Нерастворимые пищевые волокна. Содержание пищевых волокон в ботве свеклы и листьях. Функциональные показатели пектинов. Свойства пектиновых веществ ботвы свеклы сортов "Цилиндра" и "Бордо". Обогащение продуктов животного происхождения пищевыми волокнами.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Восточно-Сибирский Государственный Технологический Университет

ОЦЕНКА НОВОГО ВИДА СЫРЬЯ В КАЧЕСТВЕ ИСТОЧНИКА ПИЩЕВЫХ ВОЛОКОН

А.А. Сухоруков, Т.Ф. Чиркина

г. Улан-Удэ



Известно, что к пищевым волокнам относят сложные углеводы, которые не перевариваются в желудочно-кишечном тракте человека. По теории сбалансированного питания, господствовавшей до 70-х годов прошлого века, от балластных веществ, к которым причисляли и пищевые волокна, следовало избавляться. В результате возникла целая индустрия рафинированного питания.

Однако, как показали исследования, такой рацион питания привел к серьезным нарушениям работы кишечника и даже раку толстой кишки. Комплексное изучение роли веществ, считавшихся балластными, показало, что у пищевых волокон существует целый ряд важных биологических свойств: восстановление микрофлоры кишечника, предупреждение запоров, поносов, чрезмерного газообразования, нормализация пищеварения; адаптогенное воздействие, детоксикационное, иммуномодулирующее, нормализующее гормональный баланс, противоаллергическое воздействие и другие [1, 2, 3, 4].

В результате возникла новая теория - теория адекватного питания, согласно которой, рацион, обедненный пищевыми волокнами, не считается нормальным, а пищевые волокна необходимы для нормальной работы кишечника [5].

Пищевые волокна включают целлюлозу, гемицеллюлозу, пектины, лигнин, слизи и камеди. В зависимости от степени полимеризации их можно разделить на растворимые и нерастворимые. Нерастворимые пищевые волокна обладают преимущественно сорбционной способностью, выводя из организма человека тяжелые металлы и долгоживущие (с периодом полураспада в несколько десятков лет) изотопы цезия, стронция, иттрия, биогенные токсины, анаболики, ксенобиотики, продукты метаболизма и биологически вредные вещества, способные накапливаться в организме.

Нерастворимые пищевые волокна также улучшают перестальтику кишечника. Растворимые пищевые волокна способны стимулировать рост и активность полезной индигенной микрофлоры кишечника.

Указанные компоненты содержатся в клеточных стенках всех растений, в том числе в овощах и фруктах, в то время как продукты животного происхождения практически не содержат этих полезных веществ.

Поэтому одно из наиболее перспективных направлений современных технологий - производство комбинированных продуктов питания, содержащих и животные и растительные компоненты, в частности, продуктов животного происхождения, обогащенных пищевыми волокнами. Учитывая важную роль пищевых волокон в рационе питания возникает необходимость в поиске новых, более дешевых источников пищевых волокон. Из кожуры яблок и цитрусовых выделяют пектиновые вещества. Свекла также является хорошим источником пектинов.

В настоящее время пектины выделяют и используют в пищевой промышленности в качестве пищевой добавки (Е-440), выполняющей роль гелеобразователя, стабилизатора, загустителя, влагоудерживающего агента, осветлителя, вещества, облегчающего фильтрование и средством для капсулирования. Однако в качестве пищевого волокна, несмотря на важность роли, которую пектины играют в организме человека, они практически не изучены.

В связи с этим целью наших исследований явился поиск и оценка дешевого источника пектиновых веществ как пищевых волокон.

Материалы и методы исследования.

В качестве объекта исследования была выбрана ботва свеклы, так как свекла используется для получения пектиновых веществ. Данное сырье достаточно привлекательно с экономической точки зрения, так как ботва свеклы является побочным продуктом сельского хозяйства и, как правило, используется в качестве корма жвачным животным или удобрения, или просто выбрасывается.

Для исследований была взята ботва трех распространенных сортов свеклы - Бордо, Цилиндра и Цыганочка. Сырье было высушено в ИК-поле до содержания в нем влаги не более 10-15 %. Как показали исследования ИК-сушка более эффективна по сравнению с традиционной воздушно-теневой сушкой растительного сырья [6].

Для определения пектиновых веществ в исследуемом сырье был применен весовой кальций-пектатный метод [7]. На первом этапе определяли количество растворимых в воде пектиновых веществ. На втором этапе переводили нерастворимые пектиновые вещества в растворимое состояние 6 %-ным раствором соляной кислоты, омыляли метоксильные группы 0,4 %-ным раствором NaOH и осаждали пектовую кислоту хлористым кальцием в форме кальциевой соли. Осадок промывали водой до исчезновения в воде ионов кальция и высушивали. Клетчатку в совокупности с гемицеллюлозой и лигнином определяли по методу Геннесберга и Штомана. Для исследования свойств пектинов их выделяли по методу Лазуревского [8], после чего в них были определены рН при помощи потенциометра, содержание свободных карбоксильных, метоксильных и ацетильных групп [ОСТ 18-62-72].

Результаты исследования.

Данные по содержанию пищевых волокон представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Содержание пищевых волокон в ботве свеклы и листьях бадана

Ботва свеклы сортов:	Массовая доля пектиновых веществ, % на абсолютно сухое вещество	Массовая доля «сырой» клетчатки, %
	растворимых	нерастворимых
«Бордо»	8,13	12,93	12
«Цилиндра»	12,9	11,1	5
«Цыганочка»	11,8	9,28	9

Как видно из таблицы, количество разных форм пищевых волокон в ботве свеклы зависит от сорта. Меньшим содержанием клетчатки характеризуется свекольная ботва «Цилиндра». Общее содержание пектиновых веществ в среднем составляет 21,06 % в ботве свеклы сорта «Бордо»; 24,00 % ? «Цилиндра»; 21,08 % ? «Цыганочка».

Сравнительный анализ показал, что ботва свеклы содержит меньшее количество пищевых волокон, чем сама свекла, в которой общее содержание пектинов доходит до 30 %, но превосходит многие другие овощи. Учитывая дешевизну сырья было целесообразным дальнейшее изучение данного вида сырья.

На втором этапе исследования изучали свойства пектиновых веществ ботвы свеклы сортов «Цилиндра» и «Бордо», выращиваемых в промышленных масштабах. Данные представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Функциональные показатели пектинов

Показатели	Ботва свеклы сорта «Цилиндра»	Ботва свеклы сорта «Бордо»	Свекла [9]
рН	4,5	4,15	4,1
Свободные карбоксильные группы, %	12,5	13,5	19,7
Метоксилированные карбоксильные группы, %	1,1	1,1	3,3
Ацетильные группы, %	0,27	0,25	2,6

Как видно из таблицы, свойства пектиновых веществ ботвы разных сортов свеклы имеют незначительные различие. Но эти показатели меньше аналогичных показателей пектиновых веществ в самой свекле.

Низкое содержание метоксильных групп свидетельствует о низкой степени этерификации изучаемых пектинов, что обусловливает слабую гелеобразующую способность. В связи с этим их нецелесообразно использовать в качестве структурообразователей, но можно выделять в качестве пищевых волокон. В этом случае не требуется присутствия метоксильных групп. Для выделения пектинов был выбран способ осаждения их хлоридом кальция, вместо осаждения этиловым спиртом. Технология выделения представлена на рисунке 1.



Сырье, W ? 15 %

Гиролиз протопектина 0,03 н раствором HCl, на кипящей водяной бане ф=1 час

Деметилирование 0,4 % раствором NaOH,ф=12 часов

Нейтрализация раствора 0,04 %-ным раствором уксусной кислоты

Осаждение пектинов 2 M-ным раствором хлорида кальция,ф=1 час

Отделение осадка

Промывание осадка на фильтре водой

Высушивание, при температуре не выше 30 єС

Рисунок 1

Высушенный осадок представляет собой порошкообразную массу светло-коричневого оттенка с содержанием влаги 10?15 %, кальция 5?10 %, пектина 80?90 %.



Выводы

пищевой волокно животный продукт