Розчинні харчові волокна

Розчинні харчові волокна (SDF) включають β-глюкан, псиліум, пектини, камедь гуару, арабіноксилани та інулін і пов’язані з деякими сприятливими ефектами на організми людини, такими як зниження рівня холестерину, зменшення спорожнення шлунка та час транзиту тонкої кишки., пребіотичний ефект та об'ємний ефект фекалій (Surampudi, Enkhmaa, Anuurad, & Berglund, 2016).

Пов’язані терміни:

Фенольна сполука
Ємність для утримання води
М'ясний продукт
Засвоюваність
Цільнозернова їжа
Поживна цінність
Пшеничне борошно
Функціональне харчування
Глікемічний індекс

Завантажити у форматі PDF

Про цю сторінку

Технологія використання арахісових побічних продуктів

5.4.3.1.3 Напої

SDF додають у напої. З одного боку, завдяки його унікальним фізичним та хімічним властивостям частинки напою можуть рівномірно розподілятися, запобігати опадам і розшаруванню, а також покращувати стабільність та розпорошеність напоїв; з іншого боку, завдяки стільки фізіологічним функціям харчових волокон, напої можуть збільшити ситість, змусити споживача зменшити споживання інших калорійних продуктів та допомогти контролювати вагу. Тривале пиття може заспокоїти кишечник, запобігти запорам, знизити рівень холестерину, регулювати рівень ліпідів і глюкози в крові тощо. Додавання арахісового SDF, витягнутого з арахісового кексу, до напою з апельсиновим соком може поліпшити стабільність м’якоті фруктів під час зберігання та запобігти розшаруванню та випаданню опадів; це також може покращити смак напою. Результати досліджень показали, що 0,5% арахісової SDF може підтримувати хорошу стабільність напою з апельсиновим соком і не матиме негативного впливу на смак та смак напою (Feng and Zhong, 2009).

Морські вуглеводи: основи та застосування, частина А

3.3 Ефекти, що знижують рівень холестерину

ДІЄТИЧНЕ ВОЛОКНО | Висівки

Жовчні кислоти

Розчинні харчові волокна можуть адсорбувати жовчні кислоти. Відповідно, вівсяні висівки та житні висівки збільшують фекальну екскрецію загальних жовчних кислот, тоді як пшеничні висівки не мають або мають лише помірний ефект. Більше того, вівсяні висівки та житні висівки впливають на метаболізм жовчних кислот. Житні висівки збільшують добову екскрецію та відсоток кон'югованих первинних жовчних кислот (холевої кислоти, хенодезоксихолевої кислоти) та знижують відсоток вільних вторинних жовчних кислот (дезоксихолевої кислоти, літохолевої кислоти). Таким чином житні висівки зменшують співвідношення вторинних жовчних кислот до первинних жовчних кислот. Житні висівки, але не пшеничні висівки чи висівки ячменю, зменшують відношення літохолевої кислоти до дезоксихолевої кислоти. Вівсяні висівки збільшують пул холевої кислоти, збільшують відносну частку хенодезоксихолату в жовчі та зменшують відносну частку дезоксихолевої кислоти, тоді як холат залишається незмінним.

Гіперліпідемія: профілактика та лікування

Клітковина

Як повідомляється, харчові розчинні клітковини, насамперед β-глюкан, мають помірний незалежний вплив на зниження концентрації ЛПНЩ. Дані зведеного аналізу 11 когортних досліджень, про які повідомлялося протягом 6–10-річного періоду часу, робили висновок, що кожні 10 г на день –1 приріст загальної кількості харчових волокон з коригуванням за енергією пов’язаний із відносним ризиком усіх коронарних подій на 14% і на 27% нижчий відносний ризик коронарної смерті (рис. 8). Більшість даних свідчать про те, що розчинна клітковина проявляє свій гіпохолестеринемічний ефект, зв’язуючи жовчні кислоти та холестерин у кишечнику, що призводить до збільшення втрати калових мас та; зміни метаболізму товстої кишки жовчних кислот. Ферментація полісахаридів клітковини в товстій кишці дає коротколанцюгові жирні кислоти. Деякі дані свідчать про те, що ці сполуки можуть мати гіпохолестеринемічний ефект через зміни в печінковому метаболізмі.

Малюнок 8. Відносний ризик смерті від ішемічної хвороби серця за категорією загального споживання харчових волокон.

Відтворено у Pereira MA, O'Reilly E, Augustsson K, et al. (2004) Харчові волокна та ризик ішемічної хвороби серця: зведений аналіз когортних досліджень. Архіви внутрішніх хвороб 164 (4): 370–376.

В даний час немає доказів того, що нерозчинна клітковина має значний вплив на концентрацію ліпідів у плазмі крові. Проте дані спостережних досліджень постійно повідомляють про значну негативну зв'язок між зерновою клітковиною (багатою нерозчинною клітковиною) та наслідками ССЗ, але не з рослинною та фруктовою клітковиною (багатою розчинною клітковиною).

Основні особливості розробки функціональної рецептури напою для підвищення енергії

Добавки, загусники, розчинні харчові волокна та вуглеводи

Розчинні харчові волокна та вуглеводи, включаючи фруктозу, лушпиння псилію та пластівці ячменю, є добавками, які, як було продемонстровано, викликають ситість; загальноприйнятою практикою є введення цих елементів у рецептури напоїв.

Фруктоза: вона природно доступна в буряках, цукровій тростині, меді та різноманітних фруктах та овочах. Фруктоза - найсолодший з усіх природних вуглеводів, приблизно в 1,73 рази солодший за сахарозу; він має низький глікемічний індекс. Дослідження показали, що фруктоза виробляє незначне підвищення рівня глюкози в плазмі порівняно з сахарозою, глюкозою, картопляним крохмалем та пшеничним крохмалем при споживанні під час їжі. Однак дослідження показали, що висока фруктоза індукує метаболічний синдром (Park et al., 2013).

Лушпи псилію: лушпиння псилію (Plantago ovata), в’язка, водорозчинна клітковина, містить значну кількість геміцелюлози, що складається з кістяка ксилану, пов’язаного з одиницями арабінози, рамнози та галактуронової кислоти (арабіноксилани). Дослідження показали, що лушпиння псиліуму демонструє значні переваги для зниження маси тіла, насичення, рівня холестерину та тригліцеридів, глікемії натще і артеріального тиску, що свідчить про потенційну роль у лікуванні метаболічного синдрому (Giacosa and Rondanelli, 2010; Ziai et al., 2005).

Ячмінні пластівці: це хороші джерела розчинної клітковини та β-глюкану. Ячмінні пластівці значно зменшують глікемічну реакцію (Behall et al., 2005). Перлений ячмінь та тріснутий ячмінь мають нижчі глікемічні показники, ніж солодка кукурудза, прокочений ячмінь та білий рис (Behall et al., 2005; Granfeldt et al., 2000). Ячмінні пластівці можуть бути рекомендовані для підтримки рівня глюкози в крові та контролю ваги (Behall et al., 2005; Granfeldt et al., 2000).

Дієтичне волокно та харчування

4.2.1.4 Повільніше всмоктування поживних речовин

Вважається, що розчинні харчові волокна інкапсулюють поживні речовини та затримують їх всмоктування (Sanaka et al., 2007). Відповідно, клітковина може збільшити час проходження кишечника, що призводить до більш поступового всмоктування поживних речовин і тривалого почуття ситості (Wanders et al., 2011). Наявність циркулюючих поживних речовин може впливати на почуття голоду та/або ситості, а отже, здатність харчових волокон продовжувати період засвоєння поживних речовин може зменшити голод та/або посилити ситість (Howarth et al., 2001).

В'язкі волокна також були пов'язані зі зниженням концентрації глюкози в плазмі після споживання (Dikeman & Fahey Jr, 2006; Howarth et al., 2001). Гелевий матрикс гідратованих харчових волокон може потовщувати вміст тонкої кишки, що призводить до зменшення дифузії холестерину, цукрів та інших поживних речовин для всмоктування, а також обмежує контакт між їжею та травними ферментами, що порушує утворення міцел та шлунково-кишковий тракт. стіна (Beck, Tosh, et al., 2009; Dai & Chau, 2017; Dikeman & Fahey Jr, 2006). Вони також змінюють стійкість кишечника до скорочувальних рухів у шлунково-кишковому тракті і, отже, зменшують транспорт глюкози до абсорбуючих поверхонь. Крім того, в’язкі волокна можуть потовщувати незворушений шар води на поглинаючих поверхнях, що зменшує швидкість дифузії глюкози (Dikeman & Fahey Jr, 2006). Повільне засвоєння поживних речовин в результаті споживання харчових волокон може притупити постпрандіальну глікемічну та інсулінемічну реакцію, що призводить до зменшення швидкості повернення голоду (Howarth et al., 2001).

Поліпшення якості хліба з високим вмістом клітковини

К. Хартікайнен, К. Катіна, у виробництві хліба (друге видання), 2012

29.2.3 Розчинна клітковина

Як правило, розчинні харчові волокна включають камеді, фруктани, пектини, псиліум або β-глюкан, відокремлені від висівок або від іншої рослини (Harris and Smith, 2006; Arend and Moore, 2006; Theuwissen and Mensink, 2008). Десна може бути або ендогенною (присутня як звичайний компонент іншого інгредієнта формули), або екзогенною (відносно чиста камедь, додана до формули). Десна (також звана гідроколоїдами) складається з довгого полісахаридного ланцюга з численними бічними гілками цукру або олігосахаридів. Часто одиниці цукру включають карбонові кислоти, такі як D-глюкуронова, D-мануронова або D-галактуронова кислоти. Високорозгалужена структура сприяє розчинності у воді, а аніонні камеді у присутності катіонів, таких як Ca 2+, часто утворюють гелі. Гумки іноді використовують у тісті або клярі як допоміжний засіб для обробки або загусники, а також для поліпшення утримання вологи в готовому продукті. Оскільки кількості, що використовуються для таких цілей, загалом досить низькі (як правило, концентрації менше 1%), їх внесок у ТДФ кінцевого продукту досить малий. Однак деякі інгредієнти, такі як вівсяні висівки, використовуються у значно більших кількостях (10–30%, на основі борошна) у випічці, і, отже, вміст розчинних волокон може становити досить велику частину TFD кінцевого продукту.

Екзогенні камеді Mozst мають рослинне походження, хоча бактеріальні полісахариди (ксантан, гелан) та синтетичні похідні (целюлозні камеді) також використовуються у хлібопекарській промисловості (Harris and Smith, 2006; Arend and Moore, 2006; Theuwissen and Mensink, 2008). (Арабська смола, трагакант, гатті та карая - це ексудати, отримані з дерев та чагарників. Агар, альгінова кислота, карагенан та фурцеран - це водні екстракти різних видів морських водоростей). З рожкового дерева отримують камедь рожкового дерева і камедь гуару. При вирощуванні в біоферментаторах бактерії часто утворюють певну кількість камеді. Прикладами є ксантанова камедь і геланова камедь. Синтетичні камеді також доступні для хлібопекарської промисловості: наприклад, целюлоза, заміщена карбоксиметиловою, метильною та гідроксипропіловою та метильною групами, доступна для випікання.

Найважливішими ендогенними яснами є β-D-глюкан та пектинові речовини. β-D-глюкани - це гетерогенна група полімерів, у яких ланцюгами є довгі β-1,4 та β-1,3-пов'язані залишки D-глюкопіранозилу (Delcour and Hoseney, 2010). Глюкани з більш високою молекулярною масою та більшою часткою β-1,4 зв'язків, як правило, не розчиняються у воді, а отже, аналіз як IDF; види з нижчою молекулярною масою та ті, що мають більше зв'язків β-1,3, розчинні та реєструються як SDF. Високий вміст β-глюканів міститься в вівсі та ячмені. Бета-D-глюкани легко утворюють гелі завдяки своїй асиметричній конфігурації та міжмолекулярній взаємодії між довгими ділянками β-1,4-пов'язаних залишків глюкози різних ланцюгів β-D-глюкану.

Пектини включають широкий спектр матеріалів на основі полі-α-1,4-D-галактуронової кислоти і містять бічні ланцюги D-галактози, D-арабінози, D-ксилози, D-рамнози та D-глюкози (Harris and Smith, 2006). Комерційний пектин може мати або вищий (високий метокси пектин, DE більше 50%), або нижчий (низький рівень метокси пектину, DE менше 50%) ступінь етерифікації (DE). Основними комерційними джерелами пектину є цитрусові, яблука, груші та м’якоть цукрових буряків.

Іншим видом розчинної клітковини є фруктан, наприклад інулін та олігофруктоза (Flamm et al., 2001). Фруктани - це вуглеводи, в яких одна або кілька фруктозил-фруктозних ланок складають більшість глюкозидних зв’язків. Довголанцюговий інулін та коротколанцюгова олігофруктоза виготовляються з кореня цикорію або топінамбура. Вроджений інулін має дуже малий ступінь розгалуження. Ступінь полімеризації (ДП) становить від 10 до 20. Інулін та олігофруктоза стійкі до гідролізу травними ферментами людини в тонкому кишечнику. Інулін частково ферментується у товстій кишці, де він розкладається на коротколанцюгові жирні кислоти та лактат.

Psyllium - це гелеутворюючий засіб із рідної трави Plantago ovata, яка походить з частин Азії, середземноморських регіонів та Північної Африки (Theuwissen and Mensink, 2008). Насіннєва лушпиння рослини є багатим джерелом водорозчинної клітковини. В основному псиліум складається з сильно розгалуженого арабіноксилану. На відміну від бродіння арабіноксилану злакових культур, ферментація псилію мікрофлорою товстої кишки перешкоджає особливій структурі скелета арабіноксилану. Помічено, що псиліум знижує рівень загального холестерину в сироватці крові у людини.

Некрохмалисті полісахариди кукурудзи та вівса

β-глюкан

Основним компонентом розчинних харчових волокон вівса є (1 → 3), (1 → 4) -β- d -глюкан, також званий β-глюканом (Cui, 2000; Izydorczyk and Biliaderis, 2007). β-Глюкан - це лінійний полісахарид, що складається повністю з послідовностей (1 → 4) зчеплених d-глюкопіранозилових одиниць, розділених одиничними (1 → 3) -β-зчепленими одиницями (Izydorczyk and Biliaderis, 2007) (Рисунок 14.2). β-глюкан - це полісахарид клітинної стінки, який міститься в ендоспермі та в шарі субалейрону вівса та ячменю (Colleoni-Sirghie et al., 2003). Овес (A. sativa) містить 3,2–6,8% β-глюкану; відсоток варіюється залежно від сорту та впливу на навколишнє середовище (Colleoni-Sirghie et al., 2003).

Малюнок 14.2. Репрезентативна хімічна структура β-глюканів вівса.

Перетравлювання крохмалю та застосування повільно доступного крохмалю

Маріон Г. Прібе,. Роел Дж. Вонк, у Крохмалі у їжі (друге видання), 2018

5.4 Додавання харчових волокон

Як описано вище, розчинні харчові волокна можуть затримати спорожнення шлунка та перешкоджати всмоктуванню глюкози в тонкому кишечнику. Дійсно, ряд гострих досліджень продемонстрували, що продукти, збагачені розчинною клітковиною, здатні зменшувати реакцію глюкози після їжі у нормо- та гіперглікемічних суб'єктів. Найбільш вивченими розчинними клітковинами є камедь гуару, гелеутворюючий галактоманнан, псиліум, який також називають лушпиною іспагули (Gibb et al., 2015; Sierra et al., 2001, 2002) та β-глюкани, які в основному отримують з ячменю або вівса (Alminger and Eklund-Jonsson, 2008; El et al., 2012; Juntunen et al., 2002; Tapola et al., 2005). Нещодавно було продемонстровано знижуючий глюкозу потенціал арабіноксилану, виділеного з ендосперму ядер пшениці (Garcia et al., 2007; Giulia et al., 2016; Hartvigsen et al., 2014a, b; Lu et al., 2000).

Кілька клінічних досліджень досліджували довгостроковий вплив розчинної клітковини на параметри, пов'язані з глікемічним контролем у пацієнтів з T2DM. Дослідження Chandalia та співавт. (2000) показали поліпшення концентрації глюкози та інсуліну протягом 24 годин після 6 тижнів дієти з високим вмістом клітковини (25 г нерозчинної та 25 г розчинної клітковини). Крім того, споживання за 1 місяць 20 г нерозчинної клітковини (неуточненої) покращило пост і 2-годинну глюкозу, а також концентрацію інсуліну (Chen et al., 2016). Гібб та ін. (2015) узагальнили результати випробувань, що вивчали додавання псилію до дієти, і виявили покращення концентрації глюкози в крові натще і покращення HbA1c у пацієнтів з T2DM. Псиліум вживали в їжу перед 2-3 прийомами їжі на день, і кількість варіювалась від 3,5 до 5,1 г на прийом їжі. Крім того, сприятливі ефекти спостерігались у осіб з переддіабетом, але вони були менш вираженими, ніж у хворих на цукровий діабет (Gibb et al., 2015).

Уповноважені вимоги ЄС щодо охорони здоров’я щодо пектинів

9.1 Вступ

Пектини - це водорозчинні харчові волокна, що складаються переважно з галактуронової кислоти зі змінним ступенем розгалуження (Maxwell et al., 2012). Пектини мають давню історію використання в продуктах харчування, враховуючи їх природне поширення в рослинах. Завдяки хімічним взаємодіям пектини утворюють гелі у водних середовищах, збільшуючи в’язкість розчину, в якому вони перебувають. Їх властивості, що підвищують в’язкість, використовувались для згущення різноманітних продуктів, включаючи варення, консерви та киселі (Thakur et al., 1997 ). Завдяки науковим даним, що вказують на безпеку цих речовин, Управління з контролю за продуктами та ліками США визнало пектини загальновизнаними як безпечні прямі інгредієнти людської їжі при використанні в якості емульгаторів, стабілізаторів та загусників (FASEB, 1977; US FDA, 2013) . В Європейському Союзі пектини можуть використовуватися як харчові інгредієнти та як харчові добавки, залежно від основного призначення, а також від того, як вони виготовляються (Європейська комісія, 2008); однак використання пектинів обмежене в деяких продуктах харчування або в продуктах харчування для деяких вікових груп (наприклад, немовлят та дітей).

У 2010 році Європейське управління з безпеки харчових продуктів (EFSA) оцінило дві переваги для здоров'я (твердження про здоров'я), пов'язані зі споживанням пектинів у раціоні: зменшення глікемічної реакції після їжі та підтримання нормальної концентрації холестерину в крові (EFSA, 2010). Детальне обговорення розгляду EFSA цих двох тверджень щодо здоров’я наведено у Розділі 9.4. EFSA оцінила додаткову заяву щодо здоров’я, пов’язану із споживанням пектинів та збільшенням насичення, що призвело до зменшення споживання енергії, і дійшла висновку, що даних для встановлення причинно-наслідкових зв’язків недостатньо (тобто заява щодо здоров’я не розглядалася науково обґрунтоване).

Додаткові дослідження взаємозв'язку між пектинами та споживанням енергії (опубліковані після огляду EFSA щодо цієї асоціації в 2010 році), а також існуючі дослідження щодо впливу пектину на промивання, викликане ніацином, підсумовані в розділі 9.5. .