В.И.Комаров, Т.А.Мануйлова
АгроНИИТЭИПП
Вторичные сырьевые источник получения кормовых
Продолжение. Начало см. в 4.
Indicated are the ways to utilize secondary raw material resources of the meat, dairy, sugar, flour-milling, food-concentrate, oil-and-fat, alcoholic, beer-and-soft-drink, starch-and-treacle industries, as biologically active additives in manufacture of various foods.
Особенно важным направлением использования вторичных сырьевых ресурсов (ВСР) является применение их в качестве пищевых и биологически активных добавок, так называемых биокорректоров. В соответствии с разработанной и принятой Правительством РФ Концепцией государственной политики в области здорового питания населения РФ на период до 2005 г. в пищевой промышленности проделана значительная работа.
Так, в мясной промышленности в качестве пищевых добавок в колбасные и мясные изделия, консервы используется кровь убойных животных. На эти цели идет до 33 % ее ресурсов. В основном на пищевые цели применяют плазму и сыворотку крови. Одним из важных направлений расширения ее применения в качестве пищевых добавок является приготовление кроветворных эмульсий. Введение в состав эмульсий казеината натрия устраняет дефицит изолейцина и метионина. Кровежировые эмульсии применяются при производстве колбас. заменяя до 15 % мяса в фарше. Их можно использовать в количестве до 20 % для повышения биологической ценности мясных паштетов, кровяных колбас, продуктов детского питания,котлет. Черный пищевой альбумин используется как компонент сырья для выработки продуктов питания лечебно-профилактического назначения антианемического действия (детский гематоген, экструген). Вырабатываемый из плазмы крови светлый пищевой альбумин можно использовать при приготовлении мясных паштетов, в качестве заменителя яичного белка при изготовлении печенья, пирожков,тортов.
При переработке кости для пищевых целей используется мясная масса и костный жир, т. е. около 25 % ее состава. ВНИИМ-Пом разработана технология получения комбинированного продукта питания лечебно-профилактического действия на основе использования белок- и крахмал-содержащего сырья и минеральной части кости (сухой завтрак Бодрость). Его применение обеспечивает профилактику различных заболеваний, лечение переломов и остеопороза и т. д. Субпродукты II категории используются для повышения биологической ценности колбасных изделий.
Широка и разнообразна номенклатура пищевых продуктов и добавок на основе ВСР молочного производства. Основная часть обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки используется как в натуральном виде, так и при производстве нежирных молочных продуктов пониженной энергетической ценности. В натуральном виде молочная сыворотка применяется как тонизирующее средство при истощении и переутомле-
нии организма, . На предприятиях молочной промышленности из нее получают напитки при некоторых желудоч-но-кишечных заболеваниях (Березка. Бодрость, Угличский, Вита, сывороточный квас и др.), а также казеин и молочный сахар, используемый в производстве продуктов детского и диетического питания. Из обезжиренного молока и пахты получают нежирный творог, напитки (Биопахта), нежирные сыры. Все эти продукты богаты белком, витаминами и ценными углеводами и используются для лечебного и диетического питания в мясной, молочной, хлебобулочной, кондитерской, консервной отраслях промышленности. Из сывороточных белков производят альбуминное молоко, используемое для киселей, желе. альбуминного творога. В качестве наполнителя их используют при изготовлении детской пасты, сырков, обезжиренных сыров, колбас. Одним из важных направлений использования ВСР является получение из них стойких концентратов. Разработаны технологии получения различных концентратов - сгущенной и сухой молочной сыворотки. КСБУ, УСБ-Ф, УМБ, используемых в качестве пищевых добавок.
'. Свекловичный жом - ВСР сахарного производства - является источником получения таких биокорректоров, как пектин, пектиновые концентраты, пищевые волокна и другие пищевые низкокалорийные добавки. Поскольку в настоящее время количество потребляемых грубоволокнистых пищевых продуктов ниже физиологической нормы, их стремятся заменить ^пищевыми волокнами. Пищевые волокна из свеклы, реализуемые под различными названиями, по своему составу подобны сушеной свекловичной стружке и близки ей по свойствам, т. е. обладают высокой водоудер-живающей способностью, не содержат крахмала, клейковины. Пищевые волокна являются эффективным средством для профилактики и лечения ряда болезней, применяются при приготовлении мясных полуфабрикатов, продуктов, получаемых методом экструзии, готовых блюд, замороженных продуктов, хлебобулочных изделий.
Из оставшихся в мелассе - побочном продукте сахарного производства - са-харов получают пищевые кислоты (лимонную, молочную), пищевкусовые до
бавки (глутаминат натрия), сахарсодер-жащие добавки (фруктозу, раффинозу.
сорбит и др.).
Побочные продукты мукомольного производства - пшеничные отруби и зародыш - являются ценным источником пищевых волокон и других важных в питании человека биологически активных веществ и в настоящее время используются как диетический продукт либо самостоятельно (Отруби пшеничные диетические, Пшеничные зародышевые хлопья), либо в виде добавки в муку для выпечки таких сортов хлеба, как Русский, Здоровье и др. На эти цели используется около 15 % образующихся отрубей.
ВСР плодоовощной отрасли - плодовые (яблочные, грушевые, виноградные, цитрусовые и др.) выжимки - служат сырьем для получения пектина и плодовых порошков, добавляемых в пищевые продукты для повышения их биологической ценности.
ВСР пищеконцентратной отрасли - кофейный шлам и чайные отходы - служат сырьем для производства компонентов кофейных напитков, ароматизаторов для кондитерских и хлебобулочных изделий, чайных концентратов, экстрактов для обогащения черного байхового чая и т. д.
Ценным биологически активным веществом являются фосфатидные концентраты - ВСР масложировой промышленности. Они участвуют в обмене веществ:
положительно влияют на жировой обмен, повышают усвояемость пищи. С физиологической точки зрения желательно сохранять их в маслах, поступающих на длительное хранение, так как они обладают антиокислительной способностью. На практике в связи с гидрофильными свойствами фосфатидов их выводят в процессе гидратации масла и только после этого используют для пищевых целей в качестве добавок в маргарин, хлеб, мучные кондитерские изделия и др.
Новые технологии переработки соевых бобов наряду с получением масла и шрота позволяют получать белковые изоляты, концентраты и соевую муку -продукты, содержащие ценнейший растительный белок, столь необходимый для питания человека. На основе этих продуктов получают текстурированные продукты, добавки, заменители, аналоги, используемые в производстве пищевых
52
5/2001
ресурсы пищевой промышленности -и пищевых биологически активных добавок
продуктов. В России в настоящее время
осуществляется промышленное производство только
пищевой соевой муки, содержащей 50 % протеина. В хлебопекарной и кондитерской промышленности применяют жирную и обезжиренную соевую муку. Применение соевой муки в хлебопечении повышает содержание протеина, увеличивает срок хранения. способность удерживать влагу, улучшает консистенцию продуктов. На ряде предприятий организовано производство соевой основы, или соевого молока. Применение этой добавки позволяет вырабатывать продукты диетического и профилактического назначения: соевый диетический хлеб, соевое обезжиренное сухое молоко, соевый майонез Здоровье" и Десертный, соевый белок Supro, кисломолочные продукты (кефир, ацидофилин, бифилин).
Разработано более 300 наименований продукции с использованием соевых белков - продукты детского питания, хлебобулочные и кондитерские изделия, смеси для приготовления завтраков, консервы, диетические продукты из рыбы и мяса. Соевые белки в мясной промышленности используются в качестве функциональных и биологически ценных добавок в рецептуре вареных колбас, фарша, рубленых полуфабрикатов; в кондитерской - в рецептурах карамели, пралиновых конфет, мучных изделий. Отход производства соевых белковых продуктов - соевая сыворотка является питательной средой для получения пекарских дрожжей, увеличивая их выход на 5-6 %. В перспективе в РФ предполагается наладить производство растительных концентратов и изолятов в промышленных масштабах, а также использовать для выработки пищевых белковых продуктов новые виды сырья -горох, люпин.
Дрожжи пивные, образуемые в процессе пивоварения, используются для по
лучения сухих обезгореченных пивных медицинских дрожжей - ценной биологически активной добавки, содержащей все незаменимые аминокислоты, минеральные вещества, витамины группы В, Е и D. В состав дрожжей входят лецитин, холи и глю-татион, играющие важную роль в функционировании нервной системы и обмене веществ в организме человека. В 1995 г. была получена всего 31 т сухих очищенных пивных дрожжей (против 48 т в 1990 г.). Сухие дрожжи применяются в качестве лечебного препарата для взрослых и в детском питании. Из солодовых ростков, которые богаты витаминами (В, Е, D) и белком, можно получать добавку для обогащения диетических продуктов, сухого хлебного кваса, детских молочных продуктов.
Источником получения пищевых добавок является и сивушное масло - побочный продукт спиртового производства. Его используют для получения чистых высших спиртов, в том числе изо-амилового, который применяют для получения душистых веществ и фруктовых эссенций, добавляемых для улучшения вкуса и аромата ликероводочных и кондитерских изделий. Отработанные дрожжи - сахаромицеты - богатый источник белка, основное направление их использования - производство хлебопекарных дрожжей, а также пищевых белковых добавок (вкусовых и ароматизирующих).
ВСР крахмалопаточной промышленности содержат полноценные белки, жиры, углеводы и минеральные вещества. Так, картофельная мезга содержит (в % к массе сухих веществ): 50 -крахмала, 25 - клетчатки; картофельный сок - 38.5 сырого протеина, кукурузный зародыш - 40 жира, глютен - 50-70 белка (зеина) и т. д. Наличие этих веществ и определяет основное назначение пищевых добавок, полученных на их основе. Установлена возможность использования сухой мезги в качестве добавки в
продукты лечебного и профилактического питания,хлеб,кондитерские, мясные изделия и пищеконцентраты. Комбинированная добавка из сухой мезги, уваренного фильтрата и белкового концентрата (на основе сока картофельного) оказывает положительное влияние на качество и питательную ценность ржано-пшеничного хлеба. При этом наилучшие результаты получены при внесении в хлеб по 2,5 % сухой мезги и уваренного фильтрата и 0,5-1,0 % белкового концентрата. На основе картофельного сока получают сухой белок и белковые концентраты. Они используются после дополнительной обработки в производстве мясных изделий (фарш), в кондитерской промышленности (темные сорта конфет на основе помады, конфет типа пралине), в пищеконцентратной промышленности (обогатители овощных супов) и т. д. Сухой кукурузный глютен применяется в качестве сырья для производства пищевкусовых приправ (глу-таминат натрия), пенообразователей, белковых паст. Сухой кукурузный зародыш является ценным компонентом при производстве кондитерских и хлебобулочных изделий (козинаки грильяж,печенье, пряники, булочки).
Таким образом, как следует из вышесказанного, большинство ВСР пищевой и перерабатывающей промышленности является ценным источником получения кормовых, пищевых и биологически активных добавок.
Для удовлетворения всевозрастающей потребности населения в пищевых и биологически активных добавках, которые по праву называют пищей XXI века, а также потребности сельского хозяйства страны в полноценных кормах для животных необходимо более широко внедрять ресурсосберегающие, малоотходные технологии, глубокую, комплексную переработку сырья, в том числе вторичного, и отходов.
Иностранная компания приглашает на работу ^ МЕНЕДЖЕРОВ-ТЕХНОЛОГОВ ^0 по продаже пищевых -^
добавок для мясной .< '
t^
промышленности. * '
^в
^ Требования:
^у знание английского языка, .д! опыт работы по специальности ^*^ не менее 2 лет.
Резюме присылать по факсу: (095) 723-72-01
000 Купеческий двор-М e-mail: gleb@myard.ru
ЛУЧШИЕ СПЕЦИИ ДЛЯ ВАШЕГО ПРОИЗВОДСТВА
(095)785-2656
5/2001
53
В.Н.Сергеев, Ю.И.Кокаев
Агропромышленный Союз России
Биологически активное
растительное сырье
в пищевой промышленности
Characteristics are given to biologically active vegetable raw materials utilized in food processing industry, by groups of products, i.e. alcohol-free beverages and balm-type drinks, tea-based beverages, fruit-and-vegetable produce, confectionery, biologically active additives to food. etc. Provision of the food industry sectors with these raw materials is being analyzed in the paper.
В России, как и в других странах отмечается устойчивая тенденция повышения интереса к потреблению пищевых продуктов и лечебно-профилактических препаратов из экологически безопасного растительного сырья. Получило признание и находит широкое применение в пищевой и медицинской промышленности природное растительное сырье - лекарственные травы, плоды и ягоды, а также пряно-вкусовые и эфирномасличные растения, биологически активная продукция пчеловодства. Увеличивается спрос на биостимуляторы и биоэнергетические добавки на растительной основе.
Препараты, изготовленные из местного сырья, оказывают наибольший терапевтический эффект людям, проживающим на соответствующей территории. Такие продукты повышают устойчивость организма к экстремальным ситуациям, нормализуют умственную и физическую работоспособность. Это явление может привести в скором времени к пересмотру всей национальной стратегии и концепции развития индустрии питания.
Положительные свойства многих растений (в особенности лекарственных, эфирно-масличных, пряноароматичес-ких и др.) обусловлены их способностью активизировать ферментные системы и усиливать энергетическое
обеспечение организма. Связано это с тем, что растительное сырье служит одним из основных источников биологически активных веществ (БАВ), которые даже в минимальном количестве оказывают оздоровительное и защитное действие.
Отсутствие в рационе питания населения России БАВ в достаточной степени является одной из основных причин низкого уровня здоровья и сокращения продолжительности жизни. Особую тревогу вызывает ослабление иммунной системы. Растительное биологически активное сырье повышает питательные и лечебные свойства пищи, а регулярное потребление таких продуктов снижает отрицательные последствия неблагополучных факторов как внешней, так и внутренней среды организма.
Наиболее доступными и массовыми оздоровительными продуктами, содержащими БАВ растительного происхождения, могут стать в России безалкогольные и чайные напитки, бальзамы, натуральные заменители сахара, сублимированные овощи и фрукты, плодоовощные консервы, кондитерские и хлебобулочные изделия, а также новый класс продуктов - биологически активные добавки к пище.
Безалкогольные напитки и бальзамы. Натуральное растительное сырье позволяет создавать напитки целевого и профилактического направлений: тонизирующие, антистрессовые, диетические, диабетические, улучшающие работу сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта и других органов. Такие напитки способствуют удовлетворению потребности организма в жидкости и обеспечивают его важнейшими биологически активными веществами для нормальной жизнедеятельности. К специализированным напиткам отечественного производства относятся Байкал, Тархун, Саяны, Жимолость, Уральская рябина, напитки группы Флора (мятная, кориандровая, померанцевая, гвоздичная), Таежный родник, Пересвет, Восток, Славянка, Дельфин, Приморский, Золотой шар и др.
О достоинствах отдельных напитков можно судить по компонентам сырья в их составе. Например, в безалкогольный тонизирующий напиток Байкал входит широкий спектр тонизирующих и ароматических компонентов: трава зверобоя, корень солодки, элеутеро-кокк, настой сосновых почек и натуральные масла лимона, эвкалипта и лавра.
Напиток Тархун вырабатывают из одноименного настоя, основным сырьем для приготовления которого служит зеленая масса эстрагона, содержащая витамины С, В , В, РР, микроэлементы - кальций, магний, железо, калий, эфирные масла. В этой культуре высоко содержание рутина (около 170 мг%) и фосфора (225 мг%).
В состав напитка Саяны входит экстракт левзеи сафлорофидной (маралий корень), обладающий стимулирующим действием при умственном и физическом переутомлении. Напитки Жимолость и Уральская рябина вырабатывают соответственно из настоев плодов жимолости и рябины красной. В оба напитка входит экстракт родиолы розовой (золотой корень).
Корень родиолы розовой также входит в состав безалкогольных напитков Золотой Алтай и Прикарпатье, не уступающих по вкусовым качествам
Кока-Коле. При производстве безалкогольных тонизирующих напитков Элеутерококк и Бодрость используют элеутерококк колючий (свободноя-годник). В напитки группы Флора входят экстракты и настои таких известных лекарственных и пряноаромати-ческих трав, как мята, тысячелистник, чабрец, полынь горькая, донник, зубровка, кориандр, имбирь и др. Лекарственные растения, применяемые в составе пчелопродуктов, усиливают действие последних и создают новые продукты повышенной биологической ценности: это мед (соответственно) с ро-диолой розовой, женьшенем, левзеей, расторопшей, солодкой, элеутерокок-ком и др.
Сотрудниками медицинских учреждений отмечено положительное влияние концентратов, в том числе концентрированных основ бальзамного типа, на организм человека, активизирующих внутренние защитные силы организма. Именно эти пищевые продукты с определенной профилактической направленностью способны принести наибольшую пользу в системе эндоэколо-гической реабилитации, особенно в условиях санаториев, медсанчастей, реа-билитационных центров. Бальзамами, обладающими общеукрепляющими, антистрессовыми, противовоспалительными и антитоксичными свойствами, являются Водолей, Омега, Дерсу", Тайга, Марий Эл, Амазонит, Московия, Универсальный, Мещера, Владимирская Русь, Муромские богатыри: эликсиры Демидовский. Кедровит и др. В составе приведенных бальзамов присутствуют наиболее ценные лекарственные и пряноарома-тические растения, а также биологически активная продукция пчеловодства.
По прогнозам специалистов, производство безалкогольных напитков в 2000 г. может составить до 150 млн дал. К сожалению, в этом объеме доля тонизирующих напитков высокого качества, изготовленных из экстрактов и концентратов растительного сырья, может составить всего 3-5 %. Отсутствие в достаточном количестве возделываемого и заготавливаемого расти-
28
flU 6/2001
тельного сырья служит одной из основных причин низких объемов производства этой продукции.
Чайные напитки. В настоящее время разработано более 400 рецептов чая, как черного байхового, так и с добавками к нему отдельных лекарственных и пряноароматических растений, а также пищевые чайные напитки, изготовленные только из дикорастущих и культурных растений.
В рецептурах чая с добавками растительного сырья используют травы душицы, зверобоя, чабреца, иван-чая, багульника; листья мяты, элеутерокок-ка, мать-и-мачехи, брусники, ежевики, черной смородины, бадана и др.; плоды тмина, аронии черноплодной, калины. шиповника, черной смородины, брусники и др. Наибольшую известность и популярность из этой группы получили чаи Ароматный, Солнечный, Элегия, Идеал.
Из чайных напитков, изготовленных без черного чая, наибольшее признание получили напитки Витаминный, Осенний, Сибирский чай, Курильский чай, Лесной аромат, Иван-чай, Свежесть, Пикантный. Рецептуры этих напитков содержат в основном плоды шиповника, калины, боярышника, аронии черноплодной, малины, рябины красной, а также травы и листья пряноароматических и лекарственных растений. Употребление данной группы чаев имеет глубокие исторические корни. Они наиболее приемлемы для населения России по своим питательным, целебным и вкусовым свойствам, на основании чего их можно отнести к ценным пищевым продуктам. К сожалению, указанные чайные напитки выпускают эпизодически в крайне ограниченных ассортименте и объемах. Одна из главных причин этого - отсутствие качественного сырья культурных и дикорастущих растений и популяризации национальных чайных напитков.
Плодоовощная продукция. В плодоовощной отрасли создаются новые виды консервов путем добавления натуральных экстрактов из биологически активного сырья. Они обладают заданными биологическими свойствами (се-дативными, тонизирующими, радио-протекторными и т. д.) с гарантированным содержанием ценных компонентов (полифенолов, витамина С, пектина, каротина и т. д.).
Разработаны новые напитки профилактического назначения с учетом свойств настоев и экстрактов лекарственных растений и необходимого их количества. Особое внимание уделено
комплексам целебных растений, обладающих успокаивающим, антиоксидан-тным действием, снимающим депрессии. В плане создания целебных соков и напитков перспективны плоды калины, шиповника, облепихи, аронии, нормализующие кровяное давление, стимулирующие деятельность сердечнососудистой системы, обладающие антисептическими, ранозаживляющими и укрепляющими свойствами. К сожалению, выпуск этой продукции пока край
не ограничен, но с учетом современных
тенденций в диетологии она имеет большие перспективы в консервной промышленности.
Кондитерские изделия. Развивается производство ассортимента кондитерских изделий специального назначения, которые в своей совокупности смягчают действие техногенных факторов и обеспечивают организм человека необходимой суточной нормой жизненно важных компонентов. Внесение в печенье, шоколад и конфеты биодобавок из растительного сырья (женьшень, топинамбур, облепиха и др.) позволило создать изделия с направленным лечебным эффектом. Их рекомендуют употреблять и как адаптогенные продукты для повышения работоспособности и устойчивости организма к стрессовым воздействиям.
Лекарственное растительное сырье в кондитерской промышленности является целебным компонентом для выпуска киселей (алтей лекарственный, девясил, лимонник, облепиха), мармелада (боярышник, калина, рябина), сиропов (солодка, рябина, бузина, клюква), а также желе, джемов, повидла, пастилы (шиповник, облепиха, рябина, лимонник, калина, девясил) и других изделий. Выпуск этой продукции особенно актуален для детского, диетического, диабетического и спецпитания людей, занятых на производствах, вредных для здоровья. Однако выпуск этой продукции сдерживается также недостатком сырья и отсутствием финансовых средств у перерабатывающих предприятий.
Пряности. Для применения в пищевой промышленности перспективны пряные растения (чабер, базилик, мелисса, иссоп, фенхель,тмин, кориандр, котовник, шафран, чабрец, укроп, петрушка). Представителям пряновкусо-вых культур наряду с ароматичностью присущи и лекарственные свойства благодаря наличию гликозидов, флаво-ноидов, танинов и других веществ. Наряду с бактерицидными некоторые представители обладают и антиокислительными свойствами, что, например, позволяет продлить сроки хранения выработанных растительных масел в 1,3-2 раза. Аналогичными свойствами обладает и масло шиповника.
Топинамбур и стевия. Для пищевой промышленности ценным сырьем становятся топинамбур и стевия. Высокое содержание инулина в клубнях топинамбура позволяет использовать его в качестве сырья для получения диабетических продуктов питания: муки, сока, сиропа, кондитерских и хлебобулочных изделий. Существенное отличие топинамбура от других овощей проявляется в высоком содержании белка и пектиновых веществ (3,2 и 11 % соответственно от массы сухого вещества). Пищевые продукты, включающие топинамбур, обладают общеукрепляющим и тонизирующим действием, а приготовленные без сахара могут использоваться в диетотерапии больных сахарным диабетом. Возделыванием топинамбу
ра для пищевых целей сельскохозяйственные предприятия занимаются крайне мало.
В листьях стевии содержится стевио-зид (из группы гликозидов) в количестве 6-12 %, который по сладости превышает сахар в 300 раз. Главные достоинства стевиозида - его натуральность и низкокалорийность. Для его расщепления не требуется инсулин, и поэтому он полностью безопасен для больных сахарным диабетом. Во многих странах Азии, Европы и Америки уже более 20 лет до 30 % продуктов питания, при приготовлении которых ранее использовался сахар (кондитерские изделия, безалкогольные напитки, мороженое и др.), теперь выпускают с применением стевиозида. Только в Японии перерабатывается более 2 млн т травы стевии в год. Ведущие диетологи и фармакологи зарубежных стран считают, что употребление в пищу стевиозида стало значительным шагом в оздоровлении населения их стран.
Специалисты НИИППиСПТ разработали большое количество рецептур чая на основе стевии, при этом добавлять сахар в напитки не требуется, что придает им диабетические свойства. Однако их производство сдерживается из-за отсутствия сырья, несмотря на имеющуюся возможность культивирования стевии как многолетней культуры в регионе Краснодарского края. При этом урожай здесь достигает 2-2,5 т сухого листа с 1 га. Потребность нашей страны в стевиозиде только в расчете на 8 млн больных диабетом, оценивается в 4,4 тыс. т, или в переводе на сухой лист 500 тыс. т в год.
Биологически активные добавки к пище (БДДы). В настоящее время в России ускоренными темпами создаются и выпускаются разными организациями БАДы различного назначения. Являясь по определению концентратами натуральных биологически активных веществ для непосредственного приема или введения в состав пищевых продуктов с целью их обогащения, они выполняют оздоровительную функцию и должны присутствовать в ежедневном рационе человека. С помощью биодобавок можно достаточно быстро и легко восполнить дефицит жизненно важных питательных веществ.
В США еще в конце 30-х годов появились программы, нацеливающие население на изменение структуры питания во имя здоровья. Сейчас около 80 % населения США и 50 % населения Европы регулярно потребляет БАДы в той или иной форме, что привело практически к исчезновению болезней, порождаемых недостатком витаминов, микроэлементов, пищевых волокон и других БАВ. По оценкам американских специалистов, затраты на витамины только в хлебобулочных изделиях обеспечивают 5-10-кратную экономию на лечение заболеваний, развивающихся на почве авитамино-зов. По некоторым источникам, в России БАДами пользуются менее 3 %
6/2001
29
населения, а уровень заболеваемости и продолжительность жизни общеизвестны.
Из российских БАД, изготовленных из натурального сырья растительного происхождения, наиболее известны крио- и сублимированные продукты из овощей, фруктов и лекарственных растений, морских водорослей производства ЗАО Биофит, АО Биоритм, АО Сублимация и др. Так, например, растительные таблетки, разработанные ЗАО Биофит методом криоконсерва-ции, нормализуют функции многих систем организма, стимулируют иммунитет. Они показаны для детского и диетического питания. В настоящее время предприятие выпускает более 40 наименований криопродуктов, в том числе из растительного лекарственного сырья (брусника, боярышник, топинамбур, арония, калина, клюква, черника, ламинария и др.). В АО Сублимация (Волгоградская обл.) из плодов тыквы, томатов, баклажана, столовой свеклы и других овощей, а также фруктов получают концентрированные порошки, которые впоследствии используют для приготовления плавленых сырков, колбас, йогуртов и напитков.
К сожалению, примеров успешного выпуска указанных и других продуктов с добавлением ценного растительного сырья пока немного. Главные ограничения - отсутствие в достаточном объеме сертифицированного растительного сырья нужного ассортимента
и современных мощностей для переработки. Сельскохозяйственные предприятия и фермерские хозяйства, которые могли бы на этом получать высокие
прибыли из-за отсутствия финансовых средств, практически не занимаются возделыванием лекарственных, пряноароматических и других ценных культур. В таком же положении находятся и перерабатывающие предприятия. Из-за отсутствия средств они не способны авансировать весьма долговременные процессы производства сырья, особенно многолетних культур. Вместе с тем только для выработки тонизирующих напитков, содержащих траву зверобоя, ее необходимо заготавливать 1500-1600 т в год. Практически за последние годы заготовки травы зверобоя не превышали 50-70 т в сухой массе. Для выработки биоактивных продуктов ежегодно требуется сырья (т): чабреца - 180, заготавливается 15-20, соответственно мяты - 240 и 20-30, душицы - 100 и 8-15, эстраго-на - 1500 и 10-25 и т. д. Отсутствие в достаточном количестве пищевого биологически активного растительного сырья не позволяет существенно увеличить производство и других ценных фи-топродуктов.
С учетом развития всех отраслей пищевой промышленности, использующих лекарственное и другое растительное сырье (ликероводочная, плодоовощная, винодельческая, кондитерская, чайная, пищеконцентратная, пиво-
безалкогольная. масложировая), в начале 21-го века потребности производства могут составить 130-150 тыс. т в год, в том числе лекарственного растительного сырья - 60-70 тыс. т, соответственно эфирно-масличного - 70-80 тыс. т. Производство указанных объемов допустимо только на промышленной основе путем возделывания интро-дуцированных лекарственных и других растений в контролируемых условиях, что позволяет получать экологически безопасное сертифицированное сырье высокого качества. Дикорастущие в данном контексте рассматриваются как вспомогательные по отдельным видам в связи с тем, что заготовка их высоко-затратна и сырье трудно идентифицируется. К тому же ресурсы дикорастущих представлены различными природными популяциями и соответственно растения одного вида значительно отличаются по своему биохимическому составу.
Анализ состояния обеспеченности растительным сырьем пищевой промышленности подтверждает необходимость принятия существенных мер по созданию новых и развитию существующих сырьевых баз и перерабатывающих предприятий в различных регионах страны. Разработка соответствующих мощностей возможна с участием предприятий всех форм собственности, в том числе фермерских хозяйств с привлечением как региональных бюджетных, так и частных инвестиций.
Мы поставляем оборудование для производства начиненных кремом плоских и пустотелых вафель...
ХЕБЕНШТРАЙТ ГмбХ
Хессенринг 16
64546 г. Мерфельден/Франкфурт/М.
ФРГ
Тел.: +49 (0) 6105-202-0
Факс: +49 (0) 6105-202-190
e-mail: info@hebenstreit.de
http://www.hebenstreit.de
HEBENSTREIT
АНТОН ОЛЕРТ
1, Щипковский пер., 20 113093 г. Москва тел.: О 95-2 30 05 76, 2 37 60 39 факс: О 95-2 30 64 55, 2 37 65 51 e-mail: ohlert@dol.ru
30
6/2001
ЛЕЧЕБНОЕ ПИТАНИЕ
А.В.Погожева, 1998
А.В.ПОГОЖЕВА
Институт питания РАМН, Москва
ПИЩЕВЫЕ ВОЛОКНА В ЛЕЧЕБНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОМ ПИТАНИИ
Пищевые волокна большая группа полимерных веществ различной химической природы, источниками которых служат растительные продукты. Эти вещества играют важную роль в функционировании ряда органов и систем организма и в первую очередь влияют на функцию толстой кишки. Обладая способностью удерживать воду, они ускоряют кишечный транзит и перистальтику толстой кишки, действуют как фактор, формирующий стул. Пищевые волокна адсорбируют значительное количество желчных кислот, а так же прочие метаболиты токсины и электролиты, чем способствуют детоксикации организма. Благодаря своим ионообменным свойствам пищевые волокна способны выводить ионы тяжелых металлов и радионуклиды. Пищевые волокна оказывают положительное действие при функциональных заболеваниях толстой кишки, способствуют снижению уровня холестерина в крови, обладают гиполипидемическим действием, что позволяет использовать их в профилактике и лечении ряда заболеваний, в том числе сердечно-сосудистых^
Пищевые волокна (ПВ), синонимами которых являются неусвояемые углеводы, клетчатка, балластные вещества, представляют собой большую группу нут-риентов, источниками которых служат растительные продукты: зерновые, фрукты и овощи. ПВ это биологический термин, а не химический, поскольку объединяет вещества различной химической природы. К ним относятся спирты, полисахариды, которые не расщепляются в тонкой кишке, а подвергаются бактериальной ферментации в толстой кишке. Важнейшими компонентами ПВ являются целлюлоза, геми-целлюлоза, пектин, камеди, слизи, лигнин. Стенки растительных клеток состоят в основном из макромолекул волокнистых полисахаридов, главным образом целлюлозы. Межклеточные полисахариды представлены растворимьми формами: гемицеллюлозой, пектином и его производными. Целлюлоза является полимером глюкозы, гемицеллюлоза полимером пен-тоз и гексоз, лигнин полимером ароматических спиртов, пектин сложным комплексом коллоидных полисахаридов, включающих глюкуроновую и галак-туроновую кислоты, камеди состоят из метилирован-ных и ацетилированных молекул гексоз и пентоз, и, наконец, слизи полисахариды семян и морских водорослей, являются чаще всего высокоразветвленными арабиноксиланами.
В настоящее время существует несколько классификаций ПВ. По строению полимеров они делятся на гомогенные (целлюлоза, пектин, лигнин, альгиновая кислота) и гетерогенные (целлюлоз олигнины, геми-целлюлозо-целлюлозолигнины и пр.). По виду сырья:
на ПВ из низших растений (водорослей и грибов) и высших растений (злаков, трав, древесных). По физико-химическим свойствам: на растворимые в воде (пектин, камеди, слизи, растворимые фракции геми-целлюлозы) и нерастворимые (целлюлоза, лигнин, части гемицеллюлоз, ксиланы). А также на спирты (лигнины) и полисахариды, которые в свою очередь подразделяются на структурированные (целлюлоза, гемицеллюлоза, пектин) и неструктурированные (слизи, камеди, искусственные полимеры).
Долгое время ПВ считались ненужным балластом, от которого старались освободить продукты для повышения их пищевой ценности. В связи с этим разработан и выпускается целый ряд рафинированных продуктов, полностью освобожденных от ПВ сахар, кондитерские изделия, мука тонкого помола, осветленные фруктовые и овощные соки, потребление которых составляет около 60% от общей калорийности рациона населения высокоразвитых стран, что на фоне неуклонного снижения потребления натуральных растительных продуктов (зерновых, овощей, хлеба грубого помола) привело к значительному уменьшению (в 23 раза) количества ПВ в рационе питания. Подобная вестернизация диеты способствует снижению поступления с пищей ПВ до 10 г в день. В то же время строгие вегетарианцы получают с пищей 40 г и более ПВ. Большинство населения земного шара съедает не более 25 г в день ПВ, из которых 10 г приходится на хлеб и другие продукты из злаков, около 7 г на картофель, 6 г на другие овощи и лишь 2 г на фрукты и ягоды.
39
ВОПРОСЫ ПИТАНИЯ 1/98
ЛЕЧЕБНОЕ ПИТАНИЕ
Установлено, что дефицит ПВ в пище является фактором риска таких
заболеваний, как рак толстой кишки, синдром раздраженной толстой кишки, гипо-моторная дискинезия толстой кишки с синдромом запоров, дивертикулез, аппендицит, грыжа пищевого отверстия диафрагмы, желчнокаменная болезнь, сахарный диабет, ожирение, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, гиперлипопротеидемии, варикозное расширение и тромбоз вен нижних конечностей.
Медико-биологическая ценность ПВ во многом обусловлена особенностью их физико-химических свойств. Чрезвычайно важную роль играют ПВ в функционировании толстой кишки. Одним из основных свойств ПВ является их способность удерживать воду. Некоторые ПВ сохраняют в 5-30 раз больше воды, чем их собственная масса. Так, 1 г пшеничных отрубей удерживает 5 г воды, Наибольшую гигроскопичность имеют водорастворимые ПВ гемицеллю-лоза и пектин, содержащиеся в овощах и фруктах. Нерастворимые ПВ (например, отруби злаковых) обладают только свойством поверхностного удержания воды. Способность ПВ сохранять воду обеспечивает ускорение кишечного транзита и перистальтики толстой кишки, увеличение массы кала, изменяет внутрикишечное давление (что очень важно для больных с грыжей пищеводного отверстия диафрагмы, дивертикулитом, варикозным расширением вен нижних конечностей), изменяет концентрацию фекальных электролитов. Зерновые отруби с самым низким уровнем удержания воды обеспечивают наибольшую скорость прохождения содержимого начальных отделов толстой кишки и непосредственно действуют как фактор, формирующий стул. Другие виды ПВ (из овощей, например) концентрируются в нутриентах начальных отделов толстой кишки (в слепой кишке), что усиливает бактериальную ферментацию. Таким образом, злаковые ПВ (в основном отруби) могут оказьюать прямой эффект на формирование содержимого толстой кишки, в то время как ПВ из других источников дают тот же эффект не прямо, а в результате бактериальной ферментации и других механизмов.
Нерастворимая стенка клеток растений может выступать как плотная матрица, через которую просачивается жидкая часть кишечного содержимого. В то же время растворимая часть ПВ может являться как бы жидкой матрицей. Кишечная флора и ПВ, взаимодействуя, изменяют кишечное содержимое трансформируют гликохолаты в дезоксихолаты, что при определенных патологических количественных соотношениях может вызвать токсемический эффект. При этом увеличение объема ПВ снижает степень такой токсемии либо адсорбцией токсинов на ПВ, либо путем растворения токсинов за счет увеличения массы содержимого толстой кишки, что укорачивает время кишечного транзита, т.е. уменьшает опасность контактирования слизистой оболочки с токсинами. На
ряду с этим добавление ПВ к пище усиливает внутри-кишечный синтез витаминов Bi, В 2, Вб, РР и фолиевой кислоты кишечными бактериями. Благоприятно действуют они и на микрофлору кишки возрастает доля полезных лактобацилл и стрептококков и подавляется рост коли-форм, что особенно важно для пожилых людей, поскольку с годами микрофлора кишечника приобретает все более гнилостный характер.
Из других свойств ПВ следует отметить их адсорбирующий эффект. Они связывают и затем выводят из организма значительное количество желчных кислот (ЖК), а поскольку ЖК синтезируются в печени из холестерина (ХС), то клетчатка оказывает гипохоле-стеринемическое действие. Считают, что связывание ЖК волокнами приводит к удвоенной потере ХС организмом: вследствие уменьшения реабсорбции ЖК и увеличения выведения с калом нейтральных стеро-идов в результате нарушения их всасывания из-за недостатка тех же ЖК. Помимо ЖК, ПВ адсорбируют и другие метаболиты, токсины, электролиты.
Одним из аспектов физиологического действия ПВ является их влияние на минеральный обмен. Имеются доказательства, что высокое потребление ПВ может нарушать минеральный баланс в организме. В основе этих процессов лежат катионообменные свойства ПВ, что способствует выведению ионов тяжелых металлов, например свинца, стронция, и позволяет рассматривать возможность использования клетчатки для выведения радионуклидов из организма. Самыми активными в этом плане оказались альгинаты пектиновые вещества из бурых водорослей, например из морской капусты, которые выводят из желудочно-кишечного тракта человека до 95% попавшего туда радиоактивного стронция. В то же время ПВ не влияют на обмен анионов.
В определенной степени ПВ являются источником энергии. Под влиянием ферментных систем микроорганизмов толстой кишки идет гидролиз гликозидных связей полисахаридов, приводящий к образованию моносахар идов. В толстой кишке более 50% ПВ под действием бактерий распадается на жирные кислоты, двуокись углерода, водород и метан, что оказывает химическое воздействие на толстую кишку.
Благодаря этим свойствам ПВ могут иметь лечебно-профилактическое значение при функциональных заболеваниях толстой кишки, сопровождающихся запорами, а также дивертикулезе, геморрое, грыже пищеводного отверстия диафрагмы, раке толстой кишки. В частности, протективная роль ПВ в развитии рака толстой кишки заключается в следующем:
- увеличивая объем стула, ПВ снижают концентрацию канцерогенных веществ;
- укорачивая время кишечного транзита, ПВ уменьшают контакт канцерогенов со слизистой кишки;
- снижая рН химуса, ПВ подавляют бактериальное образование потенциальных канцерогенов;
40 ВОПРОСЫ ПИТАНИЯ 1/98
ЛЕЧЕБНОЕ ПИТАНИЕ
- повышая образование бутирата, защищают клетки слизистой кишки от злокачественного перерождения;
- снижают уровень свободного аммиака, потенцирующего развитие опухоли;
- снижают бактериальное расщепление защитной слизи;
- снижают активность мутагенов жаренного мяса. Считают, что ПВ связывают от 8 до 50% гетероциклических аминов, которые вызывают развитие опухолей в кишечном тракте. Обычно эти амины образуются в результате приготовления пищи из мяса посредством высокотемпературной обработки.
В последнее время выдвинута гипотеза о значении ПВ в профилактике рака не только кишечника, но и молочной железы. Полагают, что лигнины энтеро-лактон и энтеродиол, образующиеся бактериями толстой кишки из ПВ (особенно злаковых), выделяются с мочой в количествах, пропорциональных потреблению ПВ, особенно интенсивно в лютеиновую фазу менструального цикла и ранние сроки беременности. Они оказывают антиканцерогенное действие, связывая рецепторы и эстрогены эпителия молочных желез и толстой кишки и таким образом блокируя пролиферацию под действием эстрогенов.
Помимо воздействия на функцию толстой кишки, ПВ оказывают выраженное влияние на процессы желчевыделения. Тенденция к образованию желчных камней зависит, как известно, от литогенного индекса, который основывается на молярном соотношении ХС, ЖК и фосфолипидов (ФЛ). ПВ способствуют снижению литогенности желчи при условии ее первоначального повышения у больных калькулезным холециститом, гипокинезией желчного пузыря с застоем желчи. Позитивное действие ПВ на состав желчи реализуется благодаря следующим механизмам:
- адсорбции холевой кислоты, торможению ее микробной трансформации в дезоксихолевую и ее реабсорбции в кишке;
- повышению суммарного содержания
ЖК в желчи;
- повышению уровня хенодезоксихолата и снижения пула холата и дезоксихолата в желчи;
- снижению уровня ХС в желчи;
- снижению содержания ФЛ в желчи;
- нормализации холатохолестеринового коэффициента и литогенного индекса желчи;
- ощелачиванию желчи, что имеет важное значение для профилактики образования камней;
- повышению кинетики желчного пузыря. Из всех видов ПВ наиболее выраженное влияние на процессы желчевыделения оказывают отруби злаков, действующим началом которых являются геми-целлюлоза и целлюлоза.
Влияние ПВ на обмен ЖК во многом обусловливает их гипохолестеринемическое действие, что проявляется снижением в сыворотке крови уровня общего ХС, ХС ЛПНП и ХС ЛПОНП. ХС ЛПВП, по данным разных авторов, либо незначительно увеличивается
или снижается, либо практически не изменяется, что способствует снижению коэффициента атероген-ности. По некоторьм данным, обогащение рациона ПВ приводит и к снижению уровня триглицеридов (ТГ) в сыворотке крови, особенно у больных с IV типом гиперлипопротеидемии. Отмечено также нормализующее действие ПВ на концентрацию апо-В и апо-С, в частности перераспределение изоформ апо-Сш (увеличение содержания апо-Сщ, и снижение апо-С то). Имеются сведения, что при длительном применении ПВ (в течение 2 лет) в сыворотке крови увеличивается концентрация и апо-А, а также величина соотношения апо-АУапо-В.
Положительное действие ПВ на липидный обмен объясняется несколькими факторами:
- повышением связывания и выведения ЖК и нейтральных стеролов;
- уменьшением всасывания липидов (ХС и ТГ) по ходу тонкой кишки, в частности смещение зоны всасывания в дистальном направлении;
- снижением синтеза ФЛ и ХС в тощей кишке (длительный прием ПВ изменяет метаболизм липидов в клетках кишки и функциональные характеристики мембран, что способствует, в частности, снижению включения ацетата в ХС и олеиновой кислоты в ФЛ);
- уменьшением углеводсвязанной липемии (ПВ снижают не только уровень глюкозы сыворотки крови, но и инсулина, стимулирующего синтез ХС и ЛПНП);
- ингибированием синтеза ХС в печени коротко-цепочечными жирными кислотами продуктами превращения водорастворимых ПВ;
- снижением в результате этих процессов синтеза ХС, липопротеидов и ЖК в печени;
- повышением активности липопротеидлипазы в жировой ткани;
- снижением активности панкреатической липазы;
- влиянием на минеральный обмен (фитиновая кислота, входящая в состав ПВ, способствует снижению содержания в плазме цинка и повышения соотношения цинк/медь, что оказывает гипохолестеринемическое действие).
Гипохолестеринемическое действие ПВ зависит от их источников: наиболее выраженный эффект наблюдается у пектина, особенно высокометоксилирован-ного (цитрусового, яблочного) и слизей. Целлюлоза и гемицеллюлоза злаковых отрубей слабо влияют на уровень ХС крови. В то же время есть указания на преимущество овсяных отрубей перед пшеничными, применение которых не только снижает уровень общего ХС, но даже несколько увеличивает содержание ХС ЛПВП.
Гиполипидемическое действие ПВ является основой для их использования в профилактике и лечении сердечно-сосудистых заболеваний, таких, как атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, гиперлипопро-теидемия, гипертоническая болезнь, варикозное расширение и тромбоз вен нижних конечностей. При
ВОПРОСЫ ПИТАНИЯ 1/98 41
ЛЕЧЕБНОЕ ПИТАНИЕ
этом большое значение имеет также влияние ПВ на систему гемокоагуляции. 1 Имеются данные, что ПВ снижают вязкость цельной крови, уменьшают содержание аутотромбина I и II и тромбоцитарного фактора I, сдвигают показатели тромбоэластограммы в сторону гипокоагуляции. В основе их тромболитиче-ского действия лежит изменение коагулирующих и фибринолитических свойств слизистой оболочки различных отделов желудочно-кишечного тракта.
Наряду с этим при варикозном расширении и тромбозе вен нижних конечностей имеет значение снижение ПВ внутрибрюшного давления. Поскольку известно, что факторами, способствующими варикозному расширению вен, являются повышенное напряжение мышц брюшной стенки и внутрибрюшное давление, в связи с чем нарушается отток венозной крови из нижних конечностей.
Обнаружена также отрицательная корреляция между употреблением ПВ злаковых и уровнем артериального давления. Гипотензивный эффект опо-средуется рядом механизмов:
- уменьшением всасывания жира;
- снижением концентрации желудочного ингиби-рующего полипептида, вазоактивного интерстици-ального полипептида, кишечного и панкреатического глюкагона, инсулина (глюкагон и инсулин, в частности, препятствуют экскреции натрия с мочой пропорционально их концентрации);
- изменением скорости всасывания натрия в тонкой кишке;
повышением выведения воды в составе содержимого тонкой кишки.
Применение ПВ в диетотерапии больных сахарным диабетом и нарушенной толерантностью к углеводам основано на их способности снижать уровень глюкозы в крови натощак, послепищевой гликемии, глюкозурии, повышенную концентрацию инсулина и глюкагона, что приводит к повышению у этих пациентов толерантности к углеводам, снижению потребности в инсулине и пероральных сахароснижающих препаратах. Влияние ПВ на углеводный обмен опо-средуется многими факторами:
- замедлением времени транзита по толстой кишке, что уменьшает зону контакта глюкозы со слизистой и, следовательно, темпы ее всасывания;
Sm^^JX.n^-llM^-J^ B^.T<'S6o.3K-JT^TtMjT T-JTTOK-0 iaj W ВЯЭДСОГО
раствора с клейкими полисахаридами;
-подавлением поступления глюкозы в кишечный
эпителий, чему способствует увеличение неперемешиваемого слоя химуса и снижение активности пищевых амилаз;
- влиянием на секрецию гормонов (снижение секреции внутрикишечного глюкагона, инсулина и глюкагона поджелудочной железой).
Гипогликемическое действие оказывают в основном гельобразующие ПВ пектин и камеди. У целлюлозы и пшеничных отрубей этот эффект гораздо слабее. Овсяные отруби имеют преимущество перед пшеничными по гипогликемическому действию, в частности из-за наличия в них камеди.
ПВ могут иметь также вспомогательное значение при лечении ожирения:
- уменьшение скорости опорожнения желудка, увеличение растяжения желудка, кишки способствуют подавлению аппетита, создают ощущение насыщения, препятствуют перееданию;
- замещение в диете более энергоемких продуктов ПВ способствует снижению поступления энергии с пищей;
- благодаря влиянию на метаболизм углеводов и липидов ПВ снижают активность синтетических процессов в жировой ткани;
- ПВ оказывают диуретическое действие, способствуя выведению натрия и воды, являясь источником калия в диете.
При использовании ПВ в лечебно-профилактических целях необходимо, однако, учитывать, что длительное и избыточное введение их с пищей может несколько снижать (на 1,5-3%) всасывание незаменимых макро- и микроэлементов и ряда водорастворимых витаминов. Считают, что ПВ связывают фолиевую кислоту и некоторые витамины группы В. В то же время имеются данные об усилении под действием клетчатки внутрикишечного бактериального синтеза витаминов Bi, B2, Вб, РР и фолиевой кислоты. Благодаря адсорбционным и катионооб-менным
свойствам, а также наличию фитатов ПВ снижают поступление в организм кальция, цинка, фосфора, железа, магнияи др. Все это следует учитывать при дозировке ПВ в диете. Повседневный рацион должен содержать около 25-30 г ПВ. В то же время в лечебных целях их количество повышается в диете
до 40 г. но не лолжгго гтревьппя -га. 60 г в лет.
A.V.Pogozheva
Dietary fibers in diettherapy
Dietary fibers belong to the group of polymeric compounds with different chemical origin. They play an important part in functioning of number of organs and body systems and in the first place influence upon the function of large'intestine. Having ability to retain water, they accelerate an intestine transit and peristalsis of large intestine, and are the stool forming factor. Dietary fibers adsorb many bile acids, metabolites, toxins and electrolytes and promote detoxification of organism. Due to ionchange properties dietary fibers are capable to remove ions of heavy metals and radionuclides. Dietary fibers render positive action during the functional diseases of large intestine, reduce blood cholesterol concentration, have hypolipidemic effect and can be used for prophylactic and therapy of cardiovascular and other diseases.
Problems of Nutrition (Rus.).-1998.- Nal.- P.39-42
42 ВОПРОСЫ ПИТАНИЯ Nel/98
ОБЗОРЫ
М.С. Дудкин, Л.Ф. Щелкунов, 1998
М.С.ДУДКИН, Л.Ф.ЩЕЛКУНОВ Одесская государственная академия пищевых технологий им. М.В.Ломоносова
ПИЩЕВЫЕ ВОЛОКНА И НОВЫЕ ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ
С цепью профилактики, а в некоторых случаях и лечения всевозможных недугов в настоящее время используется большое количество пищевых добавок и биологически активных веществ.
В последние десятилетия бурное развитие получила проблема восполнения недостатка грубой растительной пищи в рационе питания человека. В связи с этим во многих странах ведутся исследования строения, состава, свойств так называемых пищевых волокон, технологии их выделения из исходного растительного сырья, использования в качестве одного из компонентов при создании композиционных продуктов питания лечебного и профилактического действия.
На сегодняшний день уже ни у кого не вызывает сомнения важность обеспечения достаточного содержания пищевых волокон в рационе человека-Достичь этого можно двумя путями: либо включением в диету овощей, фруктов, ягод, специальных сортов хлеба, либо изготовлением концентратов гомогенных и гетерогенных пищевых волокон и добавлением их в рецептуры различных изделий.
Необходимость включения пищевых волокон (ПВ) в ежедневные рационы питания обоснована многими работами [144]. Их недостаток приводит к развитию ряда заболеваний[7-9]. Вот почему за последние годы вопросам оценки содержания ПВ в том или ином виде растительного пищевого сырья, их характеристике и влиянию на состояние здоровья уделяется значительное внимание.
Несмотря на большое число исследований, нет единого мнения о термине Пищевые волокна. Наряду с комплексом, формирующим клеточные стенки одревесневших растений, состоящим из целлюлозы, гемицел-люлоз и лигнина, плохо растворимым в воде и медленно гидролиз уемьм, к ПВ относят также пектиновые вещества и ряд водорастворимых полисахар идов.
М.С. Дудкиным и Л.Ф. Щелкуновым предложена [22] классификация ПВ, согласно которой ПВ можно разделить на однородные, т.е. сформированные из биополимеров одного вида (целлюлоза, лигнин, пектин), и неоднородные, т.е. сформированные из биополимеров двух или нескольких видов (холоцеллюлозы, целлюлозолигнины, гемицеллюлозолигнины и др.). Предложено также классифицировать ПВ по источникам сырья, растворимости в воде и другим показателям.
Состояние потребления ПВ изучено во многих странах [38, 41, 43, 49]. Немецкие авторы рассчитали, что дети в возрасте от 2 до 5 лет потребляли 3,0-4,3 г, а школьники 4,1-6,7 г грубых волокон в день, что соответствовало (во всех возрастных группах) примерно всего лишь 2,5 г на 1000 ккал рациона. По сооб
щению Комитета по питанию Американской педиатрической академии, дети в США потребляют ПВ в весьма малых количествах. В Германии общее потребление ПВ составляло (в г/сут): 22,0 у рабочих; 24,8 у студентов; 21,7 у преподавателей; 17,6 у служащих. Поступление с пищей ПВ у всех групп, в особенности у рабочих, происходило за счет злаковых, а также овощей и фруктов.
В Дании взрослое население в возрасте от 25 до 65 лет потребляло ежедневно в среднем 24,06,9 г ПВ, причем 32% ПВ приходится на долю хлеба и других злаковых, 17% на долю картофеля, 24% на долю других овощей и 15% на долю фруктов. Потребление пектина оказалось равным 2,40,8 г в день; это количество обеспечивалось хлебом и злаковыми 7%, картофелем 14%, другими овощами 34% и фруктамч 40%. Абсолютное потребление ПВ оказалось большим у мужчин 27 г против 21,3 г в день у женщин. Потребление ПВ в рабочие дни оказалось большим, чем в выходные[50].
Суммарное содержание ПВ в суточных рационах питания населения Донбасса колебалось в среднем в пределах 24,0-26,3 г, в том числе клетчатки в пределах 5,9-6,7 г, пектина 2,0-2,7 г, гемицеллюлоз 16,1-16,9 г [2].
В соответствии с программой ФАО была проведена проверка обеспечения ПВ (в пересчете на 1 человека) в 38 странах всех регионов мира. Сравнивали как суммарное, так и потребление волокон из отдельных источников: овощей, фруктов, пшеницы, кукурузы, риса и зерновых в целом. Наибольшее количество ПВ
ВОПРОСЫ ПИТАНИЯ NS2/98 35
ОБЗОРЫ
поступало из продуктов зернового происхождения и в меньшей степени из овощных и фруктовых продуктов.
В качестве источников ПВ привлекают внимание вторичные продукты переработки зерна (отруби, цветочные пленки), винограда, фруктов, сахарной свеклы, овощей. Ими могут быть и нетрадиционные для пищевой промышленности виды сырья: травы [20], древесина и древесная зелень [13]. Так, в Одесской государственной академии пищевых технологий (ОГАПТ) им. М.В. Ломоносова разработаны технологии выделения ПВ из пшеничных и ржаных отрубей, основанные на кислотном, щелоче-кислотном, детергентном и ферментативном методах [19]. Выход ПВ зависит как от технологии их выделения, так и от вида сырья (табл.1).
Таблица 1 Содержание ПВ в отрубях в зависимости от метода выделения
Метод выделения
Содержание ПВ, %
отруби
пшеничные
ржаные
Кислотный
33,21
21,51
Щелоче-ки спотный
26,52
17.06
Кислотно-детергентный
16,10
11,93
Ферментативный
45,92
35,55
При реализации технологии выделения ПВ идет не только растворение сопутствующих низкомолекулярных веществ, но и гидролиз крахмала и части геми-целлюлоз. На основе данных дифференциальной ИК-спектроскопии установлено, что одновременно происходит уплотнение структуры целлюлозы, а по результатам рентгеноструктурного анализа увеличение индекса кристалличности целлюлозы. Одновременно имеет место деструкция целлюлозы в аморфной ее части, что способствует снижению внутренних напряжений и декристаллизации.
Л.Ф. Щелкуновым проведено выделение ПВ из кожицы виноградных ягод, семян и лозы винограда [16]. Показано, что содержание полисахаридов и лигнина в полученных ПВ составляет 71-82% и зависит от метода,
технологии выделения и вида исходного сьфья.
Описана технология выделения ПВ из измельченных бобовых трав (люцерны, клевера) кислотным методом [20].
Изучена технология и дана характеристика поли-сахаридо-лигнинного комплекса, выделенного из измельченной древесины и древесной зелени [13].
Среди свойств,характерных для ПВ, целесообразно изучение их сорбционной способности, являющейся интегральной величиной ионитных свойств полисахаридов и лигнина различной степени межмолекулярной упаковки.
Прежде всего представляет интерес изучение сорбции пищевыми волокнами экологически вредных веществ (ЭВВ), в том числе ионов тяжелых металлов, нитратов, нитритов, пестицидов, фенолов и других
веществ. Это позволит далее определить более конкретную роль ПВ как энтеросорбентов в процессе питания и их воздействие на здоровье человека.
Авторами дана оценка [16, 17] способности ПВ, выделенных из вторичных продуктов переработки винограда, сорбировать ЭВВ из их водных растворов. Оказалось, что изученные виды ПВ способны связывать 0,1-5,0 мг/г ПВ фенола, формальдегида, свинца, нитратов и др.
Для выяснения природы сорбционного процесса , идущего в массе ПВ, авторами рассмотрена сорбция ЭВВ отдельно выделенными биополимерами ПВ. С этой целью по обычной методике [25] из ПВ жмыха виноградных семян (ЖВС) были извлечены целлюлоза, лигнин, целлолигнин и дана оценка их сорбционной активности [18, 24]. Сравнительный анализ показал, что лигнин (0,68-1,04 мг/г) и целлолигнин (0,59-1,01 мг/г) ПВ ЖВС значительно превосходят целлюлозу (0,19-0,29 мг/г) ПВ ЖВС по способности связывать фенол из водных растворов. Целлюлоза ПВ ЖВС и по способности связывать ионы свинца (0,1-0,23 мг/г) заметно уступает другим биополимерам ПВ ЖВС (0,56-0,71 мг/г).
Механизм связывания биополимерами различных адсорбатов неидентичен. Положительно заряженные ионы свинца сорбируются противоположно заряженными функциональными группами полимеров ПВ, в частности гидроксильными и карбоксильными группами лигнина. Фенол, обладая гидроксильной группой, может связываться с веществами ароматической природы лигнинного комплекса, образуя химические соединения и уменьшая тем самым концентрацию фенола в водных растворах. Не следует также недооценивать процессы физической сорбции, которые могут быть связаны с наличием высокоразвитой внутренней поверхности.
Авария на Чернобыльской АЭС привела к широкомасштабному радиоактивному загрязнению внешней среды, в связи с чем радионуклиды по экологическим цепочкам миграции переходят в продукты питания растительного и животного происхождения [10]. В настоящее время наибольшую опасность в плане внутреннего облучения населения, проживающего на загрязненной территории, представляют долгоживу-щие радионуклиды цезия и стронция [35].
Как считают сотрудники Киевского института радиационной медицины, альгиновая кислота и ее соли, соли кальция, ферроцин, пищевые волокна, пектины, фитаты являются наиболее применяемыми средствами для профилактики накопления радионуклидов цезия и стронция [27].
Ранее [23] нами были представлены результаты влияния пяти видов ПВ на динамику накопления радионуклидов в организме крыс и двух видов ПВ на динамику всасывания радионуклидов.
Все изученные виды ПВ не оказывают существенного влияния на динамику накопления цезия -137. В отношении стронция-85 наиболее эффективными оказались ПВ из люцерны и кожуры лимона: сниже-
36 ВОПРОСЫ ПИТАНИЯ NS2/98
ние соответственно содержания радиостронция к концу эксперимента на 38 и 32 о.
Показано также, что ПВ ЖВС и ПВ столовой свеклы примерно в одинаковой степени оказывают влияние на всасывание радиоизотопов в организме экспериментальных животных. К концу эксперимента они снижают всасывание радиоцезия соответственно на 16,7 и 17,7 о, а радиостронция на 23,6 и 26,1 о.
Таким образом, полученные результаты экспериментальных исследований подтвердили предпосылку о радиозащитных свойствах ПВ.ПВ из кожуры лимона, люцерны, столовой свеклы и ЖВС существенно влияют на кинетику обмена радионуклидов, тем самым снижая дозу внутреннего облучения у экспериментальных животных.
А.А. Ивановым и соавт. [26] в опытах на крысах, получавших перорально свинец или смесь радиоактивных изотопов плутония и америция (^Ри и ^'Ат), установлено нормализующее влияние низкоэтерифи-цированных пектинов и Медетопекта, поступающих в организм с пищей, на микрофлору толстой кишки: судя по содержанию кишечной палочки, кокков и дрожжей.
Включение в рацион дошкольников экологически неблагоприятных районов Смоленской области продуктов, обогащенных витаминами, антиоксидантами, ПВ и микроэлементами (напиток Золотой шар;
хлеб, приготовленный с добавлением пшеничных отрубей; докторские булочки) достоверно снижает, а в ряде случаев и нормализует процессы перекисного окисления липидов клеточных мембран, метгемогло-бинообразование и повышает некоторые показатели гуморальной иммунной защиты. Это позволяет рекомендовать предложенные продукты для профилактического питания детей в зоне экологического загрязнения, особенно находящихся в состоянии напряжения и с неудовлетворительной степенью адаптации [28].
М.С. Дудкиным и соавт. предлагается [21] новая пищевая добавка композиция пищевых волокон, очищенных хлебопекарных или пивных дрожжей и трехвалентного железа. Все компоненты пищевой композиции после смешивания подвергают экструди-рованию. В исследованиях использовали ПВ, выделенные из пшеничных отрубей, кукурузной мезги, жома сахарной свеклы. Сырье, содержащее ПВ, смешивали с очищенными хлебопекарными (пивными) дрожжами в соотношении 1:1 и хлоридом железа, массовая доля которого в композиционном продукте составляла 1,6%. Композицию экструдировали и сушили.
Ионы железа в достаточной степени сорбируются и связываются карбоксильными группами гемицел-люлоз, пектиновых и белковых веществ ПВ, лигнина. Величина связанных ионов железа зависит от условий процесса и колеблется от 20 до 30 мг на 1 г сорбента (ПВ). Учитывая, что недостаток ПВ в ежедневном рационе человека 20 г и более, его восполнение и введение в рацион трехвалентного железа в количестве
400 500 мг считаются достаточным и включаются в нормы по охране здоровья.
Применение полученных композиционных продуктов для больных анемией, хроническим малокровием возможно путем прямого введения в ежедневную пищу или добавления в пищевые концентраты, блюда общественного питания.
Н.К. Черно и соавт. [39] получены препараты: иммобилизованные на ПВ антибиотики (полимиксин М и полимиксин В, вырабатываемые Киевским заводом медпрепаратов) с 90-100% сохранением антимикробной активности; иммобилизованные на ПВ полимиксин М и солизим (ферментный препарат медицинского назначения с липазной активностью, применяемый при энтероколитах и гастродуоденитах) с 90 100'о сохранением антимикробной и 50% сохранением липазной активности.
D.P.Burkitt в 1969 г. выдвинул гипотезу о том, что чрезвычайная редкость рака кишечника у коренных жителей Африки (в отличие от европейцев и североамериканцев) обусловлена традиционной диетой, богатой
ПВ. В дальнейшем эта гипотеза была распространена на прочие болезни цивилизации -- ожирение, сахарный диабет, коронарную болезнь сердца и Др. [40].
A.M. Уголевым выдвинуто представление [36, 37] о пяти потоках пищевых веществ из кишечника во внутреннюю среду организма. ПВ оказывают влияние на все пять потоков. ПВ эволюционно включены в желу-дочно-кишечную технологию и необходимы для нормального функционирования пищеварительной системы и организма в целом. Следовательно, обеспечение достаточного содержания ПВ в рационе человека важная задача питания.
В литературе широко обсуждается способность ПВ сорбировать к выводить из организма желчные кислоты (ЖК) [7, 8, 14]. Интерес к этому вопросу вызван тем, что повышенная секреция этих кислот активизирует обмен холестерина, метаболитами которого они являются. В желчи они связаны ^мидными связями с аминокислотами глицином и таурином, как, например, в гликохолевой и таурохолевой кислотах. Различные виды ПВ сорбируют желчные (холевые) кислоты неодинаково. Величина сорбции зависит от вида исходного сырья, способа выделения препарата ПВ, значения рН среды, концентрации кислоты в растворе, соотношения твердой и жидкой фаз, температуры реакции и ряда других факторов [8, 9].
Е.И. Данилова и соавт. [11] для изучения сорбции ЖК использовали ПВ люцерны (ПВЛ), ПВ галеги (ПВГ), ПВ клевера (ПВК), ПВ жмыха виноградных семян (ПВ ЖВС) и ПВ виноградных выжимок (ПВ ВВ).
Оказалось (табл. 2), что концентраты ПВ как сорбенты ЖК проявили разную активность. Изученные пять видов ПВ способны в определенной степени связывать ЖК, уступая при этом такому фармакопейному препарату, как билигнин. Это вполне согласуется с их назначением физиологических составляющих рационов профилактической направленности.
37
ВОПРОСЫ ПИТАНИЯ NS2/98
ОБЗОРЫ
Таблица 2 Сорбция холевой кислоты грепаратами ПВ из раствора холевой кислоты с массовой долей 0,1%
Препираты
Сорбция
мг/г
моль/г х 105
Билигнин
26,8
6,55
пвл
6,9
1,74
пвк
5,7
1,44
пвг
7,5
1,89
ПВ ВВ
4,3
1,10
ПВ ЖВС
4,1
1,04
В последние годы начали применять различные диеты, в частности с добавлением пшеничных отрубей в натуральном виде. Последние влияют на метаболизм ЖК и холестерина, не подвергаются воздействию пищеварительных ферментов, удерживают воду в кишечнике, нормализуют состав микрофлоры. Одновременно с этим растет пул хенодезоксихолевой кислоты, уменьшается пул дезоксихолевсй кислоты и холестерина [29]. Эти данные позволили рекомендовать пшеничные отруби для профилактики и лечения начальной стадии желчнокаменной болезни [30].
Л.К. Белоновская и соавт