д.т.н. проф. В.Н. Красильников ФГБОУ ВПО «СПбГТЭУ» ПОЛИСАХАРИДЫ ЗЕРНА ОВСА, ИХ ЗНАЧЕНИЕ В ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ. Современные тенденции развития рынка пищевых продуктов: • использование натуральных пищевых продуктов; • удовлетворение потребностей стареющего населения; • успех продуктов с маркировкой «не содержит …….» и продуктов функционального назначения; • возрастание роли ингредиентов; • становление социально-ответственного бизнеса, построенного на консолидированной сертификации безопасности как производимой продукции, так и окружающей среды (этические принципы ведения бизнеса). Базельские критерии ответственного производства сои (2004г.): Технический менеджмент – требования по поддержанию качества почвы и воды, использованию химикатов и средств защиты растений, требование к семенам и др. Экологический менеджмент – запрет на преобразование естественных экосистем, разработка и выполнение плана по поддержанию и увеличению биоразнообразия внутри фермы и за её пределами. •Бразильская версия Базельских критериев (2006г.), сертификационный стандарт pro Terra. •Nestle использует их для производства и закупки какаобобов в Гане. Пищевые волокна (диетическая клетчатка) Директива ЕС 2008/100 Углеводные полимеры, состоящие из трех и более мономерных единиц, которые не перевариваются, не адсорбируются в тонком кишечнике человека и содержат один или более: • пищевые углеводные полимеры, естественно присутствующие в потребляемой пище; • углеводные полимеры, которые получены из пищевого сырья физическими, энзиматическими или химическими способами и которые имеют положительный физиологический эффект, подтвержденный общепринятыми научными методами; • пищевые синтетические полимеры, которые имеют положительный физиологический эффект, подтвержденный общепринятыми научными свидетельствами. Химический состав пищевых волокон. Группы пищевых волокон Основные компоненты Некрахмальные полисахариды и устойчивые (неперевариваемые) олигосахариды Целлюлозы, гемицеллюлозы (арабиноксиланы и арабиногалактаны), полифруктозы (инулин, олигофруктаны), галактоолигосахариды, слизи, камеди, пектины Аналоги полисахаридов Неперевариваемые декстрины, синтетические углеводные соединения (полидекстрозы, метилцеллюлоза, гидроксипропилметилцеллюлоза (НРМС)), устойчивые крахмалы Лигнин и вещества, сопутствующие некрахмальным полисахаридам и лигниновому комплексу в растениях Воски, фитаты, сапонины, танины и другие Основные физиологические эффекты потребления пищевых волокон: • снижение продолжительности пищеварительного транзита; • увеличение объема каловых масс; • ферментируемость микрофлорой кишечника; • снижение общего холестерина в крови; • снижение уровня липопротеидов низкой плотности в крови; • уменьшение количества глюкозы (инсулина) в крови; • энергетическая ценность пищевого волокна – 2 ккал/г (8кДж/г) Молекулярная структура бета-глюкана: • в нативном состоянии состоит из целлотриозных и целлотетраозных остатков, соединенных (1 → 3)бета-связью; • неразветвлённая полисахаридная цепь бета-глюкана напоминает структуру целлюлозы, но содержит перегиб в положении (1 → 3)-бета-связывания; • отношение целлотриола к целлотетральным остаткам составляет для овса 2,1 ± 0,1, для ячменя 3,2 ± 0,3, для пшеницы 3,5 ± 0,4; • включает длинные целлоолигомеры со степенью полимеризации до 19. K.Morgan, 2006 Содержание бета-глюкана в зерне различных сортов овса, возделываемых или перспективных для возделывания в северозападных регионах РФ Название сорта Ботаническая характеристика Содержание бета-глюкана, % целое зерно зерно без оболочки стандартное отклонение, % Факир Пленчатая форма 4,0 5,6 ±0,4 Пушкинский Голозерная форма 7,4 7,4 ±0,5 Конкур Пленчатая форма 6,0 8,5 ±0,3 Помор Пленчатая форма 6,7 9,6 ±0,3 Лев Пленчатая форма 4,7 6,8 ±0,4 Борруc Пленчатая форма 5,8 8,4 ±0,4 Привет Пленчатая форма 5,5 8,3 ±0,3 Физико-химические свойства бета-глюканов овса. Показатели Молекулярная масса Растворимость (экстрагируемость) Реология r = k*jn Значения ≈ 3*106 85% экстрагируется раствором NaOH (pH10) n≈- 0,48 - 0,93 Примечания Зависит от используемого метода определения Для полного извлечения используется экстракция раствором NaOH с последующей обработкой растворами перхлорной или сернистой кислотой k-показатель консистенции, зависит от молекулярной массы; n-степень отклонения от ньютоновской жидкости Оздоровительные эффекты бета-глюканов Физическая функция Оздоровительный эффект Способствует развитию полезной Улучшает иммунные функции микрофлоры кишечника Lactobacillus, Bifido (пребиотический эффект) Снижает содержание в крови Уменьшает риск диабета 2-ого глюкозы (гликемический индекс) и типа эндогенного инсулина Снижение уровня холестерина в крови и липопротеидов низкой плотности Синтез низкомолекулярных жирных кислот Снижение риска сердечнососудистых заболеваний Снижение риска возникновения рака толстой кишки Физиологические эффекты бета-глюканов и их физико-химические характеристики: 1. Содержание глюкозы в крови и уровень инсулина на 90% зависит от вязкости; 2. Уровень холестерола в крови определяется (предположительно) количеством потребляемых растворимых волокон (бета-глюканов) и их химическими свойствами как энтеросорбентов; 3. Рекомендуемая норма потребления бета-глюкана в качестве профилактического средства составляет ~3 г/сутки. Европейское агентство по безопасности продуктов питания (EFSA) подтвердило влияние бета-глюканов на снижение риска заболеваемости – Регламент Комиссии ЕС №1160/2011 от 15 ноября 2011г.: • EFSA статья 13.1 – регулярное потребление бетаглюканов овса или ячменя способствует поддержанию нормальной концентрации холестерина в крови; • EFSA статья 13.1 – потребление бета-глюкана из овса или ячменя способствует снижению глюкозы после еды. ВЫВОДЫ: 1. Для зерна овса и продуктов его переработки, используемых в производстве продуктов питания оздоровительного действия, принципиальное значение имеет содержание бета-глюкана, его растворимость, молекулярная масса и структура; 2. Необходимы дальнейшие исследования зерна овса различных сортов по оценке их технологических свойств и пищевой ценности с целью формирования определенной группы, характеризуемой как сорта продовольственного назначения; 3. Необходимы дополнительные исследования влияния различных способов технологической обработки на растворимость, молекулярную массу, гелеобразующие свойства системы полисахарид-белок. БЛАГОДАРИМ ЗА ВНИМАНИЕ!