Клітковина

Клітковина. Її властивості та роль в окремих харчових виробництвах. Фізіологічне значення клітковини в організмі людини.

Харчові волокна (ХВ), синонімами яких є не засвоювані вуглеводи, клітковина, баластні речовини — це поширена група нутрієнтів, джерелом яких є продукти рослинного походження.

Харчові волокна — це біологічний, а не хімічний термін, оскільки він об’єднує речовини різної хімічної природи.

До них належать полісахариди, які не розщеплюються в тонкому кишечнику, а проходять часткову ферментацію у прямій кишці, а також спирти.

Найважливішими компонентами ХВ є целюлоза (клітковина), геміцелюлоза (напівклітковина), пектини, камеді, слизи, лігнін.

Завдяки локалізації в клітинних стінках рослинної сировини та в міжклітинному середовищі, у технологічній термінології зазначені вуглеводи мають назву вуглеводів клітинних стінок. При цьому стінки рослинних клітин складаються, в основному, з макромолекул волокнистих полісахаридів, головним чином, целюлози. Міжклітинний простір заповнюють розміщеними певним чином формами — геміцелюлозами, пектином та його похідними.

У зв’язку з тим, що ХВ — це поняття об’єднувальне, до цього часу не має точної класифікації харчових волокон. Тож існує декілька класифікацій: за будовою полімеру, видом сировини, фізико-хімічними властивостями, їх функціями як структуроутворювачів.

За будовою полімеру ХВ бувають гомогенні якими слід вважати целюлозу, пектин, альгінову кислоту, лігнін, та гетерогенні — целюлозолігніни, гетерогеміцелюлози, геміцелюлозо-целюлозолігніни.

За видом сировини — харчові волокна з водоростей та грибів, злаків, трави, дерев, плодів та ягід. За фізико-хімічними властивостям — розчинні (пектин, камеді, слизи, розчинні геміцелюлози) та нерозчинні у воді (целюлоза, лігнін, геміцелюлози, ксилани). До ХВ належать також спирти (лігнін) та полісахариди, які, у свою чергу, поділяються на структуровані (целюлоза, геміцелюлоза, пектин) та неструктуровані (слизи, камеді).

До харчових волокон слід віднести штучні харчові волокна, які є похідними целюлози: метилцелюлоза, натрійкарбоксиметилцелюлоза, мікрокристалічна целюлоза.

Історія ставлення до цієї групи речовин у споживачів та спеціалістів ілюструється появою стверджувальної назви "баластні речовини" та трансформацією цього поняття у поняття "харчові волокна". Дійсно, у товарознавчому плані харчові волокна виявляються як покривні тканини рослинної та зернової сировини, а також грубі частини овочів та плодів.

У технологічному плані вони дуже часто поєднуються з поняттям "понижена харчова цінність" та з наступними означеннями: продукти важко розварюються, не підлягають смаженню, грубої консистенції, що мають знижені органолептичні показники — колір, зовнішній вигляд. Ось чому до повного зрозуміння фізіологічної ролі цих речовин вони оцінювались як баластні фракції, частку яких для підвищення деяких товарознавчо-технологічних характеристик знижували. Тому в основу технології отримання рафінованих продуктів було закладено ідеологію зниження частки баластних речовин Сформована тенденція призвела до того, що до 60 % загальної калорійності раціонів населення розвинених країн припадає на рафіновані цукор, кондитерські вироби, борошно, освітлені соки і т. ін. При цьому фізіологічно споживана частка ХВ знизилася в 2….3 рази і складає близько 10 г на добу проти близько 40 г рекомендованих. У раціоні споживачів нашої географічної смуги до 10 % ХВ надходить у організм із хлібом, до 7 — із картоплею, 6 — з іншими овочами і лише 2 — за рахунок фруктів та ягід.

Щоб отримати повне уявлення про роль ХВ у технологічних процесах, необхідно розглянути питання про їх вміст та роль у харчових продуктах.

У природі джерелом харчових волокон є рослинна сировина. Але технологічні можливості на сучасному етапі таю, що дозволяють отримати харчові волокна у відносно ізольованому вигляді та адаптувати їх до страв, які раніше, по суті, не могли бути їх джерелом. Але для цього повинна бути проведена відповідна наукова, інженерно-технологічна робота. Класичним прикладом такого підходу є використання простих ефірів целюлози в технології солодких страв (мусів, кремів, морозива) та кондитерських виробів, а також технології, реалізовані в кондитерській та хлібопекарній промисловості, спрямовані на використання борошна грубого помелу, а також на збагачення виробів харчовими волокнами.

Але все-таки головним джерелом ХВ є рослинна сировина — овочі, фрукти злакові. Тому обґрунтовані раціони та правильний добір харчових продуктів і технологічних режимів їх обробки забезпечують необхідний рівень споживання ХВ.

Залежно від виду складових частин, які використовують як їжу, у технології продукції громадського харчування використовується плодові та вегетативні овочі. У плодових овочах (томатних, бобових, баштанні) ХВ розподілено нерівномірно. їх більше в м’якотній частині, менше — у насінні. У вегетативних (бульбоплодів, коренеплодів), капустяних, салатних, пряних, листових овочах ХВ розподілено більш рівномірно, що й визначає їх однорідні за масою технологічні властивості. У фруктах і винограді ХВ сконцентровано в клітинних стінках м’якоті та шкірі плодів. Ось чому при отриманні світлих соків з винограду, груш, яблук, а також помідорів понад 90 % ХВ йдуть до фракції відходів. Такий самий рівень втрат спостерігається і для технологій громадського харчування, в яких використовують лише відвари фруктів та ягід — компоти, киселі, настої.

Значна кількість ХВ міститься в нетрадиційній для вживання кулінарній сировині. Наприклад, у побічних продуктах переробки зерна, задерев’янілій рослинній сировині.

Перспективним напрямком отримання ХВ є їх препаративне отримання із синьо-зелених водоростей, наприклад хлорели.

Але все ж таки основна їх частина надходить із рослинною сировиною, де вони знаходяться в складі клітинних стінок.

Клітковина (целюлоза) — зустрічається у всіх продуктах рослинного походження. При переробці продовольчої сирови­ни оболонки і покривні тканини, що багаті клітковиною, част­ково або цілком видаляються, тому в рафінованих готових продуктах вміст клітковини знижується. При переробці сиро­вини методом екстракції, коли вилучаються тільки розчинні речовини (цукри, жири), клітковина цілком іде у відходи. При пресуванні у відходи переходить значна частина клітковини, тому у готовому продукті (наприклад соках) вміст її невели­кий. Клітковина відсутня в рослинних оліях, маргариновій продукції, а також у всіх продуктах тваринного походження.

Клітковина майже не засвоюється організмом людини (частково тільки ніжна клітковина плодів і овочів). Але у складі харчових волокон вона сприяє перистальтиці кишечни­ку, а також виведенню солей важких металів, холестерину й інших шкідливих речовин. Клітковина не піддається впливові слабких розчинів кислот, лугів, солей, органічних розчин­ників. Вона гідролізується до глюкози тільки ферментами і сильними кислотами; володіє високою механічною міцністю і твердістю завдяки з’єднанню молекул у пучки або волокна, скріплених ще водневими зв’язками. На відміну від глікогену і крохмалю клітковина при нагріванні у воді не розчиняється.

Серед харчових продуктів клітковиною багате борошно нижчих сортів, горіхи, плоди й овочі.

Целюлоза є полімером глюкози, геміцелюлози — полімерами пентоз та гексоз, лігнін — полімером ароматичних спиртів, пектин — складним комплексом колоїдних полісахаридів, які містять глюкуронову та галактуронову кислоти, камеді складаються з метильованих і ацетильованих молекул гексоз та пентоз, а слизи — полісахариди насіння та морських водоростей, які за своєюч структурою найчастіше є високорозгалуженими арабіноксиланами.

Клітковина (целюлоза) (сеllulа, лат., — клітинка) — один з основних полісахаридів клітинних стінок, вміст якого складає 0,3…3,0 % від маси їстівної частини овочів або 40…60 % від маси клітинних стінок. Підвищений вміст клітковини помічено у пастернакові (2,4 %), хроні (2,8 %), кропі (3,5 %), артишоках (3,0 %). Слід підкреслити, що вміст цієї речовини дуже залежить від ступеня стиглості овочів та плодів, зі збільшенням ступеня стиглості вміст зростає. За технологічної оцінки якості овочів це виявляється в нагромадженні "грубих" волокон та тканин. Наприклад, у молодому та зрілому редисі структура тканин, оцінювана експертами як консистенція, різна. Серед ягід великим вмістом клітковини характеризуються малина (5,1 %), обліпиха (4,7%).

Найменше целюлози у шпинаті — 0,2…0,5 %, більше у коренеплодах -0,7…1,7 %. Слід підкреслити, що при перестиганні деяких овочів (редис, редька та ін.) кількість клітковини в тканинах збільшується і вони стають грубішими.

Технологічна стійкість клітковини, інертність клітковини у хімічному плані та стійкість до ферментів шлунково-кишкового тракту зумовлені особливостями будови.

За своєю хімічною природою клітковина — лінійний полісахарид (С6Н10О5) п, побудований із залишків β-глкжози (β-D-глюкопіранози), що зв’язані між собою β-1-4-глюкозидними зв’язками.

Ступінь полімеризації — 300…12 000 залишків, що відповідає до молекулярної маси (1…2) х 106. Більшість фрагментів глюкози в клітковині містить три вільних гідроксили (С2, СЗ та С6). Целюлоза характеризується дуже великою механічною міцністю, що зумовлює зміну консистенції продуктів за її нагромадження.

У воді це нерозчинна речовина, при цьому на ступінь розчинності не впливає температура, а також рН у харчових межах значень, присутність солей. Розчиняється тільки в реактиві Швейцера (аміачний розчин окису міді).

Оптично є малоактивною: [ а] о = — 3,21, здатна до гідролізу в жорстких кислих умовах за кип’ятіння з утворенням глюкози, що використовується під час отримання гідролізного спирту.

Підвищена технологічна стійкість целюлози пояснюється ще й тим, що її лінійні полісахариди додатково скомпоновані в пучки, які отримали назву міцел. Міцели орієнтовані певним чином у клітинних стінках і занурені в неперервну аморфну масу – матрикс, що складається з геміцелюлоз, пектинових речовин, лігніну.

Макромолекули целюлози мають вигляд довгих нерозгалужених пружних ланцюгів, які розміщуються паралельно, утворюють пучки. Між окремими ланцюгами виникають водневі зв’язки (по два на кожний глюкозидний залишок). Велика кількість водневих зв’язків між ланцюгами робить структуру пучка (міцели) надзвичайно стійкою (під час хімічного гідролізу зв’язки руйнуються раніше, ніж ланцюги почнуть відокремлюватися один від одного). Проте в міцелах є неупорядковані малоорієнтовані ділянки (аморфні), де міжмолекулярні сили значно слабші. Наявність аморфних ділянок зумовлює здібність целюлози до незначного набрякання та її реакційну здатність.

Будучи багатоатомною сполукою, клітковина здатна утворювати прості та складні ефіри.

Найбільшого значення для харчової промисловості набула здатність Целюлози утворювати метилові ефіри. Метилцелюлоза [С6Н7О2(ОСН3)3]п . ТіІоза — поширені продукти в багатьох галузях, у тому числі в громадському харчуванні.

Введенням у молекулу целюлози метоксильних груп вдається значно збільшити її гідрофільність і, як наслідок, гігроскопічність. Пояснюється це тим, що збільшується середня відстань між молекулами целюлози, розривається частина водневих зв’язків та збільшується кількість гідроксильних груп, здатних зв’язувати воду. Ступінь заміщення коливається в межах 51…67 %. При такому ступені заміщення МЦ розчиняється у воді і утворює прозорі в’язкі розчини, які коагулюють залежно від умов, або утворюють гелі при нагріванні понад 50 °С, а при охолодженні знову перетворюються на розчин.

Метилцелюлоза характеризується багатьма унікальними технологічними функціями, до яких належать структурна, фізіологічна та регулювання сенсорних відчуттів.

Поняття структурної функції МЦ охоплює її здатність утримувати воду, утворювати та стабілізувати піни, емульсії, суспензії, регулювати фазовий склад, реологічні, осмотичні властивості харчових рецептурних систем.

Пектинові речовини. До них відносяться протопектин, пек­тин, пектинова і пектова кислоти. Всі пектинові речовини, крім протопектину, розчинні у воді. Їх властивості мають суттєве значення для утворення структури харчових про­дуктів і використовуються при виготовленні жельованих ви­робів (драглів, фруктових желе і т. д.).

Пектин — Метиловий ефір полігалактуронової кислоти, розчинний у воді, піддається гідролізові під дією лугів або ферментів з утворенням спочатку пектинової, а потім пектової кислоти і метилового спирту. Цей процес є основною причи­ною нагромадження метилового спирту при виробництві ал­когольних напоїв. Пектин має високу вологоутримуючу і желюючу здатність. Властивість пектину утворювати драглі в присутності цукрів і кислот використовується при вироб­ництві желе, мармеладу, джему, збивних цукерок, тортів, пас­тильних виробів і т. д. Для потреб кондитерської промисло­вості пектин одержують промисловими способами з відходів яблук і інших плодів, наприклад, при соковому виробництві. Пектин зв’язує і виводить з організму багато шкідливих речо­вин: холестерин, солі важких металів, радіонукліди, бак­теріальні і грибні отрути. Тому пектин широко використо­вується як добавка в продуктах лікувально-профілактичного призначення.

У рослинних тканинах містяться нерозчинні у воді прото­пектини, які при гідролізі дають високомолекулярні пектинові кислоти. Процес гідролізу пектинових речовин має велике значення для переробки плодів, ягід і овочів. Пектинові речо­вини підвищують водоутримуючу здатність рослинних тка­нин і тим самим перешкоджають повному відділенню соку, що призводить до утворення стійкої неосідаючої муті, надає соку високу в’язкість і утруднює його освітлення і фільтрування. Обробка плодів і ягід пектолітичними ферментами веде до значного розщеплення пектинових речовин, що збільшує і прискорює соковіддачу, знижує в’язкість соку, полегшує про­цес його фільтрування і освітлення.

Протопектин — Полімерна сполука, що складається з за­лишків молекул поліметоксигалактуронової кислоти і пенто­занів. Нерозчинний у воді, але піддається гідролізові під дією сильних кислот і нагрівання до 100°С або ферментів з утворен­ням пектину. У рослинах входить до складу серединних плас­тинок, що зв’язують клітини. При ферментативному гідролізі протопектину тканини розм’якшуються, це полегшує доступ до них мікроорганізмів, погіршує збереженність продукції.

Пектинова кислота — полімер, що складається з залишків молекул галактуронової кислоти, яка утворюється з галакто­зи.

Пектинова кислота розчинна у воді, не утворює желе, не зв’язує шкідливі речовини. Є дані, що в деяких людей її підви­щена кількість може викликати алергію.

Пектинові речовини містяться у всіх продуктах рослинно­го походження, за винятком продуктів, що пройшли глибоку рафінацію, у ході якої вони разом із клітковиною видаляються у вигляді відходів.

Джерелами надходження пектинових речовин в організм людини служать в основному свіжі плоди й овочі, фруктово-ягідні кондитерські вироби. Найбільш багаті ними буряк, морква, чорна смородина. Середнім вмістом відрізняються яб­лука, айва, кісточкові плоди, картопля, фруктово-ягідні виро­би і зернові товари, низьким — листові овочі.

Література:

1. Плахотін В. Я., Тюрікова І. С., Хомич Г. П. Теоретичні основи технологій харчових виробництв. – Київ:Центр навчальної літератури, 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. Общая технология пищевых производств /Под ред. Назарова Н. И. — М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. — 360 с.

Реферати

Реферати :

Вам буде цікаво:

Tagged with: , , , , , , , ,
Posted in Теоретичні основи технології харчових виробництв

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