Олигосахариды Содержание в пищевых продуктах Значение в питании

Олигосахариды. Содержание в пищевых продуктах. Значение в питании. Свойства и превращения при производстве продуктов питания.

Согласно принятой в настоящее время классификации углеводы подразделяются на три основные группы: моносахариды, олигосахариды и полисахариды.
Олигосахариды – это сахара, молекулы которых содержат от 2 до 10 остатков моносахаридов, соединенных гликозидными связями. В соответствии с этим различают дисахариды, трисахариды и т. д.
Дисахариды (С12Н22О11 ) – сложные сахара, каждая молекула которых при гидролизе распадается на две молекулы моносахаридов. Дисахариды, наряду с полисахаридами, являются одним из основных источников углеводов в пище человека и животных. Среди дисахаридов особенно широко известны мальтоза, сахароза и лактоза, реже встречаются трегалоза и целлобиоза.
Одним из наиболее распространенных дисахаридов является сахароза – обычный пищевой сахар. Молекула сахарозы состоит из одного остатка глюкозы и одного остатка фруктозы. Сахароза находится в сахарной свекле (до 24%), сахарном тростнике (до 26 %), сливах (до 9 %), дынях (до 8,5 %) и многих других продуктах.
Мальтоза содержится в больших количествах в проросших зёрнах (солоде) ячменя, ржи и других зерновых, в меньших количествах – в томатах, в пыльце и нектаре ряда растений, обнаруживается и в патоке. Она менее сладкая по сравнению с сахарозой. При расщеплении мальтозы образуется 2 молекулы глюкозы. В животном и растительном организмах мальтоза образуется в качестве промежуточного продукта при ферментативном расщеплении крахмала и гликогена амилазами.
Лактоза (молочный сахар) содержится только в молоке, при расщеплении образует глюкозу и галактозу. Ферменты молочнокислых бактерий сбраживают ее с образованием молочной кислоты.
Трегалоза находится в грибах, дрожжах и в некоторых водорослях, а целлобиоза в свободном виде содержится в соке некоторых деревьев. Также целлобиозу можно получить ферментативным гидролизом целлюлозы.
Трисахарид раффиноза, или рафиноза (С18Н32О16) содержится в небольших количествах в сахарной свекле, семенах сои, гороха, хлопчатника. Она растворима в воде, несладкая, при ее расщеплении образуется глюкоза, фруктоза и галактоза.
Циклодекстри́ны – углеводы, циклические олигомеры глюкозы, получаемые ферментативным путём из крахмала. Все циклодекстрины представляют собой белые кристаллические порошки, нетоксичные, практически не имеющие вкуса или слегка сладковатые. Циклодекстрины различают по количеству остатков глюкозы, содержащихся в одной их молекуле. Так простейший представитель – α-циклодекстрин – состоит из 6 глюкопиранозных звеньев. β-циклодекстрин содержит 7, а γ-циклодекстрин – 8 звеньев.
В целом олигосахариды, присутствующие в растительных тканях, разнообразнее по своему составу, чем олигосахариды животных тканей [4, 8, 9].
Основная функция углеводов в организме – энергетическая. Глюкоза, образовавшаяся из олигосахаридов в результате ряда реакций, является главным источником энергии для человеческого организма, необходимой для жизнедеятельности всех клеток, тканей и органов, особенно мозга, сердца, мышц. В результате биологического окисления углеводов в организме освобождается энергия около 16,7 кДж (4 ккал) из 1 г углеводов.
Моносахариды, образовавшиеся в результате гидролиза молекул олигосахаридов, вступают в дальнейшие реакции, образуя новые углеводы. Данные углеводы и их производные выполняют различные функции в организме, например:
– входят в состав соединительной ткани (мукополисахариды);
– предотвращают свертывание крови в сосудах (гепарин);
– препятствуют проникновению бактерий через клеточную оболочку;
– участвуют в процессах биотрансформации ксенобиотиков в печени (реакция конъюгации веществ с глюкуроновой кислотой);
– противодействуют накоплению кетоновых тел при окислении жиров;
– выполняют рецепторную и антигенную функции в составе гликопротеидов мембраны и др.
Олигосахариды в норме не накапливаются в организме, являются или начальными, или промежуточными метаболитами обмена углеводов [6].
Олигосахариды обладают рядом физико-химических свойств, которые определяют их функции в составе пищевых продуктов.
Гидрофильность – одно из основных физических свойств углеводов, полезных для пищевых продуктов. Гидрофильность обусловлена наличием многочисленных ОН-групп. Они взаимодействуют с молекулой воды посредством водородной связи, приводя, таким образом, к сольватации и (или) к растворению сахаров и многих их полимеров. Эффект связывания воды в значительной степени зависит от структуры сахара.
Так, например, фруктоза значительно более гигроскопична, чем глюкоза, хотя они имеют и одинаковое число гидроксильных групп. А сахароза гораздо более гигроскопична, чем лактоза или мальтоза. Различная водосвязывающая способность углеводов позволяет их целенаправленно использовать в различных технологиях. Например, замороженные пекарские изделия не должны содержать больших количеств абсорбированной влаги, поэтому в этих изделиях целесообразно использовать лактозу или мальтозу. В других случаях, когда нежелательна потеря влаги в продуктах при хранении, желательно использовать гигроскопичные сахара, например, фруктозные сиропы.
Связывание ароматических веществ. Для многих пищевых продуктов, при получении которых используются разные виды сушки, углеводы являются важным компонентом, способствующим сохранению цвета и летучих ароматических веществ. Сущность этого заключается в замене взаимодействия сахар-вода на взаимодействие сахар-ароматическое вещество:
Сахар-вода + ароматическое в-во ↔ сахар-ароматическое в-во + вода
Способность к связыванию ароматических веществ у олигосахаридов (циклодекстрины, гуммиарабик) выражена в большей степени, чем у моносахаридов.
Сладость. Ощущение сладости во рту при потреблении низкомолекулярных углеводов характеризует еще одну важную функцию их в пищевых продуктах. Если принять относительную сладость сахарозы за 100ед., то сладость глюкозы составит 74ед., фруктозы – 180ед., лактозы – 32ед., а у заменителей сахара аспартам – 180ед, сахарин – 500ед [4, 6, 8].
При производстве пищевых продуктов происходят превращения углеводов, такие как их гидролиз, реакции образования коричневых продуктов (карамелизация, меланоидинобразование), окисление углеводов в альдоновые, дикарбоновые и урановые кислоты.
Во многих пищевых производствах имеет место гидролиз пищевых гликозидов, олигосахаридов и полисахаридов. Он важен не только для процессов получения пищевых продуктов, но также и для процессов их хранения. В последнем случае реакции гидролиза могут приводить к нежелательным изменениям цвета.
Сахароза обладает исключительной способностью к гидролизу. Это может иметь место при нагревании в присутствии небольшого количества пищевых кислот. Образующиеся при этом редуцирующие сахара (глюкоза, фруктоза) могут участвовать в реакциях дегидратации, карамелизации и меланоидинообразования, образуя окрашенные и ароматические вещества.
Однако ферментативный гидролиз сахарозы под действием сахаразы (инвертазы) может играть и положительную роль в ряде пищевых технологий. При действии сахаразы на сахарозу образуются глюкоза и фруктоза. Благодаря этому в кондитерских изделиях (в частности, в помадных конфетах) добавление инвертазы предупреждает черствение конфет, в хлебопекарных изделиях – способствует улучшению аромата. Инверсия сахарозы под действием сахаразы имеет место на начальной стадии производства виноградных вин. Инвертные сиропы, полученные действием инвертазы на сахарозу, используются при производстве безалкогольных напитков.
Неокислительное или неферментативное потемнение пищевых продуктов представлено в пищевых продуктах также очень широко. Оно связано с реакциями углеводов и включает явление карамелизации и взаимодействие углеводов с белками или аминами. Последнее известно как реакция Майяра (меланоидинобразование). Также возможно образование коричневых продуктов за счет реакции распада по Стреккеру.
В реакции Майяра участвуют белки и аминокислоты, и при воздействии в технологических операциях даже небольших температур в течение короткого промежутка времени в присутствии редуцирующих сахаров возможна потеря аминокислот (особенно основных). В процессе нагревания пищевого продукта в результате данной реакции, как и в результате карамелизации возникает типичный уникальный аромат, цвет и вкус приготовленной пищи (запах печеного хлеба, аромат жареного мяса).
При распаде по Стреккеру образуются летучие (различные альдегиды, пиразины и др.) продукты, влияющие на аромат. Эти вещества образуются в процессе технологической обработки (при выпечке хлеба, обжарке кофейных зерен, варке), и их появление часто бывает связано с формированием характерного для продукта аромата. Запахи, появляющиеся в процессе хранения, менее желательны, поскольку нарушают первоначальную органолептическую характеристику продукта. Эту реакцию используют, чтобы получать продукты с разным ароматом – шоколада, меда, хлеба и др.
Если получение окрашенных и ароматных продуктов нежелательны, то возможно использовать ингибиторы данных реакций, например: изменение рН, влажности, температуры, для реакции Майяра кроме этого можно использовать сульфиты [4, 8, 9].
2.Аминокислотный состав белков. Полноценные и неполноценные белки. Незаменимые аминокислоты, их роль для организма человека.

Белки или протеины – высокомолекулярные азотсодержащие органические соединения, молекулы которых построены из остатков в основном 20 α-аминокислот. В организме человека синтезируется только часть аминокислот, другие должны доставляться с пищей. Первые из них называются заменимыми аминокислотами, к ним относятся: глицин, аланин, пролин, серин, цистеин, аспартат, аспарагин, глутамат, глутамин, тирозин. Вторые называются незаменимыми; для взрослого здорового человека незаменимыми являются 8 аминокислот: валин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан и фенилаланин. Для детей незаменимыми также являются аргинин и гистидин.
Для того чтобы организм мог эффективно использовать и синтезировать белок, должны присутствовать все незаменимые аминокислоты и в необходимой пропорции. Даже временное отсутствие одной незаменимой аминокислоты может отрицательно сказаться на синтезе белка. Фактически, при уменьшении количества любой незаменимой аминокислоты или ее отсутствии пропорционально уменьшает усвоение и эффективность всех остальных.
Для оценки аминокислотного состава белков в пищевом продукте используют показатель аминокислотного скора (АС). Скор выражают в процентах или безразмерной величиной, представляющей собой отношение содержания незаменимой аминокислоты (АК) в белке исследуемого пищевого продукта к ее количеству в эталонном белке. Аминокислотный состав эталонного белка сбалансирован и идеально соответствует потребностям организма человека в каждой незаменимой кислоте, поэтому его еще называют «идеальным». Аминокислота, скор которой имеет самое низкое значение, называется первой лимитирующей аминокислотой. Значение скора этой аминокислоты определяет биологическую ценность и степень усвоения белков.
Другой метод определения биологической ценности белков заключается в определении индекса незаменимых аминокислот (ИНАК). Этот показатель является интегральным и позволяет учитывать количество всех незаменимых кислот в белке исследуемого продукта. Индекс рассчитывают по формуле:
ИНАК =
где n – число аминокислот, шт;
б, э – содержание аминокислоты в белке изучаемого продукта и эталонном белке, соответственно.
Удельный вес незаменимых аминокислот в общем количестве белков животного происхождения составляет 43 – 52%. В растительных продуктах их присутствие составляет лишь 32 – 45%. К тому же, усвояемость их значительно снижена из-за прочной связи белков с клетчаткой. Если принять усвояемость белков молока за 100%, то усвояемость белков мяса составит 90%, картофеля – 80%, пшеницы – 50%, белков некоторых овощей – 25 – 30%. Кроме того животные белки лучше сбалансированы по аминокислотному составу [7].
Белки, поступающие в организм с пищей, разделяются на биологически полноценные и биологически неполноценные.
Биологически полноценными называются те белки, в которых в достаточном количестве содержатся все аминокислоты, необходимые для синтеза белков человеческого организма. В состав полноценных белков обязательно входят все незаменимые аминокислоты. Из этих аминокислот могут образоваться другие аминокислоты, гормоны и т. д.
Биологические неполноценными называются те белки, в которых отсутствуют хотя бы одна аминокислота, которая не может быть синтезирована человеческим организмом.
Биологическая ценность белка измеряется количеством белка организма, которое образуется из 100 г белка пищи.
Белки животного происхождения, содержаться в мясе, яйцах и молоке, наиболее полоненные (70 – 95%). Белки растительного происхождения имеют меньшую биологическую ценность, например белки ржаного хлеба, кукурузы (60%), картофеля, дрожжей (67%).
Два неполноценных белка, в которых недостает различных аминокислот, вместе могут составить полноценное белковое питание.
Кроме того, что все незаменимые аминокислоты входят в состав белков в качестве мономеров, для них и их производных характерны еще некоторые специфические функции. Так, из фенилаланина образуется тирозин, из тирозина путем превращений – гормоны тироксин и адреналин, из гистидина – гистамин. Метионин участвует в образовании гормонов щитовидной железы и необходим для образования холина, цистеина и глютатиона. Он необходим для окислительно-восстановительных процессов, азотистого обмена, усвоения жиров, нормальной деятельности головного мозга. Лизин участвует в кроветворении, способствует росту организма. Триптофан также необходим для роста, участвует в образовании серотонина, витамина РР, в тканевом синтезе.
Лейцину, валину и изолейцину присущи общие свойства, такие как поддержка мышечной и костной ткани, влияние на состояние кожи, энергетическая функция. Кроме этого, лейцин способен слегка понижать уровень сахара в крови. Он также стимулирует выделение гормона роста. Продукт его распада является промежуточным звеном в биосинтезе холестерина и др. стероидов. Изолейцин необходим для синтеза гемоглобина. Лизин и валин наряду с цистином возбуждают сердечную деятельность.
Треонин учавствует в построении мышечного белка, поддерживает должный протеиновый баланс в организме. Треонин также регулирует состояние сердечнососудистой системы, печени, ЦНС и иммунную функцию. Из треонина в организме могут синтезироваться глицин и серин. Треонин позволяет также укрепить мышцы (включая миокард) и связки. Кроме того, треонин делает кости менее хрупкими, повышает прочность эмали зубов.
Аргинин является главным источником оксида азота (NO) в организме, молекула которого является универсальным биологическим агентом. Благодаря ему аргинин благоприятно влияет на половую функцию, работу сердечнососудистой системы, стимулирует выработку гормона роста. Аргинин участвует в цикле переаминирования и выведения продуктов распада отработанных белков [1].  

3.Факторы питания. Их классификация.

Фактор питания (синонимы: алиментарный фактор, пищевой фактор) – общее название веществ, входящих в состав пищи и участвующих в процессах обмена в организме. Факторы питания делятся на 2 большие группы. К 1-й относят т.наз. заменимые факторы питания – это вещества, синтезируемые в организме человека в достаточном количестве. Во 2-ую группу влючают незаменимые (эссенциальные) факторы питания – это вещества, не синтезируемые в организме или синтезируемые им в недостаточном количестве [3].
К заменимым факторам питания относятся заменимые аминокислоты, моносахариды, гликоген, большинство липидов, нуклеотиды.
К незаменимым факторам питания относятся все минеральные вещества (ионы натрия, калия, кальция, магния, железа, хлорид-, сульфат-, фосфат-ионы и др.), витамины, незаменимые аминокислоты, олигосахариды, большинство полисахаридов, ω-3 (линоленовая) и ω-6 (линолевая) полиненасыщенные жирные кислоты
Кроме этого, некоторые авторы выделяют т.наз. антиалиментарные факторы питания. К ним относят ряд веществ, оказывающих неблагоприятное действие путем нарушения переваривания, усвоения или метаболизма пищевых веществ. Среди них выделяют ингибиторы пищеварительных ферментов, антивитамины, факторы, снижающие усвоение минеральных веществ, цианогенные гликозиды, биогенные амины, алкалоиды, лектины, алкоголь [2, 5].

Использованные информационные источники

Биологический энциклопедический словарь / Гл. ред. Гиляров М.С.; Редкол.: Баев А.А., Винберг Г.Г., Заварзин Г.А. и др. 2-е изд., исправл. М.: Сов. энциклопедия. 1989. 864 с.
Григорьева Р.З. Безопасность продовольственного сырья и продуктов питания: Учебное пособие./ Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. Кемерово, 2004. – 86 с.
Малая медицинская энциклопедия. В 6-и т. М.: Медицинская энциклопедия. 1991 – 96 гг. Т 2.
Нечаев, А. П. Пищевая химия / А. П. Нечаев, С. Е. Траубенберг, А. А. Кочеткова и др.; под ред. А. П. Нечаева. СПб.: ГИОРД, 2001. – 592 с.
5. Петров О.Ю., Александров Ю.А. Медико-биологические и нравственные аспекты полноценного питания: учебное пособие. 2-е изд., доп. / Мар гос. ун-т; О.Ю. Петров, Ю.А. Александров. Йошкар-Ола, 2008. – 224 с.
6. Лекционный материал по дисциплине «Пищевая химия» [Электронный ресурс] // Информационно — образовательный портал «Лекции онлайн»: [сайт]. – URL: http://www.mylect.ru/prompit/575-2012-08-08-15-33-28.html?showall=1 (дата обращения: 21.10.2013).
7. Лекционный материал по дисциплине «Пищевая химия» [Электронный ресурс] // Наша учеба: [сайт]. – URL: http://nashaucheba.ru/v25577/лекции_по_дисциплине_пищевая_химия (дата обращения: 21.10.2013).
8. Пищевая химия [Электронный ресурс] // Библиофонд. Электронная библиотека: [сайт]. – URL: http://www.bibliofond.ru/view.aspx?id=555891 (дата обращения: 21.10.2013).
9. Учебное пособие для студентов специальности 271200«Технология продуктов общественного питания» и271400 «Технология детского и функционального питания» всех форм обучения (часть 1) Кемерово 2004 [Электронный ресурс]// rudocs.exdat.com: [сайт]. – URL: http://rudocs.exdat.com/docs/index-287823.html?page=2#9226160 (дата обращения: 21.10.2013).

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

12 + 6 =

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock detector