Харчові волокна: склад, функціонування та аналіз Шандор Темескезі, Кітті Терек, Рената Немет Безкоштовні фотографії

волокнистих

Доведене або сприйняте значення споживання клітковини Сенсорні властивості (консистенція, жування, стадо) Повільне поїдання Нижня щільність енергії Повільніше засвоєння СНО Зміни жовчних кислот/солей Зміни всмоктування жирних кислот Взаємозв’язок вмісту клітковини між їжею та мікрокомпонентами (антиоксиданти, поліфеноли, функціональні компоненти їжі) Відчуття ситості. Знижене споживання енергії, контроль ваги Контроль глюкози в крові, ШКТ Чутливість до інсуліну Зниження рівня ліпідів у крові, зниження ризику захворювань судин Детоксикація? Пригнічення корисного поглинання мінеральних речовин (?) Сприятливі метаболічні ефекти? Зміцнення імунної системи? Збільшення обсягу стільця, регулювання спорожнення кишечника Поліпшення самопочуття, стану здоров'я, зменшення ймовірності розвитку захворювань

Доведена або сприйнята важливість споживання клітковини Джон Ф. Хаулет та ін.: Визначення дискусій з харчових волокон на Дев’ятому симпозіумі з волокон Вахуні: створення наукової угоди, (2010, Food Nutrition and Research, Taylor & Francis) Симпозіум, організований ILSI Europe та Комітети ILSI в Північній Америці 1. Добре встановлені корисні ефекти 2. Ймовірні корисні ефекти 3. Можливі корисні ефекти 1. Зниження загального рівня крові та/або рівня холестерину ЛПНЩ 2. Ослаблення глікемії/інсулінемії після їжі 3. Зниження артеріального тиску 4. Підвищення калових ефектів основна маса/розслаблення 5. Зменшення часу транзиту 6. Збільшення ферментації товстої кишки/утворення коротколанцюгової жирної кислоти 7. Позитивна модуляція мікрофлори товстої кишки 8. Втрата ваги/зменшення ожиріння 9. Підвищена насиченість

Модель клітинної стінки.) Джерело: ILSI

Але що таке клітковина? Визначення та основна хімічна реальність

Але що таке клітковина? Визначення та основна хімічна реальність Визначення волокна сьогодні: (Codex Alimentarius 2009, AACC 2008, EFSA 2010, ILSI, 1169/2011/EU) Вуглеводні полімери з принаймні трьома мономерними одиницями *, які не перетравлюються та не поглинаються тонкою кишкою людини, і які підпадають до наступних категорій: - їстівні вуглеводні полімери, природно присутні в їжі у спожитому стані, - їстівні вуглеводні полімери, отримані з харчової сировини фізичними, ферментативними або хімічними способами, які, згідно із загальновизнаними науковими доказами, мають сприятливий фізіологічний ефект, їстівні синтетичні вуглеводні полімери, які, згідно із загальновизнаними науковими доказами, мають сприятливий фізіологічний ефект; * Фракції лігніну та інші компоненти (лігнін, фенольні компоненти, віск, сапоніни, фітати, кутін, фітостерини), зв’язані з вуглеводами в клітинах, тут можна перераховувати у зв’язаному стані, але не вільно. * Кодекс посилається на рішення щодо вуглеводів з мономерним числом 3-10 на національному рівні (фрукто- або галакто-олігосахариди, ФОС, ГСН).

Але що таке клітковина? Визначення та основна хімічна реальність Відповідно до сучасного визначення, такі полімери можна розглядати як волокнеутворюючі компоненти: Некрахмалисті вуглеводи (NSP): целюлоза, геміцелюлоза, пектини, гідроколоїди (тобто ясна, слиз, глюкани). Стійкі олігосахариди: фруктоолігосахариди (ФОС), галактоолігосахариди (ГСН), інші олігосахариди. Стійкі крохмалі: Фізично закриті крохмалі, сирі крохмальні гранули, ретроградна амілоза, хімічно або фізично модифікований крохмаль. Лігнін: харчові волокна у зв’язаній з полісахаридами формі.

Про вуглеводи з мономерним числом 3-10. Джон Ф. Хаулет та ін.: Визначення дискусій з харчових волокон на Дев’ятому симпозіумі з волокон Вахуні: створення наукової згоди, (2010, Харчове харчування та дослідження, Тейлор та Френсіс), симпозіум, організований комітетами ILSI в Європі та ILSI в Північній Америці

Про вуглеводи з мономерним числом 3-10.

Доведена або передбачувана важливість споживання клітковини Джерело: Рада з контролю за калоріями

Поняття аналітичного підходу до клітковини 1. Поняття та сфера застосування - Сира клітковина - переважно корми - Миючі волокна - оптимізація споживання енергії у жуйних тварин - Харчові волокна - Харчування людини, здоров’я

Розробка методів моделювання травної системи 1. Хімічне наближення: сира клітковина Загальна кількість залишкових компонентів рослинної сировини після кислої та лужної екстракції Геміцелюлоза ЗРАЗОК 1,25% H 2 SO 4 1,25% NaOH CF Целюлозна Пектини Лігнін Текатор AB, Sveden

Розробка методів моделювання травної системи 1. Хімічне наближення: необроблена клітковина Знежирювання ацетоном Зазвичай, коли більше 10% жиру Зважують зразок (w1) 1. Розкладання крохмалю та вільних цукрів, вуглеводів за допомогою кислотного гідролізу 2. Розкладання білків та деяких інших речовини лужним гідролізом вуглевод (+ частина геміцелюлози та лігніну) Кислотний гідроліз 150 мл. 1,25% сірчаної кислоти промивають 3 х 30 мл води Лужний гідроліз з 1,25% гідроксидом натрію промивають 3 х 30 мл води Знежирюють і сушать ацетоном Сушать у духовці 105 С протягом 5 годин. % Сирого волокна W2-W3 x 100 W1 Залишок залишку (w2) Попілення при 525 C Залишок зважування (W3) (Tecator AB, Sveden)

Розробка методів моделювання травної системи 1. Хімічне наближення: сира клітковина Підготовка зразка Екстракція волокна Попіл W1 W2 W3 = CH = Клітковина = білок W2-W3% Сира клітковина = x 100 W1 FTEC015A (Tecator AB, Sveden)

Розробка методів моделювання травної системи 1. Хімічне наближення: визначення сирої клітковини (Tecator AB, Sveden)

Розробка методів моделювання травної системи 2. Фізико-хімічне наближення: миюче волокно Всього компонентів, що залишилися після екстракції білка та крохмалю розчинами миючих засобів Геміцелюлоза ЗРАЗОК Нейтр. Визнач. (NDS) NDF Целюлозні пектини Лігнін Геміцелюлоза ЗРАЗКИ Кислотний детер. (ADS) ADF Целюлозні пектини лігнін Геміцелюлоза Tecator AB, Sveden 72% H 2 SO 4 ADL Целюлозні пектини лігнін

Розробка методів моделювання травної системи Сира клітковина Целюлоза 50-80% геміцелюлоза

20% лігніну 10-50% миючого волокна нейтральний миючий засіб волокно (NDF) целюлоза 100% геміцелюлоза 100% лігнін 100% кислота миюче волокно (ADF) - целюлоза 100% лігнін 100% кислота миючий засіб лігнін (ADL) - лігнін 100% харчові волокна целюлоза, геміцелюлоза, лігнін, пектин, неперетравлювані речовини, білки тощо (не засвоюється для людства)

Розробка методів моделювання травної системи 3. Біохімічне наближення: харчові волокна Неволокнисті матеріали перетравлюються специфічними ферментами, що розкладають білки та вуглеводи, а потім розчинні компоненти осідають спиртом. 3. амілоглюкозидаза Спиртові опади Фільтрація Промивання Сушіння Всі харчові волокна * Фільтрація надосадової рідини Спиртові осади Фільтрація Промивання Сушіння Розчинна клітковина * AOAC 985,29 * Потрібна корекція білка та золи! Прання Сушіння Нерозчинна клітковина *

Автоматизація визначення харчових волокон + водяна баня + аналізатор білка + піч

Автоматизуйте визначення харчових волокон

Вміст харчових волокон у харчових продуктах зернові (хліб) кількість загальної клітковини розчинна клітковина (г) нерозчинна клітковина (г) білий хліб скибочка 0,53 0,03 0,5 рисовий хліб скибочка 2,7 0,8 0,1,9 французький хліб скибочка 1,0 0,4 0,6 хліб Грахам скибочка 1,4 0,04 1,36 білого рису півсклянки 0,5 0,5 0,0 коричневого рису півсклянки 1,3 1,3 0,0 пшеничних висівок півсклянки 10,0 0,3 9,7 вівса півсклянки 1,6 0,5 1,1 кукурудзи півсклянки 1,9 0,6 1,3 попкорну три чашки 2,8 0,8 2,0

Розробка методів Принцип методу Які складові волокна ми вимірюємо? AOAC 985,29 Фермент-гравіметричне визначення загальної дієтичної клітковини Целюлоза, бета-глюкан, галактоманнан, арабіноксилани та різні полімери (DP> 3) AOAC 991,43 Фермент-гравіметрична Як вище, загальна розчинна та нерозчинна клітковина AOAC 93,21 Неферментативна, де очікувана клітковина вміст> 10% і вміст крохмалю 3) Загальна кількість харчових волокон: целюлоза, бета-глюкан, галактоманнан, арабіноксилан, пектин, арабіногалакан, полідекстроза, фіброзол2, галактоолігосахариди, рафіноза/стахілоза, крохмаль, фруктами (DP> 3)

Розробка методів 4. Комплексний підхід: дієтичні та функціональні волокна BARRY V. MCCLEARY et al

Розробка методів 4. Комплексний підхід: дієтичні та функціональні волокна: ЗРАЗО AOAC 2001.03 Ферментативне травлення 1. α-амілаза 2. Протеаза. 3. Амілоглюкозидаза Проблема, яку потрібно вирішити: Супернатант осаду спирту AOAC 2001.03 Фільтрація Промивання Сушіння Загальна кількість харчових волокон * AOAC 985,29 Після осадження спиртом випадає в осад лише частина стійких мальтодекстринів. Концентрація опріснення ВЕРХ Малий моль. розмір волокон

Розробка методів 4. Комплексний підхід: Характеристична хроматограма (AOAC 2001.03) Центр безпеки харчових продуктів

Розробка методів 4 + 1. Комплексний підхід: дієтичні та функціональні волокна: AOAC 2009.01 ЗРАЗОК Ферментативне травлення 1. α-амілаза 2. Протеаза. 3. Холодна 16-годинна амілоглюкозидаза Проблема, яку потрібно вирішити: Супернатант алкогольних опадів Фільтрація Промивання Сушіння Всі харчові волокна * Під час ферментативної обробки амілоглюкозидазою під час теплообміну відбувається деградація високостійкого крохмалю з високими молекулярними розмірами. Концентрація опріснення ВЕРХ Малий моль. розмір волокон

Розробка методів моделювання травної системи становить 4 + 2. Комплексний підхід: дієтичні та функціональні волокна Останній метод: AOAC 2011.25 Працює з ферментним набором та підтримкою ВЕРХ. Вимірювані компоненти: - Нерозчинні харчові волокна з великим молекулярним розміром та стійкий крохмаль - Розчинні харчові волокна з великим молекулярним розміром - Харчові волокна з малими молекулярними розмірами (пребіотики)

Стейсі Фуллер та співавт., Нові горизонти для вивчення харчових волокон та здоров’я: оглядова стаття у „Рослинна їжа для харчування людини”, лютий 2016 р.

Розвиток методів або свобода вибору У 2011 році Комісія Кодексу Аліментаріус прийняла перелік методів. Методи у списку поділені на чотири категорії (КЕРІВНИЙ ДОКУМЕНТ ЄС, грудень 2012 р.) Група методів 1: Придатна для визначення як високомолекулярних, так і низькомолекулярних компонентів волокна (принаймні частково, методи, доповнені ВЕРХ) Група методів 2: Методи з цієї групи можуть визначати лише компоненти з більшими молекулярними розмірами (DP> 9) (ферментні гравіметричні методи). Група методів 3: Специфічні аналітичні методи визначення окремих компонентів волокна Група методів 4: Інші методи, ще не перевірені в лабораторних випробуваннях

Визначення енергетичного вмісту продуктів харчування Розраховано за складом (основний метод) 1 г жиру: 38,94 кДж (9,3 ккал) 1 г вуглеводів: 17,16 кДж (4,1 ккал) 1 г білка: 22,19 кДж => 17,16 кДж (4,1 ккал) (спирти: 30 кДж/г (7,1 ккал)))

Розрахунок енергетичного вмісту шляхом корекції волоконних компонентів Директива Комісії 2008/100/ЄС від 28 жовтня 2008 р. (7) Перелік коефіцієнтів перетворення енергії повинен бути змінений з урахуванням нових науково-технічних розробок Енергетичний вміст харчових продуктів Відповідно до звіту про методи випробувань та коефіцієнтів перетворення можна припустити, що 70% волокон у традиційних продуктах харчування здатні до ферментації. Тому доцільно визначити середній вміст енергії у волокнах при 8 кДж/г (2 ккал/г)

Приклад дослідження 1: Вміст AX у лініях пшениці Метод: Газохроматографічний аналіз арабіноксиланів (Gebruers et al. 2009)

Приклад дослідження 2: Розробка продукту без глютену та AX POX S + O 2 α-1-арабіноза β-d-ксилоза H 2 O 2 POX P + H2 O 2 ферулова кислота Неферментативний процес окислення

Приклад дослідження 2: Розробка безглютенових продуктів та AX

Дякую за увагу! Робота пов’язана з новими аспектами розведення пшениці: вдосконалення складу біоактивних компонентів та його ефектів (OTKA K112179) та поліпшення якості безглютенового тіста шляхом створення геміцелюлозної мережі (OTKA ANN 114554) для досягнення професійних цілей.

Способи та інгредієнти

Етапи визначення харчових волокон Підготовка зразка 3. Біохімічне наближення: харчові волокна Зважування повторюваних зразків Інкубація 1, желатинізація та розкладання крохмалю. Інкубація 2, деградація білків. Інкубація 3, остаточна деградація крохмалю. Загальна кількість опадів харчових волокон з нерозчинним та розчинним харчовим волокном. IDF + SDF = TDF SDF Промивання ацетоном Сушіння золи та зважування

Вміст харчових волокон у продуктах харчування кількість фруктів загальна клітковина (г) розчинна клітковина (г) нерозчинна клітковина (г) яблука невеликі 3,9 2,3 1,6 абрикоси два середні 1,3 0,9 0,4 банани маленькі 1,3 0, 6 0,7 ожина півсклянки 3,7 0,7 3,0 вишня десять зерен 0,9 0,3 0,6 грейпфрута половина 1,3 0,9 0,4 персик середній 1,0 0,5 0, 5 груш малий 2,5 0,6 1,9 сливи дві середні 2,3 1,3 1,0 полуниця в чашці 2,4 0,9 1,5