Пектин обладает лечебными
свойствами и применяется при расстройствах
пищеварительного тракта (гастроэнтериты,
диарея), уменьшает потерю воды организмом,
сокращает свертывание крови, связывает
многие яды, замедляет выделение из организма
аскорбиновой кислоты, инсулина, антибиотиков,
снижает содержание холестерина в крови,
влияет на обмен желчных кислот, обладает
анафилактическим действием, обуславливает
пролонгированное действие многих лекарственных
веществ. Пектин связывает стронций, кобальт,
радиоактивные изотопы. Большая часть
пектинов не переваривается и не всасывается
организмом, а выводится из него вместе
с вредными веществами. Пектины улучшают
пищеварение, снижают процессы гниения
в кишечнике и выводят ядовитые продукты
обмена, образующиеся в самом организме;
способствуют выработке в кишечнике витаминов
группы В, особенно В12, жизнедеятельности
и росту полезных микроорганизмов в кишечнике,
выведению излишнего количества холестерина.
Пектин яблок задерживает
размножение гриппозного вируса «А», уменьшает
последствия ртутного и свинцового отравления,
способствует выведению свинца из костной
ткани. Пектин в относительно больших
количествах содержится в овощах (0,4 —
0,6%), фруктах (от 0,4% в вишнях до 1% в яблоках,
но особенно много в кожице - от 1,5% в яблочной
до 30% в цитрусовой) и ягодах (от 0,6% в винограде
до 1,2% в черной смородине), а также в землянике,
клюкве, апельсинах, калине и др.
В промышленных масштабах
пектин получают из свеклы, отжатых лимонов,
яблок и других продуктов. Он широко используется
в пищевой промышленности для производства
джемов, зефира, мармелада, повидла.
В ламинарии присутствует альгиновая кислота
— аналог пектиновой кислоте Она состоит
из остатков D-маннуроновой и D-гулуроновой
кислот, связанных β-гликозидными связями.
В водорослях альгиновая кислота присутствует
в виде солей кальция, магния, натрия и
т.д. и составляет до 30% сухой массы водорослей.
Альгиновая кислота
является природным ионообменником и
обладает способностью селективно адсорбировать
катионы тяжелых металлов и радиоизотопы.
Применение альгиновой кислоты способствует
предотвращению отложения радиоактивного
стронция в организме человека и животных.
Ионообменные свойства альгиновой кислоты
зависят от соотношения уроновых кислот.
Большее содержание L-гулуроновой кислоты
обеспечивает большую адсорбционную способность.
В связи с этим ламинария
имеет большое значение для получения
пищевого сырья. Перспективным сырьем
для производства альгината натрия являются
также отходы первичной обработки таллома
водоросли, в которых локализуется альгиновая
кислота, обогащенная L-гулуроновой кислотой.
Лигнины представляют собой
безуглеводные вещества клеточной оболочки,
состоящие из полимеров ароматических
спиртов. Лигнины в человеческом организме
способны связывать соли желчной кислоты
и другие органические вещества, а также
замедлять или нарушать абсорбцию пищевых
веществ в толстом кишечнике.
Камеди
- гетерополисахариды,
состоящие из остатков галактозы, маннозы,
арабинозы, рамнозы, глюкороновой или
галактуроновой кислоты. Наиболее часто
встречаются на плодовых деревьях - вишне,
абрикосе и др. Они состоят из гетерополисахаридов
с обязательным участием уроновых кислот,
карбонильные группы которых связаны
с ионами Са2+, К+ и Мg2+. По растворимости
в воде делятся на 3 группы: арабиновые,
хорошо растворимые в воде (абрикосовая
и аравийская камеди); бассориновые, плохо
растворимые в воде, но сильно в ней набухающие
(трагакантовая камедь), и церазиновые,
плохо растворимые и плохо набухающие
в воде (вишневая, сливовая камедь). Камеди
возникают в результате истечения соков
при повреждении растений. Они безвкусны
или имеют слабый сладковатый вкус. Первоначально
мягкие и вязкие, на воздухе они постепенно
твердеют, превращаясь в аморфную массу
разнообразной формы и величины. Реже
камеди возникают на корнях, плодах, семенах.
Благодаря высокой
эмульгирующей и обволакивающей способности
камеди оказывают благоприятное воздействие
на желудочно-кишечный тракт.
Глюкоманнан
– представитель нейтральных
камедей (полисахаридов, способных к набуханию).
Нейтральные камеди используются в пищевой
промышленности в качестве загустителей,
а в диетотерапии - как источник неусвояемых
пищевых волокон, увеличивающих объём
пищи, усиливающих чувство сытости. Глюкоманнан
получают из клубней конжака (Amoгрhophallus
konjak) – растения сем. Ароидных, традиционно
употребляемого в пищу жителями Японии.
Гуаровая
камедь - гелеобразующая клетчатка
из сока индийской акации – способна снижать
уровень холестерина в крови, а также замедлять
всасывание сахара из желудочно-кишечного
тракта.
Демоноропс (Daemonorops drako) – камедь, получаемая
из фруктов различных видов Daemonorops семейства
Palmae. Применяется в качестве кровоостанавливающего
и болеутоляющего средства.
Слизи - смеси полисахаридов
- пентозанов и гексозанов, способные образовывать
в воде густые слизистые растворы. Встречаются
в семенах льна, подорожника, корнях алтея,
клубнях ятрышника, цветках липы, листьях
мать-и-мачехи. Слизи также находятся во
внутреннем слое бобов, орехов и семян.
В химическом отношении они мало отличаются
от камедей, характеризуются преобладанием
в своем составе пентозанов. Они хорошо
и полностью растворимы в воде, при кислотном
гидролизе расщепляются, образуя галактозу,
ксилозу, арабинозу, рамнозу, маннозу,
глюкозу и галактуроновую кислоту. Слизи
оказывают благоприятное воздействие
на желудочно-кишечный тракт, при раздражении
верхних дыхательных путей, рефлекторно
возникающем кашле, снижают раздражающее
действие сопутствующих веществ. Много
слизи содержится в овсяной, рисовой и
перловой крупе, толокне, что позволяет
их использовать при заболеваниях желудочно-кишечного
тракта. Некоторые слизи оказывают послабляющее
действие, снижают уровень холестерина
в крови, уменьшают чувство голода. Они
широко используются в пищевой промышленности
при производстве сыра, супов, мороженого,
приправ.
В водорослях содержатся
полисахариды — карагенин, ламинарии
и фуколдин. Являясь структурными или
запасными полиозами водорослей, они присутствуют
практически во всех водорослях, составляя
иногда десятки процентов от их массы.
Установлено, что те из них, которые содержат
эфиросвязанную серную кислоту, удлиняют
время свертывания крови и обладают антилипемическим
эффектом, другие - способностью связывать
избирательно радиоактивный стронций
(это свойство особенно выражено у низкомолекулярных
фракций альгиновой кислоты), предотвращая
его всасывание и накопление в организме.
Отдельные полисахариды (к- и λ-фракции
карагенина и продукты их переработки)
снижают секреторную деятельность желудочно-кишечного
тракта, уменьшают протеолитическую функцию
пепсина, предупреждая развитие пептических
язв желудка и двенадцатиперстной кишки.
К пищевым волокнам
относят пребиотики, избирательно стимулирующие
рост и/или активность защитной микрофлоры
кишечника человека и улучшающие тем самым
его здоровье. Одним из пребиотиков является
инулин – высокомолекулярный фруктозан.
Это полисахарид, состоящий из 34 – 35 остатков
фруктозы, связанных β-гликозидной связью.
Является, как и крахмал, резервным углеводом,
он растворим в воде, осаждается из водных
растворов при добавлении спирта. Содержится
в больших количествах в клубнях земляной
груши и георгина, в корнях одуванчика,
кок-сагыза и цикория, в артишоках, в корнях,
листьях и стеблях каучуконосного растения
гваюлы.
Инулин стимулирует
рост и активность бифидо- и лактобактерий;
повышает всасывание кальция в толстой
кишке, тем самым снижая риск остеопороза;
влияет на метаболизм липидов; снижает
риск развития сахарного диабета; обладает
антиканцерогенным действием; уменьшает
риск атеросклеротических изменений в
сердечно-сосудистой системе.
Таким образом, пищевые
волокна – один из компонентов комплексной
профилактики нарушений жирового обмена,
атеросклероза, сахарного диабета, желчекаменной
болезни. В последние годы появились данные,
свидетельствующие о том, что недостаток
пищевых волокон вызывает развитие мочекаменной
болезни, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной
кишки, подагры, кариеса и даже варикозного
расширения вен.
Без сомнения, прав
был в свое время известный немецкий химик,
один из создателей агрохимии, иностранный
член-корреспондент Петербургской академии
Юстус Либих, который в знаменитых «Письмах
о химии» (1861 г.) указывал, что «отделение
отрубей от муки есть роскошь и для питания
скорее вредно, нежели полезно». Прошло
более столетия, и под это заключение подведена
строгая научная основа.
Пищевые волокна влияют на функцию
толстого кишечника. Они стимулируют перистальтику,
усиливают выделение желчи. Пищевые волокна
способны задерживать в кишечнике воду,
что имеет особое значение в профилактике
запоров, геморроя. Они способны адсорбировать
продукты обмена микроорганизмов, желчные
кислоты, соли тяжелых металлов, поступивших
в кишечник. Это одно из важнейших свойств
пищевых волокон, особенно пектиновых
веществ, способствующие профилактике
рака кишечника, уменьшению интоксикации
организма как собственными ядами кишечника
(индол, скатол, аммиак), так и поступившими
извне.
В то же время избыточное потребление
пищевых волокон скорее вредно, чем полезно.
Оно может привести к неполному перевариванию
пищи, нарушению всасывания в кишечнике
макро- и микроэлементов, а также жирорастворимых
витаминов. Чрезмерное потребление пищевых
волокон вызывает поносы, дискомфорт от
избыточного образования газов в кишечнике,
боли в животе.
В пищевом рационе до 70-75% углеводов
должно приходится на долю крахмала, около
10% - на долю пищевых волокон и 15-20% - на долю
простых сахаров. Нарушение физиологической
потребности в углеводах оказывает неблагоприятное
воздействие на организм человека.
Плодово-Ягодные культуры.
Плодово-ягодные культуры выращивают
с целью получения плодов и ягод, богатых
сахарами, органическими кислотами, пектиновыми
и минеральными веществами, витаминами
и другими полезными химическими соединениями,
определяющими питательную и биологическую
ценность плодово-ягодной продукции. Накопление
ценных для человека органических веществ
происходит в паренхимных тканях плодов,
образующих плодовую мякоть, а в семенах
откладываются запасные вещества, необходимые
для образования проростков. Семена и
плодовые оболочки в питательном отношении
не представляют ценности, поэтому в пищу
и для переработки не используются. Плоды
и ягоды представляют собой сочные растительные
продукты, в которых повышено содержание
воды, а сухое вещество составляет 10-20
%.
Плодовая мякоть образуется в результате разрастания
околоплодника под воздействием фитогормонов, поступающих из семенных тканей, где
происходит их синтез. Клетки околоплодника
начинают усиленно делиться, вызывая интенсивный
рост плодов. В дальнейшем происходит
формирование зародыша и эндосперма, которое
сопровождается значительными изменениями
биохимических процессов во всех тканях
плодов. В этот период, хотя рост плодов
за счёт образования новых клеток и замедляется,
продолжается интенсивное увеличение
их массы вследствие усиления биосинтетических
процессов и накопления сухого вещества,
в связи с чем ранняя уборка плодов приводит
к недобору урожая и ухудшению его качества.
Наиболее высокая активность биосинтетических
процессов в созревающих плодах наблюдается
в период максимальной активизации дыхания,
которое называют климактерическим подъёмом
дыхания. После прохождения климактерической
фазы созревания начинается уже период
старения плодов. В процессе созревания
плодов происходит синтез веществ, необходимых
для формирования полноценных в биологическом
отношении репродуктивных органов, - специфических
белков, липидов, различных веществ, обусловливающих
вкус и аромат плодов, структурных элементов
покровных тканей, витаминов и некоторых
других веществ.
Важную роль в процессах созревания плодов
играют фитогормоны, и особенно этилен, образующийся
в тканях околоплодника. На первых этапах
созревания плодов и ягод действие этилена
подавляется ауксином, в дальнейшем после завершения формирования
семенных тканей концентрация ауксина
снижается и усиливается синтез этилена.
Под влиянием этилена повышается дыхание
и проницаемость клеточных мембран, а
также ускоряются превращения запасных
веществ, которые вначале подвергаются окислению,
а на завершающих этапах созревания плодов
- декарбоксилированию.
Динамика углеводов.
На ранних стадиях образования плодов
и ягод в них много синтезируется структурных
углеводов - пектиновых веществ, гемицеллюлоз,
клетчатки, а у некоторых культур образуется
крахмал. При переходе плодово-ягодных
культур к стадии созревания плодов в
них активизируются процессы превращения
полисахаридов в сахара (слайды …), причём
состав этой фракции определяется спецификой
обмена веществ данной культуры. В ягодах
очень мало синтезируется сахарозы и фракция
сахаров в них представлена в основном глюкозой и фруктозой. В других плодах, кроме глюкозы и фруктозы,
образуется много сахарозы. Из моносахаридов в семечковых плодах
обычно преобладает фруктоза, а в косточковых
- глюкоза.
Общее количество сахаров в плодах и
ягодах в среднем составляет 6-12% сырой
массы, в лимоне - 1-3%, персиках, хурме некоторых
сортах яблок - 12-20%, а в винограде - до 26%.
Накопление в плодах углеводов зависит
от сроков вегетации растений, вследствие
чего поздние сорта характеризуются более
высоким содержанием сахара. В некоторых
плодах и ягодах накапливаются восстановленные
производные моносахаридов - спирты, например, в рябине - сорбит, в ананасах и оливках - маннит.
У ряда плодовых культур на первых этапах
формирования плодов синтезируется довольно
много крахмала (бананы, яблоки, груши), который на последующих
этапах созревания превращается в сахара
и другие углеводы, что очень хорошо видно
из данных, представленных на слайдах
… и …. При хранении плодов увеличение
концентрации сахаров происходит также
в результате распада сахарозы, а также
частичного гидролиза пектиновых веществ,
гемицеллюлоз и даже целлюлозы.
В косточковых плодах при созревании
снижается концентрация пектиновых веществ,
однако это происходит не в результате
их распада, а вследствие усиления синтеза
сахаров и органических кислот.
В семечковых плодах в процессе созревания
довольно активно происходит превращение
протопектинов в пектины. В зрелых плодах
и ягодах содержание пектиновых веществ
колеблется в пределах 0.3-1.5% сырой массы
и они способны образовывать желе. При
созревании плодов и ягод снижается содержание
клетчатки (в 2-3 раза) и гемицеллюлоз, в
связи с чем они приобретают мягкую консистенцию.
В зрелых плодах содержится 0,3-1% клетчатки,
в землянике и айве – 1-1,7 %, особенно много
в шиповнике - до 20 %. Массовая доля гемицеллюлоз
в плодах и ягодах может составлять до
4-8 %.