВ серии «Витацель» В рамках поставленной цели решались следующие задачи: определение основных функциональных свойств ПВ серии «Витацель»; исследование влияния технологических факторов на свойства ПВ серии «Витацель» в мясных системах; изучение изменения физико-химических, структурномеханических и реологических характеристик мясного сырья под действием ПВ серии «Витацель»; обоснование и разработка технических решений по применению ПВ серии «Витацель» в частных технологиях мясных продуктов; разработка нормативной документации на производство, апробацию и продукцию; внедрение в производство новых видов мясных продуктов функционального значения. С помощью микроструктурного анализа доказана капиллярно-волокнистая структура клетчаток «Витацель», которая обеспечивает высокое влагоудерживание. Разработано 34 ТУ и 4 ГОСТа на продукты с клетчаткой «Витацель», в том числе для детского и здорового питания.

Литература:

СТБ 1818-2007. Пищевые продукты функциональные. Термины и определения. - Введ. 01.07.08. - Минск: БелГИСС, 2008. - 5 с.

Ильина, О. Пищевые волокна - важнейший компонент хлебобулочных и кондитерских изделий / О. Ильина // Хлебопродукты. - 2002. - № 9. - С. 34-36.

Санитарные нормы, правила и гигиенические нормативы «Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов» утв. Постановление М3 РБ № 63 от 09.06.2009.

Роль пищевых волокон в питании человека / Под ред. Тутельяна В. А., Погожевой А. В., Высоцкого В. Г.. - М.: фонд «Новое тысячелетие», 2008. - С. 15-50.

Прянишников В. В. «Пищевые волокна «Витацель» в мясной отрасли», «Мясная индустрия», 2006 г № 9, стр. 43-45.

Прянишников В. В. «Свойства и применение препаратов серии «Витацель» в технологии мясных продуктов». Автореферат диссертации канд. техн. наук, г. Воронеж, ВГТА, 2007 г.

«Биотехнология мяса и мясопродуктов», М., «ДеЛи принт», 2009 г., 295 стр.

Т.Г. Родина

(Российский экономический ун-т им. Г.В.Плеханова)

ЗНАЧЕНИЕ ПИЩЕВЫХ ВОЛОКОН В ПИТАНИИ

Для сохранения здоровья человеку необходимо кормить не только себя, но и населяющие желудочно-кишечный тракт микроорганизмы.

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПИЩЕВЫХ ВОЛОКНАХ

Согласно Методическим рекомендациям МР 2.3.1.2432-08 (Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации) в группу пищевых волокон входят полисахариды, в основном растительные, которые в незначительной степени перевариваются в толстом кишечнике и существенно влияют на микробиоциноз, а также процессы переваривания, усвоения и эвакуацию пищи.

Физиологическая потребность в пищевых волокнах для взрослого человека составляет 20 г/сутки, для детей старше 3 лет 10-20 г/сутки.

Как известно, это большая гетерогенная группа полисахаридов, которая относится к , и это та самая составляющая пищи, о которой в настоящее время так много говорят и которую, сами того не замечая, ежедневно исключают из рациона питания. Следует напомнит, что пребиотики — это углеводы, которые не расщепляются в верхних отделах желудочно-кишечного тракта (и др. продукты), и которые являются источником питания для нормальной микрофлоры кишечника. По устойчивости к бактериальной ферментации пищевые волокна делят на полностью ферментируемые, ферментируемые частично и неферментируемые. К первой группе относят пектин, камеди и слизи, ко второй - целлюлоза и гемицеллюлоза, третью группу составляет лигнин. Овощи и фрукты являются основными источниками первой группы пищевых волокон.

Биологическое действие пищевых волокон для здоровья человека поистине уникально .

Так, они удерживают воду, предотвращая образование каловых камней, влияя тем самым на осмотическое давление в желудочно-кишечном тракте, электролитный состав кишечного содержимого и массу фекалий, увеличивая их объем и вес, стимулируя в конечном итоге моторику желудочно-кишечного тракта.

Пищевые волокна адсорбируют желчные кислоты, регулируя их распределение в кишечнике и обратное всасывание, что непосредственно связано с уровнем потерь стероидов с фекалиями и обменом холестерина и регулирование обмена как желчных кислот, так и стероидных гормонов и холестерина. Эти соединения нормализуют среду обитания бактерий кишечника, благоприятствуя росту в первую очередь жизненно важных лакто- и . Около 50% пищевых волокон, поступающих с пищей, используется микрофлорой толстой кишки.

Благодаря нормализации работы желудочно-кишечного тракта пищевые волокна препятствуют возникновению и развитию рака толстой кишки и других отделов кишечника. Высокие абсорбционные свойства и антиоксидантная активность способствуют выведению эндо- и экзотоксинов из организма. Пищевые волокна формируют гелеобразные структуры, ускоряя опорожнение желудка и скорость прохождения пищи через желудочно-кишечный тракт. Наконец, пищевые волокна препятствуют возникновению и развитию атеросклероза, гипертонии и диабета.

Преимущественная локализация пищевых волокон в оболочке семян, кожуре плодов и корнеплодов определяется защитными функциями, обеспечивающими сохранность плода и создающими оптимальные условия для прорастания зерна. Когда речь заходит о роли пищевых волокнах в здоровье человека, то, прежде всего, вспоминают их способность защищать организм от рака прямой кишки. Впервые на эту взаимосвязь обратил внимание Беркитт, отметивший удивительный факт крайне низкой частоты рака прямой кишки у населения большинства стран Африки, где диета богата пищевыми волокнами и витаминами. Существуют и другие не менее впечатляющие факты.

В Лос-Анджелесе у не пьющих и не курящих молочных вегетарианцев частота рака прямой кишки на 70 % ниже, чем у белого населения, проживающего в таких же экологических условиях. Число случаев рака прямой кишки резко возрастает у поляков и венгров, пуэрториканцев и японцев, приехавших на жительство в США и поменявших национальную диету, богатую пищевыми волокнами, на западную, характеризующуюся высокой степенью очистки продуктов питания (от пищевых волокон) и сравнительно большим потреблением жира.

Стремясь очистить продукты питания от неприглядных пищевых волокон, человек получил белоснежную муку, светлый рис, нежные тушеные овощи, сахар. Последствия, как мы видим, оказались катастрофическими. Вот характерный пример. В первую мировую войну команда самого быстроходного немецкого военного корабля-рейдера успешно пиратствовала в водах Атлантического океана. Это были сильные, молодые, хорошо обученные моряки немецкого флота. Захватывая корабли, они брали самые ценные по тем временам очищенные продукты (сахар, муку). В итоге через 8 месяцев такой жизни половина команды слегла, не будучи способной выполнять свои обязанности. В результате рейдер вошел в нейтральные воды Нью-Йорка и сдался.

В природе регулирование процессов расщепления и всасывания углеводов, выведение токсичных веществ из организма осуществляется посредством клетчатки пищи, или пищевых волокон. При недостатке последних создаются условия накопления сахара в крови (развитие сахарного диабета), повышения артериального давления, накопления токсических веществ, развитие рака прямой кишки.

Большую роль в возникновении рака прямой кишки играет высокое потребление жира, способствующее увеличению синтеза холестерина и желчных кислот печенью. В кишечнике они превращаются во вторичные желчные кислоты, производные холестерина и другие потенциально токсические соединения. Известно, что эти соединения разрушают слизистую прямой кишки, влияют на вязкость клеточных мембран и метаболизм простагландинов. Пищевые волокна, не усваиваясь организмом, способствуют перистальтике кишок, исключая застойные явления и связанные с ними токсикозы.

В целом антиканцерогенный эффект пищевых волокон связывают с:

увеличением объема стула (снижением времени нахождения продуктов распада в кишечнике, то есть меньшим временем контакта с канцерогенами; разбавлением канцерогенов)
адсорбированием (поглощением) желчных кислот и других потенциальных канцерогенов
понижением кислотности кала, что способствует замедлению процесса бактериального разрушения компонентов пищи до канцерогенов и дезактивации желчных кислот
уменьшением количества вторичных желчных кислот
ферментативным разрушением жиров до короткоцепочечных соединений

Современное общество увлечено спасительными свойствами пищевых волокон.

Соответствующие БАДы изготавливают из лузги зерна (самый распространенный пример - это пшеничные отруби), всевозможных жмыхов (сахарной свеклы, подсолнечника, амаранта, стахиса), люцерны, семян подорожника, и даже опилок сосны. И одновременно с этим выбрасывают кожуру овощей и фруктов, используют в пище высоко очищенное зерно, редко включая в рацион питания овощные блюда. Игнорируется важнейший экологический закон Коммонера: ≪Природа знает лучше≫, - что предполагает, что продукты растительного происхождения с высоким содержанием пищевых волокон являются оптимальными для здоровья человека.

Роль пищевых волокон в питании современного человека особенно велика в связи с тем, что мы живем в эпоху глобального экологического кризиса, когда, помимо естественных токсических веществ, образующихся при переваривании пищи (метаболитов холестерина и желчных кислот), огромное количество токсикантов попадает в организм извне с пищей, вдыхаемом воздухом, водой. Это и пестициды, и тяжелые металлы, и радионуклиды. Для выведения таких веществ из организма пищевые волокна оказываются незаменимы. Между тем при норме потребления 20-35 г в день жители Европы получают с пищей пищевых волокон не более 15 г.

Отсутствие ПВ в диете может привести к ряду патологических состояний, многие из которых так или иначе связаны с нарушением состава микрофлоры кишечника. С дефицитом ПВ связывают развитие ряда заболеваний и состояний, таких как рак толстой кишки, синдром раздраженного кишечника, запоры, желчекаменная болезнь, сахарный диабет, ожирение, атеросклероз, ИБС, варикозное расширение вен и тромбоз вен нижних конечностей и др.

Важнейшими источниками пищевых волокон для человека среди овощных культур являются бобовые, шпинат, капуста.

Исследования добавления в пищу овощей и фруктов показали, что такая коррекция рациона сама по себе приводит к снижению потребления жиров и рафинированных углеводов. Эти данные подтверждают предположение, что решение проблемы избыточного веса путем потребления в большем количестве овощей и фруктов является более предпочтительным подходом, чем путем ограничения в питании.

Овощные культуры широко используются для получения функциональных продуктов питания, обладающих пребиотическими свойствами. Хорошо известно, что микрофлора кишечника во многом определяет здоровье человека. Пребиотики, такие как пищевые волокна, олигосахариды и инулин, являются компонентами пищи, не разрушаемыми в желудочно-кишечном тракте, и обеспечивающими избирательное стимулирование роста и активности полезных бактерий кишечника, таких как бифидо- и лактобактерии.

Действие пребиотиков на здоровье человека, таким образом, не является прямым, а опосредовано через восстановление микрофлоры кишечника (особенно прямой кишки). Действительно, бифидобактерии стимулируют иммунную систему , способствуют синтезу витаминов группы В, ингибируют рост патогенных микроорганизмов , снижают уровень холестерина в крови, восстанавливают микрофлору кишечника после терапии антибиотиками. Лактобактерии способствуют усвоению лактозы при лактозной непереносимости, предотвращают запоры и диарею, повышают устойчивость к таким инфекциям как сальмонеллез. Установлено, что использование пребиотиков для повышения содержания бифидо- и лактобактерий в кишечнике является эффективным приемом против язвенного колита. Широкий спектр действия бифидо- и лактобактерий определяет успехи применения пребиотиков в лечении не только желудочно-кишечного тракта, но в повышении иммунитета слизистых оболочек, включая кожу и дыхательные пути, снижение риска сердечно-сосудистых заболеваний и ожирения, урогенитальных инфекций, вызванных патогенными микроорганизмами благодаря стимулированию роста лактобактерий. Добавление пребиотиков в продукты питания улучшают органолептические характеристики пищи.

Функциональные олигосахариды составляют промежуточную группу между простыми сахарами и полисахаридами и являются пищевыми волокнами и пребиотиками. Наиболее изучены пребиотические свойства таких олигосахаридов (фруктоолигосахариды, глюкоолигосахариды, изомалтоолигосахариды, олигосахариды сои, ксилоолигосахариды и малтитол).

Эти соединения

не стимулируют увеличение концентрации глюкозы в крови и секреции инсулина;
являются низкокалорийными компонентами пищи (около0-3 ккал/г субстрата);
неканцерогенны;
улучшают микрофлору кишечника, снижая количество патогенных бактерий и обеспечивая питание бифидо- и лактобактерий;
препятствуют развитию диареи и запоров;
улучшают абсорбцию кальция, магния, железа и других элементов в кишечнике.

Ожирение и диабет 2-го типа являются типичными заболеваниями современного западного общества. Диетические рекомендации при этих заболеваниях включают увеличение потребление пищевых волокон, контролирующих выделение глюкозы (Bennett et al., 2006). Диетические волокна связывают желчные кислоты и предотвращают их реабсорбцию в печени, таким образом, ингибируя синтез холестерина. Отдельные авторы также отмечают, что функциональные олигосахариды улучшают абсорбцию воды и электролитов в малой кишке, что снижает случаи диареи и сокращает сроки лечение.

Функциональные олигосахариды предотвращают развитие опухолей у человека (Chen & Fukuda, 2006). Возможные механизмы их действия в этих случаях включают снижение химической абсорбции канцерогенов путем ускорения опорожнения кишечника, улучшение питания бактерий и увеличение производства летучих жирных кислот , снижении рН фекалиев, что способствует выведению канцерогенов. Олигосахариды улучшают абсорбцию цинка, меди, селена, магния и железа, что чрезвычайно важно, например, при остеопорозе, когда наблюдается увеличение вымывания кальция из организма. Пищевые волокна поддерживают баланс уровня поступления кальция с диетой и типом пищевых волокон.

Последние исследования показывают, что функциональные олигосахариды проявляют , антимутагенные , антибактериальные свойства.

2. КОРОТКО О КЛЕТЧАТКЕ

Компоненты клеточной оболочки являются продуктами жизнедеятельности клетки. Они выделяются из цитоплазмы и претерпевают превращения на поверхности плазмалеммы. Первичные клеточные стенки содержат из расчета на сухое вещество: 25% целлюлозы, 25% гемицеллюлозы, 35% пектиновых веществ и 1—8% структурных белков. Однако цифры весьма колеблются. Так, в состав клеточных стенок колеоптилей злаков входит до 60—70% гемицеллюлоз, 20—25 % целлюлозы, 10% пектиновых веществ. Вместе с тем клеточные стенки эндосперма содержат до 85% гемицеллюлоз. Во вторичных клеточных стенках больше целлюлозы. Остов клеточной оболочки составляют переплетенные микро- и макрофибриллы целлюлозы.

Целлюлоза , или клетчатка (С 6 Н 10 О 5)n, представляет собой длинные неразветвленные цепочки, состоящие из 3—10 тыс. остатков D-глюкозы, соединенных b -1,4-гликозидными связями. Молекулы целлюлозы объединены в мицеллу, мицеллы объединены в микрофибриллу, микрофибриллы объединены в макрофибриллу. Макрофибриллы, мицеллы и микрофибриллы соединены в пучки водородными связями. Структура микро- и макрофибрилл неоднородна. Наряду с хорошо организованными кристаллическими участками имеются паракристаллические, аморфные.

Микро- и макрофибриллы целлюлозы в клеточной оболочке погружены в аморфную желеобразную массу — матрикс. Матрикс состоит из гемицеллюлоз, пектиновых веществ и белка. Гемицеллюлозы, или полуклетчатки, — это производные пентоз и гексоз. Из гемицеллюлоз наибольшее значение имеют ксилоглюканы, которые входят в состав матрикса первичной клеточной стенки. Это цепочки остатков D-глюкозы, соединенных b -1,4-гликозидными связями, у которых от шестого углеродного атома глюкозы отходят боковые цепи, главным образом из остатков D-ксилозы. К ксилозе могут присоединяться остатки галактозы и фукозы. Гемицеллюлозы способны связываться с целлюлозой, поэтому они формируют вокруг микрофибрилл целлюлозы оболочку, скрепляя их в сложную цепь.

Более подробно о Пищевых волокнах:

3. Классификация неперевариваемых углеводов (пищевых волокон)

Пищевые волокна (неусвояемые неперевариваемые углеводы, клетчатка, балластные вещества) - представляют собой вещества различной химической природы (все они являются полимерами моносахаридов и их производных), которые не расщепляются в тонкой кишке, а подвергаются бактериальной ферментации в толстой кишке.

Пищевые волокна поступают в организм человека с растительной пищей.

Названия "клетчатка" или "пищевые волокна" общеупотребимы, но в определенной мере являются ошибочным, поскольку материал, обозначаемый этим словом, не всегда имеет волокнистое строение, а некоторые виды неперевариваемых углеводов (пектины и смолы) вполне могут растворяться в воде. Наиболее корректное название данной группы веществ - неперевариваемые углеводы, однако, в литературе чаще всего применим термин "пищевые волокна - ПВ".

Существует шесть основных типов ПВ (схема 1). Химический анализ показал, что в основном это полисахариды. Но с этих позиций дефиниция волокон будет недостаточной, т.к. в диете присутствуют и другие полисахариды, например крахмал. Наиболее точно называть большинство фракций волокон некрахмальными полисахаридами. Далее они могут быть разделены на целлюлозу и нецеллюлозные полисахариды. К последним относятся гемицеллюлозы, пектин, запасные полисахариды, подобные инулину и гуару, а также растительные камеди и слизи. И, наконец, нецеллюлозные полисахариды можно разделить на водорастворимые и водонерастворимые компоненты. Лигнин не является углеводом и его следует рассматривать как отдельное волокно.

Схема 1. Основные типы 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.

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, 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.

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

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

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.). 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

4. Биологическая роль неперевариваемых углеводов (пищевых волокон) и их метаболизм

4.1. Метаболизм пищевых волокон

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.).

Схема 2. Последствия метаболизма ПВ в толстой кишке (Вайнштейн С.Г., 1994)

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.

4.2. Функции пищевых волокон в организме человека

Пищевые волокна отличаются по составу и по своим свойствам. Разные виды ПВ выполняют разные функции:

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

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.

4.3. Биологические свойства пищевых волокон

ПВ начинают действовать еще во рту: пока мы пережевываем пищу, богатую клетчаткой, стимулируется слюноотделение, что способствует перевариванию пищи. Пищу с клетчаткой мы 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.

ПВ сокращают то время, которое пища проводит в желудочно-кишечном тракте. Длительная задержка каловых масс в толстой кишке вызывает накопление и всасывание канцерогенных соединений, что повышает вероятность развития опухолей не только в кишечном тракте, но и в других органах.

Дефицит пищевых волокон в питании человека ведет к замедлению кишечной перистальтики, развитию стазов и дискинезии; является одной из причин учащения случаев кишечной непроходимости, аппендицита, геморроя, полипоза кишечника, а также рака его нижних отделов. Существуют сведения, что отсутствие пищевых волокон в диете может провоцировать рак толстой кишки, а частота развития рака толстой кишки и дисбактериоза коррелирует с обеспеченностью пищевыми волокнами рационов питания.

Пищевые волокна оказывают нормализующее влияние на моторную функцию желчевыводящих путей, стимулируя процессы выведения желчи и препятствуя развитию застойных явлений в гепатобилиарной системе. В связи с этим больные с заболеваниями печени и желчных путей должны получать с пищей повышенные количества клеточных оболочек.

Обогащение диеты балластными веществами уменьшает литогенность желчи, нормализуя холатохолестериновый коэффициент и литогенный индекс путем адсорбции холевой кислоты и торможения ее микробной трансформации в дезоксихолевую, ощелачивает желчь, усиливает кинетику желчного пузыря, что является особенно полезным профилактическим мероприятием у лиц с риском развития холелитиаза.

Пищевые волокна повышают связывание и выведение из организма желчных кислот, нейтральных стероидов, в том числе холестерина, уменьшают всасывание холестерина и жиров в тонкой кишке. Они снижают синтез холестерина, липопротеидов и жирных кислот в печени, ускоряют синтез в жировой ткани липазы - фермента, под действием которого происходит распад жира, то есть положительно влияют на жировой обмен. Клетчатка способствует снижению уровня холестерина, а вместе с ним риска атеросклероза. Особенно выражено влияние на обмен холестерина у пектинов, в частности, яблочного и цитрусового.

Балластные вещества замедляют доступ пищеварительных ферментов к углеводам. Углеводы начинают усваиваться только после того, как микроорганизмы кишечника частично разрушат клеточные оболочки. За счет этого снижается скорость всасывания в кишечнике моно- и дисахаридов, и это предохраняет организм от резкого повышения содержания глюкозы в крови и усиленного синтеза инсулина, стимулирующего образование жиров.

Растительные волокна способствуют ускоренному выведению из организма различных чужеродных веществ, содержащихся в пищевых продуктах, включая канцерогены и различные экзо- и эндотоксины, а также продуктов неполного переваривания пищевых веществ. Волокнисто-капиллярное строение балластных веществ делает их натуральными энтеросорбентами.

Благодаря абсорбционной способности, пищевые волокна адсорбируют на себе или растворяют токсины, тем самым уменьшая опасность контакта токсинов со слизистой оболочкой кишечника, выраженность интоксикационного синдрома и воспалительно-дистрофических изменений слизистой оболочки. Пищевые волокна уменьшают уровень свободного аммиака и других канцерогенов, образующихся в процессе гниения или брожения или содержащихся в пище. Поскольку растительные волокна не всасываются в кишечнике, они быстро выводятся с каловыми массами из организма, причем одновременно из организма эвакуируются и сорбированные ими соединения.

Благодаря своим ионообменным свойствам, пищевые волокна выводят ионы тяжелых металлов (свинца, стронция), влияют на электролитный обмен в организме, электролитный состав фекалиев.

Микрофлора. Пищевые волокна являются субстратом, на котором развиваются бактерии кишечной микрофлоры, а пектины также являются питательными веществами для этих бактерий. В состав нормальной микрофлоры кишечника входит несколько сотен видов бактерий. Пищевые волокна используются полезными бактериями кишечника для своей жизнедеятельности; в результате этого увеличивается количество необходимых организму бактерий, что положительно сказывается на формировании каловой массы. При этом полезными бактериями образуются необходимые для организма человека вещества (витамины , аминокислоты , особые жирные кислоты, которые используются клетками кишечника).

Часть условно патогенных бактерий усваивает питательные вещества с помощью биохимических процессов гниения и брожения. Пектины подавляют жизнедеятельность этих микроорганизмов, что способствует нормализации состава кишечной микрофлоры. Пищевые волокна стимулируют рост лактобацилл, стрептококков и уменьшают рост колиформ, влияют на метаболическую активность нормальной микрофлоры.

Из балластных веществ бактерии образуют короткоцепочечные жирные кислоты (КЖК) - (уксусную, пропионовую и масляную), являющиеся источником энергии для кишечной слизистой оболочки, предохраняющие ее от дистрофических изменений, способствующие повышению абсорбции витамина К и магния.

Таблица 1. Некоторые эффекты низкомолекулярных метаболитов микрофлоры

Эффект	Метаболиты, ответственные за эффект
Энергообеспечение эпителия	Уксусная (ацетат), масляная (бутират) кислота
Антибактериальный эффект
Регуляция пролиферации и дифференци-ровки эпителия	Масляная кислота (бутират)
Поставка субстратов глюконеогенеза	Пропионовая кислота (пропионат)
Поставка субстратов липогенеза	Ацетат, бутират
Блокировка адгезии патогенов к эпителию	Пропионат, пропионовая кислота
Регулировка моторной активности кишечника	КЖК, соли КЖК, ГАМК, глутамат
Усиление местного иммунитета	Бутират (масляная кислота)
Поддержание ионного обмена	КЖК, соли КЖК (в большей степени уксусная к-та (ацетат), пропионовая к-та (пропионат), масляная кислота (бутират)

Также неусвояемые углеводы уменьшают бактериальное расщепление защитной слизи кишечника.

Пищевые волокна увеличивают синтез витаминов В1 , В2 , В6 , РР , фолиевой кислоты кишечными бактериями.

Пищевые волокна являются источником калия и оказывают диуретическое действие, то есть способствуют выведению воды и натрия из организма.

Дефицит пищевых волокон в питании считается одним из многих факторов риска развития различных заболеваний: синдрома раздраженной кишки, гипомоторной дискинезии толстой кишки, синдрома функциональных запоров, рака толстой и прямой кишки, дивертикулеза кишечника, грыжы пищеводного отверстия диафрагмы, желчнокаменной болезни, атеросклероза и связанных с ним заболеваний, ожирения, сахарного диабета, метаболического синдрома, варикозного расширения и тромбоза вен нижних конечностей и ряда других заболеваний.

5. Нормы потребления неперевариваемых полисахаридов

Пищевые волокна пищевые вещества, признанные в настоящее время необходимым компонентом питания.

Долгое время неусвояемые углеводы считали ненужным балластом, поэтому с целью увеличения пищевой ценности были разработаны специальные технологии освобождения продуктов питания от балластных веществ. Рафинированные пищевые продукты приобрели широкое распространение, особенно в экономически развитых странах. В 20-ом веке стали производить и производят до сих пор рафинированные продукты, полностью или почти полностью освобожденные от пищевых волокон: сахар, многие кондитерские изделия, мука тонкого помола, осветленные соки фруктов, ягод и овощей и т.д. Как следствие этого, в настоящее время у большинства населения Земли наблюдается "вестернизация" диеты: 60% и более от суточного рациона составляют рафинированные продукты, при таком питании в организм поступает 10-25 г пищевых волокон в сутки. В типичной американской диете количество употребляемых пищевых волокон составляет 12 г в сутки. При таком рационе использование пищевых волокон значительно снижено на фоне увеличенного потребления белков и животных жиров.

В нашей стране за последние 100 лет потребление пищевых волокон уменьшилось более, чем в два раза.

По мнению диетологов, от дефицита клетчатки в наши дни страдают практически все жители планеты. Чрезмерное увлечение рафинированными продуктами века явилось причиной значительного увеличения распространенности так называемых болезней цивилизации: ожирения, сахарного диабета, атеросклероза, заболеваний толстой кишки.

В диету средне статистического современного человека входит от 5 до 25 г ПВ, в среднем 12-15 г. В рационе вегетарианцев ПВ содержится до 40 г в сутки. А наши предки потребляли от 35 до 60 г. Источником ПВ в основном служили орехи, зерновые культуры и ягоды. В наши дни основным источником ПВ являются фрукты и овощи.

В Гигиенических требованиях безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов, утвержденных Минздравом России в 2001 году, расчетная физиологическая потребность в пищевых волокнах определена в 30 г/сут при энергоценности рациона в 2500 ккал. В методических рекомендациях ГУ НИИ питания РАМН от 2008 г. физиологическая потребность в пищевых волокнах для взрослого человека определяется в 20 г/сут. Американская диетологическая ассоциация рекомендует количество пищевых волокон 25-30 г в сутки. По рекомендациям ВОЗ, принятой нормой считается поступление в организм со съедаемой пищей 25-35 г ПВ в сутки. Лечебная доза ПВ - не более 40-45 г в сутки, максимальная суточная доза - 60 г в сутки.

Для обеспечения необходимого количества пищевых волокон суточный рацион питания каждого человека должен включать 200 г хлеба из муки грубого помола, 200 г картофеля, 250 г овощей и 250 г фруктов.

Особое значение приобретает обогащение рационов растительными волокнами в пожилом возрасте и у лиц с наклонностью к запорам.

При хронических заболеваниях толстой кишки требуется увеличение содержания в рационе количества пищевых волокон.

6. Пищевые источники неперевариваемых углеводов (ПВ)

СОДЕРЖАНИЕ ПИЩЕВЫХ ВОЛОКОН В ПРОДУКТАХ

Пищевые волокна содержатся только в растениях. Продукты животного происхождения (мясо, молоко и молочные продукты) не содержат пищевых волокон.

90% нашего рациона составляют продукты, не содержащие ПВ вообще: мясо, молочные продукты, рыба, яйца и т.д. Лишь 10% суточного рациона дают шанс получить столько ПВ, сколько необходимо организму.

Растительные продукты существенно разнятся по количеству и качественному составу, содержащихся в них пищевых волокон. В различных растительных продуктах содержатся пищевые волокна разных видов. Только при разнообразном питании, т.е. при введении в рацион нескольких видов растительной пищи (крупы, хлеб из цельного зерна, овощи, фрукты, зелень), организм получает как необходимое количество пищевых волокон, так и волокна с разным механизмом действия.

К продуктам с наиболее высоким содержанием клеточных оболочек относятся: хлеб из муки грубого помола, пшено, бобовые (зеленый горошек, фасоль), сухофрукты (в особенности чернослив), свекла. Значительные количества клеточных оболочек содержат также гречневая и ячневая крупы, морковь. Наибольшие количества пектиновых веществ содержатся в яблоках, сливах, черной смородине и свекле. К продуктам, богатым различными балластными веществами, относятся также: орехи (миндаль, арахис, фисташки), капуста, абрикосы, ежевика, кокос, киви, петрушка, попкорн, водоросли.

Низким содержанием клеточных оболочек характеризуются: рис, картофель, томаты, кабачки.

Таблица 2. Содержание пищевых волокон в некоторых овощах, съедобной части фруктов и ягод (Вайнштейн С.Г., 1994)

Название	Количество ПВ в 100 г продукта, г		Компоненты ПВ, %
Название	Сырая масса	Сухая масса	Целлюлоза	Гемицеллюлоза	Лигнин
Овощи
Капуста брюссельская		35,5
Капуста зимняя		24,4
Капуста белая		27,4
Лук		18,1			Следы
Горох мороженый		37,1
Горох стручковый		47,6			Следы
Морковь		28,4			Следы
Брюква		22,1

Пищевые волокна - необходимая часть ежедневного рациона каждого человека. Они играют важную роль в пищеварении и обмене веществ, но сами при этом не усваиваются.

В здоровом рационе ежедневно должно присутствовать не менее 20 г пищевых волокон. Полноценное питание в состоянии полностью удовлетворить потребность человека в этих веществах. Каждый вид пищевых волокон выполняет свою функцию в организме, поэтому сбалансированная диета должна обеспечивать их разнообразие.

Целлюлоза и пектин обладают способностью связывать железо, кальций,
магний и другие минеральные вещества (микро- и макроэлементы), поэтому
усвоение этих веществ из растительной пищи в 2-3 раза ниже,
чем из продуктов животного происхождения.

Что такое пищевые волокна

Пищевые волокна - родовое название нескольких веществ, которые иногда называют балластными. Они представляют собой неусвояемые полисахариды - высокомолекулярные углеводы со сложным строением, которые не усваиваются организмом в процессе пищеварения. Частичное расщепление отдельных пищевых волокон возможно в толстом кишечнике, однако и в этом случае в метаболизме они не участвуют.

Некоторые пищевые волокна растворяются в воде (пектины, декстраны, камеди), другие (целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин) - не растворяются. Пищевые волокна не являются источником энергии и не выполняют пластических функций. Основной источник этих веществ - растительная пища, поскольку пищевые волокна - это основа клеточных стенок растений.

Значение пищевых волокон

Пищевые волокна обеспечивают нормальную деятельность кишечника - стимулируют его моторику. При этом они обладают сорбирующими свойствами - впитывают в себя излишки холестерина и различные продукты обмена веществ (избыток желчных кислот, мочевину и прочие).

Кроме того, пищевые волокна помогают нормализовать желчевыделение и поддерживают нормальную микрофлору кишечника. Они также способствуют чувству насыщения, поэтому обилие пищевых волокон необходимо в диетотерапии ожирения.

Недостаток пищевых волокон в рационе является фактором риска возникновения атеросклероза и диабета. При несбалансированном поступлении пищевых волокон высока вероятность запоров, геморроя , дивертикулита, опухолей кишечника, заболеваний желчевыводящей системы.

Виды пищевых волокон

Различают несколько видов пищевых волокон, из которых основное значение для человека имеют целлюлоза (в диетологической литературе ее называют клетчаткой), гемицеллюлоза, пектины (от греч. «пектос» - свернувшийся), лигнин. Также выделяют камеди, протопектины, альгинаты, хитин, фитин и другие.

Целлюлоза
Способствует нормализации микрофлоры кишечника, помогает регулировать уровень глюкозы в крови. В меньшей степени стимулирует моторику кишечника и способствует выведению продуктов обмена веществ. Целлюлоза - самый распространенный вид пищевых волокон, она содержится во всех растительных продуктах.

Гемицеллюлоза
Обладает свойством удерживать воду, наиболее эффективно стимулирует кишечную моторику. Основной источник гемицеллюлозы - зерновые.

Пектин
Связывает и выводит из организма излишки холестерина и продуктов обмена веществ, а также тяжелых металлов. Препятствует возникновению гнилостных процессов в пищеварительном тракте. Это самый гигроскопичный вид пищевых волокон. Пектин содержится в овощах, ягодах и фруктах (особенно в вишне, сливе и яблоках), а также в цитрусовых и их кожуре.

Лигнин
Способствует выведению излишков холестерина и желчных кислот. Это особое вещество, ароматический полимер, который совсем не расщепляется и не усваивается организмом и формально не является углеводом. Основной источник лигнина - отруби.

Ограничения и запреты

При нерегулярном избыточном потреблении пищевых волокон (например, слишком много свежих овощей и фруктов в меню одного дня) возможна чрезмерная стимуляция кишечника и, как следствие, диарея. В отдельных случаях (при гастрите, язве) количество грубой клетчатки в рационе должно быть сокращено, предпочтение следует отдавать другим видам пищевых волокон.

Эксперт: Галина Филиппова, врач-терапевт, кандидат медицинских наук
Наталия Бакатина

В материале использованы фотографии, принадлежащие shutterstock.com

Пищевые волокна поступают в организм человека с растительной пищей в виде неперевариваемых углеводов. Все они являются полимерами моносахаридов и их производных. Неперевариваемые углеводы можно разделить на «грубые» и «мягкие» пищевые волокна.

Из «грубых» пищевых волокон в пищевых продуктах чаще всего присутствует клетчатка (целлюлоза). Она, как и крахмал, является полимером глюкозы, однако из-за различий в строении молекулярной цепочки целлюлоза не расщепляется в кишечнике человека. К «мягким» пищевым волокнам относятся пектины, камеди, декстраны, агарозу.

«Грубые» и «мягкие» 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 60-80%, пектиновые вещества – на 95%. Практически всю освобождающуюся при этом энергию бактерии используют на собственные нужды.

Большая часть образующихся при разложении пищевых волокон моносахаридов превращаются в летучие жирные кислоты (пропионовую, масляную и уксусную). Они 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 ею обычно пренебрегают. Лигнин, которого довольно много в клеточных оболочках растительных продуктов, в организме человека совершенно не расщепляется и не усваивается.

Пищевые волокна по традиции называют «балластными веществами», хотя давно известно, что они играют важнейшую роль в процессах пищеварения и в жизнедеятельности организма в целом. Функции пищевых волокон разнообразны. Они снижают скорость всасывания в кишечник моно- и дисахаридов и тем самым предохраняют организм от повышенного содержания глюкозы в крови и усиленного синтеза инсулина, стимулирующего синтез жиров. Этим участие пищевых волокон в обмене липидов не исчерпывается.

Грубые волокна

Грубые пищевые волокна для похудения.

2013-06-05T00:00:00

Таким образом, пищевые волокна в какой-то мере препятствуют отклонению от идеальной массы. Они снижают уровень холестерина и фосфолипидов в желчи, препятствуя выпадению камней в желчном пузыре. Особенно выражено влияние на обмен холестерина у пектинов, в частности яблочного, цитрусового.

Балластные вещества составляют около трети каловых масс, обеспечивают нормальную перистальтику кишечника, желчевыводящих путей, препятствуют развитию запоров, геморроя, рака толстой кишки. Если в рационе не хватает клетчатки, то пища по желудочно-кишечному тракту проходит медленно, каловые массы накапливаются в толстой кишке. Еще Гиппократ рекомендовал для борьбы с запорами употребление зерновых отрубей.

Пищевые волокна связывают от 8 до 50% нитрозаминов и других гетероциклических соединений, обладающих канцерогенной активностью. Эти вещества образуются при жарке мяса, а также являются обязательным участником процесса пищеварения, так как образуются в процессе распада в кишечнике желчных ферментов. Длительная задержка каловых масс в толстой кишке вызывает накопление и всасывание канцерогенных соединений, что повышает вероятность развития опухолей не только в кишечном тракте, но и в других органах.

Кроме того, пищевые волокна являются субстратом, на котором развиваются бактерии кишечной микрофлоры, а пектины – еще и одним из питательных веществ для этих бактерий. Важное значение имеют и сорбирующие свойства пектинов – способность связывать и выводить из организма холестерин, радионуклиды, тяжелые металлы (свинец, ртуть, стронций, кадмий и др.) и канцерогенные вещества.

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

Все это является основной для использования пищевых волокон в профилактике и лечении ожирения, атеросклероза, ишемической болезни сердца, гипертонической болезни, онкологических заболеваний, болезней пищеварительной системы.

Механизм действия пищевых волокон при лечении и профилактике ожирения основан на том, что при их достаточном поступлении с пищей:

уменьшается скорость опорожнения желудка;
увеличивается его растяжение, что способствует подавлению аппетита, создает чувство насыщения, препятствуя перееданию;
замещение в диете пищевыми волокнами более энергоемких продуктов способствует снижению поступления энергии с пищей;
благодаря влиянию на обмен углеводов и жиров пищевые волокна снижают в жировой ткани синтез жиров;
пищевые волокна являются источником калия и оказывают диуретическое действие, то есть способствуют выведению воды и натрия из организма.