Харчові поліпшувачі та збагачувачі

ПАР, БАД, харчові премікси, білкові

продукти і їх

композити, деякі

природні збагачувачі,

білок-ліпідні комплекси

таін.

Запобігають мікробному чи

окислювальному псуванню

продуктів (консерванти,

антимікробні речовини,

антиокислювачі)

Забезпечують технологічний процес виробництва продуктів

(прискорювачі

технологічних процесів,

розпушувачі, відбілювачі,

піноутворювачі)

Рис. 2.3. Класифікація харчових інгредієнтів

У натуральних функціональних продуктах більшу частину природних мікронут-рієнтів складають функціональні інгредієнти. Спеціальною технологічною обробкою й додатковим включенням у рецептуру певних добавок забезпечується поліпшення якості та харчової цінності продуктів, а також надання їм функціональних чи лікувально-профілактичних властивостей.

До харчових інгредієнтів відносять три категорії харчових речовин, які відрізняються за хімічним складом, фізико-хімічними властивостями, біологічною активністю й харчовою цінністю: харчові технологічні добавки (харчові добавки), біологічно активні або функціональні добавки, харчові поліпшувачі та збагачувачі.

Функціональні властивості харчових продуктів визначаються біологічними та фармакологічними властивостями функціональних інгредієнтів, що входять до їх складу. Такі інгредієнти повинні відповідати наступним вимогам:

• мати природне походження;

• вживатися перорально, як звичайна їжа;

• не знижувати поживних цінностей харчових продуктів;

• бути безпечними з точки зору збалансованого харчування;

• бути корисними для здоров'я, що науково підтверджено, а добові дози ухвалені фахівцями;

• мати точно визначені фізико-хімічні показники, методи дослідження яких відомі та доступні.

На сучасному етапі розвитку харчової науки й технології виділяють наступні групи функціональних інгредієнтів харчових продуктів:

• вітаміни;

• мінеральні речовини;

• глікозиди та ізопреноїди;

• поліненасичені жирні кислоти;

• харчові волокна; олігоцукриди, що не засвоюються, стійкі види крохмалю;

• амінокислоти та пептиди;

• ферменти;

• антиоксиданти;

• пробіотики: лактобактерії й біфідобактерії;

• пребіотики: соєві олігоцукриди, інулін, лактулоза, лактитол, резистентні види крохмалю.

Олігоцукриди

Олігоцукриди, які не засвоюються, містять від 3 до 19 мономерів. Дицукриди (лактулоза, ксилобіоза) мають такі ж властивості, як олігоцукриди і тому їх також включають до тієї групи.

Специфічна біологічна дія олігоцукридів, що не засвоюються, зумовлена тим, що вони є пребіотиками — речовинами, які гідролізуються та не всмоктуються у верхній частині кишечника людини, а потрапляють у незміненому вигляді до товстої кишки, де використовуються як субстрат корисними бактеріями (біфідобактері-ями).

Олігоцукриди здатні знижувати рівень токсичних метаболітів, холестерину, тиск крові, ризик виникнення новоутворювань (табл. 2.1).

Таблиця 2.1

ФІЗІОЛОГІЧНІ ФУНКЦІЇ ОЛІГОЦУКРИДІВ, ЩОНЕ ЗАСВОЮЮТЬСЯ

Олігоцукриди, що не засвоюються, використовуються як добавки в харчових продуктах— молочних, кондитерських, фруктових консервах, напоях, м'ясних та рибних напівфабрикатах.

Концентрати олігоцукридів, що не засвоюються, виробляються у промислових масштабах із соєвих бобів, висівок, жому цукрових буряків, картопляних вичавок,

40

41

клітинних стінок рослин або біотехнологічними методами шляхом ферментативного гідролізу із застосуванням ферментів карбогідраз (табл. 2.2).

Таблиця 2.2

СИРОВИНА ТА ФЕРМЕНТИ, ЩО ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА ОЛІГОЦУКРИДІВ, ЩО НЕ ЗАСВОЮЮТЬСЯ, ШЛЯХОМ ФЕРМЕНТАТИВНОЇ МОДИФІКАЦІЇ

Більшість олігоцукридів, що не засвоюється, мають помірну відновлювальну властивість. Вони є водорозчинними, з високою водопоглинальною здатністю, завдяки чому їх можна використовувати як кріодобавки до харчових продуктів. Окремим спрямуванням можна вважати їх застосування як носіїв ароматизаторів. Вони є сильними інгібіторами ретроградації крохмалю, виконують притаманну жирам роль у забезпеченні реологічних, органолептичних та фізіологічних властивостей їжі.

Олігоцукриди, що не засвоюються, можуть також використовуватися як підсо-лоджувачі у поєднанні з більш інтенсивними замінниками цукру.

Стійкі види крохмалю почали розглядати як функціональні інгредієнти харчових продуктів тільки наприкінці минулого століття. Залежно від ступеню засвоюваності в організмі людини їх поділяють на такі, що повністю засвоюються, частково стійкі та стійкі. Ступінь засвоюваності зумовлений кількістю «залишкових декстринів», що входять до складу.

Крохмаль, що повністю засвоюється, розщеплюється до глюкози та всмоктується у тонкому кишечнику, а стійкі види — надходять до товстої кишки, де піддаються мікробній ферментації. Внаслідок цього утворюються карбонові кислоти — оцтова, пропіонова та масляна. Масляна кислота є енергетичною сировиною для клітин слизової оболонки товстої кишки. Карбонові кислоти засвоюються бактеріями, які живуть у нижніх відділах кишечника, вони є пребіотиками, тобто речовинами, корисними для природної мікрофлори кишечника людини.

Стійкі види крохмалю є важливими компонентами функціональних продуктів, а розробка методів їх одержання — вважається актуальним напрямком харчової технології.

2.3. Резистентні види крохмалю

Резистентні види крохмалю поєднують функціональні властивості харчових волокон і пребіотиків. Вони проявляють також профілактичний ефект у харчуванні

людини. . ^„„л

Резистентні види крохмалю були у 1992 р. визначені EURESTA як «сума крохмалю і продуктів деградації крохмалю, які недоступні для ферментації в тонкій

кишці».

Фізіологічна функціональність резистентних видів крохмалю подібна до харчових волокон. Вони покращують стан товстої кишки і збільшують вихід фекальних мас. У порівнянні з харчовими волокнами резистентні види крохмалю сприяють утворенню бутиратів, які поліпшують роботу товстої і прямої кишки. Крім того, резистентні види крохмалю впливають на обмін речовин, зменшуючи рівень глюкози в крові, що сприяє зниженню маси тіла. Як наслідок, резистентні види крохмалю відносяться до класу пребіотиків і служать субстратом для мікрофлори шлунково-кишкового тракту. Резистентні види крохмалю поділяють на 4 типи:

_# RS 1 — фізіологічно недоступний крохмаль, який локалізується в рослинних
клітинах цілих і частково зруйнованих зерен;

_# RS 2 — природні бананові, високоамілозні кукурудзяні й горохові види крох
малю; .

_# RS 3 —• кристалічні види крохмалю, які утворюються внаслідок ретроградації

желатинозувальних видів крохмалю;

# RS 4 — деякі хімічні модифіковані види крохмалю.
Резистентні види крохмалю відносять до перспективних пребіотиків.

F. Prauns і співавтори вважають, що підвищений вміст резистентних видів крохмалю у дієті знижує ризик виникнення запальних процесів у тонкій кишці й раку.

Товста кишка — місце розміщення особливої бактеріальної екосистеми людини. Самим важливим фізіологічним ефектом резистентних видів крохмалю в товстій кишці є їх метаболізм під дією ферментів. Ферментація поліцукридів дає енергію, яка сприяє росту бактеріальної мікрофлори, утворенню інертних газів (С0₂, метан, водень) і коротколанцюгових жирних кислот (сприяють зниженню ризику росту ракових клітин). Частина резистентних видів крохмалю виділяється з організму практично у незміненому стані. Резистентні види крохмалю можна вважати харчовими добавками або природними компонентами їжі, які сприятливо впливають на стан здоров'я людини, особливо підвищують імунітет.

Серед харчових добавок виділяють техно-функціональні інгредієнти.

42

43

Асортимент нових техно-функціональних інгредієнтів включає:

• хлібопекарні ферменти, у складі яких дві нові бактеріальні ксиланази, що вилучені із мікроорганізмів Bacillus Subtilis;

• два види пшеничного глютена, які поліпшують випікання хліба й гідратацію тіста;

• жирову начинку з високою функціональністю та мономорфною структурою, яка сприяє підвищенню в 2 рази тривалості зберігання;

• бар'єрні системи, які перешкоджають міграції вологи в багатошарових харчових продуктах;

• високосортні складні ефіри цукрози, що використовуються у виробництві хлібобулочних і кондитерських виробів та приготуванні соусів;

• порошкоподібний емульгатор, який відрізняється рівномірним розподілом у тісті і має довготривалий термін зберігання;

• препарати для розподілу смакових речовин і консервантів;

• інгредієнти для покриття глазур'ю шоколаду;

• ферменти для покращення обробки харчового борошна;

• гідролізоване пшеничне борошно для включення в рідину на основі молока, фруктових соків і води;

• волокна рисового борошна для включення у рецептуру хліба;

• казеїнати з низькою в'язкістю для покращення бродіння;

• харчові фосфати, які використовують у разі коптіння, а також у молочних продуктах і хлібобулочних виробах.

Харчові волокна

Харчові волокна (сума поліцукридів та лігніну) відносять до пребіотиків, які не перетравлюються ендогенними секретами шлунково-кишкового тракту людини: Вони поділяються на три групи:

1. Харчові волокна, які ферментуються бактеріями: пектин (овочі, фрукти); камеді— водорозчинні клейкі поліцукриди, які складаються з глюкози, галактози, манози, арабінози, рамнози та їх уронових кислот; слизі — поліцукриди із насіння льону, морських водоростей; геміцелюлоза (злакові, кукурудза).

2. Харчові волокна, які частково ферментуються бактеріями: целюлоза, геміцелюлоза.

3. Неферментовані волокна: лігнін.

Вміст харчових волокон у продуктах неоднаковий. Середня кількість (1—1,9 г/100 г продукту) міститься у моркві, солодкому перці, петрушці, редисі, гарбузах, дині, чорносливі, лимоні, апельсинах, брусниці, квасолі, гречаній та перловій крупах, житньому хлібі. Більш високий вміст (2—3 г/100 г продукту) виявлений у часнику, журавлині, червоній та чорній смородині, чорноплідній горобині, хлібі з білково-висівкового борошна. Більш як 3 г/100 г продукту харчових волокон міститься у кропі, куразі, полуниці, малині, чаї (4,5 г/100 г), вівсяному борошні (7,7 г/100 г), пшеничних висівках (8,2 г/100 г), сушеній шипшині (10 г/100 г), смажених зернах кави (12,8 г/100 г), вівсяних висівках (14 г/100 г).

Харчові волокна мають численні фізіологічні ефекти, які визначають нормальне функціонування організму:

1. Утримують воду і тим самим збільшують осмотичний тиск у порожнині шлунково-кишкового тракту, масу та об'єм фекалій, нормалізують електролітичний

склад кишкового вмісту внаслідок чого стимулюється моторика шлунково-кишкового тракту.

2. Мають високу сорбційну активність, чим пояснюється їх виражений детокси-каційний ефект.

3. Мікрофлора товстої кишки, яка перетравлює ферментовані та частково ферментовані волокна, отримує енергетичний та пластичний матеріал для свого росту і проліферації.

4. Коротколанцюгові жирні кислоти, які утворюються в результаті активності мікрофлори, необхідні для нормального функціонування та репарації колоноцитів.

Добова потреба у харчових волокнах дорослої людини становить 20—35 г, але реально середньостатистичний європеєць отримує їх не більше 13 г. Недостатність харчових волокон у раціонах призводить до ряду патологічних станів, так або інакше пов'язаних з порушенням мікрофлори кишечнику. З дефіцитом харчових волокон у раціоні пов'язують розвиток таких хвороб, як рак товстої кишки, жовчно-кам'яна хвороба, цукровий діабет, ожиріння, ішемічна хвороба серця, тромбоз судин нижніх кінцівок та ін.

Досить поширеними є багатокомпонентні пребіотичні препарати, які називають «симбіотиками» або «мультипробіотиками». Вони сприяють імплантації внесених пробіотиків та стимулюють життєдіяльність власної мікрофлори організму.

Синбіотиками називають лікувально-профілактичні препарати та харчові продукти, що містять комплекси пробіотиків та пребіотиків.

Основні групи синбіотиків — це молочні та кисломолочні напої, фруктовий напій з молочнокислими бактеріями і толокном, біфідобактерії спільно з фруктоолі-гоцукридами, молочні бактерії спільно з галактоолігоцукридами і біфідобактерії спільно з лактитолом.

У зв'язку з розширенням функцій мікроорганізмів у проектуванні харчових продуктів, виникають певні складнощі.

Науково-практичними напрямками, що пов'язані з мікробною екологією, є:

• розробка експресних молекулярних методів дослідження складу й активності мікробіоценозів людини і тварин;

• пошук нових пребіотичних функціональних субстанцій;

• дослідження і деталізація молекулярних, біохімічних та інших механізмів ефективності пробіотиків, пребіотиків і синбіотиків у профілактиці, лікуванні;

• поглиблення оцінки безпеки пробіотичних препаратів і продуктів харчування, що використовуються людиною;

• дослідження можливості використання представників нормальної мікрофлори в якості носіїв під час конструювання різного роду бактеріальних і вірусних вакцин;

• створення сучасних біотехнологічних підприємств з виробництва пребіотиків, синбіотиків, стартових заквасок прямого внесення, антибіотиків, імуномодуляторів, вітамінів, біогенноактивних пептидів на основі представників нормальної анаеробної мікрофлори людини і тварин.

Харчові волокна (клітковина, дієтичні, рослинні, грубі, баластні речовини) — це комплекс біополімерів, який формує стінки рослинних клітин. До харчових волокон відносяться речовини різної хімічної природи (рис. 2.4).

Молекули целюлози — лінійні полімери, що складаються із залишків J3-D-глюкози, з'єднаних Р-1,4-глікозидними зв'язками. Геміцелюлоза—це розгалужені поліцукриди, які містять у своєму складі залишки пентоз і гексоз. Лігнін — полімер ароматичних спиртів, пектини — складні комплекси колоїдних поліцукридів. Молекули пектинів складаються із залишків a-D-галактуронової кислоти.

45

Лігнін

Харчові волокна

Поліцукриди

Білкові речовини

• нормалізують мікрофлору кишечника — знижується ризик захворювання дисбактеріозом;

• уповільнюють гідроліз вуглеводів, нормалізують рівень глюкози в крові (знижується ризик захворювання на діабет);

• нормалізують проходження хімусу кишечником (знижують ризик онкологічних захворювань, запорів, геморою, дивертикульозу);

• проявляють пребіотичну дію (сприяють бактеріальному синтезу вітамінів В_ь В₂, В₆, РР) (рис. 2.5 і 2.6).

Геміцелюлози

Рис. 2.4. Класифікація харчових волокон за хімічною природою

Більшість населення земної кулі з'їдає не більше 25 г харчових волокон на добу, з яких 10 г з хлібом та іншими продуктами із злаків, близько 7 г— з картоплею, 6 г — з іншими овочами і лише 2 г — з фруктами і ягодами.

Класифікація харчових волокон. Існує декілька класифікацій харчових волокон. Згідно з будовою полімерів вони поділяються на гомогенні (целюлоза, пектин, лігнін, альгінова кислота) і гетерогенні (целюлозолігніни, геміцелюлозо-целюлозо-лігніни, холоцелюлози та ін.). Залежно від виду сировини, з якої отримують харчові волокна, їх поділяють на харчові волокна із нижчих (водорості, гриби) і вищих рослин (злаки, трави, деревина); за фізико-хімічними властивостями — на розчинні у воді (пектини, камеді, розчинні геміцелюлози, протопектин, лігнін, стійкі види крохмалю).

Згідно з особливостями фізіологічної дії харчових волокон, вони класифікуються як ті, що впливають на: обмін ліпідів (харчові волокна пшеничних висівок, трав, виноградних вичавок, пектини, целюлоза, лігнін); обмін вуглеводів (харчові волокна трав, пектини, р-глюкани та ін.); обмін амінокислот і білків (глюкоманани); обмін мінеральних та інших речовин (харчові волокна пшеничних висівок, буряку та ін.).

Властивості харчових волокон. Біологічна цінність харчових волокон обумовлена їх фізико-хімічними властивостями. Надзвичайно важливу роль відіграють харчові волокна у функціонуванні товстої кишки.

Основними властивостями харчових волокон є:

• здатність утримувати воду — перше місце займають волокна пшеничних висівок, далі йдуть волокна моркви і яблук, баклажанів, капусти, груш, зеленого горошку та ін.;

• адсорбційний ефект — зв'язують і виводять з організму жовчні кислоти, адсорбують різноманітні метаболіти, токсини, електроліти, важкі метали та інші ксено-біотики;

• джерело енергії— 50 % харчових волокон під дією бактерій розпадається до жирних кислот, діоксиду вуглецю, водню й метану;

• антиканцерогенна дія— зв'язують рецептори та естрогени епітелію молочної залози й товстої кишки, блокуючи проліферацію клітин під дією естрогенів;

• позитивно впливають на обмін ліпідів — забезпечують профілактику серцево-судинних захворювань та ожиріння;

Приймання їжі

Розщеплення корисних інгредієнтів у травній системі

- І

Всмоктування через епітеліальні клітини в тонкому кишечнику

Нерозчинні волокна

Дезінтеграція під дією бактерій

X

Водне утримування волокон у товстій кишці

І—і----------------

Збільшення маси продуктів травлення, скорочення часу проходження

Рис. 2.5. Дія харчових волокон у кишечнику

Дія волокон

і

Зменшувана

X

» Здоровому стану зубів » Втамування голоду

>Збільшення маси відходів

>Поліпшення стану кишкової флори » Екстрагуванню жовчних кислот

Рис. 2.6. Специфічні ділянки фізіологічної дії волокон

Враховуючи важливу роль харчових волокон у харчуванні, зростає необхідність збагачення виробів ними та їх компонентами. Добова потреба у харчових волокнах складає 25 г.

Багато клітковини містять бобові (3,9—5,7 %), вівсяна крупа (2,8 %), толокно (1,9%), зерно (2,3%), морква, томати, гарбуз (1,2%), картопля, гречана крупа (1,1 %), хліб пшеничний із цілого зерна (2,0 %).

Харчові волокна VITACEL протягом багатьох років успішно використовують виробники кондитерських і хлібобулочних виробів у Європі та інших країнах світу. За даними виробників, вони відрізняються багатофункціональністю й високою якістю.

Рослинні харчові волокна VITACEL отримують термомеханічним способом із структуроутворюючих частин вівса, а також із вичавок яблук. Вони характеризуються високим (до 97 %) вмістом баластних речовин. У порівнянні з традиційним джерелом дієтичних волокон (висівками) — харчові волокна VITACEL мають наступні переваги:

• не містять фітокислот;

• мають нейтральний смак і визначену довжину;

• вони м'які й гнучкі;

• здатні зв'язувати воду.

Харчові волокна характеризуються наступними функціональними властивостями:

• висока зв'язуюча й водоутримуюча здатність — 1:3—1:7;

• ефективний загусник;

• знижує міграцію вологи із начинки в продукт;

• добрий стабілізатор;

• надає сипкість сумішам;

• збагачує продукти баластними речовинами;

• знижує енергетичну цінність.

Харчову пшеничну клейковину VITACEL отримують особливим фізико-хімічним способом із вегетативної частини рослини. VITACEL має капілярну структуру, тому приєднання вологи проходить не лише на поверхні волокон, але й всередині капілярів, з міцним її утримуванням.

Крім волого- (1:7) і жирозв'язуючої (1:4) здатності, VITACEL має ряд інших властивостей: нерозчинність у воді й жирі, термостабільність, адгезія, нейтральність смаку й запаху, але має у своєму складі генетично модифіковані компоненти. VITACEL — структуроутворюючий компонент для сосисок, сардельок, ковбас, січених напівфабрикатів, паштетів, а в заморожених продуктах попереджує утворення кристалів льоду, які руйнують м'ясний білок під час розморожування, завдяки чому виключаються втрати м'ясного соку.

За рахунок розглянутих властивостей пшеничну клітковину рекомендують не лише як баластну речовину і для зниження енергетичної цінності, але і як функціонально складову частину рецептур різних продуктів.

Фірма «Могунція» поставляє в Україну різноманітні типи VITACEL, які наведені в табл. 2.3.

Всі представлені типи мають однаковий хімічний склад і розрізняються лише довжиною волокон та різною волого- і жирозв'язуючою здатністю:

WF-200 — ступінь зв'язування вологи 1:5—7 і жиру 1:3—4;

WF-400 — ступінь зв'язування вологи 1:7—11 і жиру 1:5—6;

WF-600 — для ін'єкціонування (додають до 1 % у розсіл).

Харчові волокна можуть бути важливою складовою продуктів «здорового харчування» (табл. 2.4).

Таблиця 2.3

Поиск по сайту: