Пищевые волокна (клетчатка). Роль в питании. Значение волокон в питании человека

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.

Пектин, целлюлоза, гемицеллюлоза - не перевариваемые полисахариды, которые еще называют пищевыми волокнами, содержатся в растительных клетках. Пищевые волокна не дают организму энергию, не всасываются в кровь, однако, несмотря на это, играют довольно значительную роль для здоровья человека. Пищевые волокна способны оказывать влияние на обменные процессы в организме, функционирование систем и внутренних органов, оказывают стимулирующее воздействие на перистальтику кишечника, питают его полезную микрофлору. То есть, роль пищевых волокон в питании весьма серьезна и недооценивать ее нельзя ни в коем случае.

Однако роль пищевых волокон в повседневном питании человека не ограничивается названными положительными моментами. Помимо всего прочего, благодаря пищевым волокнам происходит замедление переваривания пищи, всасывания организмом из нее питательных веществ. Они способствуют адсорбции токсических веществ, образующихся в кишечнике, уменьшают всасывание жирных кислот и холестерина. Именно потому, что роль пищевых волокон в повседневном питании человека столь важна, рацион его должен содержать богатые не перевариваемыми полисахаридами продукты. Пищевой клетчаткой насыщены фрукты и овощи - морковь, яблоки, ягоды, грибы, сухофрукты, а также отрубной хлеб и хлеб из муки грубого помола, крупы и блюда на их основе. Благодаря полезным свойствам пищевых волокон, продукты, богатые ими, назначаются при лечении многих заболеваний (запоры, атеросклероз, ожирение).

Очень важно для пищеварительных процессов и поддержания экологического баланса в толстой кишке не забывать о сбалансированном питании, в котором будет присутствовать достаточное количество пищевых волокон. Они способствуют уменьшению образования аммиака, стимулируют прохождение химуса, в толстой кишке, благодаря им, замедляется окисление желчных кислот. Рацион, в который включено достаточное количество пищевых волокон, снижает вероятность проникновения токсинов, пищевых аллергенов, иных вредных веществ. Таким образом, немаловажная роль пищевых волокон в повседневном питании - это их защитные функции, которые распространяются на кишечный эпителий.

Однако пищевые волокна обладают и некоторыми негативными действиями, в частности, избыточное их употребление способно усиливать газообразование, вздутие кишечника, пищевые вещества всасываются и перевариваются в замедленном темпе. Благодаря обилию в рационе продуктов с повышенным содержанием пищевых волокон, из организма быстрее выводятся полезные микро- и макроэлементы, аминокислоты, витамины. Биологически активные и лекарственные соединения будут усваиваться медленнее. Тем не менее, сбалансированное и правильное питание, при нормальной работе системы пищеварения, не способно оказать сколь-нибудь серьезное негативное воздействие на обеспечение организма необходимыми веществами.

Многочисленные организации здравоохранения в разных странах одобряют использование в питании пищевых волокон. По российским нормам суточное количество их в рационе должно составлять 20 г в сутки. Если повседневный рацион человека содержит достаточное количество овощей и фруктов, потребность организма в пищевых волокнах полностью удовлетворяется.

Несмотря на то, что термины «пищевые волокна» или «клетчатка» считаются общеупотребительными, в некоторой мере они, все-таки, являются не вполне корректными. Материал, который принято обозначать этими словами, имеет волокнистое строение далеко не всегда, а смолы и пектины вообще способны растворяться в воде. Наверное, правильнее было бы называть эту группу веществ не перевариваемыми углеводами, однако даже в литературе чаще всего используется термин «пищевые волокна», поэтому и мы остановимся именно на нем. Пищевые волокна имеют собственную классификацию, так на 2 вида их принято различать по физико-химическим свойствам:

А) Пищевые волокна растворимые в воде. Способны впитывать воду и формировать гель, способствуют снижению уровня сахара и холестерина в крови. К таким волокнам относятся слизи, пектины, декстраны, камеди.

Б) Пищевые волокна нерастворимые в воде . Практически в неизмененном виде проходят через желудочно-кишечный тракт, оказывают влияние на моторику кишечника, адсорбируют воду в большом количестве. К ним относятся лигнин, целлюлоза, некоторые гемицеллюлозы.

Итак, к пищевым волокнам относятся:

1. Целлюлоза. Существует много видов целлюлозы, которые обладают различными свойствами, в том числе и по-разному растворяются в воде. В растительных тканях встречается очень часто, выполняет опорную функцию в составе клеточных оболочек. Является полимером глюкозы (как гликоген и крахмал), однако в отличие от крахмала не расщепляется в кишечнике. В природе распространена чрезвычайно широко.

2. Гемицеллюлоза. В состав многих гемицеллюлоз входят фруктоза, лактоза, ксилоза, арабиноза и т.д. Физико-химические свойства, как и у целлюлозы, различны. Она способна связывать катионы и удерживать воду, много гемицеллюлозы содержится в зерновых, зато во фруктах и овощах ее значительно меньше.

3. Лигнин. Придает оболочке растительных клеток жесткость, обволакивает гемицеллюлозу и целлюлозу, насыщенные этими пищевыми волокнами продукты (отруби) практически не перевариваются в кишечнике.

4. Фитин. Фитиновая кислота также относится к пищевым волокнам, в семенах растений содержится максимальное количество фитина.

5. Хитин. По своей структуре схож с целлюлозой, является полисахаридом. Хитин входит в состав панцирей членистоногих, а также клеточных стенок грибов.

6. Пектин. С помощью этого вещества при взаимодействии его с сахаром и органическими кислотами, образуется желе. Входит в ткань фруктов и зеленые части растений, выводит из организма радионуклиды, холестерин, тяжелые металлы, канцерогенные вещества.

Внимание, только СЕГОДНЯ!

Все интересное

Для здоровья человека важно, чтобы все системы и внутренние органы работали слаженно, как хорошо отстроенный часовой механизм. Этого совсем нетрудно добиться, если грамотно подходить к своему образу жизни. Важную и далеко не последнюю роль здесь…

В настоящее время наблюдается тенденция неправильного питания современного человека. Диетологи обеспокоены этим фактором, так как это приводит к различным патологическим процессам в организме человека. Несбалансированное питание приводит к сердечно…

«Вот ведь, акеть напасть…лишние килограммы одолели. Поди пойми што с ними делать… Не пущают, жить мешают… Сколько диет, сколько методов чтобы их сбросить, а ведь им чего-то не хватат. Дакеть - клетчатки не хватат! Вот оно што… А где она…

Ещё врачи Древней Греции утверждали, что пища может быть лекарством от многих болезней, и действительно, в настоящее время можно найти диетические рекомендации практически к каждому заболеванию. А уж мало кто сомневается в том, что употребление…

Про пользу витаминов и минералов и их необходимое присутствие в ежедневном рационе знают, пожалуй, все. А что мы знаем о пищевых волокнах, значение которых в рационе современного человека, пожалуй, не менее значимо?

Пищевыми волокнами (другие названия - клетчатка, неусваиваемые углеводы) называют растительные компоненты пищи, которые не перевариваются с помощью пищеварительных ферментов в организме человека. Долгое время эти компоненты пищи считались лишними, «балластными», и отношение к ним было довольно негативным. Однако в конце 20-го века было установлено, что пищевые волокна (или ПВ) несут огромную пользу для здоровья и необходимы полноценного функционирования организма.

Виды и свойства пищевых волокон

К пищевым волокнам относятся:

Целлюлоза
Гемицеллюлоза
Лигнин
Фитин
Хитин
Пектин
Камеди (гумми)
Протопектины
Альгинаты

Пищевые волокна делятся на растворимые и нерастворимые. И, что удивительно, для полноценного функционирования организма необходимы и те, и другие! Так, растворимые ПВ (пектин, инулин, камеди и др.), поступая в ЖКТ, принимают желеобразную форму, впитывая в себя воду, абсорбируют и выводят из организма токсины, тяжелые металлы, снижают уровень сахара в крови и препятствуют образованию холестериновых бляшек.

Нерастворимые ПВ (целлюлоза, лигнин и др.), также впитывают воду, удерживая ее между пустыми пространствами волокнистой структуры. Продвигаясь через ЖКТ в неизменном виде и поступая в прямую кишку, нерастворимые ПВ помогают увеличению и разжижению каловых масс и улучшает перистальтику.

Общие функции клетчатки

Пожалуй, самое важное свойство пищевых волокон - нормализация работы ЖКТ. Впитывая воду, пищевые волокна способны значительно увеличиваться в размерах, что оказывает раздражающее действие на кишечник и помогает скорейшему его опорожнению.
Разбухая в желудке и заполняя его, пищевые волокна дают чувство насыщения, что предотвращает переедание.
Клетчатка способствует уменьшению концентрации холестерина, таким образом снижая риск возникновения атеросклероза сосудов.
Пищевые волокна помогают снижению сахара в крови, стабилизируя его уровень, поскольку значительно снижают скорость всасывания глюкозы.

Кстати, хотя пищевые волокна и называют «не усваиваемыми углеводами», в отличие от углеводов клетчатка не является источником энергии и не содержит калорий.

Источники клетчатки

Надо сказать, что в продуктах растительного происхождения содержатся не какой-то один, а разные типы пищевых волокон, хоть и в разной концентрации. Именно поэтому питание должно быть максимально разнообразным для того, чтобы в организм обеспечивался необходимым количеством клетчатки разных видов.

Согласно утвержденным Минздравом России в 2001 году Гигиеническим требованиям безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов, норма потребления клетчатки для обычного человека - примерно 30 г в сутки. Однако истинное потребление пищевых волокон современного человека при калорийности рациона 3000-3500 составляет всего 6-8 г в сутки. Поэтому для составления полноценного рациона необходим дополнительный источник пищевых волокон.

Пищевые волокна для снижения веса

Для всех тех, кто желает нормализовать массу тела или похудеть, пищевые волокна станут отличным помощником. Дело в том, что пищевые волокна, впитывая воду и увеличиваясь в объеме, заполняют желудок, формируя чувство сытости. Таким образом, не возникает желания перекусывать между приемами пищи, снижается общая калорийность рациона.

Употребляйте достаточное количество свежих неочищенных овощей и фруктов. Помните, что максимальное количество клетчатки содержится именно в кожуре.
Не забывайте про сухофрукты и орехи. Но поскольку они достаточно калорийны, их лучше есть на завтрак, добавляя в каши.
Употребляйте хлебобулочные изделия из муки грубого помола, желательно с отрубями.
Отруби можно добавлять и в супы, и в каши. Они не изменят вкус блюд, а польза от пищи будет значительно больше.
Старайтесь обогащать свой рацион пищевыми волокнами с помощью соответствующих БАД (например, батончики и коктейли Racionika).
Помните: продукты, содержащие пищевые волокна, должны употребляться с достаточным количеством жидкости (вода, чай, кофе, соки).Только в этом случае в полной мере проявятся их полезные свойства.

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 - (dietary fibre, roughage) - часть пищи, которая не может быть переварена и абсорбирована в организме человека и не используется в процессе выделения энергии. Функциональные свойства пищевых волокон связаны в основном с работой желудочно-кишечного тракта. Пища, богатая волокнами, оказывает положительное воздействие на процессы пищеварения и, следовательно, уменьшает риск возникновения заболеваний, обусловленных этими процессами, например, рак кишечника. Развитие рака - комплексный процесс с многочисленными факторами. Пищевые волокна увеличивают объем каловых масс посредством разбавления их содержимого.

Растворимые и нерастворимые волокна усиливают ощущение сытости, т. к. пища, обогащенная волокнами, требует более длительного времени для пережевывания и переваривания, тем самым вызывая большее выделение слюны и желудочного сока. Удовлетворение чувства голода предотвращает избыточное потребление пищи, связанное с ожирением.

Установлено, что растворимые волокна, особенно пектин, оказывают положительное действие на обмен холестерина в организме. Одним из возможных объяснений эффекта снижения уровня холестерина является то, что растворимые волокна способствуют экстрагированию желчных кислот и увеличивают их выделение из организма.

Волокна имеют большое практическое значение при профилактике такого заболевания, как сахарный диабет. Употребление жирной и сладкой пищи, что типично для нашего общества, ведет к повышению массы тела, предваряя развитие диабета.

Специфические области физиологического воздействия пищевых волокон представлены на рис.1.

Рис.1.

Пищевые волокна играют важную роль в питании и диете. Они представляют собой смесь большого числа органических соединений, имеют уникальную химическую структуру и физические свойства. Традиционно принято определять пищевые волокна как растительные полисахариды и лигнин, которые не могут быть метаболизированы пищеварительной системой человека. К основным представителям растворимых пищевых волокон относится пектин, нерастворимых - целлюлоза .

Волокна имеют большое практическое значение при профилактике такого заболевания как сахарный диабет. Употребление жирной и сладкой пищи, что типично для нашего общества, ведет к повышению массы тела, предваряя развитие диабета. Установлено, что повышение уровня сахара в крови связано с увеличенным потреблением углеводов и зависит от типа употребляемого продукта, показателем которого служит содержание волокон .

Употребление в пищу продуктов, содержащих волокна, положительно влияет на состояние зубов и полости рта. Более длительный процесс пережевывания такой пищи способствует удалению бактериального налета, имеющегося на зубах. Высоковолокнистая пища содержит меньшее количество сахаров, чем продукты, богатые углеводами и жирами, что также способствует уменьшению риска образования кариеса .

Пищевые волокна - комплекс биополимеров, включающий полисахариды (целлюлозу, гемицеллюлозу, пектиновые вещества), а также лигнин и связанные с ними белковые вещества, формирующие клеточные стенки растений.

Целлюлоза составляет в пищевых волокнах примерно одну треть. Ее содержание в растительной пище около 1 %, но она в значительной мере структурирует пищу. Целлюлоза практически не переваривается в кишечнике. Ее усвояемость, в большей степени, определяется происхождением, содержанием в пищевом рационе и характером предварительной обработки и колеблется в среднем от 6 до 23 % .

В пищеварительном тракте человека целлюлозу стимулирует деятельность кишечника, усиливая его перистальтику, нормализует деятельность кишечной микрофлоры, сорбирует стерины, препятствуя их всасыванию, способствует выделению холестерина .

Гемицеллюлозы составляют значительную часть пищевых волокон и представляют собой группу полисахаридов: арабинанов, ксиланов, галактанов. Каждая из групп подразделяется на подгруппы, принадлежность к которым определяется составом и строением разветвленной части молекулы.

Полисахариды гемицеллюлоз формируют разнообразное растительное сырье: злаковые и древесные растения, овощи, фрукты, ягоды и травы. Они образуют клеточные стенки различных микроорганизмов. Их содержание зависит от вида сырья и может достигать 38-39 % (пленки овса, кукурузные стержни), 18-19 % (древесина ели).

Роль гемицеллюлоз в питании многогранна. Они безвредны для человека и перевариваются в зависимости от строения на 69-95 %. Гемицеллюлозы служат источником энергии, влияют на липидный обмен, играют роль энтеросорбентов, снижают содержание холестерина, сорбируют микрофлору, соли тяжелых металлов.

Пектиновые вещества - полигалактурониды, входящие в состав клеточных стенок и межклеточных образований растений. В большинстве случаев пектиновые вещества-гетерополисахариды, сформированные из галактуронана, арабинана, галактана.

В пищевой промышленности используется свойство пектина связывать влагу, благодаря которому формируется консистенция продуктов, увеличиваются сроки хранения за счет снижения количества свободной влаги.

Лигнин формирует значительную часть пищевых волокон и представляет собой высокомолекулярное вещество-соединение нерегулярного строения, построенное из частично метилированных производных фенилпропана, содержащих различное количество гидроксильных, карбонильных, карбоксильных и фенольных групп.

Лечебный лигнин применяется при острых и хронических заболеваниях желудочно-кишечного тракта, диспепсических расстройствах, токсиногенных и послеоперационных парезах кишечника, острых воспалительных заболеваниях.

В настоящее время существует несколько классификаций пищевых волокон. По строению полимеров они делятся на гомогенные (целлюлоза, пектин, лигнин, альгиновая кислота) и гетерогенные (целлюлозолигнины, гемицеллюлозо-целлюлозолигнины).

Наряду с участием в регуляции деятельности кишечника, пищевые волокна, оказывают нормализующее влияние на моторную функцию желчевыводящих путей, стимулируя процессы выведения желчи, способствуют выведению из организма холестерина и токсичных соединений.

Недостаточное потребление пищевых волокон рассматривается как фактор риска развития болезней обмена веществ, злокачественных новообразований.

Кроме этого, пищевые волокна играют положительную роль в нормализации состава микрофлоры кишечника, в ингибировании гнилостных процессов.

Различными исследователями было установлено, что в принципе нормальная кишечная микрофлора, наряду с волокноподобными олигосахаридами, усваивает и полисахариды пищевых волокон - устойчивый крахмал, полисахариды растительных клеточных стенок, гемицеллюлозу, пектин, камеди, (водорослей, грибов) и высших растений (злаков, трав, древесных). По физико-химическим свойствам, медико-биологическим особенностям целесообразно различать на растворимые в воде (пектин, камеди, слизи, растворимые фракции гемицеллюлозы) и нерастворимые (целлюлоза, лигнин, части гемицеллюлоз, ксиланы), а также полисахариды, в свою очередь подразделяющиеся на структурированные (целлюлоза, гемицеллюлоза, пектин) и неструктурированные (слизи, камеди, искусственные полимеры) .

Пищевые волокна влияют на обмен липидов (пищевые волокна пшеничных отрубей, трав, виноградных выжимок, пектины, целлюлоза, лигнин), обмен углеводов (пищевые волокна трав, пектины), обмен аминокислот и белков (глюкоманнаны), обмен минеральных веществ (пищевые волокна пшеничных отрубей, свеклы).

Все компоненты пищевых волокон находятся в тесном межмолекулярном взаимодействии. Поэтому для пищевых волокон характерен ряд физико-химических свойств, в том числе водоудерживающая способность, ионообменные и другие особенности.

Роль пищевых волокон в питании многообразна. Она состоит не только в частичном снабжении организма человека энергией, выведения из его ряда метаболитов пищи и загрязняющих ее веществ, но и в регуляции физиологических, биохимических процессов в органах пищеварения.

Пищевые волокна взаимодействуют с белками, ферментами, гормонами, продуктами распада углеводов, пептидами и аминокислотами, жирными и другими кислотами в процессе пищеварения в желудочно-кишечном тракте человека.

Пища, богатая волокнами, оказывает положительное влияние на процессы пищеварения.

Дефицит пищевых волокон в питании человека ведет к замедлению кишечной перистальтики, развитию дискинезий. Наряду с участием в регуляции деятельности кишечника, пищевые волокна, оказывают нормализующее влияние на моторную функцию желчевыводящих путей, стимулируя процессы выведения желчи, способствуют выведению из организма холестерина и токсичных соединений.

До настоящего времени нет окончательных данных о механизме благоприятных и негативных эффектов пищевых волокон на организм человека и животных. Общепризнано, что пищевые волокна выполняют в организме человека функцию «метлы». При этом различные токсические продукты попадаемые извне, или образуемые в организме, сорбируются в кишечнике на неперевариваемые кишечными соками растительные структуры и выбрасываются из организма с фекалиями. В последние годы в литературе стали накапливаться данные о наличии в кишечном просвете определенных взаимоотношений между растительными волокнами и кишечной микрофлорой.

Согласно современным данным, механизм позитивного эффекта пищевых волокон (прежде всего растворимых типа пектинов, в-глюканов овса, ламаранов, фуканов, альгинатов, водорослей) на организм человека включает в себя несколько моментов: сорбция токсических субстанций экзогенного и эндогенного происхождения (соли тяжелых металлов, микотоксины и т.д.), изменение скорости продвижения кишечного содержимого, создание дополнительной площади для фиксации дружественных для макроорганизма кишечных микроорганизмов, микробная трансформация пищевых волокон в доступные для эпителиальных клеток источники углерода и энергии (олигосахариды, летучие жирные кислоты и др.), улучшение адсорбции из кишечника минеральных солей, органических кислот, витаминов, коррекция кишечно-печеночной рециркуляции холестерина, желчных кислот и других макромолекул, стимуляция иммунной защиты, предотвращение микробной транслокации, увеличение продукции гормонов и энзимов, антиоксидантный и антимикробный эффект .