В.Н. Красильников . ПОЛИСАХАРИДЫ ЗЕРНА ОВСА, ИХ

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!