Конспект лекций по дисциплине «Научные основы производства продуктов питания» для студентов кафедры «Технология и организация общественного питания» всех форм обучения (стр. 9 )

Крахмал занимает в рационе человека 80 % от общего количества потребляемых углеводов. В организме гидролизуется до мальтозы, участвующей в дальнейших обменных процессах. Основные источники — картофель, злаковые культуры.

Гликоген — наиболее распространенный полисахарид. Содержание гликогена в печени составляет в среднем 5 %, в мышечной ткани — 0,7 %.

Пищевые волокна представляют собой необходимые для организма углеводные компоненты пищи, которые не гидролизуются пищеварительными ферментами человека и не абсорбируются в тонком кишечнике. Термин «пищевые волокна» (dietary fiber) впервые ввел в химию и технологию пищи Хипслей (Hipsley) в 1953 г. При изучении компонентов стенок растительных клеток и их использовании в лечебно-профилактических диетах.

В зависимости от вида сырья различают пищевые волокна из низших растений (водоросли, грибы) и пищевые волокна из высших растений (злаки, травы, древесные породы). При этом могут быть выделены традиционные (злаки, овощи, фрукты, ягоды) и нетрадиционные (травы, водоросли, древесина и др.) Для пищевой промышленности источники сырья.

По строению полимеров пищевые волокна разделяют: на гомогенные (однородные), в состав которых входят однородные высокомолекулярные вещества — целлюлоза, пектины, маннаны, арабиноза, лигнин, альгиновая кислота; гетерогенные (неоднородные), состоящие из биополимеров нескольких видов — холоцеллюлоза, целлюлозо-лигнины, гемицеллюлозо-целлюлозо-лигнин, белково-полисахаридные комплексы, белково-полисахаридо-лигнинные комплексы и др.

По количеству и соотношению в исходном сырье и пищевых волокнах сопутствующих веществ (крахмалы, липиды, белки, минеральные и дубильные вещества) различают:

■  пищевые волокна, содержание которых в исходном сырье не превышает 30 %, — побочные продукты переработки сырья, фруктовые выжимки, очистки, вытерки, травы, некоторые овощи и др.;

■  полуконцентраты пищевых волокон, включающие 30-60 % собственно волокон, — отруби зерна и др.;

■  концентраты пищевых волокон, содержащие 60-90 % волокон, — пищевые волокна томатных выжимок, виноградной лозы, пшеничных отрубей;

■  изоляты пищевых волокон, содержащие более 90 % собственно пищевых волокон, — лигнин, целлюлоза, другие высокоочищенные растительные продукты.

По способности растворяться в воде пищевые волокна делят: на водорастворимые (пектины, альгиновая кислота, камеди, слизи, арабиноксиланы); малорастворимые и нерастворимые (целлюлоза, лигнин, целлюлозо-лигниновые комплексы, ряд гемицеллюлоз).

По способности удерживать воду пищевые волокна подразделяют: на сильноводосвязывающие (связывают 8 г воды на 1 г волокон) — пищевые волокна жома сахарной свеклы, виноградной лозы, клевера, галеги; средневодосвязываю щие (2-8 г на 1 г волокон) — пшеничные отруби, пищевые волокна люцерны, виноградных выжимок; слабоводосвязывающие (до 2 г на 1 г волокон) — пищевые волокна жмыха виноградных семян, целлюлоза жмыха виноградных семян.

Пищевые волокна играют важную роль в физиологии пищеварения и широко используются в пищевой промышленности и медицине в качестве пищевых добавок, БАД и лекарственных препаратов.

Клетчатка — основной компонент «грубых» пищевых волокон, обязательный фактор процесса пищеварения: нормализует деятельность полезной микрофлоры кишечника, способствует продвижению пищи по желудочно-кишечному тракту, тем самым препятствуя задержке каловых масс в толстой кишке. Последнее имеет важное значение в профилактике рака толстой кишки, поскольку в ней способны накапливаться и всасываться в кровь различные канцерогенные амины, другие вредные для организма конечные продукты обмена веществ.

Клетчатка помогает выводить из организма холестерин, создает чувство насыщенности. Установлено, что дефицит клетчатки в рационе приводит к ожирению, желчнокаменной болезни, сердечно-сосудистым заболеваниям и др. Вместе с тем, избыток клетчатки неблагоприятно действует на организм: снижает усвояемость пищевых веществ на 5-15 %, связывает некоторые витамины и минеральные вещества, провоцирует диарею.

Наибольшее количество клетчатки содержится в сушеных овощах и фруктах (1,6-6,1 %), свежих ягодах (2-5 %) и овощах (1-1,5 %).

Пектины, как и клетчатка, не усваиваются организмом человека, однако эти углеводы сопутствуют осуществлению большинства полезных физиологических функций.

Являясь высокомолекулярными полисахаридами, пектиновые вещества подазделяются на высокоэтерифицированные (высокометоксилированные) и низкоэтерифицированные (низкометоксилированные) пектины. Пектин считается метоксилированным, если карбоксильные группы его молекул этерифицированы метиловым спиртом. Степень этерификации тем выше, чем больше таких групп в полимерной цепочке пектина.

К высокоэтерифицированным относят пектины со степенью этерификации более 50 %. Их применяют в качестве студнеобразующих веществ в производстве мармелада, пастилы, желе, джемов, соков, майонеза, рыбных консервов. Низкоэтерифицированные пектины (степень этерификации менее 50 %) используют при изготовлении студней и овощных желе.

Значительное количество пектинов содержится в свекле, черной смородине, яблоках, сливе (около 1,0 %). Богаты пектином абрикосы, айва, груши, из овощных культур — морковь, перец, кормовые арбузы.

Как и большинство высокомолекулярных полисахаридов, пектины способны образовывать гель на поверхности слизистой желудка и кишечника. Благодаря этому пектины оказывают обволакивающее и защитное действие, предохраняя слизистые оболочки от раздражающего влияния агрессивных факторов пищи. В толстой кишке пектины ферментируются анаэробными бактериями с образованием короткоцепочечных жирных кислот, обеспечивая ускоренный транзит по толстой кишке и другие важные физиологические функции.

Пектиновые вещества обладают гипохолестеринемическим эффектом, т. е. снижают уровень холестерина в крови.

Важное свойство пектинов — их способность связывать и выводить из организма тяжелые металлы, радионуклиды, другие ксенобиотики химического и биологического происхождения. Имеются данные о благоприятной роли пектиновых веществ в подавлении развития гнилостных микроорганизмов. При этом, обладая бактерицидным действием на патогенную и условно-патогенную микрофлору, они не оказывают влияния на нормальную микрофлору кишечника. Показан регулирующий эффект пектинов на иммунную систему кишечника, их защитное действие в отношении язвы двенадцатиперстной кишки и рака толстой кишки.

Пектины широко используются в пищевой промышленности для обогащения продуктов питания, в качестве отдельных БАД, а также препаратов в профилактической и лечебной медицине.

Список пищевых волокон как природного, так и синтетического происхождения постоянно пополняется по мере изучения их свойств и практического применения.

В последнее время все большее внимание исследователей привлекают так называемые минорные углеводы, которые наряду с общеизвестными веществами этой группы играют важную роль в биохимических процессах организма. В группу минорных углеводов входят: манноза, фукоза, арабиноза, ксилоза, ксилулоза, галактоза, рибоза, дезоксирибоза, рибилоза и др. Многие из этих сахаров представляют собой незаменимые факторы питания, длительный дефицит которых нарушает деятельность ЖКТ, ведет к ожирению, нарушениям липидного обмена, иммунной системы, другим патологиям.

Липиды (жиры) — термин, объединяющий самые разнообразные по структуре вещества, общим признаком которых является наличие высокомолекулярных жирных кислот и гидрофобность. Жиры (липиды) обладают высокой калорийностью, при расщеплении 1 г выделяется 9 ккал.

Вопреки традиционному мнению, роль жиров в питании не ограничивается их энергетической ценностью. Они являются необходимым компонентом многих клеточных структур, особенно мембран, выполняют различные физиологические и биохимические функции. Жиры служат важным источником витаминов и других биологически активных веществ, участвуют в усвоении некоторых нутриентов.

Различают жиры животного и растительного происхождения. Животные жиры содержат: сливочное масло, говяжье, баранье, свиное сало и костный жир. Наиболее распространенные растительные жиры — подсолнечное, кукурузное, рапсовое, соевое, оливковое масла.

В состав жиров входят триглицериды и липоидные вещества. Триглицериды состоят из глицерина (около 9 %) и жирных кислот. Липоидные вещества представлены фосфолипидами, стеринами и другими соединениями липидной природы. Фосфолипиды состоят из глицерина, жирных кислот, фосфорной кислоты и аминоспиртов. Оптимальное содержание фосфолипидов в рационе взрослого человека 5-7 г/сут.

В липидах микроорганизмов, растений и животных идентифицировано более 100 различных жирных кислот, отличающихся друг от друга длиной углеводородного хвоста, степенью ненасыщенности и положением двойных связей.

Насыщенные жирные кислоты — пальмитиновая, стеариновая, миристиновая и другие — используются в основном как энергетический материал, содержатся в наибольших количествах в животных жирах, что определяет их высокую температуру плавления и твердое состояние. Высокое содержание насыщенных животных жиров в рационе нежелательно, поскольку при их избытке нарушается обмен липидов, повышается уровень холестерина в крови, увеличивается риск развития атеросклероза, ожирения, желчнокаменной болезни. Потребление насыщенных жирных кислот для взрослых и детей должно составлять не более 10 % от калорийности суточного рациона.

Ненасыщенные жирные кислоты подразделяются на мононенасыщенные (содержат одну ненасыщенную связь) и полиненасыщенные (несколько ненасыщенных связей). Типичный представитель мононенасыщенных жирных кислот — олеиновая кислота, содержание которой в оливковом масле составляет 65 %, в маргаринах — 43-47 %, в свином жире — 43 %, в говяжьем жире — 37 %, в сливочном масле — 23 %. Физиологическая потребность в мононенасыщенных жирных кислотах для взрослых должна составлять 10 % от калорийности суточного рациона.

К полиненасыщенным жирным кислотам относят линолевую, линоленовую и арахидоновую кислоты. Собственно, незаменимой является линолевая кислота, которая не синтезируется в организме и должна обязательно поступать с пищей. Недостаточное содержание в организме ПНЖК ведет к прекращению роста, некротическим поражениям кожи, изменениям проницаемости капилляров, другим патологическим нарушениям. Установлено, что ПНЖК являются предшественниками в биосинтезе гормоноподобных веществ — простагландинов, которые препятствуют отложению холестерина на стенках кровеносных сосудов, предотвращая тем самым образование атеросклеротических бляшек.