Лигнин что это такое

Лигнин гидролизный

Лигнин является сложным (сетчатым) ароматическим природным полимером, который входит в состав наземных растительных организмов, продуктом биосинтеза. Лигнин занимает втрое место после целлюлозы по распространенности среди полимеров на земле. Он играет очень важную роль в естественном круговороте углерода. Образование лигнина стало возможным вследствие эволюционного перехода растений от водного к наземному образу жизни для того, чтобы обеспечить жесткость и устойчивость стеблей и стволов (как хитин у членистоногих).

Происхождение лигнина

В составе растительной ткани преобладает целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин. Древесина хвойных пород содержит примерно 23-38 % лигнина, в то время как лиственные породы содержат от 14 до 25%, солома злаков включает примерно 12-20% от массы. Лигнин содержится в клеточных стенках, а также в пространстве между клетками. Таким образом, он скрепляет волокна целлюлозы.

Совместно с гемицеллюлозами он отвечает за показатель механической прочности ствола и стебля. Благодаря лигнину достигается герметичность клеточных стенок, а вследствие наличия красителей в лигнине древесина имеет свой характерный цвет.

Различают:

Примечательно, что лигнин не производят специально. Он, как и его химически модифицированные формы, представляет собой отходы биохимического производства. Во время физико-химических методов переработки растительных волокон молекулярная масса лигнина снижается в несколько раз, но растет его химическая активность.

Получение лигнина

Лигнин, который получается в ходе сульфатного производства, называют сульфатным лигнином. Он в больших количествах степени утилизируется в энергетических установках целлюлозных предприятий.

В сульфитной промышленности получаются смеси сульфитных лигнинов (лигносульфонатов), определенный объем которых скапливается в лигнохранилищах, а остаток попадает со сточными водами завода в акватории рек и озер.

Физические свойства лигнина

Лигнин имеет уровень плотности в пределах 1,25-1,45 г/см3, при этом коэффициент преломления составляет 1,6. Гидролизный лигнин отличается теплотворной способностью, составляющей у абсолютно сухого лигнина 5500-6500 ккал/кг. Теплотворная способность лигнина с уровнем влажности 18-25% достигает 4400-4800 ккал/кг, а у лигнина с уровнем влажности 65% этот показатель составляет лишь 1500-1650 ккал/кг.

Структура частиц гидролизного лигнина – это не плотное тело, а развитая система микро- и макропор. Показатель его внутренней поверхности очень сильно зависит от уровня влажности, например, влажный материал имеет поверхность 760-790 м2/г, а сухой лишь 6 м2/г.

Средневесовая молекулярная масса лигнинов древесины ели, выделенных различными методами

Вид лигнина

Метод определения

Растворитель

Молекулярная масса

Щелочной из солянокислотного

Использование лигнина

Широкое применение лигнина обусловлено его свойствами. Ниже представлены самые востребованные сферы использования гидролизного лигнина:

Брикеты из лигнина

Среди основных достоинств таких брикетов можно выделить:

Источник

Что такое клетчатка

«Сибирская клетчатка» 21.10.2021 72915

Что такое растительная клетчатка?

Из книги известного популяризатора растительной клетчатки доктора Бетти Камен:

«Клетчатка – это подкласс углеводов, который включает некрахмалистые полисахариды. В основном состоит из целлюлозы, гемицеллюлозы, лигнина и пектинов, которые во время продвижения по желудочно-кишечному тракту не преобразуются в простую сахарозу и выводятся из организма каловыми массами».

Растительная клетчатка (растительные волокна, пищевые волокна, пребиотики) разделяется на два вида – растворимая и нерастворимая клетчатка. В том или ином виде растительная клетчатка присутствует во всех растениях земных, речных и даже в морских водорослях.

Растворимая клетчатка

Нерастворимая клетчатка

Сколько клетчатки в день нужно употреблять?

В каких продуктах больше всего клетчатки? Сводная таблица

Даже из этих цифр видно, что клетчатка переносит тепловую обработку, но все же максимальное ее количество содержится в свежих растительных продуктах.

Отруби – чемпионы по клетчатке

Из растительной пищи абсолютный чемпион по содержанию клетчатки – это отруби или оболочка зерновых растений. Пшеница, рожь, овес, рис и т.д. Конечно, клетчатка содержится и в самом зерне, но количество нерастворимой клетчатки в оболочке злаковых культур в разы больше и доходит до 40-60%. Неплохие показатели по количеству клетчатки у различных сухофруктов, инжира (6.9г).

Какую роль в организме выполняет клетчатка?

Клетчатка и запоры

Клетчатка и сердечнососудистые заболевания

Ученые единогласны в том, что одной из основных причин возникновения сердечнососудистых заболеваний является недостаток в пище клетчатки. Клетчатка снижает уровень вредного холестерина в крови, который имеет нехорошее свойство откладываться в виде холестериновых «бляшек» на стенках сосудов.

Клетчатка и диабет

Доказана прямая связь между потреблением клетчатки и многими заболеваниями. Одно из таких заболеваний – диабет. Клетчатка уменьшает всасывание сахара, оказывая мощный лечебно-профилактический эффект.

Многие покупатели Сибирской клетчатки, страдающие сахарным диабетом второго типа, снизили количество потребляемых лекарств или даже отказались от них вовсе.

Клетчатка и онкология

Растительная клетчатка – любимая пища для полезной микрофлоры кишечника. Ученые доказали, что от «самочувствия» кишечной микрофлоры зависит иммунитет. Бактерии кишечника расщепляют 15-20% поступающих с пищей растительных волокон – клетчатки, в результате образуются вещества, которые снижают риск возникновения онкологических заболеваний, в частности широко распространенного рака нижних отделов кишечника.

Клетчатка и лишний вес

Отдельная тема – это клетчатка и похудение. Именно благодаря желанию людей быть стройными, популярность клетчатки в последние годы бьет все рекорды.

Клетчатка улучшает обмен веществ

Клетчатка делает нас умнее

Перечисление медицинских проблем, которые появляются при недостатке в пище клетчатки, займет сотни страниц текста. Некоторые из них мы отражаем на нашем сайте. Не могу не поделиться информацией из последнего обзора зарубежных научных исследований, посвященных клетчатке.

Оказалось, существует доказанная связь между потреблением клетчатки и работой мозга! Люди, как молодые, так и пожилые, употребляющие большое количество клетчатки, обладают лучшими умственными способностями, памятью, вниманием, сообразительностью, чем те, которые клетчаткой пренебрегают или едят ее в недостаточном количестве. Большинства вышеназванных проблем со здоровьем можно избежать, если с малых лет есть достаточное количество растительной пищи, богатой клетчаткой, а если это не получается, добавлять в свой рацион концентрированную смесь различных видов клетчатки.

Некоторые пожилые люди говорят, что запущенные проблемы не поправить. Это не так. Улучшение рациона питания, обогащение его достаточным количеством клетчатки дает положительные результаты в любом возрасте.

Выводит ли клетчатка полезные вещества?

Еще один вопрос, который волнует любителей концентрированной клетчатки.

Если клетчатка собирает и выводит из организма шлаки, токсины и т.д., не выводит ли она и полезные вещества?

Этот вопрос волнует не только россиян. Его ставят перед собой многие научно-исследовательские коллективы ведущих зарубежных научных центров.

А как же быть с остальными видами или отрубями?

Вариантов два – принимать клетчатку за час-полтора до еды или после еды. Замачивать клетчатку в бифидо-кефире на несколько часов.

Клетчатка – кладезь витаминов

Какая клетчатка самая полезная?

Заключение

Отойдем от болезней и остановимся на удивительном свойстве клетчатки. Не побоюсь сказать «Клетчатка-это умный продукт!». Растительные волокна в разных случаях при разных нарушениях в организме работают по-разному, но всегда с пользой для организма.

За каждым случаем стоят сложные и не всегда понятные нам, простым людям физиологические процессы. Например, казалось бы, какая связь между потреблением клетчатки и раком молочной железы? Между клетчаткой и работой мозга? Между клетчаткой и кариесом? Между клетчаткой и кандидозом? Между клетчаткой и желчными камнями? Огромное количество объективной информации, многолетние исследования, клинические испытания подтверждают, что одной из причин вышеназванных проблем является недостаток клетчатки.

Человек, как биологический вид эволюционно больше тяготеет к растительной пище, об этом можно судить по соотношению зубов-резцов для мяса и коренных для перетирания растений. В последние 150-200 лет это соотношение стало изменяться, но организм человека не изменился за столь короткий срок. Нынешнее неправильное питание можно сравнить с автомобилем. Сердце кровью обливается, когда нужно залить в бак дорогого авто дешевый бензин. А если делать это постоянно? Чувствуете, куда клоню? Машину нам жалко, а себя нет. Организм имеет огромный запас прочности, годами работает на «плохом бензине», а потом? Проблемы нарастают, как снежный ком, затем дорогостоящий ремонт и больничная койка.

Про растительную клетчатку, ее волшебные, умные свойства можно писать книги. К сожалению, таких книг очень мало.

Источник

Энтеросорбенты: клинические особенности и сравнительная таблица

Энтеросорбенты — несложная группа лекарственных препаратов с сорбционно-детоксикационными свойствами, которые обусловливают их обширное применение при различных состояниях:

У каждого сорбента есть свои биофизические и клинические особенности, давайте вспомним основные, чтобы выбор сорбента для пациента максимально соответствовал задачам.

Две основные характеристики энтеросорбентов, которые позволяют судить об их «работоспособности» это сорбционная емкость и селективность.

Сорбционная ёмкость (моль/г, мг/г) – это «мощность» энтеросорбента. Показывает, сколько вещества (адсорбата) может поглотить сорбент на единицу своей массы. Сорбционная емкость зависит от природы сорбата, а также от площади активной поверхности сорбента. Чем больше поверхность впитывания, тем выше сорбционная способность.

Селективность заключается в способности к сорбции частиц определенных размеров, а также микроорганизмов. Неселективный энтеросорбент поглощает в ЖКТ все подряд: не только вредные вещества, но и витамины, минеральные соли и другие полезные вещества, а также ферменты (пепсин, трипсин, амилазу). Селективные энтеросорбенты способны поглощать частицы определенных размеров, не влияя на всасываемость полезных для организма веществ.

Различаются энтеросорбенты и по их влиянию на слизистую ЖКТ.

Краткая характеристика и особенности наиболее известных сорбенетов

Уголь активированный

Примеры ТН: Активированный уголь, Карбопект, Сорбекс, Ультра-адсорб, ЭКСТРАСОРБ

Уголь имеет большую активную поверхность, очень популярен и широко используется в силу своей дешевизны и «проверенности временем». При длительном применении может вызывать констипационный синдром (запор), атонию кишечника, раздражать ЖКТ (абразивное действие). Большое значение имеет в качестве экстренной энтеральной детоксикации (промывание желудка суспензией угля) при отравлении медикаментами (гликозиды, барбитураты, снотворные, наркотические), бытовой химией, различными ядами. При насыщении имеет свойство высвобождать связанные вещества обратно в ЖКТ. Во избежание десорбции и обратного всасывания связанного вещества необходимы избыточные дозы активированного угля. Важно также следить за своевременным опорожнением кишечника. Сорбирует бактерии, газы, соли тяжелых металлов. Слабо адсорбирует белки, кислоты, щелочи, метанол.

В каких случаях предпочтителен: при острых отравлениях лекарственными средствами, бытовой химией, неустановленными веществами в первые 2 часа предпочтение отдается угольным сорбентам, при повышенном газообразовании.

Минусы: раздражает ЖКТ, может вызывать атонию кишечника, запор. Перед применением таблетки лучше измельчать в порошок.

Лигнин гидролизный

Примеры ТН: Полифепан, Фильтрум-СТИ, Лактофильтрум, Полифан

В каких случаях предпочтителен: первая помощь при острых отравлениях лекарственными препаратами, алкалоидами, солями тяжелых металлов и другими ядами; вирусные и бактериальные кишечные инфекции, сопровождающиеся диареей.

Минусы: не желательно применять при обострении язвенной болезни.

Лигнин гидролизный + лактулоза

Комбинированный препарат лигнина и лактулозы. Лактулоза – субстрат для роста полезных кишечных бифидо и лакто-бактерий, поэтому лактофильтрум позиционируется как препарат для улучшения микрофлоры кишечника и борьбы с дисбактериозом. Обладает послабляющим действием, поэтому нивелирует такой побочный эффект лигнина как запор. Лактулоза эффективна для предотвращения печеночной энцефалопатии, которая связана с интоксикацией, вызванной нарушением функций кишечной микрофлоры.

В каких случаях предпочтителен: нарушения микрофлоры кишечника при кишечных инфекциях, в т.ч. после антибиотикотерапии; комплексное лечение СРК (синдрома раздраженного кишечника); гепатиты и цирроз печени (в комплексном лечениии); аллергические заболевания.

Минусы: при обострении язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки с осторожностью.

Повидон

Примеры ТН: СОРБИ-ДЕТОКС, Энтеродез

Пользуется низким спросом в аптеках по причине вытеснения более популярными энтеросорбентами широкого действия. Имеет выраженные детоксикационные свойства. Образует растворимые или диспергируемые в воде комплексы со многими веществами, в результате последние теряют токсичность. Усиливает почечный кровоток, повышает клубочковую фильтрацию, усиливает диурез. Не сорбирует бактерии и вирусы. Показан при токсических формах ОКИ. А также при печеночной и почечной недостаточности. Готовый раствор имеет специфический запах. Можно разбавлять фруктовыми соками или добавлять сахар.

В каких случаях предпочтителен: токсические формы желудочно-кишечных инфекций; печеночная и почечная недостаточность.

Минусы: не сорбирует бактерии и вирусы. Может вызывать тошноту, рвоту в начале приема.

Полиметилсилоксана полигидрат

Примеры ТН: Энтеросгель, Энтероактин, Энтеродезгель

Селективно собирает на себе бактерии и их токсины, аллергены, лекарственные препараты и яды, соли тяжелых металлов, радионуклиды, алкоголь. Также сорбирует избыток продуктов обмена веществ: билирубин, мочевину, холестерин. Не уменьшает всасывания витаминов и микроэлементов, положительно влияет на микрофлору, не влияет на двигательную функцию кишечника, обладает цитопротекторным действием для слизистой ЖКТ. Оптимален при хронических заболеваниях для длительного применения.

В каких случаях предпочтителен: во всех случаях, когда необходимо длительное применение: токсикозы беременных, в комплексной терапии хронические аллергических заболеваний; профилактика и лечение интоксикаций на фоне химиотерапии (не раздражает ЖКТ, оказывает цитопротекторное действие на слизистую); профилактика хронических профессиональных интоксикаций; энтеросорбент выбора при наличии язвы желудка и 12-перстной кишки.

Минусы: отторжение при приеме

Диоктаэдрический смектит

Примеры ТН: Смекта, Неосмектин, Диосмектит, Эндосорб, Смектит диоктаэдрический, Диоктаб Солюшн Таблетс

Антидиарейный эффект с сорбционными свойствами. Стабилизирует слизистый барьер ЖКТ, обладает обволакивающим действием и цитопротекторными свойствами. Селективно сорбирует энтеротоксины, вирусы и бактерии. В экспериментах установлены адсорбирующие свойства Смекты в отношении грамотрицательных микроорганизмов и их токсинов (Echerichii coli, Vibrio cholerae, Campylobacter jejuni, Clostridium difficile), а также ротавируса ( 4 ). Оказывает антацидное и протеолитическое действие. Важное свойство смектита — способность обезвреживать энтеротоксины A и B Clostridium difficile, что дает возможность использовать препарат для профилактики и лечения антибиотико-ассоциированных диарей у детей. Препарат способствует росту сахаролитической и подавлению патогенной протеолитической микрофлоры кишечника. Детям можно перемешивать с кашей, компотом, молочной смесью.

В каких случаях предпочтителен: диарея любого генеза, особенно маленьким детям по причине удобства применения; изжога, вздутие, дискомфорт при заболеваниях органов ЖКТ, в частности при гастрите, язвенной болезни желудка и 12-перстной кишки.

Минусы: при передозировке выраженный запор или безоар, с осторожностью применять при хронических запорах в анамнезе

Кремния диоксид коллоидный

Примеры ТН: Полисорб МП, ПРОСТОСОРБ

Сорбирует бактерии и их токсины, аллергены, ЛП и яды, соли тяжелых металлов, радионуклиды, алкоголь. Также принимает на себя билирубин, мочевину, холестерин. Показания к применению широкие: различные острые и хронические интоксикации, диарея, гнойно-септические заболевания, различные виды аллергии, гипербилирубинемия (гепатиты), гиперазотемия (хроническая почечная недостаточность). Обладает повышенной сорбционной способностью по отношению к белкам, поэтому при состояниях, сопровождающихся выделением белковых токсинов (при бактериальной инфекции, аллергии, ожоговой болезни) это предпочтительный выбор.

В каких случаях предпочтителен: интоксикации бактериальными токсинами; пищевые токсикоинфекции; гнойно-септические заболевания, ожоговая болезнь, сопровождающиеся интоксикацией; аллергии.

Минусы: хуже (по сравнению с углем) сорбирует низкомолекулярные соединения. Эффект персорбции частиц Хербста-Фолькхаймера.

Есть ли у вас любимый сорбент? Расскажите, какой и почему!

Обсудить последние новости со всеми коллегами России вы можете в чатах:

Источник

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

Источник