Оценка нового вида сырья в качестве источника

Восточно-Сибирский Государственный Технологический Университет

ОЦЕНКА НОВОГО ВИДА СЫРЬЯ В КАЧЕСТВЕ ИСТОЧНИКА ПИЩЕВЫХ ВОЛОКОН

А.А. Сухоруков, Т.Ф. Чиркина

г. Улан-Удэ

Известно, что к пищевым волокнам относят сложные углеводы, которые не перевариваются в желудочно-кишечном тракте человека. По теории сбалансированного питания, господствовавшей до 70-х годов прошлого века, от балластных веществ, к которым причисляли и пищевые волокна, следовало избавляться. В результате возникла целая индустрия рафинированного питания.

Однако, как показали исследования, такой рацион питания привел к серьезным нарушениям работы кишечника и даже раку толстой кишки. Комплексное изучение роли веществ, считавшихся балластными, показало, что у пищевых волокон существует целый ряд важных биологических свойств: восстановление микрофлоры кишечника, предупреждение запоров, поносов, чрезмерного газообразования, нормализация пищеварения; адаптогенное воздействие, детоксикационное, иммуномодулирующее, нормализующее гормональный баланс, противоаллергическое воздействие и другие [1, 2, 3, 4].

В результате возникла новая теория — теория адекватного питания, согласно которой, рацион, обедненный пищевыми волокнами, не считается нормальным, а пищевые волокна необходимы для нормальной работы кишечника.

Пищевые волокна включают целлюлозу, гемицеллюлозу, пектины, лигнин, слизи и камеди. В зависимости от степени полимеризации их можно разделить на растворимые и нерастворимые. Нерастворимые пищевые волокна обладают преимущественно сорбционной способностью, выводя из организма человека тяжелые металлы и долгоживущие (с периодом полураспада в несколько десятков лет) изотопы цезия, стронция, иттрия, биогенные токсины, анаболики, ксенобиотики, продукты метаболизма и биологически вредные вещества, способные накапливаться в организме.

Нерастворимые пищевые волокна также улучшают перестальтику кишечника. Растворимые пищевые волокна способны стимулировать рост и активность полезной индигенной микрофлоры кишечника.

Указанные компоненты содержатся в клеточных стенках всех растений, в том числе в овощах и фруктах, в то время как продукты животного происхождения практически не содержат этих полезных веществ.

Поэтому одно из наиболее перспективных направлений современных технологий — производство комбинированных продуктов питания, содержащих и животные и растительные компоненты, в частности, продуктов животного происхождения, обогащенных пищевыми волокнами. Учитывая важную роль пищевых волокон в рационе питания возникает необходимость в поиске новых, более дешевых источников пищевых волокон. Из кожуры яблок и цитрусовых выделяют пектиновые вещества. Свекла также является хорошим источником пектинов.

В настоящее время пектины выделяют и используют в пищевой промышленности в качестве пищевой добавки (Е-440), выполняющей роль гелеобразователя, стабилизатора, загустителя, влагоудерживающего агента, осветлителя, вещества, облегчающего фильтрование и средством для капсулирования. Однако в качестве пищевого волокна, несмотря на важность роли, которую пектины играют в организме человека, они практически не изучены.

В связи с этим целью наших исследований явился поиск и оценка дешевого источника пектиновых веществ как пищевых волокон.

Материалы и методы исследования.

В качестве объекта исследования была выбрана ботва свеклы, так как свекла используется для получения пектиновых веществ. Данное сырье достаточно привлекательно с экономической точки зрения, так как ботва свеклы является побочным продуктом сельского хозяйства и, как правило, используется в качестве корма жвачным животным или удобрения, или просто выбрасывается.

Для исследований была взята ботва трех распространенных сортов свеклы — Бордо, Цилиндра и Цыганочка. Сырье было высушено в ИК-поле до содержания в нем влаги не более 10−15%. Как показали исследования ИК-сушка более эффективна по сравнению с традиционной воздушно-теневой сушкой растительного сырья.

Для определения пектиновых веществ в исследуемом сырье был применен весовой кальций-пектатный метод. На первом этапе определяли количество растворимых в воде пектиновых веществ. На втором этапе переводили нерастворимые пектиновые вещества в растворимое состояние 6%-ным раствором соляной кислоты, омыляли метоксильные группы 0,4%-ным раствором NaOH и осаждали пектовую кислоту хлористым кальцием в форме кальциевой соли. Осадок промывали водой до исчезновения в воде ионов кальция и высушивали. Клетчатку в совокупности с гемицеллюлозой и лигнином определяли по методу Геннесберга и Штомана. Для исследования свойств пектинов их выделяли по методу Лазуревского [8], после чего в них были определены рН при помощи потенциометра, содержание свободных карбоксильных, метоксильных и ацетильных групп [ОСТ 18−62−72].

Результаты исследования.

Данные по содержанию пищевых волокон представлены в таблице 1.

Таблица 1 — Содержание пищевых волокон в ботве свеклы и листьях бадана

Как видно из таблицы, количество разных форм пищевых волокон в ботве свеклы зависит от сорта. Меньшим содержанием клетчатки характеризуется свекольная ботва «Цилиндра». Общее содержание пектиновых веществ в среднем составляет 21,06% в ботве свеклы сорта «Бордо»; 24,00%? «Цилиндра»; 21,08%? «Цыганочка».

Сравнительный анализ показал, что ботва свеклы содержит меньшее количество пищевых волокон, чем сама свекла, в которой общее содержание пектинов доходит до 30%, но превосходит многие другие овощи. Учитывая дешевизну сырья было целесообразным дальнейшее изучение данного вида сырья.

На втором этапе исследования изучали свойства пектиновых веществ ботвы свеклы сортов «Цилиндра» и «Бордо», выращиваемых в промышленных масштабах. Данные представлены в таблице 2.

Таблица 2 — Функциональные показатели пектинов

Как видно из таблицы, свойства пектиновых веществ ботвы разных сортов свеклы имеют незначительные различие. Но эти показатели меньше аналогичных показателей пектиновых веществ в самой свекле.

Низкое содержание метоксильных групп свидетельствует о низкой степени этерификации изучаемых пектинов, что обусловливает слабую гелеобразующую способность. В связи с этим их нецелесообразно использовать в качестве структурообразователей, но можно выделять в качестве пищевых волокон. В этом случае не требуется присутствия метоксильных групп. Для выделения пектинов был выбран способ осаждения их хлоридом кальция, вместо осаждения этиловым спиртом. Технология выделения представлена на рисунке 1.

Сырье, W? 15%

Гиролиз протопектина 0,03 н раствором HCl, на кипящей водяной бане ф=1 час Деметилирование 0,4% раствором NaOH, ф=12 часов Нейтрализация раствора 0,04%-ным раствором уксусной кислоты Осаждение пектинов 2 M-ным раствором хлорида кальция, ф=1 час Отделение осадка Промывание осадка на фильтре водой Высушивание, при температуре не выше 30 єС Рисунок 1

Высушенный осадок представляет собой порошкообразную массу светло-коричневого оттенка с содержанием влаги 10?15%, кальция 5?10%, пектина 80?90%.

Выводы пищевой волокно животный продукт

1. Ботва свеклы может быть использована в качестве дешевого источника пектиновых веществ.

2. Пектиновые вещества в виде пектата кальция можно рекомендовать для обогащения продуктов животного происхождения пищевыми волокнами.

1. Уголев, А. М. Новая теория питания // Наука и жизнь.? 1986, № 8?9.? 67 с.

2. Флуер, Ф.С., Кузнецов, Г. Г., Батищева, С.Ю., Матушевская, В.Е., Донская, Г. А. Влияние обогащенных пектином пищевых продуктов на свойства потенциально патогенных представителей микрофлоры толстой кишки. // Вопросы питания. 2006.? № 4.? 96 с.

3. Ильина, И.А., Сапельников, Ю.А., Миронова, О.П., Земскова, З. Г. Методологические основы процесса комплексообразования пектинов // Известия ВУЗов. Пищевая технология.? 2003.? № 5?6.? С. 65.

4. Головченко, В.В., Бушнева, О.А., Оводова, Р.Г. и др. Структурные исследования бергенана, пектина из бадана толстолистного Berginia crassifolia // 2007 г. Биоорганическая химия.? 2007. том 3, № 1.? С. 54−63.

5. Лукъяненко, В.М., Молотилин, Ю.И., Таммов, М. Ю. Использование свекловичных волокон в продуктах питания функционального назначения // Известия ВУЗов. Пищевая технология.? 2005.? № 4.? С. 37

6. Атаназевич, В. И. Сушка пищевых продуктов: Справ. пособие / М.: ДеЛи, 2000.? 193 с.

7. Ермаков, А. И. Методы биохимического исследования растений.? Л.: Агропромиздат, 1987.? 430 с.

8. Практические работы по химии природных соединений. Издание 2-е переработанное, дополненное. М.: Высшая школа.? 1966.? 84 с.

9. Золотарева, А. М. Научные основы биотрансформации облепихового сырья: Монография.? / ВСГТУ.? Улан-Удэ, 2004.? 88 с.