Клетчатка. Ее свойства и роль в отдельных пищевых производствах.

Физиологическое значение клетчатки в организме человека.

Пищевые волокна (ХВ), синонимами которых не усваиваемые углеводы, клетчатка, балластные вещества — это распространенная группа нутриентов, источником которых являются продукты растительного происхождения.

Пищевые волокна — это биологический, а не химический термин, поскольку он объединяет вещества различной химической природы.

К ним относятся полисахариды, которые не расщепляются в тонком кишечнике, а проходят частичную ферментацию в прямой кишке, а также спирты.

Важнейшими компонентами ХО являются целлюлоза (клетчатка), гемицеллюлоза (напивклитковина), пектины, камеди, слизи, лигнин.

Благодаря локализации в клеточных стенках растительного сырья и в межклеточной среде, в технологической терминологии указанные углеводы называются углеводов клеточных стенок. При этом стенки растительных клеток состоят в основном из макромолекул волокнистых полисахаридов, главным образом, целлюлозы. Межклеточное пространство заполняется размещенным определенным образом формами — гемицеллюлозами, пектином и его производными.

В связи с тем, что ХВ — это понятие объединяющие, до сих пор не имеет точной классификации пищевых волокон.Поэтому существует несколько классификаций: по строению полимера, виду сырья, физико-химическими свойствами, их функциями как структурообразователи.

По строению полимера ХВ бывают гомогенные которыми следует считать целлюлозу, пектин, альгиновую кислоту, лигнин, и гетерогенные — целюлозолигнины, гетерогемицелюлозы, гемицеллюлозы-целюлозолигнины.

По виду сырья — пищевые волокна из водорослей и грибов, злаков, травы, деревьев, плодов и ягод. По физико-химическим свойствам — растворимые (пектин, камеди, слизи, растворимые гемицеллюлозы) и нерастворимые в воде (целлюлоза, лигнин, гемицеллюлозы, Ксилан). К ХО относятся также спирты (лигнин) и полисахариды, которые, в свою очередь, подразделяются на структурированные (целлюлоза, гемицеллюлоза, пектин) и неструктурированные (слизи, камеди).

В пищевых волокон следует отнести искусственные пищевые волокна, которые являются производными целлюлозы: метилцеллюлоза, натрійкарбоксиметилцелюлоза, микрокристаллическая целлюлоза.

История отношения к этой группе веществ у потребителей и специалистов иллюстрируется появлением утвердительной названия «балластные вещества» и трансформацией этого понятия в понятие «пищевые волокна». Действительно, в товароведческой плане пищевые волокна оказываются как покровные ткани растительного и зернового сырья, а также грубые части овощей и плодов.

В технологическом плане они очень часто сочетаются с понятием «снижена пищевая ценность» и со следующими определениями: продукты трудно развариваются, не подлежат жарке, грубой консистенции, имеют пониженные органолептические показатели — цвет, внешний вид. Вот почему до полного понимания физиологической роли этих веществ они оценивались как балластные фракции, на долю которых для повышения некоторых товароведческо-технологических характеристик снижали. Поэтому в основу технологии получения рафинированных продуктов было заложено идеологию снижения доли балластных веществ Сложившаяся тенденция привела к тому, что до 60% общей калорийности рационов населения развитых стран приходится на рафинированные сахара, кондитерские изделия, мука, освещенные соки и т.д.. При этом физиологически потребляемая доля ХВ снизилась в 2 …. 3 раза и составляет около 10 г в сутки против близько40 грекомендованих. В рационе потребителей нашей географической полосы до 10% ХВ поступает в организм с хлебом, до 7 — с картофелем, 6 — с другими овощами и только 2 — за счет фруктов и ягод.

Чтобы получить полное представление о роли ХВ в технологических процессах, необходимо рассмотреть вопрос об их содержании и роли в пищевых продуктах.

В природе источником пищевых волокон является растительное сырье. Но технологические возможности на современном этапе таю, позволяющие получить пищевые волокна в относительно изолированном виде и адаптировать их к блюдам, которые ранее, по сути, не могли быть их источником. Но для этого должна быть проведена соответствующая научная, инженерно-технологическая работа. Классическим примером такого подхода является использование простых эфиров целлюлозы в технологии сладких блюд (муссов, кремов, мороженого) и кондитерских изделий, а также технологии, реализованные в кондитерской и хлебопекарной промышленности, направленные на использование муки грубого помола, а также на обогащение изделий пищевыми волокнами.

Но все же главным источником ХВ является растительное сырье — овощи, фрукты злаковые. Поэтому обоснованные рационы и правильный подбор пищевых продуктов и технологических режимов их обработки обеспечивают необходимый уровень потребления ХВ.

В зависимости от вида составных частей, которые используют в пищу, в технологии продукции общественного питания используется плодовые и вегетативные овощи. У плодовых овощах (томатных, бобовых, бахчевые) ХВ распределено неравномерно. их больше в мякотный части, меньше — в семенах. В вегетативных (клубнеплодов, корнеплодов), капустных, салатных, пряных, листовых овощах ХВ распределены более равномерно, что и определяет их однородные по массе технологические свойства. Во фруктах и ​​винограде ХВ сконцентрировано в клеточных стенках мякоти и коже плодов. Вот почему при получении светлых соков из винограда, груш, яблок, а также помидоров более 90% ХО идут к фракции отходов. Такой же уровень потерь наблюдается и для технологий общественного питания, в которых используются только отвары фруктов и ягод — компоты, кисели, настои.

Значительное количество ХВ содержится в нетрадиционной для употребления кулинарной сырье. Например, в побочных продуктах переработки зерна, одеревеневшие растительном сырье.

Перспективным направлением получения ХВ является их Препаративное получения из сине-зеленых водорослей, например хлореллы.

Но все же основная их часть поступает из растительным сырьем, они находятся в составе клеточных стенок.

Клетчатка (целлюлоза) — встречается во всех продуктах растительного происхождения. При переработке продовольственного сырья оболочки и покровные ткани, богатые клетчаткой, частично или полностью удаляются, поэтому в рафинированных готовых продуктах содержание клетчатки снижается. При переработке сырья методом экстракции, когда изымаются только растворимые вещества (сахара, жиры), клетчатка полностью идет в отходы. При прессовании в отходы переходит значительная часть клетчатки, поэтому в готовом продукте (например соках) содержание ее невелик. Клетчатка отсутствует в растительных маслах, маргариновой продукции, а также во всех продуктах животного происхождения.

Клетчатка почти не усваивается организмом человека (частично только нежная клетчатка плодов и овощей). Но в составе пищевых волокон она способствует перистальтике кишечника, а также выведению солей тяжелых металлов, холестерина и других вредных веществ. Клетчатка не подвергается воздействию слабых растворов кислот, щелочей, солей, органических растворителей. Она гидролизуется до глюкозы только ферментами и сильными кислотами, обладает высокой механической прочностью и твердостью благодаря соединению молекул в пучки или волокна, скрепленные еще водородными связями. В отличие от гликогена и крахмала клетчатка при нагревании в воде не растворяется.

Среди пищевых продуктов клетчаткой богаты мука низших сортов, орехи, плоды и овощи.

Целлюлоза является полимером глюкозы, гемицеллюлозы — полимерами пентоз и гексоз, лигнин — полимер ароматических спиртов, пектин — сложным комплексом коллоидных полисахаридов, содержащих глюкуроновой и галактуроновой кислоты, камеди состоят из метилированных и ацетилированных молекул гексоз и пентоз, а слизи — полисахариды семян и морских водорослей, которые по своей ч структурой зачастую является високорозгалуженимы арабиноксиланамы.

Клетчатка (целлюлоза) (сеllulа, лат., — Клетка) — один из основных полисахаридов клеточных стенок, содержание которого составляет 0,3 … 3,0% от массы съедобной части овощей или 40 … 60% от массы клеточных стенок. Повышенное содержание клетчатки отмечено у пастернака (2,4%), хрене (2,8%), укропе (3,5%), артишоках (3,0%). Следует подчеркнуть, что содержание этого вещества сильно зависит от степени зрелости овощей и плодов, с увеличением степени зрелости содержание возрастает. По технологической оценки качества овощей это проявляется в накоплении «грубых» волокон и тканей. Например, в молодом и зрелом редисе структура тканей, оцениваемая экспертами как консистенция, разная. Среди ягод высоким содержанием клетчатки характеризуются малина (5,1%), облепиха (4,7%).

Меньше целлюлозы в шпинате — 0,2 … 0,5% больше в корнеплодах -0,7 … 1,7%. Следует подчеркнуть, что при перестиганни некоторых овощей (редис, редька и др.). Количество клетчатки в тканях увеличивается и они становятся грубыми.

Технологическая устойчивость клетчатки, инертность клетчатки в химическом плане и устойчивость к ферментов желудочно-кишечного тракта обусловлены особенностями строения.

По своей химической природе клетчатка — линейный полисахарид (С 6 Н 10 О 5 ) п, построенный из остатков β-глкжозы (β-D-глюкопираноз), которые связаны между собой β-1-4-глюкозидные связи.

Степень полимеризации — 300 … 12 000 остатков, что соответствует в молекулярной массы (1 … 2) х 10 6 . Большинство фрагментов глюкозы в клетчатке содержит три свободных гидроксилы (С2, СЗ и С6). Целлюлоза характеризуется очень большой механической прочностью, что обусловливает изменение консистенции продуктов по ее накопления.

В воде это нерастворимое вещество, при этом на степень растворимости не влияет температура, а также рН пищевых пределах значений, присутствие солей. Растворяется только в реактиве Швейцера (аммиачный раствор окиси меди).

Оптически является малоактивным: [а] о = — 3,21, способна к гидролизу в жестких кислых условиях при кипячении с образованием глюкозы, которая используется во время получения гидролизного спирта.

Повышенная технологическая устойчивость целлюлозы объясняется еще и тем, что ее линейные полисахариды дополнительно скомпонованы в пучки, которые получили название мицелл. Мицеллы ориентированы определенным образом в клеточных стенках и погружены в непрерывную аморфную массу — матрикс, состоящий из гемицеллюлозы, пектиновых веществ, лигнина.

Макромолекулы целлюлозы имеют вид длинных неразветвленных упругих цепей, которые размещаются параллельно, образуют пучки. Между отдельными цепями возникают водородные связи (по два на каждый глюкозидной остаток).Большое количество водородных связей между цепями делает структуру пучка (мицеллы) чрезвычайно устойчивой (при химического гидролиза связи разрушаются раньше, чем цепи начнут отделяться друг от друга). Однако в мицеллах есть неупорядоченные малоориентовани участка (аморфные), где межмолекулярные силы значительно слабее. Наличие аморфных участков приводит способность целлюлозы к незначительному набуханию и его реакционную способность.

Будучи многоатомных соединений, клетчатка способна образовывать простые и сложные эфиры.

Наибольшее значение для пищевой промышленности получила разрешение целлюлозы образовывать метиловые эфиры.Метилцеллюлоза [С 6 Н 7 О 2 (ОСН 3 ) 3 ] п . ТиИоза — распространенные продукты во многих отраслях, в том числе в общественном питании.

Введением в молекулу целлюлозы метоксильной группы удается значительно увеличить ее гидрофильность и, как следствие, гигроскопичность. Объясняется это тем, что увеличивается среднее расстояние между молекулами целлюлозы, разрывается часть водородных связей и увеличивается количество гидроксильных групп, способных связывать воду. Степень замещения колеблется в пределах 51 … 67%. При такой степени замещения МЦ растворяется в воде и образует прозрачные вязкие растворы, которые коагулируют зависимости от условий, или образуют гели при нагревании свыше 50 ° С, а при охлаждении снова превращаются в раствор.

Метилцеллюлоза характеризуется многими уникальными технологическими функциями, к которым относятся структурная, физиологическая и регулирования сенсорных ощущений.

Понятие структурной функции МЦ охватывает ее способность удерживать воду, образовывать и стабилизировать пены, эмульсии, суспензии, регулировать фазовый состав, реологические, осмотические свойства пищевых рецептурных систем.

Пектиновые вещества. К ним относятся протопектин, пектин, пектиновая и пектова кислоты. Все пектиновые вещества, кроме протопектина, растворимые в воде. Их свойства имеют существенное значение для образования структуры пищевых продуктов и используемых при изготовлении желированным изделий (желе, фруктовых желе и т.д.).

Пектин — метиловый эфир полигалактуроновых кислоты, растворимый в воде, подвергается гидролизу под действием щелочей или ферментов с образованием сначала пектиновой, а затем пектовои кислоты и метилового спирта. Этот процесс является основной причиной накопления метилового спирта при производстве алкогольных напитков. Пектин обладает высокой влагоудерживающую и желирующие способность. Свойство пектина образовывать студни в присутствии сахаров и кислот используется при производстве желе, мармелада, джема, сбивных конфет, тортов, пастильных изделий и т.д. Для нужд кондитерской промышленности пектин получают промышленными способами из отходов яблок и других плодов, например, при соковом производстве. Пектин связывает и выводит из организма много вредных веществ: холестерин, соли тяжелых металлов, радионуклиды, бактериальные и грибные яды. Поэтому пектин широко используется как добавка в продуктах лечебно-профилактического назначения.

В растительных тканях содержатся нерастворимые в воде протопектины, которые при гидролизе дают высокомолекулярные пектиновые кислоты. Процесс гидролиза пектиновых веществ имеет большое значение для переработки плодов, ягод и овощей. Пектиновые вещества повышают водоудерживающую способность растительных тканей и тем самым препятствуют полному отделению сока, что приводит к образованию устойчивой неосидаючои мути, предоставляет сока высокую вязкость и затрудняет его освещения и фильтрации. Обработка плодов и ягод пектолитичнимы ферментами ведет к значительному расщепления пектиновых веществ, что увеличивает и ускоряет сокоотдачи, снижает вязкость сока, облегчает процесс его фильтрования и освещения.

Протопектин — полимерное соединение, состоящее из остатков молекул полиметоксигалактуроновои кислоты и пентозанов. Нерастворимый в воде, но подвергается гидролизу под действием сильных кислот и нагрев до 100 ° С или ферментов с образованием пектина. В растениях входит в состав срединных пластинок, связывающие клетки. При ферментативном гидролизе протопектина ткани размягчаются, это облегчает доступ к ним микроорганизмов, ухудшает сохранность продукции.

Пектиновая кислота — полимер, состоящий из остатков молекул галактуроновой кислоты, которая образуется из галактозы.

Пектиновая кислота растворимая в воде, не образует желе, не связывает вредные вещества. Есть данные, что у некоторых людей ее повышенное количество может вызвать аллергию.

Пектиновые вещества содержатся во всех продуктах растительного происхождения, за исключением продуктов, прошедших глубокую рафинацию, в ходе которой они вместе с клетчаткой удаляются в виде отходов.

Источниками поступления пектиновых веществ в организм человека служат в основном свежие плоды и овощи, фруктово-ягодные кондитерские изделия. Наиболее богаты ими свеклу, морковь, черная смородина. Средним содержанием отличаются яблоки, айва, косточковые плоды, картофель, фруктово-ягодные изделия и зерновые товары, низким — листовые овощи.

 

Литература

  1. 1.                   Плахотин В.Я., Тюрикова И.С., Хомич Г.П. Теоретические основы технологий пищевых производств.— Киев: Центр учебной литературы, 2006. — 640 с.
  2. Общая технология пищевых производств /Под ред. Ковалевской Л.П. -М.: Колос, 1993. -384с.
  3. Стабников В.Н., Остапчук Н.В. Общая технология пищевых продуктов. – Киев, Вища школа. 1980. – 303 с.
  4. 4.                   Общая технология пищевых производств /Под ред. Назарова Н.И. -М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. — 360 с.


Posted in Теоретические основы технологий пищевых производств

Перелік предметів:
  1. Інформаційні технологіі в галузі
  2. Інформаційні технологіі в системах якості стандартизаціісертифікаціі
  3. Історія української культури
  4. Бухоблік у ресторанному господарстві
  5. Діловодство
  6. Мікропроцесорні системи управління технологічними процесами
  7. Науково-практичні основи технологіі молока і молочних продуктів
  8. Науково-практичні основи технологіі м’яса і м’ясних продуктів
  9. Організація обслуговування у підприємствах ресторанного господарства
  10. Основи наукових досліджень та технічноі творчості
  11. Основи охорони праці
  12. Основи підприємницькоі діяльності та агробізнесу
  13. Політологія
  14. Технологічне обладнання для молочноі промисловості
  15. Технологічне обладнання для м’ясноі промисловості
  16. Технологічний семінар
  17. Технологія зберігання консервування та переробки молока
  18. Технологія зберігання консервування та переробки м’яса
  19. Технологія продукціі підприємств ресторанного господарства
  20. Технохімічний контроль
  21. Технохімічний контроль
  22. Управління якістю продукціі ресторанного господарства
  23. Вища математика 3к.1с
  24. Вступ до фаху 4к.2с.
  25. Загальні технології харчових виробництв
  26. Загальна технологія харчових виробництв 4к.2с.
  27. Мікробіологія молока і молочних продуктів 3к.1с
  28. Математичні моделі в розрахунках на еом
  29. Методи контролю харчових виробництв
  30. Основи фізіології та гігієни харчування 3к.1с
  31. Отримання доброякісного молока 3к.1с
  32. Прикладна механіка
  33. Прикладна механіка 4к.2с.
  34. Теоретичні основи технології харчових виробництв
  35. Технологія зберігання, консервування та переробки м’яса
  36. Фізика
  37. Харчові та дієтичні добавки
  38. Фізичне виховання 3к.1с

На русском

  1. Методы контроля пищевых производств
  2. Общая технология пищевых производств
  3. Теоретические основы технологий пищевых производств
  4. Технология хранения, консервирования и переработки мяса
LiveInternet

Интернет реклама УБС