что относится к пищевым волокнам
Клетчатка
В переводе с латинского «клетчатка» означает «нить, веревка, волокно», и принадлежит к питательным веществам, которые не расщепляются ферментами желудочно-кишечного тракта.
Что такое клетчатка?
Клетчатка – это разновидность углеводов, но, в отличие от других веществ группы, она не может быть расщеплена на усваиваемые молекулы глюкозы.
Таким образом, волокно проходит через весь пищеварительный тракт практически в неизмененном виде. Тем не менее на своем пути клетчатка делает много работы. Это вещество имеет огромное значение для правильного пищеварения и коррекции веса, регулирования сахара и уровня холестерина в крови. Также есть мнение, что клетчатка является одним из факторов, предотвращающих развитие рака. Некоторые говорят о ней, как о субстанции, продлевающей молодость организма.
Суточные нормы
Исследователи говорят, что среднестатистическая женщина ежедневно употребляет около 13 г клетчатки, а мужчины – примерно 17 г. Между тем, диетологи установили, что клетчатка настолько важна для человека, что должна ежедневно присутствовать в рационе. При этом мужчины до 50 лет должны употреблять примерно 38 г клетчатки в день, старше – около 30 граммов. Женщинам до 50-летнего возраста рекомендуют ежедневно употреблять около 25 г вещества, и достаточно 21 г в день дамам после 50-ти. Обеспечить себя этими порциями нетрудно, если суточный рацион содержит целые фрукты и овощи, орехи и семена.
Необходимое количество клетчатки для детей определяется, учитывая возрастные категории: дети до 3 лет должны получать по 19 г вещества в сутки, 4-8 лет – около 25 г в день, девочки 9-18 лет – по 26 г, мальчики 9-13 лет – по 31 г, юноши 14-18 лет – по 38 г.
Диетологи говорят, что соотношение нерастворимой клетчатки к растворимой должно быть 75 % к 25 %. Но поскольку многие продукты (геркулес, отруби, семена льна и другие) содержат в себе два типа пищевых волокон, не стоит специально заниматься высчитыванием пропорций.
Растворимые волокна против нерастворимых
Пищевое волокно состоит из некрахмальных полисахаридов, таких как целлюлоза, декстрины, инулин, лигнин, хитин, пектины, бета-глюканы, воски и олигосахариды.
Существуют два основных вида клетчатки: растворимая и нерастворимая.
Растворимое волокно
Растворимая клетчатка, как выплывает из названия, растворяется в водной среде, а проходя через пищеварительный тракт, поддается ферментированию, после чего приобретает желеобразную консистенцию. Она замедляет процесс пищеварения, в результате чего чувство сытости сохраняется на протяжении более длительного времени. Благодаря этой способности помогает контролировать аппетит, а значит, и вес.
Преимущества растворимого волокна:
Продукты, содержащие растворимое волокно: мякоть фруктов, бобы, горох, морковь, овес, льняные семена. Все эти продукты в организме растворяются до гелеобразной текстуры.
Нерастворимое волокно
Преимущества нерастворимой клетчатки:
Нерастворимые волокна сохраняют свою форму на всех этапах пищеварения. Ускоряет прохождение пищи через ЖКТ и ее выведение, чем предотвращает запоры. Пример нерастворимой клетчатки – гемицеллюлоза, целлюлоза и лигнин.
Продукты, богатые клетчаткой нерастворимого типа: овощи и фрукты (кожура), бобы, зелень, орехи, семена.
Многие продукты содержат в себе как растворимую, так и нерастворимую клетчатку. Но пропорции в них варьируются. Меж тем, вещества из обеих категорий с пользой сказываются на работе организме.
Польза для человека
Регулярное потребление клетчатки весьма важно для здоровья организма. Например, известно, что потребление растворимой клетчатки защищает от развития кардиологических болезней, в частности за счет снижения концентрации холестерина. Нерастворимое вещество уменьшает риск возникновения запоров, колитов, рака толстой кишки, геморроя. Исследователи говорят, что потребление продуктов, богатых клетчаткой, снижает риск возникновения дивертикулита (образования в виде небольших выпячиваний на толстой кишке). Также с помощью пищевого волокна можно избавиться от синдрома раздраженного кишечника. Люди с диабетом, потребляющие много этого вещества, как правило, нуждаются в меньшем количестве инсулина. Благотворно сказывается на работе почек и желчного пузыря, в частности предотвращает формирование камней в органах.
Клетчатка и…
…холестерин
Пищевое волокно помогает снизить уровень холестерина. Процесс переваривания пищи требует желчных кислот, которые частично состоят из стерина. Чтобы улучшить пищеварение, печень тянет холестерин из крови для создания желчных кислот, тем самым уменьшая концентрацию так называемого «плохого» холестерина.
…здоровье сердца
Также обнаружена связь между потреблением клетчатки и риском сердечного приступа. У людей, чье питание базируется на продуктах, богатых клетчаткой, риск возникновения кардиологических болезней снижается на 40%. И достаточно увеличить свою ежедневную порцию клетчатки на 7 граммов, чтобы риск инфаркта снизился на 7%.
…сахар в крови
Исследования показали связь между клетчаткой и уровнем глюкозы в крови. Американские ученые заметили, что повышенное потребление волокон клетчатки может снизить уровень глюкозы. Кроме того, риск развития сахарного диабета снижается у людей, потребляющих достаточное количество клетчатки ежедневно. Растворимая клетчатка помогает замедлить расщепление углеводов и поглощение глюкозы, чем помогает контролировать уровень сахара в крови.
Исследования, проведенные в 2011 году, показали потенциальную взаимосвязь между количеством потребляемой клетчатки и риском возникновения злокачественных образований. Затем группа ученых провела контрольный опыт на животных, и в этот раз исследователи установили, что подобная связь все-таки существует, но при условии наличия в кишечнике правильной микрофлоры. В таком случае клетчатка реагирует с бактериями в нижней части толстого кишечника. В результате брожения вырабатывается реагент под названием бутират. Именно это вещество вызывает саморазрушение раковых клеток.
Но это не единственный вид онкозаболевания, на который влияет клетчатка. Недавно ученые из Небраски огласили результаты еще одного исследования. По их мнению, клетчатка, как ни странно, способна предотвращать и рак легких. По итогам исследования было обнаружено, что 68 процентов из тех, кто потреблял по 18 г и больше клетчатки в сутки, могли похвастаться отличным состоянием легких. Также любители продуктов, содержащих клетчатку, оказались лучшими в еще одном тестировании – на объем легких. Как объяснить такую взаимосвязь, ученые пока не знают.
…долголетие
По мнению многих ученых, секрет долголетия кроется именно в пищевом волокне. А американские эпидемиологи считают, что продукты с высоким содержанием клетчатки способны снизить уровень смертности. И добавляют: особенно полезна для человека клетчатка пшеничная и продукты из цельного зерна. Результат 14-летнего наблюдения показал, что люди, в чьем рационе содержатся эти продукты, на 19 процентов меньше подвержены риску смерти. Кстати, некоторые исследования говорят о том, что в древности в рацион наших предков входило как минимум 60 г пищевого волокна в сутки.
…аллергия
Помимо всего сказанного, есть мнение, что клетчатка также играет определенную роль для предотвращения пищевых аллергий. Эта теория опять-таки объясняется взаимосвязью между клетчаткой и кишечными бактериями.
Ученые предполагают, что к пищевым аллергиям, в частности вызванным арахисом, ракообразными и моллюсками, склонны люди с нарушенной микрофлорой кишечника. А пищевое волокно активизирует размножение бактерии клостридии, от которой собственно зависит правильная работа органа.
Список продуктов с полезной клетчаткой для людей с пищевыми аллергиями: яблоки, груши, дыня, морковь, картофель, брюква, брокколи, зеленая фасоль, тыква, кабачки. У них растительная клетчатка представлена в высокой концентрации и в то же время являются гипоаллергенными продуктами.
…астма
Аналогичное объяснение касается и эффективности клетчатки в лечении астмы. Одна из причин развития аутоиммунных болезней состоит в том, что в результате сбоя пищеварения частицы попадают из кишечника в кровоток и вызывают воспаления. Опыт, проведенный на крысах, показал, что более интенсивное потребление пищевого волокна уменьшает астматические воспаления.
…похудение
Долго удерживая чувство сытости, волокно помогает избавляться от лишнего веса. Поэтому все диеты для лиц с ожирением должны содержать максимальное количество пищевых волокон. Средняя суточная норма потребления пищевого волокна в таком случае должна составлять около 60 г. При этом можно прибегнуть к использованию аптечной клетчатки. Ее можно пить самостоятельно: разводить столовую ложку вещества стаканом воды и выпивать за 30 минут до еды (но не больше 6 столовых ложек в день). Более приятный способ – добавлять вещество в готовые блюда (супы, бульоны, йогурты, салаты). Существует диета, суть которой в том, чтобы выпивать литр кефира и 6 столовых ложек клетчатки в день. Это диетическое меню можно применять как 1-дневную разгрузку либо соблюдать на протяжении нескольких суток.
…здоровая кожа
Клетчатка, содержащаяся в подорожнике, способствует выведению из организма бактерий и грибков, вызывающих прыщи и сыпь. Так, по крайней мере, утверждают некоторые исследователи. Есть и многие другие причины, по которым следует употреблять достаточное количество этого вещества. К примеру, большинство продуктов с клетчаткой содержат высокую концентрацию витаминов и других питательных веществ, необходимых для поддержания здоровья кожи.
Клетчатка в форме добавок
Люди, желающие значительно увеличить количество потребляемой клетчатки, прибегают к помощи всяческих биодобавок. Но диетологи напоминают, что волокно из биодобавок не столь полезно, как натуральное вещество из пищи. Подобные дополнения могут быть полезными людям с нарушениями пищеварения, в частности для избавления от запоров. Также биодобавки такого рода полезны для похудения, снижения холестерина и стабилизации сахара в крови.
Но, прибегая к использованию волокна в виде биодобавок, надо быть готовыми к метеоризму. Кроме того, вещество влияет на биоактивность некоторых препаратов, в том числе и аспирина.
Диета, богатая клетчаткой
Диетическое питание, богатое клетчаткой, очень полезно для здоровья. Но переходить на новую программу питания важно постепенно, добавляя по 5 г вещества в сутки. Более быстрый переход может вызвать вздутие живота, спазмы, диарею. Также диетологи из Мичиганского университета советуют на время приема клетчатки немного уменьшить количество кофеинсодержащих напитков. Кофеин действует на организм как мочегонное средство, а потери жидкости на фоне потребления большого количества клетчатки чреваты запорами.
Пополнить рацион поможет клетчатка пищевая, не обязательно сразу прибегать к приему биодобавок. Для этого стоит обратить внимание на фрукты и ягоды. В идеале их надо потреблять небольшими порциями на протяжении всего дня. Следующая рекомендация диетологов – начинать день с овсянки или отрубей с ягодами. Что касается белковой пищи, то кроме мяса, важно включить в рацион растительные протеины (фасоль, бобы, чечевицу), которые также являются превосходными источниками волокна. На ужин, обогащенный клетчаткой, идеально подойдут блюда из брокколи, зелень, кукуруза, макаронные изделия из цельного зерна, а также коричневый рис.
Варианты насыщенного клетчаткой меню
Когда надо урезать порции клетчатки
От клетчатки может быть польза и вред. Последнее возникает, когда не прислушиваться к советам врачей. Так вот, иногда возникают ситуации, когда людям, по крайней мере, на некоторое время стоит придерживаться диеты с низким содержанием волокна. Это обычно касается лиц, проходящих химиотерапию, после облучения или до/после хирургических операций. В таких случаях необходимо обеспечить отдых желудочно-кишечному тракту. А вот людям с болезнью Крона, воспалениями кишечника, дивертикулезом и язвенным колитом придерживаться диеты с низким содержанием клетчатки придется на протяжении более длительного времени.
Хронические болезни ЖКТ, диарея, метеоризм, рефлюкс, пищевые аллергии и непереносимость некоторых продуктов служат причиной для снижения потребления клетчатки.
В таких случаях следует избегать бобовых, цельного зерна, сырых овощей и фруктов. Также не стоит злоупотреблять мясом, кофеином, жареной и острой пищей, урезать порции какао и орехов. Вместо этого лучше сделать упор на очищенное зерно, проваренные овощи, спелые дыни, персики, сливы, бананы и абрикосы.
Чрезмерное потребление волокна: польза и вред
Клетчатка является одним из главных питательных веществ для организма. Придерживаясь рекомендуемых суточных норм, можно добиться отличных результатов. Но в то же время употребления клетчатки в больших количествах, не соблюдая некоторых правил, может вызвать неприятные побочные эффекты. Исследования показали, что потребление клетчатки в слишком большом количестве может увеличить риск таких болезней, как дивертикулез (кишечные выпячивания). К тому же пища, чрезмерно насыщенная волокном, несет вред больному кишечнику.
Едите много клетчатки, пренебрегая другими питательными веществами? Тогда будьте готовы к дефициту полезных элементов. Многие продукты, содержащие клетчатку, имеют в своем составе много углеводов и очень мало белков и жиров. Предотвратить дисбаланс помогут протеиносодержащие блюда и полезные липиды. Также важно знать, что пищевое волокно препятствует усвоению витамина В2.
Клетчатка известна, как вещество облегчающее пищеварение. И это правда. Но потребление крайне высоких доз может сыграть злую шутку и повлиять на организм противоположным образом. Среди последствий избыточного потребления волокнистой еды – спазмы в животе, диарея, вздутие и даже закупорка кишечника.
Есть мнение, что регулярное потребление больших порций клетчатки препятствует всасыванию таких минералов как железо, цинк, магний и кальций. Такой эффект вызывают нерастворимые вещества. Поэтому диетологи рекомендуют, помимо приема волокна, пить много воды и употреблять другие продукты, богатые полезными веществами.
Как правильно принимать клетчатку
Как вы уже поняли, клетчатка организму необходима ежедневно и в правильном количестве. Она, словно щетка, вычищает все ненужное, но вмести с тем, помогает пищеварительной системе, да и не только ей, выполнять свои функции. Ну а когда организм работает, как отлаженный механизм, то и внешность от этого только выигрывает.
Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru
Пищевые волокна и клетчатка
ПИЩЕВЫЕ ВОЛОКНА
ЗНАЧЕНИЕ ПИЩЕВЫХ ВОЛОКОН В ПИТАНИИ
Для сохранения здоровья человеку необходимо кормить не только себя, но и населяющие желудочно-кишечный тракт микроорганизмы.
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПИЩЕВЫХ ВОЛОКНАХ
Согласно широко принятому определению, принятому в Codex Alimentarius в 2009 году, пищевые волокна считаются съедобными углеводными полимерами с тремя или более мономерными единицами, которые устойчивы к эндогенным пищеварительным ферментам и, следовательно, не гидролизуются и не всасываются в тонком кишечнике.
Согласно Методическим рекомендациям МР 2.3.1.2432-08 (Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации) в группу пищевых волокон входят полисахариды, в основном растительные, которые в незначительной степени перевариваются в толстом кишечнике и существенно влияют на микробиоциноз, а также процессы переваривания, усвоения и эвакуацию пищи.
Физиологическая потребность в пищевых волокнах для взрослого человека составляет 20 г/сутки, для детей старше 3 лет 10-20 г/сутки.
Так, они удерживают воду, предотвращая образование каловых камней, влияя тем самым на осмотическое давление в желудочно-кишечном тракте, электролитный состав кишечного содержимого и массу фекалий, увеличивая их объем и вес, стимулируя в конечном итоге моторику желудочно-кишечного тракта.
Благодаря нормализации работы желудочно-кишечного тракта пищевые волокна препятствуют возникновению и развитию рака толстой кишки и других отделов кишечника. Высокие абсорбционные свойства и антиоксидантная активность способствуют выведению эндо- и экзотоксинов из организма. Пищевые волокна формируют гелеобразные структуры, ускоряя опорожнение желудка и скорость прохождения пищи через желудочно-кишечный тракт. Наконец, пищевые волокна препятствуют возникновению и развитию атеросклероза, гипертонии и диабета.
Преимущественная локализация пищевых волокон в оболочке семян, кожуре плодов и корнеплодов определяется защитными функциями, обеспечивающими сохранность плода и создающими оптимальные условия для прорастания зерна. Когда речь заходит о роли пищевых волокнах в здоровье человека, то, прежде всего, вспоминают их способность защищать организм от рака прямой кишки. Впервые на эту взаимосвязь обратил внимание Беркитт, отметивший удивительный факт крайне низкой частоты рака прямой кишки у населения большинства стран Африки, где диета богата пищевыми волокнами и витаминами. Существуют и другие не менее впечатляющие факты.
В Лос-Анджелесе у не пьющих и не курящих молочных вегетарианцев частота рака прямой кишки на 70 % ниже, чем у белого населения, проживающего в таких же экологических условиях. Число случаев рака прямой кишки резко возрастает у поляков и венгров, пуэрториканцев и японцев, приехавших на жительство в США и поменявших национальную диету, богатую пищевыми волокнами, на западную, характеризующуюся высокой степенью очистки продуктов питания (от пищевых волокон) и сравнительно большим потреблением жира.
Стремясь очистить продукты питания от неприглядных пищевых волокон, человек получил белоснежную муку, светлый рис, нежные тушеные овощи, сахар. Последствия, как мы видим, оказались катастрофическими. Вот характерный пример. В первую мировую войну команда самого быстроходного немецкого военного корабля-рейдера успешно пиратствовала в водах Атлантического океана. Это были сильные, молодые, хорошо обученные моряки немецкого флота. Захватывая корабли, они брали самые ценные по тем временам очищенные продукты (сахар, муку). В итоге через 8 месяцев такой жизни половина команды слегла, не будучи способной выполнять свои обязанности. В результате рейдер вошел в нейтральные воды Нью-Йорка и сдался.
В природе регулирование процессов расщепления и всасывания углеводов, выведение токсичных веществ из организма осуществляется посредством клетчатки пищи, или пищевых волокон. При недостатке последних создаются условия накопления сахара в крови (развитие сахарного диабета), повышения артериального давления, накопления токсических веществ, развитие рака прямой кишки.
Большую роль в возникновении рака прямой кишки играет высокое потребление жира, способствующее увеличению синтеза холестерина и желчных кислот печенью. В кишечнике они превращаются во вторичные желчные кислоты, производные холестерина и другие потенциально токсические соединения. Известно, что эти соединения разрушают слизистую прямой кишки, влияют на вязкость клеточных мембран и метаболизм простагландинов. Пищевые волокна, не усваиваясь организмом, способствуют перистальтике кишок, исключая застойные явления и связанные с ними токсикозы.
В целом антиканцерогенный эффект пищевых волокон связывают с:
Соответствующие БАДы изготавливают из лузги зерна (самый распространенный пример – это пшеничные отруби), всевозможных жмыхов (сахарной свеклы, подсолнечника, амаранта, стахиса), люцерны, семян подорожника, и даже опилок сосны. И одновременно с этим выбрасывают кожуру овощей и фруктов, используют в пище высоко очищенное зерно, редко включая в рацион питания овощные блюда. Игнорируется важнейший экологический закон Коммонера: ≪Природа знает лучше≫, – что предполагает, что продукты растительного происхождения с высоким содержанием пищевых волокон являются оптимальными для здоровья человека.
Роль пищевых волокон в питании современного человека особенно велика в связи с тем, что мы живем в эпоху глобального экологического кризиса, когда, помимо естественных токсических веществ, образующихся при переваривании пищи (метаболитов холестерина и желчных кислот), огромное количество токсикантов попадает в организм извне с пищей, вдыхаемом воздухом, водой. Это и пестициды, и тяжелые металлы, и радионуклиды. Для выведения таких веществ из организма пищевые волокна оказываются незаменимы. Между тем при норме потребления 20-35 г в день жители Европы получают с пищей пищевых волокон не более 15 г.
Отсутствие ПВ в диете может привести к ряду патологических состояний, многие из которых так или иначе связаны с нарушением состава микрофлоры кишечника. С дефицитом ПВ связывают развитие ряда заболеваний и состояний, таких как рак толстой кишки, синдром раздраженного кишечника, запоры, желчекаменная болезнь, сахарный диабет, ожирение, атеросклероз, ИБС, варикозное расширение вен и тромбоз вен нижних конечностей и др.
Важнейшими источниками пищевых волокон для человека среди овощных культур являются бобовые, шпинат, капуста.
Исследования добавления в пищу овощей и фруктов показали, что такая коррекция рациона сама по себе приводит к снижению потребления жиров и рафинированных углеводов. Эти данные подтверждают предположение, что решение проблемы избыточного веса путем потребления в большем количестве овощей и фруктов является более предпочтительным подходом, чем путем ограничения в питании.
Овощные культуры широко используются для получения функциональных продуктов питания, обладающих пребиотическими свойствами. Хорошо известно, что микрофлора кишечника во многом определяет здоровье человека. Пребиотики, такие как пищевые волокна, олигосахариды и инулин, являются компонентами пищи, не разрушаемыми в желудочно-кишечном тракте, и обеспечивающими избирательное стимулирование роста и активности полезных бактерий кишечника, таких как бифидо- и лактобактерии.
Функциональные олигосахариды составляют промежуточную группу между простыми сахарами и полисахаридами и являются пищевыми волокнами и пребиотиками. Наиболее изучены пребиотические свойства таких олигосахаридов (фруктоолигосахариды, глюкоолигосахариды, изомалтоолигосахариды, олигосахариды сои, ксилоолигосахариды и малтитол).
Эти соединения
Ожирение и диабет 2-го типа являются типичными заболеваниями современного западного общества. Диетические рекомендации при этих заболеваниях включают увеличение потребление пищевых волокон, контролирующих выделение глюкозы (Bennett et al., 2006). Диетические волокна связывают желчные кислоты и предотвращают их реабсорбцию в печени, таким образом, ингибируя синтез холестерина. Отдельные авторы также отмечают, что функциональные олигосахариды улучшают абсорбцию воды и электролитов в малой кишке, что снижает случаи диареи и сокращает сроки лечение.
2. КОРОТКО О КЛЕТЧАТКЕ
Компоненты клеточной оболочки являются продуктами жизнедеятельности клетки. Они выделяются из цитоплазмы и претерпевают превращения на поверхности плазмалеммы. Первичные клеточные стенки содержат из расчета на сухое вещество: 25% целлюлозы, 25% гемицеллюлозы, 35% пектиновых веществ и 1—8% структурных белков. Однако цифры весьма колеблются. Так, в состав клеточных стенок колеоптилей злаков входит до 60—70% гемицеллюлоз, 20—25 % целлюлозы, 10% пектиновых веществ. Вместе с тем клеточные стенки эндосперма содержат до 85% гемицеллюлоз. Во вторичных клеточных стенках больше целлюлозы. Остов клеточной оболочки составляют переплетенные микро- и макрофибриллы целлюлозы.
Целлюлоза, или клетчатка (С6Н10О5)n, представляет собой длинные неразветвленные цепочки, состоящие из 3—10 тыс. остатков D-глюкозы, соединенных b-1,4-гликозидными связями. Молекулы целлюлозы объединены в мицеллу, мицеллы объединены в микрофибриллу, микрофибриллы объединены в макрофибриллу. Макрофибриллы, мицеллы и микрофибриллы соединены в пучки водородными связями. Структура микро- и макрофибрилл неоднородна. Наряду с хорошо организованными кристаллическими участками имеются паракристаллические, аморфные.
3. Классификация неперевариваемых углеводов (пищевых волокон)
Пищевые волокна поступают в организм человека с растительной пищей.
Существует шесть основных типов ПВ (схема 1). Химический анализ показал, что в основном это полисахариды. Но с этих позиций дефиниция волокон будет недостаточной, т.к. в диете присутствуют и другие полисахариды, например крахмал. Наиболее точно называть большинство фракций волокон некрахмальными полисахаридами. Далее они могут быть разделены на целлюлозу и нецеллюлозные полисахариды. К последним относятся гемицеллюлозы, пектин, запасные полисахариды, подобные инулину и гуару, а также растительные камеди и слизи. И, наконец, нецеллюлозные полисахариды можно разделить на водорастворимые и водонерастворимые компоненты. Лигнин не является углеводом и его следует рассматривать как отдельное волокно.
Схема 1. Основные типы пищевых волокон
По физико-химическим свойствам неперевариваемые углеводы подразделяют на 2 вида: растворимые в воде (их также называют «мягкими» волокнами), и нерастворимые (их часто называют «грубыми» волокнами).
Большинство нерастворимых пищевых волокон, таких как целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин, влияют на увеличение объема фекального материала, но не используются или просто медленно усваиваются кишечными бактериями. Напротив, растворимые пищевые волокна могут легко и быстро метаболизироваться кишечными бактериями, в процессе чего они значительно влияют на численность и разнообразие микробиоты кишечника человека.
Нерастворимые пищевые волокна
Целлюлоза. Целлюлоза представляет собой неразветвленный полимер глюкозы, содержащий до 10 тысяч мономеров. Разные виды целлюлозы обладают разными свойствами и различной растворимостью в воде.
Фитин. К пищевым волокнам также относят фитиновую кислоту – вещество, сходное по строению с целлюлозой. Фитин содержится в семенах растений.
Хитин. Хитин – полисахарид, имеющий сходную с целлюлозой структуру. Из хитина состоят клеточные стенки грибов и панцири раков, крабов и остальных членистоногих.
Гемицеллюлоза. Гемицеллюлоза образована конденсацией пентозных и гексозных остатков, с которыми связаны остатки арабинозы, глюкуроновой кислоты и ее метилового эфира. В состав различных типов гемицеллюлоз входят разнообразные пентозы (ксилоза, арабиноза и др.) и гексозы (фруктоза, галактоза и др.). Также как и целлюлоза, разные типы гемицеллюлозы обладают различными физико-химическими свойствами.
Лигнин. Лигнин является полимерным остатком древесины после ее перколяционного гидролиза, который проводится с целью выделения целлюлозы и гемицеллюлозы.
Лигнины – группа веществ безуглеводных клеточных оболочек. Лигнины состоят из полимеров ароматических спиртов. Лигнины сообщают структурную жесткость оболочке растительной клетки, они обволакивают целлюлозу и гемицеллюлозу, способны ингибировать переваривание оболочки кишечными микроорганизмами, поэтому наиболее насыщенные лигнином продукты (например, отруби) плохо перевариваются в кишечнике.
Растворимые пищевые волокна
На рисунке изображены растворимые пищевые волокна и их источники. Стоит отметить, что отсутствие растворимых пищевых волокон в рационе питания при наличии только лишь нерастворимых ПВ может привести к набору веса. Именно поэтому важно соблюдать баланс по видам пищевых волокон.
Пектин. Пектинами называют сложный комплекс коллоидных полисахаридов. Пектин представляет собой полигалактуроновую кислоту, в которой часть карбоксильных групп эстерифицирована с остатками метилового спирта.
Камеди (гумми). Гумми (камеди) являются разветвленными полимерами глюкуроновой и галактуроновой кислот, к которым присоединены остатки арабинозы, маннозы, ксилозы, а также соли магния и кальция.
Камеди – сложные неструктурированные полисахариды, не входящие в состав клеточной оболочки, растворимые в воде, обладающие вязкостью; они способны связывать в кишечнике тяжелые металлы и холестерин.
Слизи. Слизи представляют собой разветвленные сульфатированные арабиноксиланы.
Слизи, как пектин и камеди, – это сложные смеси гетерополисахаридов. Слизи широко представлены в растениях. Применяются в тех же случаях, что пектины и камеди. В пищевых продуктах наибольшее количество слизей содержатся в овсяной и перловой крупах и рисе. Слизей много в семенах льна и подорожника.
4. Биологическая роль неперевариваемых углеводов (пищевых волокон) и их метаболизм
4.1. Метаболизм пищевых волокон
В соответствии с теорией сбалансированного питания в желудочно-кишечном тракте происходит разделение пищевых веществ на нутриенты и балласт. Полезные вещества расщепляются и всасываются, а балластные вещества выбрасываются из организма. Однако, по-видимому, в ходе естественной эволюции питание сформировалось таким образом, что становятся полезными не только утилизируемые, но и неутилизируемые компоненты пищи. В частности, это касается таких неутилизируемых балластных веществ, как пищевые волокна.
Схема 2. Последствия метаболизма ПВ в толстой кишке (Вайнштейн С.Г., 1994)
Эти вещества могут частично всасываться через стенки кишечника, но в организм человека поступает лишь около 1% питательных веществ, образованных при расщеплении пищевых волокон. В энергетическом обмене эта доля ничтожна, и обычно этой энергией пренебрегают при изучении энергозатрат и калорийности рационов. Лигнин, которого довольно много в клеточных оболочках растительных продуктов, в организме человека совершенно не расщепляется и не усваивается.
4.2. Функции пищевых волокон в организме человека
Пищевые волокна отличаются по составу и по своим свойствам. Разные виды ПВ выполняют разные функции:
4.3. Биологические свойства пищевых волокон
ПВ начинают действовать еще во рту: пока мы пережевываем пищу, богатую клетчаткой, стимулируется слюноотделение, что способствует перевариванию пищи. Пищу с клетчаткой мы вынуждены пережевывать долго, и сформировавшаяся привычка тщательно пережевывать пищу улучшает работу желудка и очищает зубы.
Растительные волокна играют первостепенную роль в формировании каловых масс. Это обстоятельство, а также выраженное раздражающее действие клеточных оболочек на механорецепторы слизистой оболочки кишечника определяют их ведущую роль в стимуляции перистальтики кишечника и регуляции его моторной функции.
Балластные вещества удерживают воду в 5-30 раз больше собственного веса. Гемицеллюлоза, целлюлоза и лигнин впитывают воду за счет заполнения пустых пространств их волокнистой структуры. У неструктурированных балластных веществ (пектин и др.) связывание воды происходит путем превращения в гели. Таким образом, благодаря увеличению массы кала и прямому раздражающему действию на толстую кишку, нарастает скорость кишечного транзита и перистальтики, что способствует нормализации стула.
ПВ сокращают то время, которое пища проводит в желудочно–кишечном тракте. Длительная задержка каловых масс в толстой кишке вызывает накопление и всасывание канцерогенных соединений, что повышает вероятность развития опухолей не только в кишечном тракте, но и в других органах.
Дефицит пищевых волокон в питании человека ведет к замедлению кишечной перистальтики, развитию стазов и дискинезии; является одной из причин учащения случаев кишечной непроходимости, аппендицита, геморроя, полипоза кишечника, а также рака его нижних отделов. Существуют сведения, что отсутствие пищевых волокон в диете может провоцировать рак толстой кишки, а частота развития рака толстой кишки и дисбактериоза коррелирует с обеспеченностью пищевыми волокнами рационов питания.
Пищевые волокна оказывают нормализующее влияние на моторную функцию желчевыводящих путей, стимулируя процессы выведения желчи и препятствуя развитию застойных явлений в гепатобилиарной системе. В связи с этим больные с заболеваниями печени и желчных путей должны получать с пищей повышенные количества клеточных оболочек.
Обогащение диеты балластными веществами уменьшает литогенность желчи, нормализуя холатохолестериновый коэффициент и литогенный индекс путем адсорбции холевой кислоты и торможения ее микробной трансформации в дезоксихолевую, ощелачивает желчь, усиливает кинетику желчного пузыря, что является особенно полезным профилактическим мероприятием у лиц с риском развития холелитиаза.
Балластные вещества замедляют доступ пищеварительных ферментов к углеводам. Углеводы начинают усваиваться только после того, как микроорганизмы кишечника частично разрушат клеточные оболочки. За счет этого снижается скорость всасывания в кишечнике моно- и дисахаридов, и это предохраняет организм от резкого повышения содержания глюкозы в крови и усиленного синтеза инсулина, стимулирующего образование жиров.
Растительные волокна способствуют ускоренному выведению из организма различных чужеродных веществ, содержащихся в пищевых продуктах, включая канцерогены и различные экзо- и эндотоксины, а также продуктов неполного переваривания пищевых веществ. Волокнисто-капиллярное строение балластных веществ делает их натуральными энтеросорбентами.
Благодаря абсорбционной способности, пищевые волокна адсорбируют на себе или растворяют токсины, тем самым уменьшая опасность контакта токсинов со слизистой оболочкой кишечника, выраженность интоксикационного синдрома и воспалительно-дистрофических изменений слизистой оболочки. Пищевые волокна уменьшают уровень свободного аммиака и других канцерогенов, образующихся в процессе гниения или брожения или содержащихся в пище. Поскольку растительные волокна не всасываются в кишечнике, они быстро выводятся с каловыми массами из организма, причем одновременно из организма эвакуируются и сорбированные ими соединения.
Благодаря своим ионообменным свойствам, пищевые волокна выводят ионы тяжелых металлов (свинца, стронция), влияют на электролитный обмен в организме, электролитный состав фекалиев.
Часть условно патогенных бактерий усваивает питательные вещества с помощью биохимических процессов гниения и брожения. Пектины подавляют жизнедеятельность этих микроорганизмов, что способствует нормализации состава кишечной микрофлоры. Пищевые волокна стимулируют рост лактобацилл, стрептококков и уменьшают рост колиформ, влияют на метаболическую активность нормальной микрофлоры.
Таблица 1. Некоторые эффекты низкомолекулярных метаболитов микрофлоры