Роль пищевых волокон в питании человека: Роль пищевых волокон в питании человека — Статьи — Информационные материалы

Несколько советов, как добавить в свой рацион больше клетчатки:

• Ешьте фрукты вместе с кожицей. Если вы готовите из них напиток, лучше сделать смузи (тогда продукт измельчается полностью, с кожицей), чем сок.
• Добавляйте овощи в каждый из основных приемов пищи: завтрак, обед и ужин.
• В белой муке нет ни грамма клетчатки — она остается во внешних слоях зерен, от которых их очищают в процессе обработки. Поэтому нужно максимально исключить из рациона привычную выпечку, а вместо нее употреблять цельнозерновой хлеб, мюсли и хлебцы.
• Заменяйте шлифованный белый рис коричневым или черным рисом, ячменем, просо, фасолью, чечевицей и другими неочищенными зернами.
• Рекордная  концентрация клетчатки содержится в отрубях, которые легко добавлять в любые напитки.
• Также можно дополнить рацион специализированными источниками клетчатки – например, начать день с Овсяно-Яблочного напитка Herbalife, одна порция которого содержит сразу 5 г качественной клетчатки, или Комплекса пищевых волокон Herbalife, обеспечивающего 150% рекомендованного употребления растворимых пищевых волокон.  

Итак, клетчатка – ценнейшее вещество в нашем рационе. Достаточное потребление клетчатки позволит сохранить здоровье пищеварительной системы, укрепить иммунитет и легче достигать своей лучшей формы!

Узнайте, как питаться
сбалансированно
и контролировать
свой весУзнать больше
9 декабря 2015, 18:182015-12-09

Автор: Будь в Форме

Оцените материал!

Добавить отзыв

Пищевые волокна и их роль в питании человека

Пищевые волокна – это компоненты пищи, не перевариваемые пищеварительными ферментами организма человека, но перерабатываемые полезной микрофлорой кишечника. Пищевые волокна в настоящее время признаны необходимым компонентом питания. Другими словами, питание человека нельзя признать полноценным, если оно не сбалансировано по количеству и составу пищевых волокон.

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 способствуют выведению холестерина из орга-низма, причем «вредной» фракции холестерина, что важно при нарушении жирового обмена, атеросклерозе, гипертонической болезни, ишемической болезни сердца. ПВ способствуют выравниванию уровня глюкозы и инсулина в крови, что важно для больных сахарным диабетом 2 типа, способствуют выведению тяжелых металлов, радионуклидов, токсических веществ. Пищевые волокна, удерживая воду, способствуют улучшению опорожнения кишечника, естественному очищению организма, используются полезными бактериями кишечника для своей жизнедеятельности; в результате этого увеличивается количество бактерий, что положительно сказывается на формировании каловой массы, и образуются необходимые для организма человека вещества (витамины, аминокислоты, особые жирные кислоты, которые используются клетками кишечника).

Рекомендуемое количество пищевых волокон – 20 г в день. При нарушении работы толстой кишки требуется увеличение содержания в рационе количества пищевых волокон. Американская диетологическая ассоциация рекомендует количество пищевых волокон 25-30 г в день. В то же время по данным ФАО/ВОЗ среднестатистический человек съедает их приблизительно в два раза меньше положенного и, в первую очередь из-за того, что существенно изменился характер питания. В пищу употребляется больше продуктов, обедненных ПВ. Снижается потребление растительных продуктов (овощей, зерновых, хлеба грубого помола). Поэтому рекомендуется ежедневно употреблять в пищу фрукты, овощи, бобовые, пшеничные отруби. Также в питании населения уменьшить дефицит ПВ помогает обогащение пищевыми волокнами разнообразных продуктов: кондитерских, хлебобулочных изделий, молочных продуктов и т.д.

Врач-лаборант лаборатории СХиТМИ Т.Ю.Кузьмицкая

Пищевые волокна и их роль в питании | Racionika | Диеты, рецепты, пп 🥑

Про пользу витаминов и минералов и их необходимое присутствие в ежедневном рационе знают, пожалуй, все. А что мы знаем о пищевых волокнах, значение которых в рационе современного человека, пожалуй, не менее значимо?

Пищевыми волокнами (другие названия — клетчатка, неусваиваемые углеводы) называют растительные компоненты пищи, которые не перевариваются с помощью пищеварительных ферментов в организме человека. Долгое время эти компоненты пищи считались лишними, «балластными», и отношение к ним было довольно негативным. Однако в конце 20-го века было установлено, что пищевые волокна (или ПВ) несут огромную пользу для здоровья и необходимы полноценного функционирования организма.

Как не набрать вес в период ПМС

Виды и свойства пищевых волокон

К пищевым волокнам относятся:

• Целлюлоза
• Гемицеллюлоза
• Лигнин
• Фитин
• Хитин
• Пектин
• Камеди (гумми)
• Протопектины
• Альгинаты

Пищевые волокна делятся на растворимые и нерастворимые. И, что удивительно, для полноценного функционирования организма необходимы и те, и другие! Так, растворимые ПВ (пектин, инулин, камеди и др.), поступая в ЖКТ, принимают желеобразную форму, впитывая в себя воду, абсорбируют и выводят из организма токсины, тяжелые металлы, снижают уровень сахара в крови и препятствуют образованию холестериновых бляшек.

Пищевые волокна для похудения

Нерастворимые ПВ ( целлюлоза, лигнин и др.), также впитывают воду, удерживая ее между пустыми пространствами волокнистой структуры. Продвигаясь через ЖКТ в неизменном виде и поступая в прямую кишку, нерастворимые ПВ помогают увеличению и разжижению каловых масс и улучшает перистальтику.

Общие функции клетчатки

• Пожалуй, самое важное свойство пищевых волокон – нормализация работы ЖКТ. Впитывая воду, пищевые волокна способны значительно увеличиваться в размерах, что оказывает раздражающее действие на кишечник и помогает скорейшему его опорожнению.
• Разбухая в желудке и заполняя его, пищевые волокна дают чувство насыщения, что предотвращает переедание.
• Клетчатка способствует уменьшению концентрации холестерина, таким образом снижая риск возникновения атеросклероза сосудов.
• Пищевые волокна помогают снижению сахара в крови, стабилизируя его уровень, поскольку значительно снижают скорость всасывания глюкозы.

Кстати, хотя пищевые волокна и называют «не усваиваемыми углеводами», в отличие от углеводов клетчатка не является источником энергии и не содержит калорий.

Источники клетчатки

ПВ содержатся только в растительной пище – фруктах, овощах, ягодах, орехах, злаковых и даже водорослях. Самое высокое содержание клетчатки зафиксировано в хлебобулочных изделиях из муки грубого помола, в бобовых, сухофруктах, а также в моркови и свекле. Среди ягод и фруктов достаточно клетчатки содержится в малине, ежевике, абрикосах, яблоках, киви.

Надо сказать, что в продуктах растительного происхождения содержатся не какой-то один, а разные типы пищевых волокон, хоть и в разной концентрации. Именно поэтому питание должно быть максимально разнообразным для того, чтобы в организм обеспечивался необходимым количеством клетчатки разных видов.

Согласно утвержденным Минздравом России в 2001 году Гигиеническим требованиям безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов, норма потребления клетчатки для обычного человека – примерно 30 г в сутки. Однако истинное потребление пищевых волокон современного человека при калорийности рациона 3000-3500 составляет всего 6-8 г в сутки. Поэтому для составления полноценного рациона необходим дополнительный источник пищевых волокон.

Пищевые волокна для снижения веса

Для всех тех, кто желает нормализовать массу тела или похудеть, пищевые волокна станут отличным помощником. Дело в том, что пищевые волокна, впитывая воду и увеличиваясь в объеме, заполняют желудок, формируя чувство сытости. Таким образом, не возникает желания перекусывать между приемами пищи, снижается общая калорийность рациона.

• Употребляйте достаточное количество свежих неочищенных овощей и фруктов. Помните, что максимальное количество клетчатки содержится именно в кожуре.
• Не забывайте про сухофрукты и орехи. Но поскольку они достаточно калорийны, их лучше есть на завтрак, добавляя в каши.
• Употребляйте хлебобулочные изделия из муки грубого помола, желательно с отрубями.
• Отруби можно добавлять и в супы, и в каши. Они не изменят вкус блюд, а польза от пищи будет значительно больше.
• Старайтесь обогащать свой рацион пищевыми волокнами с помощью соответствующих БАД (например, батончики и коктейли Racionika).
• Помните: продукты, содержащие пищевые волокна, должны употребляться с достаточным количеством жидкости (вода, чай, кофе, соки). Только в этом случае в полной мере проявятся их полезные свойства.

Ещё больше полезной информации на Racionika.ru!

Пищевые волокна. Роль в питании. Химическая природа

На переваривание пищевые 
волокна оказывает влияние и 
микробиоценоз кишечника. Переваривание 
пищевых волокон зависит от общего
количества и видового состава кишечных
микроорганизмов.

У здоровых людей обычно
переваривается около 78% целлюлозы 
и 96% гемицеллюлозы, причем в тонкой
кишке может перевариваться более 
половины этих пищевых волокон, остальная 
часть приходится на долю толстой 
кишки. У мужчин в тонкой кишке 
переваривается около 65% гемицеллюлозы,
а у женщин — 83%.

При назначении 14 г целлюлозы,
гемицеллюлозы и пектина в 
желудочно-кишечном тракте переваривалось
45-46% целлюлозы, 76-90% гемицеллюлозы и 
до 100% пектина. При изучении перевариваемости
гуммиарабика и других, близких к 
нему камедей было установлено, что 
они практически на 100% перевариваются
в желудочно-кишечном тракте. Разумеется,
что % перевариваемости тех или иных
пищевых волокон зависит от их
абсолютного или относительного
содержания в составе пищевого рациона.

               ПИЩЕВЫЕ ВОЛОКНА
КАК ИСТОЧНИК ПИЩЕВЫХ ВЕЩЕСТВ 

До недавнего времени 
считали, что пищевые волокна 
являются «балластом» в питании, пищевая
ценность которых ничтожно мала, поскольку
они практически не перевариваются кишечными
ферментами. Однако многие виды пищевых
волокон перевариваются ферментами кишечных
бактерий. В этом отношении пищевые волокна имеют
вполне определенную пищевую и энергетическую
ценность, поскольку в процессе их бактериального
гидролиза образуются летучие жирные
кислоты, витамины и другие пищевые субстраты,
которые затем могут всасываться в кровь.
Подсчитано, что энергетическая ценность
1 г пищевых волокон,ферментируемых в толстой
кишке, в среднем составляет около 1,5 ккал.

Помимо этого при деградации
и гидролизе пищевых волокон,
из их состава освобождаются и 
всасываются макро- и микроэлементы, витамины,моносахариды
и другие пищевые вещества, которые могут
быть связаны на поверхности пищевых волокон
или находиться в составе матриксаприродных
пищевых волокон.

Примерно половина перевариваемых
бактериями пищевых волокон идет
на образование короткоцепочечных 
или летучих жирных кислот.

Их 7: уксусная, масляная, пропионовая,
изомасляная, валериановая, изовалериановая 
и капроновая кислоты.

Уксусная, масляная и пропионовая 
кислоты в совокупности составляют
92% всех жирных кислот (54,1 20,7 и 17,1 % I оответственно),
образуемых при бактериальном гидролизе 
пищевых волокон. При микробном 
переваривании фруктоолигосахаридов
на образование короткоцепочечных 
жирных кислот расходуется около 58%
массы пищевых волокон. При том 
образуется 41% уксусной кислоты, 35% — пропионовой 
и 20% масляной.

Еще одним источником короткоцепочечных 
жирных кислот, образующихся в результате
бактериального гидролиза в толстой 
кишке, являются эндогенные мукополисахариды,
олигосахаридные фрагменты белков
и сахара разрушенных эпителиальных 
и бактериальных клеток. В течение 
суток образуется 300-600 ммоль короткоцепочечных 
жирных кислот бактериального происхождения.
Эти жирные кислоты модифицируют
функции толстой кишки и закисляют 
ее содержимое.

Они являются важными энергетическими 
субстратами и метаболитами для эпителиальных
клеток тонкой и толстой кишки, клеток
печени, почек и других органов.

Важную роль играют кишечные бактерии (в
основном это бактероиды, пропионобактерии,
клостридии, стрептококки и стафилококки)
в отношении переваривания устойчивых
к гидролизу белков, а также таких белков,
которые попадают в толстую кишку. Эти
белки под влиянием бактериальных протеаз
расщепляются до аминокислот.

Вторая половина
перевариваемых пищевых волокон используетсякишечными бактериями для собственных
пищевых нужд и вместе с другими пищевыми
субстратами желудочно-кишечного тракта
идет на обеспечение жизнедеятельности
и наращивания биомассы бактерий.

Из них кишечные бактерии
синтезируют необходимые им вещества
-углеводы, аминокислоты, витамины и др. После
гибели и переваривания бактерий многие
из этих веществ могут всасываться в кровь
и используются самим организмом как источник пищевых
и биологически активных веществ.

Около 10% пищевых волокон 
метаболизирует в клетках бактерий
до метана, водорода, углекислого газа
и воды.

До настоящего времени 
остается неясным, в каких количествах 
происходит всасывание и использование 
организмом продуктов бактериального
гидролиза пищевых волокон и 
пищевых субстратов, остающихся после 
гибели бактерий. В наибольшей степени 
эти вещества будут всасываться 
в тонкой кишке и в меньшей 
— в толстой, где образуется основная
масса бактериальных метаболитов, витаминов, других
биологически активных веществ, многие
из которых оказываются в составе кала
и выводятся из организма.

Например, с калом выводится 
примерно в 4 раза больше фолиевой кислоты,
чем поступает с пищей. Основная
часть этой фолиевой кислоты имеет 
бактериальное происхождение.

                                                     
Введение

  В настоящее время в нашей стране
и за рубежом уделяется большое внимание
совершенствованию технологических процессов
и расширению ассортимента диетических
продуктов питания. Создание пищевых продуктов
с заданными свойствами удовлетворяющих
потребность во всех необходимых нутриентах
является приоритетным направлением научных
изысканий в перерабатывающих отраслях
АПК.

Медики утверждают, что 
такие заболевания как: избыточная
масса тела, высокое кровяное давление,
атеросклероз, сахарный диабет, подагра,
болезни почек, печени, кишечника 
и треть всех раковых заболеваний 
связаны с нарушением сбалансированности
питания.

  Питание — один из 
важнейших факторов, определяющих 
здоровье нации в целом и 
наше здоровье в частности.  
Продукты питания должны не 
только удовлетворять физиологические 
потребности организма человека 
в питательных веществах и 
энергии, но и выполнять профилактические 
и лечебные функции. Одним из 
выдающихся достижений конца 
ХХ века является создание 
концепции функционального питания, 
т. е. включение в ежедневный 
рацион человека разнообразных 
продуктов, которые при систематическом 
употреблении обеспечивают организм 
не только энергетическим и 
пластическим материалом, но и 
регулируют физиологические функции, 
биохимические реакции и психосоциальное 
поведение человека, а это немыслимо 
без применения пищевых и биологически 
активных добавок. 

Включения в меню продуктов 
на основе растительного и мясного 
сырья может способствовать решению 
адекватного питания.

Особое место в рациональном
питании человека отводится неусвояемым 
углеводам, т. е. структурным полисахаридам 
растительного происхождения — 
пищевым волокнам.

                                        
Польза пищевых волокон

        Функции
пищевых волокон в организме разнообразны
и многогранны. Пища, содержащая большое
количество клетчатки, в ротовой полости
подвергается более длительному жеванию,
что стимулирует нормальное отделение
слюны, желудочного сока, желчи, панкреатического
сока. Кроме того, такая пища ощутимо массирует
и укрепляет десны, механически очищает
зубы. Попадая в кишечник, пищевые волокна
стимулируют его сократительную активность,
тем самым устраняя запоры и образование
каловых камней. Сокращается время нахождения
в кишечнике пищевых масс, что устраняет
возможность гнилостных и бродильных
процессов в толстом кишечнике, снижает
избыточное газообразование.

       Бедная
пищевыми волокнами пища может находиться
в кишечнике до 80 часов. Богатая клетчаткой
пища проходит весь желудочно-кишечный
тракт за 18–36 часов, что, несомненно, более
физиологично и полезно для здоровья.
Количество клетчатки в рационе можно
примерно определить по времени, проходящему
между актами дефекации: если это время
не превышает 24-36 часов, — то клетчатки
в рационе достаточно, и человеку не грозит
заболевание раком толстой кишки.

       Пищевые
волокна связывают и выводят из кишечника
излишки желчных кислот, образующихся
при расщеплении пищевых жиров, а также
нейтральных стероидов, в том числе холестерина.
Благодаря этому, снижается синтез холестерина,
липопротеидов и жирных кислот в печени,
ускоряются процессы жирового обмена
в организме, падает риск ожирения.

        Достаточное
количество растворимых пищевых волокон
в рационе снижает риск заболевания атеросклерозом
и ишемической болезнью сердца. Всем лицам
среднего и старшего возраста обязательно
нужно включать в свой рацион продукты,
содержащие растворимые пищевые волокна
(пектины и слизи). Ежедневное употребление
фруктов (свежие или печеные яблоки; абрикосы,
апельсины, мандарины, грейпфрут, груша,
вишня, черная и красная смородина, манго
– в виде нарезок или фруктовых салатов),
овсяной и гречневой каши, отварной свеклы,
морской капусты способствует правильной
работе желудочно-кишечного тракта и устранению
запоров, оказывает выраженный антихолестеролемический
эффект.

        
Нерастворимые и растворимые пищевые
волокна являются хорошим субстратом
для развития бактерий кишечной микрофлоры.
Нормальная микрофлора кишечника способна
расщеплять часть пищевых волокон и использовать
их для своего питания.

В состав нормальной микрофлоры
кишечника входит несколько сотен 
видов бактерий. Часть из них усваивает 
питательные вещества с помощью 
биохимических процессов гниения 
и брожения. Пектины подавляют 
жизнедеятельность этих микроорганизмов,
что способствует нормализации состава 
кишечной микрофлоры и заживлению его 
слизистой кишечника.    

        Клетчатка
снижает риск развития рака толстого кишечника.
Это может быть следствием сочетанного
воздействия эффекта растворения, улучшения
времени прохождения пищи через кишечник
и развития благоприятных условий для
роста позитивной кишечной флоры.

 Сколько пищевых волокон 
должно быть в рационе?

        Ежедневный
рацион взрослого человека должен содержать
примерно 30 граммов (26-35 граммов) пищевых
волокон. При современном стиле питания
довольно сложно получить необходимое
количество клетчатки с пищей. От дефицита
клетчатки страдают 80% населения земного
шара. При содержании количества клетчатки
в пище менее 16 граммов в день, риск развития
сердечно-сосудистых заболеванийи увеличивается
на 67%. Кроме излишков холестерина, пищевые
волокна способны связывать и выводить
из кишечника излишки жирных кислот, соли
тяжелых металлов (свинца, ртути, кадмия),
радионуклиды, канцерогены (нитрозамины
и другие гетероциклические соединения,
образующиеся при жарении пищи в корочке).

      Вместе с тем,
совершенно необоснованно увеличение
количества клетчатки в рационе свыше
40 граммов, так как при этом пищевые волокна
начинают работать как адсорбент, связывая
и выводя из желудочно-кишечного тракта
ценные пищевые вещества – витамины группы
В, жирорастворимые витамины А и Е, минеральные
соли железа, меди, цинка, кальция. Это
может привести к развитию гиповитаминозов,
анемии, остеопороза.

                                                   
Вывод

Так как пищевые волокна 
не представляют энергетической ценности
для организма, они долгое время 
считались балластными веществами.
В настоящее время эта теория
считается несостоятельной. Результаты
научных исследований подтверждают
важную роль пищевых волокон в 
процессах обмена веществ и пищеварении.

Они широко применяются в профилактических
диетах. Волокнистые вещества обладают
способностью удерживать влагу, благодаря
чему увеличивается пищевой комок и ускоряется
движение пищи в кишках. Кроме увеличения
моторной (перистальтической) функции
кишечника пищевые волокна выполняют
роль своеобразного «ершика», производя
чистку ворсинок эпителиального слоя
кишечника от шлаков. Они способствуют
также развитию полезной кишечной микрофлоры.
По данным исследований возникновение
дивертикулита (мешковидного выпячивания
стенок кишок), желчнокаменной болезни,
полипов и даже рака толстой кишки в значительной
степени связано с дефицитом пищевых волокон
в питании. Источниками пищевых волокон
для организма являются бобовые, овощи,
фрукты, ягоды, хлеб из муки грубого помола
(хлеб с отрубями), ржаной хлеб. Макаронные
изделия и хлебные изделия из белой муки
высших сортов относятся к рафинированным
продуктам, практически не содержащим
пищевых волокон. Пшеничные отруби включают
в рацион питания больных холециститом,
желчнокаменной болезнью.

   Разработка технологии
получения пищевых волокон из пшеничных
отрубей и их использование в мясопродуктах,
является актуальной задачей имеющей
большое научное и практическое значение.

                       
Список используемой литературы

1.Пищевая химия:  Учебник/ Нечаев А.П.,
Трубенберг С.Е., Кочеткова А.А. – СПб.:
ГИОРД, 2003. – 700с.

2. Пищевые волокна: Учебник – Дудкин М.С.,
Черно Н.К., Казанская И.С.-К.:Урожай,1988-152с.

3. Технология пищевых продуктов: Учебник/
Украинец А.И. Изд: К.: Изд. дом «Аскания»
2008-736c.

4. http://www.prostori.su/product/fiber/

5. http://www.pitanieizdorovje.ru/volokna.html

Пищевые волокна — это… Что такое Пищевые волокна?

Пищевые волокна — компоненты пищи, не перевариваемые пищеварительными ферментами организма человека, но перерабатываемые полезной микрофлорой кишечника. В некоторых источниках понятие пищевых волокон определяется как сумма полисахаридов и лигнина, которые не перевариваются эндогенными секретами желудочно-кишечного тракта человека^[1]. По мнению многих специалистов данное определение является наиболее верным.

В 1970—1980-е годы в употреблении был термин «балластное вещество», но в связи с осмыслением весомой роли пищевых волокон с точки зрения трофологии, использование этого термина признано некорректным.

Использование пищевых волокон в питании одобрено организациями здравоохранения многих стран, такими как Комиссия по надзору за продовольствием и лекарственными средствами (FDA), Американская ассоциация кардиологов (AHA), Европейская комиссия по функциональным пищевым продуктам (FUFOSE), Министерство здравоохранения Японии. В Российской Федерации вопросами применения пищевых волокон занимается Роспотребнадзор.

Основные типы пищевых волокон

1. Крахмал
2. Лигнин
3. Некрахмальные полисахариды
   1. Целлюлоза
   2. Нецеллюлозные полисахариды
      1. Гемицеллюлоза
      2. Пектиновые вещества
      3. Камеди
      4. Слизи
      5. Запасные полисахариды, подобные инулину и гуару

Классификация пищевых волокон

1. По химическому строению
   1. Полисахариды: целлюлоза и её дериваты, гемицеллюлоза, пектины, камеди, слизи, гуар и др.
   2. Неуглеводные пищевые волокна — лигнин
2. По сырьевым источникам
   1. Традиционные: пищевые волокна злаковых, бобовых растений, овощей, корнеплодов, фруктов, ягод, цитрусовых, орехов, грибов, водорослей
   2. Нетрадиционные: пищевые волокна лиственной и хвойной древесины, стеблей злаков, тростника, трав
3. По методам выделения из сырья
   1. Неочищенные пищевые волокна
   2. Пищевые волокна, очищенные в нейтральной среде
   3. Пищевые волокна, очищенные в кислой среде
   4. Пищевые волокна, очищенные в нейтральной и кислой средах
   5. Пищевые волокна, очищенные ферментами
4. По водорастворимости
   1. Водорастворимые: пектин, камеди, слизи, некоторые дериваты целлюлозы
   2. Водонерастворимые: целлюлоза, лигнин
5. По степени микробной ферментации в толстой кишке
   1. Почти (или) полностью ферментируемые: пектин, камеди, слизи, гемицеллюлозы
   2. Частично ферментируемые: целлюлоза, гемицеллюлоза
   3. Неферментируемые: лигнин

Содержание пищевых волокон в продуктах

Примечания

См. также

1. Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека
2. Food for Specific Health Use (FOSHU), Japan
3. U.S. Food and Drug Administration, USA

Роль пищевых волокон в здоровье и болезнях

Пищевые волокна — это остатки съедобной части растений и аналогичные углеводы, устойчивые к перевариванию и всасыванию в тонком кишечнике человека с полной или частичной ферментацией в толстом кишечнике человека. В его состав входят полисахариды, олигосахариды, лигнин и связанные с ними растительные вещества. ¹ Пищевые волокна включают полисахариды, олигосахариды, лигнин и связанные с ними растительные вещества и оказывают несколько положительных физиологических эффектов на здоровье человека. ^1,2 Диета, богатая клетчаткой, признана своей пользой для здоровья, а ее потребление связано со снижением риска ряда заболеваний. ² Известно, что некоторые отдельные компоненты пищевых волокон значительно улучшают здоровье человека, в том числе β-глюкан, пектин, арабиноксилан, инулин и резистентные крахмалы. ⁴ Эти компоненты не только организуют функции толстого кишечника, но также известно, что они оказывают благотворное влияние на метаболизм липидов, уровень глюкозы в крови и биодоступность минералов.Исследования показали, что потребление пищевых волокон снижает риск развития различных заболеваний, включая рак толстой кишки, желудочно-кишечные заболевания, запоры, геморрой, гастроэзофагеальные рефлюксные заболевания, ожирение, инсульт и гипертонию. ³ Пищевые волокна сыграли значительную роль в правильном питании и профилактике заболеваний, и в последние годы потребность в поиске новых источников клетчатки привела к развитию рынка продуктов, богатых клетчаткой. ²

Рекомендуемое потребление клетчатки согласно ICMR составляет 40 г / день.У индийцев в среднем дефицит пищевых волокон составляет 6-15 г / день. ¹ Ниже приведена суточная суточная норма пищевых волокон для всех стадий жизни, составленная Советом по пищевым продуктам и питанию, Комиссией по наукам о жизни, Национальным исследовательским советом. ⁵

Типы пищевых волокон

По растворимости различают два типа пищевых волокон: растворимые и нерастворимые.Растворимые волокна подвергаются метаболизму в тонком кишечнике и особенно в толстом кишечнике через бактериальные ферменты. Напротив, нерастворимые волокна плохо ферментируются кишечными микробами и не подвергаются метаболизму кишечной флоры. ⁶ SDF состоит из нецеллюлозных полисахаридов, включая пектин и камеди, в то время как IDF состоит в основном из компонентов клеточной стенки, таких как целлюлоза, лигнин и гемицеллюлоза. ¹

Источниками пищевых волокон являются ^1,2

Последствия для здоровья диеты с дефицитом клетчатки

• Принятие диеты с дефицитом клетчатки связано с повышенным риском запоров, ожирения, ишемической болезни сердца, грыжи пищеводного отверстия диафрагмы и камней в желчном пузыре. ⁷
• Низкое потребление клетчатки, особенно содержащейся во фруктах и ​​овощах, увеличивает риск развития полипов толстой кишки и / или CRC. ⁸
• Употребление диеты, богатой жирами и мясом, но бедной овощами, фруктами и другими источниками клетчатки, приводит к повышенному риску колоректального рака за счет увеличения генотоксичности фекальной воды для клеток толстой кишки. ⁹
• Диета с высоким содержанием жиров и продуктами с высоким гликемическим индексом и низким содержанием клетчатки связана с повышенным риском диабета 2 типа у женщин. ¹⁰

Польза для здоровья от диеты, богатой клетчаткой

Потребление достаточного количества пищевых волокон способствует хорошему здоровью. Клинически доказано, что потребление клетчатки обеспечивает широкий спектр преимуществ для здоровья, включая улучшение функции кишечника, контролируемый уровень сахара в крови, улучшение здоровья кишечника и иммунитета. ¹¹ И дети, и взрослые испытывают одинаковые преимущества при употреблении диеты, богатой клетчаткой. ¹²

Принятие диеты, богатой клетчаткой:

• Снижение риска диабета 2 типа — Хорошо известно, что потребление растворимой клетчатки обратно пропорционально риску диабета 2 типа. ¹⁴ Водорастворимая клетчатка, по-видимому, имеет больший потенциал для снижения постпрандиального уровня глюкозы в крови, инсулина и сывороточных липидов, чем нерастворимая клетчатка. Возможный механизм улучшения метаболизма включает задержку всасывания глюкозы, увеличение экстракции инсулина в печени, повышение чувствительности к инсулину на клеточном уровне и связывание желчных кислот. ¹⁵ Последующие исследования показали, что люди, которые потребляют больше клетчатки, снижают риск развития диабета на 33% по сравнению с теми, кто потребляет мало. ¹⁴ У пациентов, не страдающих диабетом и диабетом, повышенное потребление клетчатки улучшает чувствительность к инсулину и гликемию. ¹²
• Снижает вероятность сердечно-сосудистых заболеваний — Употребление богатой клетчаткой диеты снижает риск развития ишемической болезни сердца, инсульта и гипертонии. ¹² Растворимая клетчатка производит жирные кислоты с короткой цепью после ферментации бактериями в толстой кишке, что снижает уровень холестерина в крови и риск сердечно-сосудистых заболеваний.Кроме того, доказано, что антиоксиданты, лигнаны и другие соединения, содержащиеся в продуктах с высоким содержанием клетчатки, влияют на факторы риска ИБС, проявляя защитные эффекты. Обзор 22 исследований показал, что ежедневное потребление 7 граммов пищевых волокон снижает риск сердечно-сосудистых заболеваний на 9%. ¹⁶
• Снижает риск рака — Потребление пищевых волокон связано с профилактикой колоректального рака. ² Продукты метаболизма растворимой клетчатки могут значительно изменить метаболизм канцерогенеза толстой кишки, такие как азоксиметан, с образованием продуктов детоксикации.Нерастворимая клетчатка в пшенице и рисе снижает риск рака толстой кишки, действуя разными способами ^2,6
  • Значительно увеличивает размер стула за счет более высокой задержки воды
  • Большой объем разбавляет канцерогены, особенно промоторы опухолей, такие как вторичные желчные кислоты
  • Снижение pH в фекалиях
  • Ускорение прохождения фекальных веществ по кишечному тракту, чтобы канцерогены из крови меньше контактировали со слизистой оболочкой толстой кишки

У женщин в постменопаузе потребление пищевых волокон снижает риск развития рака груди.Было замечено, что при увеличении потребления пищевых волокон на каждые 10 г / день риск развития рака груди снижается на 4%. ¹⁷

• Помогает поддерживать более здоровый вес — Увеличение потребления растворимой клетчатки помогает предотвратить ожирение. Он притягивает воду и приводит к гелеобразованию во время пищеварения, что замедляет опорожнение желудка и способствует насыщению, что способствует контролю веса и предотвращению ожирения. ¹⁶ Тучные люди также добавляют в свой рацион клетчатку для похудания. ¹² Была обнаружена значительная обратная зависимость между потреблением клетчатки и ИМТ в рамках мероприятий по снижению веса. ¹⁸
• Предотвращает запоры — Нерастворимая клетчатка связывается с водой при прохождении через пищеварительный тракт, делает стул более мягким и увеличивает его объем. Это улучшает регулярность дефекации, а также облегчает и контролирует опорожнение стула. ^11,12
• Предотвращает геморрой и дивертикулез — Нерастворимые волокна считаются полезными для предотвращения геморроя и дивертикулеза. ^19,20 Клетчатка продемонстрировала очевидный положительный эффект при лечении симптоматического геморроя. Риск отсутствия улучшения / сохранения симптомов снизился на 47%, а риск кровотечения показал значительную разницу в пользу клетчатки. ¹⁹

Список литературы

1. Потребности в питательных веществах и рекомендуемые диеты для индейцев. ICMR 2010
2. Дхингра Д., Майкл М., Раджпут Х., Патил Р.Т. Пищевые волокна в продуктах питания: обзор.J Food Sci Technol. 2012 июн; 49 (3): 255-66.
3. Otles S, Ozgoz S. Влияние пищевых волокон на здоровье. Acta Sci Pol Technol Aliment. 2014 апрель-июнь; 13 (2): 191-202.
4. Lattimer JM, Haub MD. Влияние пищевых волокон и их компонентов на метаболизм. Питательные вещества. 2010 декабрь; 2 (12): 1266-89.
5. Референсные диетические нормы потребления (DRI): рекомендуемые диетические нормы и адекватное потребление, общее количество воды и макроэлементов. Доступно на https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK56068/table/summarytables.t4 /? report = objectonly. Дата цитирования 22 июня 2018 г.
6. Pal D, Banerjee S, Ghosh AK. Профилактика рака, вызванного диетой: расширяющаяся область исследований новых диет, связанных с системой здравоохранения. J Adv Pharm Technol Res. 2012 январь-март; 3 (1): 16–24.
7. Li YO, Komarek AR. Основы пищевых волокон: здоровье, питание, анализ и применение. Еда Qual Saf. 2017 Март; 1 (1): 47-59.
8. Тантаманго Ю.М., Кнутсен С.Ф., Бисон Л., Фрейзер Дж., Сабат Дж. Связь между пищевыми волокнами и случайными полипами толстой кишки: исследование здоровья адвентистов.Gastrointest Cancer Res. 2011 сентябрь-декабрь; 4 (5-6): 161-7.
9. Rieger MA, Parlesak A, Pool-Zobel BL, Rechkemmer G, Bode C. Диета с высоким содержанием жиров и мяса, но с низким содержанием пищевых волокон увеличивает генотоксический потенциал «фекальной воды». Канцерогенез. 1999 декабрь; 20 (12): 2311-6.
10. Пасторино С, Ричардс М, Пирс М, Амброзини ГЛ. Диета с высоким содержанием жиров, высоким гликемическим индексом и низким содержанием клетчатки проспективно связана с диабетом 2 типа в когорте британцев. Br J Nutr. 2016 Май; 115 (9): 1632-42.
11. Klosterbuer A, Roughead ZF, Slavin J. Преимущества пищевых волокон в лечебном питании. Nutr Clin Pract. 2011 Октябрь; 26 (5): 625-35.
12. Андерсон Дж. У., Бэрд П., Дэвис Р. Х. младший, Феррери С., Кнудсон М., Корайм А. и др. Польза пищевых волокон для здоровья. Nutr Rev.2009 Апрель; 67 (4): 188-205.
13. Качмарчик М.М., Миллер М.Дж., 1,2 Фройнд Г.Г. Польза пищевых волокон для здоровья: помимо обычных подозрений на диабет 2 типа, сердечно-сосудистые заболевания и рак толстой кишки. Обмен веществ. 2012 Авг; 61 (8): 1058–1066.
14. Kuijsten A. Пищевые волокна и заболеваемость диабетом 2 типа в восьми европейских странах: исследование EPIC-InterAct и метаанализ проспективных исследований. Диабетология. 2015; 58 (7): 1394–1408.
15. Табатабай А1, Ли С. Пищевые волокна и диабет 2 типа. Clin Excell Медсестра Прак. 2000 сентябрь; 4 (5): 272-6.
16. Threapleton DE, Evans CEL, Nykjaer C, Cade JE, Gale CP, Burley VJ. Потребление пищевых волокон и риск сердечно-сосудистых заболеваний: систематический обзор и метаанализ. BMJ 2013; 347.
17. Chen S, Chen Y, Ma S, Zheng R, Zhao P, Zhang L, et al. Потребление пищевых волокон и риск рака груди: систематический обзор и метаанализ эпидемиологических исследований. Oncotarget. 2016 г. 6 декабря; 7 (49): 80980-80989.
18. Бушеми Дж., Пугач О., Спрингфилд С., Джанг Дж., Тюссинг-Хамфрис Л., Шиффер Л. и др. Связь между потреблением клетчатки и индексом массы тела (ИМТ) среди афроамериканок, участвующих в рандомизированном исследовании по снижению и поддержанию веса. Ешьте поведение. 2018 Апрель; 29: 48-53
19. Алонсо-Коэльо П., Миллс Э., Хилс-Ансделл Д., Лопес-Ярто М., Чжоу К., Йохансон Дж. Ф. и др.Волокно для лечения осложнений геморроя: систематический обзор и метаанализ. Am J Gastroenterol. 2006 Янв; 101 (1): 181-8.
20. Алдури В., Райан-Харшман М. Профилактика дивертикулярной болезни. Обзор последних данных о диетах с высоким содержанием клетчатки. Может Фам Врач. 2002 Октябрь; 48: 1632-7.

Важность пищевых волокон

Пищевые волокна — важный компонент здорового питания. Он определяется как растительные соединения, которые сопротивляются перевариванию кишечником человека, но подвергаются полной или частичной ферментации кишечной микробиотой.

Кредит: Мэрилин Барбон / Shutterstock.com

Польза клетчатки для здоровья

Хорошие источники пищевых волокон включают цельнозерновые, фрукты и овощи, а также орехи и бобовые. Клетчатка в пище снижает риск различных заболеваний. Предлагаемые преимущества клетчатки в каждом состоянии изложены ниже.

Рак груди

По мнению некоторых исследователей, этот риск, как полагают, снижается за счет раннего потребления пищевых волокон с высоким содержанием пищевых волокон, с детства до подросткового возраста и в раннем взрослом возрасте, но начало такой диеты во взрослом возрасте не связано с такой же пользой.В этом случае потребление фруктов и овощей дает более высокий уровень защиты.

Сахарный диабет 2 типа

Диета с высоким содержанием клетчатки снижает риск диабета вдвое за счет снижения высоких скачков сахара в крови. Гликемический индекс продуктов, богатых клетчаткой, низкий, потому что они вызывают лишь небольшое повышение постпрандиального (после кормления) уровня сахара в крови и, следовательно, снижение потребности в выработке инсулина. Это экономит резерв клеток поджелудочной железы.

Волокно также увеличивает чувствительность к инсулину периферических тканей, потребляющих глюкозу, таких как скелетные мышцы, печень и жировая ткань.Инсулин способствует раннему усвоению глюкозы клетками этих тканей и, следовательно, приводит к нормализации уровня сахара в крови вскоре после еды. Некоторые исследования показали, что добавление 12 г клетчатки в ежедневный рацион может снизить риск диабета на 22%.

Эти исследования показали, что это открытие справедливо для всех возрастов и различных диапазонов индекса массы тела (ИМТ), а также для статуса физической активности, курения, потребления алкоголя, приема жиров и семейного анамнеза диабета.

Важным дополнением к нашим знаниям в этой области является потребность в нерастворимой клетчатке, особенно в клетчатке, полученной из цельного зерна, орехов и семян, а не в клетчатке, полученной из фруктов и овощей, независимо от общего потребления пищевых волокон. Опять же, это может быть связано с тем, что нерастворимые пищевые волокна ускоряют прохождение через кишечник, что снижает всасывание переваренных углеводов.

Увеличение количества зерновых волокон также улучшает чувствительность к инсулину на 8%, увеличивая периферическое поглощение глюкозы за счет секреции вещества, называемого глюкозозависимым инсулинтропным полипептидом (GIP), сразу после приема нерастворимой клетчатки.

GIP повышает уровень инсулина в ответ на прием пищи. Это также вызывает снижение аппетита и чувство сытости, уменьшая общее потребление энергии. Пищевые волокна также относительно богаты магнием, дефицит которого часто встречается при диабете и снижает активность важного фермента тирозинкиназы на рецепторе инсулина, что может способствовать развитию инсулинорезистентности.

Дивертикулярная болезнь толстой кишки

Это воспалительное заболевание нижних отделов желудочно-кишечного тракта, которое чаще всего встречается у пожилых людей.Считается, что наличие в рационе достаточного количества нерастворимой клетчатки снижает этот риск до 40%.

Гиперлипидемия или повышенный уровень холестерина в крови

Было показано, что диета с высоким содержанием клетчатки снижает уровень холестерина в крови.

Пищевая ценность

Пищевые волокна в своем естественном состоянии связаны со многими фитохимическими веществами, такими как полифенолы растений, изофлавоны и флавоноиды, лигнаны и каротиноиды, а также с витаминами и минералами, например, с алейроновым слоем зерна пшеницы.Это может объяснить, почему фрукты, овощи, цельнозерновые и орехи благотворно влияют на многие состояния здоровья.

Метаболический синдром

Диеты с высоким содержанием клетчатки могут сыграть решающую роль в снижении риска метаболического синдрома, который включает гиперинсулинемию, гипергликемию, низкий уровень ЛПВП, ожирение или избыточный вес и гипертонию. Метаболический синдром — известный фактор высокого риска сердечных заболеваний и диабета.

Ожирение

Чрезмерный ИМТ связан с повышенным риском диабета 2 типа, сердечных заболеваний, рака и остеоартрита.Его лечение тесно связано с ограничением потребления энергии. Пищевые волокна играют огромную роль в этом аспекте, потому что они вызывают чувство сытости и, таким образом, сохраняют чувство сытости на более длительное время, тем самым снижая общее потребление калорий.

В одном исследовании сообщалось о средней потере более 4,4 фунта, в основном жировых отложений, когда количество пищевых волокон увеличивалось на 8 г на каждые 1000 калорий. Наиболее важным аспектом было то, что эта потеря не зависела от исходного уровня потребления энергии или клетчатки с пищей, уровня физической активности или возраста.Другие исследования показывают, что на каждые дополнительные 20 г отрубей в день вес снижался на 0,8 фунта, а на каждые 40 г увеличения цельного зерна прибавка в весе снижалась на 1,1 фунта.

Это связано с образованием глюкагоноподобного пептида 1 (GLP-1) и пептида YY в результате ферментации клетчатки кишечными микробами. Оба они вызывают чувство сытости. Другое объяснение — снижение потребления жиров при увеличении количества пищевых волокон. Третьей причиной может быть снижение общей метаболической энергии в рационе.Это относится к общей энергии из пищи без потери энергии с фекалиями, мочой и горючими газами, потеря которой увеличивается с увеличением процента от общего количества пищевых волокон.

Важным предостережением здесь является синергетический эффект растворимой клетчатки на метаболизируемую энергию, когда диета с высоким содержанием жиров. Это может быть связано с тем, что растворимая клетчатка поддерживает усиленное размножение кишечных бактерий, которые, в свою очередь, ферментируют короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA) в рационе, увеличивая их использование и поглощение энергии.

Смолистое вещество, образующееся при растворении растворимой клетчатки в воде, также может задерживать кишечный транзит и давать больше времени для переваривания и всасывания энергии, хотя этот эффект обсуждается. Однако нерастворимая клетчатка снижает переваривание энергии, ускоряя прохождение пищи через кишечник.

Важность этого открытия заключается в типе клетчатки, которую следует дополнять, чтобы оптимизировать потерю веса при различных диетах. Нерастворимая клетчатка лучше снижает метаболизируемую энергию при диете с высоким или средним содержанием жиров, тогда как при диете с низким содержанием жиров рекомендуется любой тип клетчатки.

Запор

Это один из наиболее распространенных симптомов, связанных с кишечником в США, и он в значительной степени вызван диетой с высоким содержанием животных и низким содержанием растительной пищи. Клетчатка из пшеничных и овсяных отрубей является наиболее эффективной при производстве мягкого обычного стула, даже больше, чем фрукты и овощи. Это также предотвращает накопление или застой токсинов в просвете кишечника, что, как полагают, связано с онкогенезом кишечника.

Заключение

Очень важно дополнительно исследовать, сколько и какой тип пищевых волокон поможет контролировать метаболизм глюкозы у диагностированных диабетиков, преддиабетиков и других групп риска, на основе наблюдаемых благоприятных эффектов клетчатки на метаболизм глюкозы в здоровые люди.

Включение в рацион цельнозерновых, бобовых, орехов и семян, а также ряда других сезонных фруктов и овощей, помимо замены ими продуктов животного происхождения три или более раз в неделю, может вызвать множество полезных метаболических изменения в организме.

Дополнительная литература

Пищевые волокна в пищевых продуктах: обзор

J Food Sci Technol. 2012 июн; 49 (3): 255–266.

, , , и

Devinder Dhingra

Центральный институт послеуборочной техники и технологий, Лудхиана, 141004 Индия

Мона Майкл

Центральный институт послеуборочной инженерии и технологий, Лудхия 141004 Индия

Градеш Раджпут

Центральный институт послеуборочной техники и технологии, Лудхиана, 141004 Индия

R.T. Патил

Центральный институт послеуборочной техники и технологии, Лудхиана, 141004 Индия

Центральный институт послеуборочной техники и технологии, Лудхиана, 141004 Индия

Автор, отвечающий за переписку.

Исправлено 22 января 2011 г .; Принято 1 апреля 2011 г.

Copyright © Ассоциация ученых и технологов в области пищевых продуктов (Индия), 2011 г.

Abstract

Пищевые волокна — это та часть растительного материала в рационе, которая устойчива к ферментативному перевариванию, которая включает целлюлозу, нецеллюлозные полисахариды, такие как гемицеллюлозу, пектиновые вещества, камеди, слизи и неуглеводный компонент лигнин.Рацион, богатый клетчаткой, такой как злаки, орехи, фрукты и овощи, положительно влияет на здоровье, поскольку их потребление связано с уменьшением заболеваемости рядом заболеваний. Пищевые волокна можно использовать в различных функциональных продуктах питания, таких как выпечка, напитки, напитки и мясные продукты. Влияние различных обработок (таких как экструзия-варка, консервирование, измельчение, кипячение, жарка) изменяет физико-химические свойства пищевых волокон и улучшает их функциональные возможности. Пищевые волокна можно определять разными методами, в основном: ферментативно-гравиметрическими и ферментно-химическими методами.В этой статье представлены последние разработки в области экстракции, применения и функций пищевых волокон в различных пищевых продуктах.

Ключевые слова: Пищевые волокна, Классификация, Физико-химический, Анализ, Обработка, Функциональные пищевые продукты

Введение

Пищевые волокна имеют долгую историю, его термин берет начало от Хипсли (1953), который придумал пищевые волокна как неперевариваемые составляющие, составляющие клеточная стенка растений и ее определение претерпели несколько изменений.Ботаники определяют клетчатку как часть органов растений, химические аналитики — как группу химических соединений, потребители — как вещество, оказывающее благотворное влияние на здоровье человека, а для диетической и химической промышленности пищевые волокна являются предметом маркетинга. Позже пищевые волокна были определены как повсеместно распространенный компонент растительной пищи и включают материалы различной химической и морфологической структуры, устойчивые к действию пищевых ферментов человека (Kay, 1982). Наиболее последовательное определение, которое сейчас принято, взято из Trowell et al.(1985): «Пищевые волокна состоят из остатков растительных клеток, устойчивых к гидролизу (перевариванию) пищевыми ферментами человека», компонентами которых являются гемицеллюлоза, целлюлоза, лигнин, олигосахариды, пектины, камеди и воски.

Американская ассоциация химиков злаков (AACC) в 2000 году определила диетические волокна как съедобные части растений или аналогичные углеводы, устойчивые к перевариванию и всасыванию в тонком кишечнике человека при полной или частичной ферментации в толстом кишечнике.Пищевые волокна включают полисахариды, олигосахариды, лигнин и связанные с ними растительные вещества. В 2001 году Управление пищевых продуктов Австралии и Новой Зеландии (ANZFA) определило диетические волокна как ту фракцию съедобной части растений или их экстрактов, или аналогичных углеводов, которые устойчивы к перевариванию и всасыванию в тонкой кишке человека, обычно с полной или частичное брожение в толстом кишечнике. Этот термин включает полисахариды, олигосахариды и лигнины. Группа по определению пищевых волокон, составленная Национальной академией наук в 2002 году, определила, что комплекс пищевых волокон включает пищевые волокна, состоящие из неперевариваемых углеводов и лигнина, которые являются естественными и интактными в растениях, функциональные волокна, состоящие из изолированных, неперевариваемых легкоусвояемые углеводы, которые оказывают благотворное физиологическое воздействие на человека, и общая клетчатка в виде суммы пищевых и функциональных волокон.

Пищевые волокна, хотя и не всегда определяемые как таковые, потреблялись веками и признаны полезными для здоровья. Растворимые и нерастворимые волокна составляют две основные категории пищевых волокон. Целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин не растворяются в воде, тогда как пектины, камеди и слизи становятся липкими в воде.

Важность пищевых волокон привела к развитию большого и потенциального рынка продуктов и ингредиентов, богатых клетчаткой, и в последние годы наблюдается тенденция к поиску новых источников пищевых волокон, которые можно использовать в пищевой промышленности ( Чау и Хуанг 2003).Добавки использовались для увеличения содержания клетчатки в пищевых продуктах. Добавки были сосредоточены на печенье, крекерах и других продуктах на основе злаков, также было исследовано повышение содержания клетчатки в закусках, напитках, специях, имитациях сыров, соусах, замороженных продуктах, мясных консервах, аналогах мяса и других продуктах (Hesser 1994 ).

Классификация пищевых волокон

Тунгланд и Мейер (2002) предложили несколько различных систем классификации для классификации компонентов пищевых волокон: на основе их роли в растении, на основе типа полисахарида, на основе их моделируемой растворимости в желудочно-кишечном тракте, на основе на месте пищеварения и на основе продуктов пищеварения и физиологической классификации.Однако ни один из них не является полностью удовлетворительным, поскольку невозможно точно определить пределы. Наиболее широко принятая классификация пищевых волокон состоит в том, чтобы дифференцировать диетические компоненты по их растворимости в буфере при определенном pH и / или их ферментируемости в системе invitro с использованием водного раствора ферментов, характерных для пищевых ферментов человека. Таким образом, наиболее подходящим образом пищевые волокна подразделяются на две категории, такие как водонерастворимые / менее ферментированные волокна: целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин и водорастворимые / хорошо ферментированные волокна: пектин, камеди и слизи (Anita and Abraham 1997).Классификация компонентов пищевых волокон по растворимости в воде и сбраживаемости представлена ​​в таблице.

Таблица 1

Классификация компонентов пищевых волокон на основе растворимости в воде / ферментируемости

Целлюлоза

Это основной компонент клеточной стенки растений, неразветвленная линейная цепь из нескольких тысяч единиц глюкозы с β-1,4-глюкозидными связями. Механическая прочность целлюлозы, устойчивость к биологическому разложению, низкая растворимость в воде и устойчивость к кислотному гидролизу являются результатом водородных связей внутри микрофибрилл. Аспиналл (1970) изучил, что целлюлоза нерастворима в сильной щелочи и что есть часть (10–15%) целлюлозы, называемая «аморфной», которая более легко подвергается кислотному гидролизу.Целлюлоза никак не переваривается ферментами желудочно-кишечной системы человека.

Гемицеллюлоза

Это полисахариды клеточной стенки, солюбилизированные водной щелочью после удаления водорастворимых и пектиновых полисахаридов. Они содержат основы глюкозных единиц с β-1,4-глюкозидными связями, но отличаются от целлюлозы тем, что они меньше по размеру, содержат множество сахаров и обычно разветвлены (Kay 1982). Они содержат в основном ксилозу и немного галактозы, маннозы, арабинозы и других сахаров (Anita and Abraham 1997).

Лигнин

Это не полисахарид, а сложный статистический полимер, содержащий около 40 кислородсодержащих фенилпропановых звеньев, включая конифериловый, синапиловый и п-кумариловый спирты, которые подверглись сложной дегидрогенизирующей полимеризации (Braums 1952; Schubert 1956; Theander and Aman 1979). Лигнины различаются по молекулярной массе и содержанию метоксильных групп. Из-за сильной внутримолекулярной связи, которая включает связи углерода с углеродом, лигнин очень инертен. Лигнин демонстрирует большую устойчивость, чем любой другой природный полимер.

Пектин

Пектиновые вещества представляют собой сложную группу полисахаридов, в которой D-галактуроновая кислота является основным компонентом. Они являются структурными компонентами стенок растительных клеток, а также действуют как межклеточные цементирующие вещества. Пектин хорошо растворим в воде и почти полностью метаболизируется бактериями толстой кишки. Из-за их желирующих свойств эти растворимые полисахариды могут снижать скорость опорожнения желудка и влиять на время прохождения через тонкий кишечник. Это объясняет их гипогликемические свойства (Jenkins et al.1978).

Камеди и слизь

Это типы растительных волокон, которые не являются компонентами клеточной стенки, но образуются в специализированных секреторных клетках растений (Van Denffer et al. 1976). Сообщается, что это полисахариды с сильным разветвлением, которые образуют гели, связывают воду и другие органические вещества. Десны представляют собой липкие выделения, образующиеся в результате травмы (например, гуммиарабика). В основном они состоят из гуаровой камеди и гуммиарабика. Гуаровая камедь — это галактоманнан, выделенный из семян Cyamopsis tetragonolobus (гуар).Частичный ферментативный гидролиз приводит к продукту, который можно использовать в качестве растворимого пищевого волокна. Физиологические эффекты этого источника волокна соответствуют тому, что можно ожидать от растворимого волокна. Гуммиарабик выделяется из дерева акации, представляет собой сложный полисахарид арабиногалактана в смеси с гликопротеином. Слизистые вещества выделяются в эндосперм семян растений, где они действуют, предотвращая чрезмерное обезвоживание.

Физико-химические свойства пищевых волокон

Пищевые волокна — это сложная смесь полисахаридов с множеством различных функций и видов деятельности при прохождении через желудочно-кишечный тракт.Многие из этих функций и действий зависят от их физико-химических свойств. Некоторые из этих свойств пищевых волокон обсуждаются ниже:

Размер частиц и общий объем

Размер частиц играет важную роль в контроле ряда событий, происходящих в пищеварительном тракте, например, времени прохождения, ферментации, фекальной экскреции. Диапазон размеров частиц зависит от типа клеточных стенок, присутствующих в пищевых продуктах, и от степени их обработки. Размер частиц волокна может изменяться во время прохождения по пищеварительному тракту в результате жевания, измельчения и бактериального разложения в толстой кишке.Рагхавендра и др. (2006) оценили характеристики измельчения кокосового остатка и обнаружили, что уменьшение размера частиц с 1,127–550 мкм привело к усилению гидратационных свойств, что может быть связано с увеличением площади поверхности и общего объема пор, а также структурной модификацией. Было обнаружено, что более 550 мкм гидратные свойства ухудшаются с уменьшением размера частиц во время измельчения. Также сообщалось, что способность абсорбировать жир увеличивалась с уменьшением размера частиц.

Характеристики площади поверхности

Пористость и доступная поверхность могут влиять на ферментацию пищевых волокон (доступность для микробной деградации в толстой кишке), в то время как региохимия поверхностного слоя может играть роль в некоторых физико-химических свойствах (адсорбция или связывание некоторых молекул) с учетом некоторых физиологических эффектов пищевых волокон. Пористость и поверхность, доступные для бактерий или молекулярных зондов, таких как ферменты, будут зависеть от архитектуры волокна, которая связана с его происхождением и историей обработки (Guillon et al.1998).

Свойства гидратации

Свойства гидратации частично определяют судьбу пищевых волокон в пищеварительном тракте (индукция ферментации) и объясняют некоторые из их физиологических эффектов (накопление каловых масс из минимально ферментированных пищевых волокон). Набухание и способность удерживать воду дают общее представление о гидратации клетчатки и предоставляют информацию, полезную для пищевых добавок с клетчаткой. Водопоглощение дает больше информации о волокне, в частности о объеме пор его подложки.Это помогает нам понять поведение клетчатки в пище или во время прохождения через кишечник. Такие процессы, как измельчение, сушка, нагревание или варка с экструзией, например, изменяют физические свойства волокнистой матрицы, а также влияют на свойства гидратации (Thibault et al. 1992). Условия окружающей среды, такие как температура, pH, ионная сила, диэлектрическая проницаемость окружающего раствора и природа ионов, также могут влиять на характеристики гидратации волокна, содержащего полиэлектролиты (заряженные группы, такие как карбоксил, в волокнах, богатых пектином, карбоксилом и сульфатом. группы в волокнах водорослей) (Fleury and Lahaye, 1991; Renard et al.1994).

Камир и Флинт (1991) сравнили влияние варки с экструзией и выпечки на состав пищевых волокон и гидратационную способность кукурузной муки, овсяной муки и картофельной кожуры. Они наблюдали увеличение общего количества некрахмальных полисахаридов в овсяной муке и картофельной кожуре в обоих процессах, но соотношение растворимых и нерастворимых некрахмальных полисахаридов было выше в экструдированных образцах. Сообщалось также, что процесс экструзии увеличивает гидратационную способность кукурузной муки и овсяной муки, но было обнаружено, что гидратационная способность обработанной картофельной кожуры ниже, чем у сырой кожуры.

Nassar et al. (2008) проанализировали, что цедра и мякоть апельсина содержат большое количество пищевых волокон (78,87 и 70,64%) с большей долей нерастворимых пищевых волокон, высоким уровнем удерживающей способности воды и масла. Включение апельсиновой цедры и мякоти в рецептуру печенья показало увеличение водопоглощения, времени образования теста и стабильности, в то время как толерантность к смешиванию была снижена.

Растворимость и вязкость

Растворимость оказывает сильное влияние на функциональность волокна. Также хорошо известно, что растворимые вязкие полисахариды могут препятствовать перевариванию и всасыванию питательных веществ из кишечника.Если структура полисахарида такова, что молекулы объединяются в кристаллический массив, полимер, вероятно, будет энергетически более стабильным в твердом состоянии, чем в растворе (Guillon and Champ 2000). Более разветвление (например, гуммиарабик), присутствие ионных групп (например, метоксилирование пектина) и потенциал для межэлементного позиционного связывания (например, β-глюканы со смешанными связями β-1-3 и β-1-4) увеличивают растворимость. Изменения моносахаридных единиц или их молекулярной формы (α- или β-формы) дополнительно увеличивают растворимость (например, гуммиарабик, арабиногалактан и ксантановая камедь).

Аравантинос-Зафирис и др. (1994) предположили, что остатки апельсиновой корки являются хорошим источником пищевых волокон. После экстракции пектином апельсиновой корки азотной кислотой остаток апельсиновой корки один раз экстрагировали этанолом и пять раз водой при 30 ° C в течение 30 мин. Полученная фракция клетчатки (ff) содержала 213 г / кг растворимых и 626 г / кг нерастворимых пищевых волокон в пересчете на сухое вещество. Было замечено, что фракция волокна имела сравнимую водопоглощающую и маслоемкость с коммерческими волокнистыми продуктами.

Fuentes-Alventosa et al. (2009) приготовили порошки с высоким содержанием диетической клетчатки из побочных продуктов спаржи и проанализировали ее химический состав и функциональные характеристики. Были рассмотрены такие факторы, как экстракционная обработка (интенсивная, 90 минут при 60 ° C или мягкая 1 минута при комнатной температуре), экстракция растворителем (вода или 96% этанол) и система сушки (сублимационная сушка или обработка в печи при 60 ° C в течение 16 часов). учился на добычу. Было обнаружено, что интенсивная обработка в воде содержит самое высокое содержание пищевых волокон, а самое низкое — в волокнах, мягко экстрагированных этанолом.Применяемая система сушки также влияла на поверхность волокон. Было обнаружено, что растворимость и маслоемкость высушенного вымораживанием волокна выше, чем у высушенных в печи волокон.

Вязкость жидкости можно грубо описать как ее сопротивление потоку. Обычно, когда молекулярная масса или длина цепи волокна увеличивается, вязкость волокна в растворе увеличивается. Однако концентрация волокна в растворе, температура, pH, условия сдвига обработки и ионная сила существенно зависят от используемого волокна.В первую очередь, длинноцепочечные полимеры, такие как камеди (гуаровая камедь, трагакантовая камедь), в значительной степени связывают воду и обладают высокой вязкостью раствора. Однако, как правило, хорошо растворимые волокна, которые являются сильно разветвленными или представляют собой полимеры с относительно короткой цепью, такие как гуммиарабик, имеют низкую вязкость.

Влияние пшеничных отрубей (натуральных и поджаренных) и вкуса (ананас и пина колада) на качество йогурта было изучено Aportela-Palacios et al. (2005). Было замечено, что pH увеличивался, а синерезис уменьшался с увеличением волокна (1.5, 3,0 и 4,5 мас.%). Натуральные отруби оказали большее влияние на консистенцию, чем поджаренные отруби, а йогурт, приправленный пина-коладой, имел более высокую вязкость, чем йогурт, приправленный ананасом.

Garcia-Perez et al. (2005) сообщили, что йогурт, содержащий 1% апельсинового волокна, имел более светлый, более красный и желтый цвет и демонстрировал более низкий синерезис, чем контроль и йогурт, содержащий 0,6% и 0,8% апельсинового волокна. Добавление 0,5% β-глюкана ячменя или инулина и гуаровой камеди (> 2%) было эффективным для улучшения удерживания сыворотки и вязкоупругих свойств обезжиренного йогурта (Brennan and Tudorica 2008).Включение клетчатки, полученной из побегов спаржи, увеличивало консистенцию йогурта и придавало йогурту желтовато-зеленоватый цвет (Sanz et al. 2008).

Адсорбция / связывание ионов и органических молекул

Предполагается, что волокно ухудшает абсорбцию минералов, поскольку было показано, что заряженные полисахариды (например, пектины через их карбоксильные группы) и связанные вещества, такие как фитаты в зерновых волокнах, напрямую связывают ионы металлов. Заряженные полисахариды не влияют на абсорбцию минералов и микроэлементов, в то время как связанные вещества, такие как фитаты, могут иметь отрицательный эффект.Способность различных волокон связывать и даже химически связывать желчные кислоты была предложена в качестве потенциального механизма, с помощью которого определенные пищевые волокна, богатые уроновыми кислотами и фенольными соединениями, могут оказывать гипохолестеринемическое действие. Условия окружающей среды (продолжительность воздействия, pH), физические и химические формы волокон и природа желчных кислот могут влиять на адсорбционную способность волокон (Dongowski and Ehwald 1998; Thibault et al. 1992).

Содержание пищевых волокон в различных продуктах

Пищевые волокна естественным образом присутствуют в злаках, овощах, фруктах и ​​орехах.Количество и состав волокон различаются от пищи к пище (Desmedt and Jacobs 2001). Диета, богатая клетчаткой, имеет более низкую энергетическую плотность, часто имеет более низкое содержание жира, больше по объему и более богата питательными микроэлементами. Чтобы съесть эту большую массу пищи, нужно больше времени, и ее присутствие в желудке может вызвать чувство сытости раньше, хотя это ощущение сытости является кратковременным (Rolls et al. 1999). Рекомендуется, чтобы здоровые взрослые люди употребляли от 20 до 35 г пищевых волокон каждый день. Некоторые некрахмальные продукты содержат до 20–35 г клетчатки на 100 г сухого веса, а другие продукты, содержащие крахмал, обеспечивают около 10 г / 100 г сухого веса, а содержание клетчатки во фруктах и ​​овощах составляет 1.5–2,5 г / 100 г сухого веса (Селвендран и Робертсон, 1994). Ламбо и др. (2005) сообщили, что зерновые являются одним из основных источников пищевых волокон, на их долю приходится около 50% потребляемой клетчатки в западных странах, 30–40% пищевых волокон может поступать из овощей, около 16% — из фруктов, а остальные 3 — из овощей. % из других второстепенных источников. Содержание пищевых волокон в различных пищевых источниках представлено в таблице.

Таблица 2

Содержание пищевых волокон в различных пищевых источниках

27 Горох, зеленый

27 замороженная

Картофель без кожи

Ман

Сливы

12657

Методы анализа пищевых волокон

Концентрация клетчатки была полезной мерой для описания кормов и оценки энергетической ценности в течение почти 150 лет . Было предложено множество методов измерения пищевых волокон, и некоторые из них стали обычным анализом для исследований и практического использования (Mertens 2003).

Позже была разработана система экспресс-анализа семян. Содержание углеводов в образце определяли по разнице. Были доступны методы измерения воды и липидов, но была выявлена ​​нерастворимая волокнистая фракция, которая не была переварена. Это наблюдение привело к разработке метода получения сырой клетчатки с использованием последовательного кислотного и щелочного переваривания для выделения неперевариваемой фракции.Метод нейтрального детергентного волокна (Goering and Van Soest 1970), измеряющий нерастворимую клетчатку и лигнин, стал первым надежным аналитическим инструментом для оценки этих основных частей пищевых волокон. Однако в этом методе используются нечувствительные гравиметрические измерения, и он не подходит для продуктов, богатых растворимой клетчаткой.

Измерения сырой клетчатки, используемые в течение многих лет для оценки содержания клетчатки, сильно занижают содержание клетчатки в продуктах питания человека. Было замечено, что показатели сырой клетчатки не показывают реальный процент пищи, недоступной для человека.Во время химической обработки для оценки сырой клетчатки происходят большие потери волокнистого материала. Таким образом, был предложен простой метод invitro с использованием пепсина и панкреатина для определения содержания неперевариваемых остатков (пищевых волокон) в организме человека. Использование пепсина и панкреатина дало максимальное усвоение белка и крахмала, и, следовательно, был получен минимальный остаток. Авторы пришли к выводу, что определение пищевых волокон должно основываться на использовании пищевых пищеварительных ферментов (Hellendoorn et al.1975).

Метод Саутгейта (Southgate 1976) извлекает как растворимые, так и нерастворимые волокна для анализа и включает оценку лигнина, но использует довольно неточные калориметрические методы для анализа сахара и не полностью удаляет крахмал из некоторых продуктов. Метод Theander и Aman (1979) может обеспечить один из лучших доступных методов для измерения общего количества растворимых и нерастворимых волокон, но он не отделяет целлюлозу от нерастворимых нецеллюлозных полисахаридов. Ряд методов анализа пищевых волокон использовался в Великобритании на протяжении многих лет с целью маркировки пищевых продуктов.

Englyst et al. (1982) модифицировали методику экстракции Саутгейта и применили прямые измерения сахара с помощью газожидкостной хроматографии, чтобы значительно улучшить специфичность этого метода. Однако этот метод не измеряет лигнин и использует методы косвенного измерения по разности для оценки определенных фракций.

Последние разработки в методологии пищевых волокон основаны на двух общих подходах (Asp 2001): ферментно-гравиметрических и ферментно-химических методах.

Ферментно-гравиметрические методы

Он включает ферментативную обработку для удаления крахмала и белка, осаждение растворимых компонентов волокна водным этанолом, выделение и взвешивание остатка пищевых волокон и поправку на белок и золу в остатке (Asp and Johansson 1981; Asp et al.1992).

Ферментно-химические методы

Этот метод включает ферментативное удаление крахмала, осаждение 80% (об. / Об.) Этанолом для отделения растворимых полисахаридов пищевых волокон от низкомолекулярных сахаров и продуктов гидролиза крахмала. Швейцер и Вурш (1979) использовали метод ГЖХ для характеристики гравиметрически определенных остатков растворимых пищевых волокон.

Graham et al. (1988) исследовали влияние условий экстракции на растворимость пищевых волокон в четырех злаках (пшеница, рожь, ячмень и овес) и четырех овощах (картофель, морковь, салат и горох).Исследуемые условия экстракции: а) ацетатный буфер с pH 5,0 при 96 ° C в течение 1 часа и 60 ° C в течение 4 часов во время разложения крахмала, b) вода при 38 ° C в течение 2 часов, c) буфер HCl / KCl с pH 1,5 при 38 ° C в течение 2 часов и d) предварительная обработка абсолютным этанолом при 96 ° C в течение 1 часа и экстракция водой при 38 ° C в течение 2 часов. Было замечено, что экстракция при высокой температуре дала самые высокие значения для растворимого волокна, тогда как экстракция в кислотном буфере дала самые низкие значения. Выход и состав растворимой клетчатки значительно варьировались в зависимости от условий экстракции и образца пищи.Было предложено использовать стандартизированные и физиологически более подходящие условия экстракции.

LaCourse et al. (1994) разработали метод извлечения волокна мякоти тапиоки, которое является побочным продуктом операции измельчения крахмала тапиоки. Процесс включает формирование суспензии 5-10% по весу измельченной мякоти тапиоки в водной среде, ферментативную обработку суспензии 1,4-α-D-гликозидазой для деполимеризации крахмала с получением волокна тапиоки, содержащего не менее 70%. общее количество пищевых волокон, из которых не менее 12% составляют растворимые волокна.

Garcimartin et al. (1995) сравнили результаты двух методов: официального метода AOAC и модифицированного метода Englyst для оценки пищевых волокон в готовых соленых картофельных чипсах. Метод AOAC — это ферментно-гравиметрическая процедура для определения общего количества пищевых волокон (TDF). Метод Энглиста включает ферментно-химическую экстракцию и фракционирование некрахмального полисахарида (NSP) и их последующее определение как нейтральных сахаров с помощью ГЖХ. Метод AOAC дал более высокую ценность волокна, чем метод Энглиста, из-за вклада ретроградного крахмала.Авторы пришли к выводу, что метод Englyst трудоемок, требует много времени и дает информацию о свойствах различных типов DF, которые не требуются для рутинного анализа, тогда как метод AOAC быстрее и проще в применении и не дает переоценки пищевых волокон, если устойчивые крахмал рассматривается как его часть.

Алмазан и Чжоу (1995) изучали эффект снижения концентрации этанола с 76% до 41–56% на осаждение растворимых пищевых волокон с помощью ферментно-гравиметрического метода 985 AOAC.29. Уменьшение объема этанола для определения TDF сырой капусты, зелени горчицы, сладкого картофеля (листья и корни) и сахарной свеклы (листья и корни) не отличалось от содержания TDF в овощах, определенном на основе данных AOAC. рекомендуемый объем ( P <0,05). Скорее, снижение концентрации этанола снижает стоимость анализа, уменьшает загрязнение окружающей среды органическими растворителями и сокращает время фильтрации.

Perez-Hidalgo et al. (1997) сравнили ручные процедуры с прибором Dosi-Fiber для определения кислотно-детергентной клетчатки (ADF) в образцах фасоли.Результаты ADF, полученные с помощью ручной (9,83%) и автоматической (9,13%) процедуры, показали статистическую разницу ( p <0,05). Это было приписано лучшему пищеварению с помощью аппарата Dosi-fiber. Авторы также определили содержание нерастворимых пищевых волокон в сырых образцах нута, фасоли и чечевицы с помощью ферментативной модификации детергентного метода (ENDF) и сравнили результаты с методом AOAC. В случае чечевицы и нута статистически значимая разница ( p <0.001). Однако в случае нерастворимой пищевой клетчатки в фасоли оба метода привели к незначительной разнице.

Nawirska and Uklanska (2008) исследовали и сравнили содержание нейтральных детергентных волокон (NDF) и кислых пищевых волокон (ADF) в жмыхах, полученных при переработке фруктов и овощей. Из изученных образцов жмыха жмыха черноплодной рябины наиболее богаты пищевыми волокнами и содержат наибольшее количество NDF (87,49 / 100 г СВ) и ADF (57.24 г / 100 г СВ). Авторы рекомендовали использовать жмых из черноплодной рябины, черной смородины и клубники для промышленного производства концентратов, богатых ДФ, тем самым сводя к минимуму отходы переработки фруктов и овощей.

Терапевтические функции пищевых волокон

Диеты с высоким содержанием клетчатки, например, богатые злаками, фруктами и овощами, оказывают положительное влияние на здоровье, поскольку их потребление связано со снижением заболеваемости несколькими видами заболеваний, такими как благодаря его положительным эффектам, таким как увеличение объема каловых масс, сокращение времени кишечного транзита, уровня холестерина и гликемии, улавливание веществ, которые могут быть опасными для человеческого организма (мутагенные и канцерогенные агенты), стимулирование разрастания кишечной флоры и т. д. .(Heredia et al. 2002; Beecher 1999). Некоторые функции и преимущества пищевых волокон для здоровья человека обобщены в таблице.

Таблица 3

Функции и преимущества пищевых волокон для здоровья человека

Установлено влияние пищевых волокон на стул и его консистенцию.Таким образом, механизм увеличения объема стула и его расслабления варьируется для разных волокон. Гуаровая камедь легко ферментируется фекальной микробиотой человека (Salyers et al. 1977), улучшает работу кишечника и облегчает запоры у пациентов (Takahashi et al. 1994). Имеющаяся информация также указывает на низкую заболеваемость дивертикулярной болезнью среди населения, потребляющего клетчатку (Painter and Burkitt, 1971), как у вегетарианцев, так и у невегетарианцев (Gear et al. 1979). Было высказано предположение, что клетчатка может действовать как защитный фактор при раке толстой кишки, сокращая время прохождения, тем самым сокращая время образования и действия канцерогенов.Кроме того, благодаря своему эффекту увеличения объема стула, клетчатка может снизить концентрацию фекальных канцерогенов, тем самым уменьшая количество канцерогена, контактирующего со стенкой кишечника (Hill 1974; Burkitt 1975). Graham et al. (1978) сообщили, что потребление некоторых богатых клетчаткой овощей обратно пропорционально частоте рака толстой кишки.

Об улучшении контроля диабета и снижении потребности в инсулине и сульфонилмочевине сообщалось как при легкой форме (Kiehm et al.1976; Kay et al. 1981) и умеренного (Albrink et al., 1979; Rivellese et al. 1980) диабетиков на диете с высоким содержанием клетчатки, содержащей нормальный (Miranda and Horwitz 1978; Simpson et al. 1981; Walker 1975) или высокий (Kiehm et al. 1976; Simpson и др., 1979, 1981; Андерсон и Уорд, 1979) пропорции углеводов. Было высказано предположение, что большое количество клетчатки из фруктов, овощей и бобовых частично отвечает за низкий уровень холестерина в плазме (Anderson et al. 1973). Моррис и др. (1977) в ретроспективном исследовании наблюдали обратную зависимость между потреблением зерновых волокон и смертностью от коронарной болезни.Было показано, что разнообразные продукты, богатые клетчаткой, такие как пшеничная солома, овес, соевые отруби, рисовые отруби, яблоки, бобовые, слизистая клетчатка (Heller et al. 1980), снижают атерогенность полусинтетических диет с добавлением жиров и стеролов или без них. . Пектин (Kay and Truswell 1977), гуаровая камедь и гуммиарабик также проявляют гиполипидный эффект у людей, снижая уровень холестерина в сыворотке и триглицеридов (Takahashi et al. 1993).

Влияние обработки на содержание пищевых волокон в пищевых продуктах

Физико-химические свойства волокна можно регулировать с помощью обработки: химической, ферментативной, механической (измельчение), термической или термомеханической (экструзия, варено-экструзия и контролируемая мгновенная обработка). декомпрессии) для улучшения их функциональности (Guillon and Champ 2000).Например, механическая энергия также может оказывать сильное влияние на полисахариды (Poutanen et al. 1998). Измельчение может повлиять на свойства гидратации, в частности, на кинетику поглощения воды, поскольку в результате увеличения площади поверхности волокна гидратируются быстрее. Нагревание обычно изменяет соотношение растворимых и нерастворимых волокон. Комбинация тепловой и механической энергии может резко изменить структуру пищевых волокон на всех структурных уровнях, что, возможно, приведет к новым функциональным свойствам.

Простые процессы, такие как замачивание и приготовление, имеют тенденцию изменять состав и доступность питательных веществ. Они также модифицируют материал клеточной стенки растений, что может иметь важные физиологические эффекты (Spiller 1986; Roehrig 1988). Было обнаружено, что в пшеничных отрубях термическая обработка (кипячение, варка или обжарка) приводит к увеличению общего количества клетчатки не за счет нового синтеза, а, скорее, за счет образования комплексов клетчатка-белок, устойчивых к нагреванию и количественно определяемых как пищевые волокна (Caprez et al.1986).

Обработка, необходимая для приготовления некоторых овощей и бобовых (нут, фасоль, чечевица и т. Д.), Пригодных для употребления в пищу, приводит к уменьшению количества некоторых компонентов клетчатки. Например, во время варки чечевицы, предварительно окунувшей ее в воду, количество клетчатки уменьшается, в основном из-за значительного уменьшения гемицеллюлозы (Видаль-Вальверде и Фриас, 1991; Видал-Вальверде и др., 1992). Татьяна и др. (2002) изучили изменения, которые происходят во время термической обработки фасоли, и сообщили, что солюбилизация полисахаридов приводит к снижению общего содержания клетчатки, в основном из-за потери растворимой клетчатки.

Влияние термической обработки (включая варку с экструзией, варку и жарку) на состав пищевых волокон зерновых и образцов картофеля изучали Varo et al. (1983) в 8 лабораториях, использующих различные аналитические методы, сообщили, что образцы термически обработанного картофеля содержали больше нерастворимых в воде пищевых волокон и меньше крахмала, чем сырые образцы. Никаких изменений в количестве пищевых волокон и крахмала в экструдированных образцах не наблюдалось.

Herranz et al. (1983) изучали содержание нейтрального детергентного волокна (NDF), кислотного детергентного волокна (ADF), целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина в пяти замороженных овощах (сырых и вареных) и пяти консервированных овощах (два из них жареные).Было замечено, что кипячение привело к увеличению содержания NDF, ADF и целлюлозы. Незначительное увеличение гемицеллюлоз и отсутствие изменений в значениях лигнина. В процессе жарки было отмечено резкое снижение содержания NDF, ADF, целлюлозы и лигнина с небольшим изменением гемицеллюлозы.

Пеннер и Ким (1991) проанализировали фракции некрахмальных полисахаридов (NSP) в сырой, обработанной и вареной моркови и пришли к выводу, что обработка и моделирование домашнего приготовления сырой моркови показывает повышенное количество NSP на единицу сухой массы.Варка консервированной моркови привела к наибольшему увеличению общего количества растворимых NSP на единицу сухого веса, которые были не такими значительными по сравнению с сырым весом.

Влияние домашнего приготовления на состав пищевых волокон и крахмала в переработанных картофельных продуктах было оценено Тедом и Филлипсом (1995), и они сообщили, что нагревание с помощью микроволн и жарка во фритюре значительно снижает количество перевариваемого крахмала in vitro и значительно увеличивает как устойчивый крахмал (RS) и нерастворимые в воде пищевые волокна (IDF).Они сообщили, что ни один из способов приготовления пищи в домашних условиях не повлиял на содержание водорастворимых пищевых волокон. Полученное в результате увеличение IDF было связано с тем, что часть крахмала в вареном картофеле стала неперевариваемой ферментами амилопектина, и RS считали наблюдаемым приростом фракции IDF.

Cammire et al. (1997) также провели исследования различий в составе пищевых волокон в кожуре картофеля в зависимости от различных методов очистки от кожуры (абразивная очистка и очистка паром) и варки методом экструзии.Они сообщили, что экструзия была связана с увеличением общего содержания пищевых волокон и снижением содержания крахмала в паровой пилинге. Сообщалось о снижении содержания лигнина, но на общее содержание пищевых волокон в экструдированных абразивных корках не повлияло. Сообщалось, что количество растворимых некрахмальных полисахаридов увеличивается при обоих типах кожуры в результате экструзии.

Chopra et al. (2009) изучали влияние замачивания на нерастворимые, растворимые и общие пищевые волокна бенгальского грамма, коровьего гороха, сухого гороха, фасоли и зеленого грамма.Образцы замачивали в водопроводной воде (соотношение 1: 2) на 12 ч при комнатной температуре (29–31 ° C). Замачивание увеличивало общее количество пищевых волокон на 1,2–8,2% и наблюдалось значительное увеличение количества растворимых пищевых волокон.

Применение пищевых волокон в функциональных продуктах питания

Волокна в пищевых продуктах могут изменять их консистенцию, текстуру, реологическое поведение и сенсорные характеристики конечных продуктов, появление новых источников волокон открыло новые возможности их использования в пищевой промышленности (Гийон и Чемпион 2000).Волокно можно производить даже из источников, которые в противном случае можно было бы рассматривать как отходы. Например, пшеничная солома, соевая шелуха, овсяная шелуха, арахисовая и миндальная кожура, стебли и початки кукурузы, отработанное пивоваренное зерно и отходы фруктов и овощей, переработанные в больших количествах, могут быть преобразованы в волокнистые ингредиенты, которые в некоторых случаях могут быть весьма функциональными. пищевые приложения (Katz 1996). Пищевые волокна обладают всеми характеристиками, необходимыми для того, чтобы их можно было рассматривать в качестве важного ингредиента при составлении функциональных пищевых продуктов из-за их благотворного воздействия на здоровье.

Среди продуктов, обогащенных клетчаткой, наиболее известными и потребляемыми являются сухие завтраки и хлебобулочные изделия, такие как цельный хлеб и печенье (Cho and Prosky 1999; Nelson 2001), а также продукты из молока и мяса. Tudoric et al. (2002) наблюдали, что добавление растворимых и нерастворимых ингредиентов пищевых волокон влияет на общее качество (биохимический состав, кулинарные свойства и текстурные характеристики) как сырых, так и приготовленных макаронных изделий. Высвобождение глюкозы также значительно снижается при добавлении растворимых пищевых волокон.Что касается макаронных изделий, то антипригарные свойства некоторых волокон овса, ячменя, сои, рисовых отрубей и т. Д. Помогают облегчить процесс экструзии, а также могут способствовать прочности теста или увеличению стойкости приготовленных макаронных изделий на пару. Добавление жевательной резинки в некоторые азиатские продукты из лапши делает лапшу более плотной и облегчает регидратацию при приготовлении или замачивании (Hou and Kruk 1998).

Сообщается, что при выпечке хлеба добавление клетчатых ингредиентов увеличивает степень гидратации муки водой.Toma et al. (1979) исследовали, что хлеб с картофельной кожурой вместо пшеничных отрубей превосходит по содержанию определенных минералов, по общему количеству пищевых волокон, по водоудерживающей способности, по меньшему количеству крахмалистых компонентов и отсутствию фитата. Лепешки, приготовленные из смеси 25% яблочного жмыха и пшеничной муки, имели приемлемое качество. Добавление яблочного жмыха также позволяет избежать использования каких-либо других ароматизирующих ингредиентов, поскольку оно уже имеет приятный фруктовый вкус (Sudha et al. 2007).

Nassar et al.(2008) предположили, что 15% апельсиновой цедры и мякоти могут быть включены в качестве ингредиента в печенье, поскольку они являются подходящим источником пищевых волокон с соответствующими биологически активными соединениями (флавоноиды, каротиноиды и т. Д.). Добавление пищевых волокон в хлебобулочные изделия также улучшает их питательные качества, поскольку позволяет снизить содержание жира за счет использования пищевых волокон в качестве заменителя жира без потери качества (Byrne 1997; Martin 1999). Sharif et al. (2009) пришли к выводу, что можно использовать замену пшеничной муки обезжиренными рисовыми отрубями без отрицательного воздействия на физические и сенсорные характеристики печенья.Добавки из рисовых отрубей значительно улучшили содержание пищевых волокон, минералов и белка в печенье, и, кроме того, стоимость производства также снизилась с пропорциональным увеличением количества добавок. Мороженое и замороженный йогурт имеют более высокий уровень жира, что имеет свои особенности. Добавление волоконных ингредиентов, таких как альгинаты, гуаровая камедь и гели целлюлозы, не только заменяет жир, но также обеспечивает вязкость, улучшает эмульсию, пену, стабильность при замораживании / оттаивании, контролирует свойства плавления, снижает синерезис, способствует образованию более мелких кристаллов льда и облегчает экструзию. (Александр 1997).Гуаровая камедь, пектины и инулин также добавляются во время обработки сыра, чтобы уменьшить процент жира в нем без потери органолептических характеристик, таких как текстура и аромат.

В случае напитков и напитков добавление пищевых волокон увеличивает их вязкость и стабильность, при этом растворимые волокна используются чаще всего, поскольку они более диспергируются в воде, чем нерастворимые. Некоторыми примерами растворимых волокон являются волокна фракций зерен и плодов (Bollinger 2001), пектины (Bjerrum 1996), β-глюканы, целлюлозные волокна корня свеклы (Nelson 2001).Клетчатку овса можно добавлять в молочные коктейли, напитки для завтрака быстрого приготовления, фруктовые и овощные соки, холодный чай, спортивные напитки, капучино и вино. К другим напиткам, которые могут получить пользу от добавления клетчатки, относятся жидкие диетические напитки — как те, которые созданы для людей с особыми диетическими потребностями, так и напитки для похудания или заменители пищи (Hegenbart 1995). Ларраури и др. (1995) описали производство порошкообразного напитка, содержащего пищевые волокна из кожуры ананаса. Продукт под названием FIBRALAX содержал 25% пищевых волокон и 66%.2% усвояемых углеводов и оказывает легкое слабительное действие.

Некоторые типы растворимых волокон, такие как пектины, инулин, гуаровая камедь и карбоксиметилцеллюлоза, используются в качестве функциональных ингредиентов в молочных продуктах (Nelson 2001). Ферментированное молоко, обогащенное клетчаткой цитрусовых (апельсин и лимон), хорошо переносится (Sendra et al. 2008). Staffolo et al. (2004) отметили, что йогурт, обогащенный 1,3% волокон пшеницы, бамбука, инулина и яблока, оказался многообещающим средством для увеличения потребления клетчатки с более высокой приемлемостью для потребителей.Hashim et al. (2009) изучили влияние обогащения финиковой клетчаткой, побочным продуктом производства финикового сиропа, на свежий йогурт. Готовили контрольный йогурт (без клетчатки), йогурт, обогащенный 1,5, 3,0 и 4,5% финиковой клетчатки, и йогурт с 1,5% пшеничных отрубей. Йогурт, обогащенный 3% финиковой клетчатки, обладал такой же кислинкой, сладостью, плотностью, гладкостью и общей приемлемостью, что и контрольный йогурт. Поскольку и клетчатка, и йогурт хорошо известны своим благотворным воздействием на здоровье, вместе они составляют функциональную пищу с коммерческим применением.

Пищевые волокна на основе пектинов, целлюлозы, сои, пшеницы, кукурузы или рисовых изолятов и клетчатки свеклы могут использоваться для улучшения текстуры мясных продуктов, таких как колбасы, салями, и в то же время подходят для приготовления обезжиренных продуктов. продукты, такие как «диетические гамбургеры». Кроме того, поскольку они обладают способностью увеличивать влагоудерживающую способность, их включение в матрицу мяса способствует поддержанию его сочности (Chevance et al. 2000; Mansour and Khalil 1999). При производстве синтетического мяса (аналоги мяса из растительного белка) добавление муциллоида псиллиума помогает изменить текстуру и придать мясную жевательную способность (Chan and Wypyszyk 1988).

Овсяные отруби или овсяные волокна, по-видимому, являются подходящей заменой жира в говяжьем фарше и продуктах из свинины из-за их способности удерживать воду и имитировать определение частиц в мясном фарше с точки зрения как цвета, так и текстуры (Verma and Banerjee 2010). Пытаясь разработать функциональные куриные наггетсы с низким содержанием соли, жира и высоким содержанием клетчатки, Verma et al. (2009) включили различные источники клетчатки, такие как гороховая мука, граммовая шелуха, яблочная мякоть и бутылочная тыква в различных комбинациях на уровне 10%.

Заключение

Растительный материал в рационе, устойчивый к ферментативному перевариванию, называется диетической клетчаткой. Он включает целлюлозу, гемицеллюлозу, пектиновые вещества, камеди, слизь, лигнин и т. Д. Пищевые волокна естественным образом присутствуют в злаках, фруктах, овощах и орехах. В статье обсуждаются физико-химические свойства, методы анализа и терапевтические функции пищевых волокон. Сообщается, что диета с высоким содержанием клетчатки положительно влияет на здоровье.Во время обработки пищевые продукты подвергаются различным физическим, химическим, ферментативным и термическим обработкам, которые прямо или косвенно влияют на общий состав клетчатки. Добавление волокна может изменить консистенцию, текстуру, реологические свойства и сенсорные свойства конечных продуктов. Сообщалось о положительных результатах добавления клетчатки в сухие завтраки, хлеб, печенье, пирожные, йогурт, напитки и мясные продукты. Незамедлительного внимания требуют исследования изменений в волокне во время различных операций, экстракции и характеристики волокна из непищевых источников, а также разработка продуктов, обогащенных волокном, по экономичной цене.

Ссылки

• Олбринк М.Дж., Ньюман Т., Дэвидсон ПК. Влияние диет с высоким и низким содержанием клетчатки на липиды плазмы и инсулин. Am J Clin Nutr. 1979; 32: 1486–1496. [PubMed] [Google Scholar]
• Александр Р.Дж. Переход на низкокалорийные молочные продукты. Food Prod Des. 1997. 7 (1): 74–98. [Google Scholar]
• Алмазан AM, Чжоу X. Общее содержание пищевых волокон в некоторых зеленых и корнеплодах, полученных при различных концентрациях этанола. Food Chem. 1995; 53: 215–218. [Google Scholar]
• Андерсон Дж. У., Уорд К.Диета с высоким содержанием углеводов и клетчатки для принимающих инсулин мужчин с сахарным диабетом. Am J Clin Nutr. 1979; 32: 2312–2321. [PubMed] [Google Scholar]
• Андерсон Дж., Гранде Ф., Киз А. Диеты, снижающие уровень холестерина: экспериментальные испытания и обзоры литературы. J Am Diet Assoc. 1973; 62: 133–142. [PubMed] [Google Scholar]
• Анита Ф. П., Абрахам П. Клиническая диета и питание. Калькутта: издательство Оксфордского университета Дели; 1997. С. 73–77. [Google Scholar]
• Aportela-Palacios A, Sosa-Morales ME, Velez-Ruiz JF.Реологические и физико-химические свойства йогурта, обогащенного клетчаткой и кальцием. J Texture Stud. 2005. 36 (3): 333–349. [Google Scholar]
• Аравантинос-Зафирис Дж., Ореопулу В., Тзиа К., Томопулос С.Д. Фракция клетчатки из остатков апельсиновой корки после экстракции пектином. Lebens Wiss Technol. 1994; 27: 468–471. [Google Scholar]
• Asp NG. Разработка методологии пищевых волокон. В: McCleary BV, Prosky L, ред. Передовая технология пищевых волокон. Оксфорд: Blackwell Science Ltd; 2001 г.С. 77–88. [Google Scholar]
• Asp NG, Johansson CG. Методы измерения пищевых волокон. В: Джеймс WPT, Теандр О., редакторы. Анализ пищевых волокон в пище. Нью-Йорк: Марсель Деккер; 1981. С. 173–189. [Google Scholar]
• Asp NG, Schweizer TF, Southgate DAT, Theander O. Анализ пищевых волокон. В: Schweizer TF, Edwards CA, редакторы. Пищевые волокна. Компонент еды. Пищевая функция при здоровье и болезни. Лондон: Спрингер-Верлаг; 1992. С. 57–102. [Google Scholar]
• Aspinall GO.Полисахариды. Оксфорд: Pergamon Press; 1970. С. 130–144. [Google Scholar]
• Бичер GR. Роль фитонутриентов в обмене веществ: влияние на устойчивость к дегенеративным процессам. Nutr Rev.1999; 57: 3–6. [PubMed] [Google Scholar]
• Bjerrum KS. Новые приложения для пектинов. Food Technol. 1996; 3: 32–34. [Google Scholar]
• Боллинджер Х. Функциональные напитки с диетической клетчаткой. Фруктовый процесс. 2001; 12: 252–254. [Google Scholar]
• Braums FE. Химия лигнина. Нью-Йорк: академический; 1952 г.С. 14–21. [Google Scholar]
• Brennan CS, Tudorica CM. Заменители жира на основе углеводов в модификации реологических, текстурных и сенсорных качеств йогурта: сравнительное исследование использования бета-глюкана ячменя, гуаровой камеди и инулина. Int J Food Sci Technol. 2008; 43: 824–833. [Google Scholar]
• Burkitt DP. Рак толстой кишки: эпидемиологическая головоломка. J Natl Cancer Znst. 1975; 54: 3–6. [PubMed] [Google Scholar]
• Бирн М. Нежирный, со вкусом. Food Eng Int.1997; 22: 36–41. [Google Scholar]
• Камир М.Э., Флинт С.И. Влияние термической обработки на состав пищевых волокон и гидратационную способность кукурузной муки, овсяной муки и картофельных пилингов. Cereal Chem. 1991. 68 (6): 645–647. [Google Scholar]
• Cammire ME, Violette D, Dougherty MP, McLaughlin MA. Состав пищевых волокон из кожуры картофеля: влияние процессов варки путем очистки от кожуры и экструзии. J. Agric Food Chem. 1997. 45: 1404–1409. [Google Scholar]
• Капрез А., Арригони Э., Амадо Р., Неуком Х.Влияние различных видов термической обработки на химический состав и физические свойства пшеничных отрубей. J Cereal Sci. 1986; 4: 233–239. [Google Scholar]
• Chan JK, Wypyszyk V. Забытые натуральные пищевые волокна: подорожник mucilliod. Мир зерновых продуктов. 1988; 33: 919–922. [Google Scholar]
• Чау К.Ф., Хуанг Ю.Л. Сравнение химического состава и физико-химических свойств различных волокон, полученных из кожуры Citrus sinensis L. Cv. Лючэн.J. Agric Food Chem. 2003. 51: 2615–2618. [PubMed] [Google Scholar]
• Chevance FFV, Farmer LJ, Desmond EM, Novelli E, Troy DJ, Chizzolini R. Влияние некоторых заменителей жира на высвобождение летучих ароматических соединений из нежирных мясных продуктов. J. Agric Food Chem. 2000; 48: 3476–3484. [PubMed] [Google Scholar]
• Чо С.С., Проски Л. Применение сложных углеводов в имитаторах жиров пищевых продуктов. В: Cho SS, Prosky L, Dreher M, ред. Сложные углеводы в продуктах питания. Нью-Йорк: Марсель Деккер; 1999 г.С. 411–430. [Google Scholar]
• Чопра Х., Удипи С.А., Гугре П. Содержание пищевых волокон в отобранных бобовых: сортовые различия и влияние обработки. J Food Sci Technol. 2009. 46 (3): 266–268. [Google Scholar]
• Desmedt A, Jacobs H (2001) Растворимая клетчатка. В: Руководство по функциональным пищевым ингредиентам. Food RA Leatherhead Publishing, Surrey, England, pp 112–140
• Dongowski G, Ehwald R, et al. Свойства диетических препаратов целланового типа. В: Гийон Ф. и др., Редакторы.Материалы симпозиума PROFIBRE, Функциональные свойства неперевариваемых углеводов. Нант: круглые скобки Imprimerie; 1998. С. 52–54. [Google Scholar]
• Энглист Х., Виггинс Х.С., Каммингс Дж. Х. Определение некрахмальных полисахаридов в растительных продуктах с помощью газожидкостной хроматографии составляющих сахаров в виде ацетатов альдита. Аналитик. 1982; 107: 307–318. [PubMed] [Google Scholar]
• Фархат Ханум М., Свами С., Сударшана Кришна К. Р., Сантханам К., Вишванатан К. Р.. Содержание пищевых волокон в обычно свежих и вареных овощах, потребляемых в Индии.Растительная пища Hum Nutr. 2000; 55: 207–218. [PubMed] [Google Scholar]
• Флери Н., Лахай М. Химическая и физико-химическая характеристика волокон Laminaria digitata (Kombu Breton): физиологический подход. J Sci Food Agric. 1991; 55: 389–400. [Google Scholar]
• Fuentes-Alventosa JM, Rodriguez-Gutierrez G, Jaramillo Carmona S, Espejo Calvo JA, Rodriguez-Arcos R, Fernandez-Bolanos J, Guillen-Bejarano R, Jimenez-Araujo A. Влияние метода экстракции на химический состав и функциональные характеристики порошков с высоким содержанием пищевых волокон, полученных из побочных продуктов спаржи.J Food Chem. 2009. 113: 665–692. [Google Scholar]
• Гарсиа-Перес Ф.Дж., Ларио Й., Фернандес-Лопес Дж., Саяс Э., Перес-Альварес Дж.А., Сендра Э. Влияние добавления апельсиновой клетчатки на цвет йогурта во время ферментации и хранения в холодильнике. Color Res Appl. 2005. 30: 457–463. [Google Scholar]
• Гарсимартин М., Видаль-Вальверде С., Мартинес-Кастро И., Масгроув С. Оценка пищевых волокон в картофельных чипсах: влияние используемого аналитического метода. J Food Qual. 1995; 18: 33–43. [Google Scholar]
• Gear JSS, Ware A, Fursdon P, Mann JI, Nolan DJ, Brodribb AJM, Vessey MP.Симптоматическая дивертикулярная болезнь и потребление пищевых волокон. Ланцет. 1979; 1: 511–513. [PubMed] [Google Scholar]
• Геринг Х. К., Ван Сост П. Дж.. Анализ кормовой клетчатки. Вашингтон: Министерство сельского хозяйства США; 1970. стр. 379. [Google Scholar]
• Graham S, Dayal H, Swanson M, Mittleman A, Wilkinson G. Диета в эпидемиологии рака толстой и прямой кишки. J Natl Cancer Znst. 1978; 61: 709–714. [PubMed] [Google Scholar]
• Грэм Х., Ридберг МБГ, Аман П. Экстракция растворимой пищевой клетчатки.J. Agric Food Chem. 1988. 36 (3): 494–497. [Google Scholar]
• Гийон Ф., Чамп М. Структурные и физические свойства пищевых волокон и последствия обработки для физиологии человека. Food Res Int. 2000. 33: 233–245. [Google Scholar]
• Guillon F, Auffret A, Robertson JA, Thibault JF, Barry JL. Связь между физическими характеристиками волокна сахарной свеклы и его ферментируемостью фекальной флорой человека. Carbohydr Polym. 1998. 37: 185–197. [Google Scholar]
• Хашим И.Б., Халил А.Х., Афифи Х.С.Качественные характеристики и признание потребителей йогурта, обогащенного финиковой клетчаткой. J Dairy Sci. 2009. 92 (11): 5403–5407. [PubMed] [Google Scholar]
• Хегенбарт С. Использование волокон в напитках. Food Prod Des. 1995. 5 (3): 68–78. [Google Scholar]
• Hellendoorn EW, Noordhoff MG, Slagman J. Ферментативное определение содержания неперевариваемых остатков (пищевых волокон) в пище человека. J Sci Food Agric. 1975. 26: 1461–1468. [Google Scholar]
• Хеллер С. Н., Хаклер Л. Р., Риверс Дж. М., Ван Сост П. Дж., Роу Д. А., Льюис Б. А., Робертсон Дж.Пищевые волокна: влияние размера частиц пшеничных отрубей на функцию толстой кишки у молодых взрослых мужчин. Am J Clin Nutr. 1980; 33: 1734–1744. [PubMed] [Google Scholar]
• Эредиа А., Хименес А., Фернандес-Боланос Дж., Гильен Р., Родригес Р. Фибра Алиментария. Мадрид: Biblioteca de Ciencias; 2002. С. 1–117. [Google Scholar]
• Херранц Дж., Видаль-Вальверда С., Рохас-Идальго Э. Содержание целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина в сырых и вареных обработанных овощах. J Food Sci. 1983; 48: 274–275. [Google Scholar]
• Hesser JM.Применение и использование пищевых волокон в США. Int Food Ingred. 1994; 2: 50–52. [Google Scholar]
• Hill MJ. Рак толстой кишки: заболевание, связанное с истощением клетчатки или избыточным питанием. Пищеварение. 1974. 11: 289–306. [PubMed] [Google Scholar]
• Hipsley EH. Диетическая «клетчатка» и токсемия беременных. Br Med J. 1953; 2: 420–422. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Hou G, Kruk M (1998) Технология азиатской лапши. Манхэттен, Канзас, Американский институт выпечки, Технический бюллетень XX (12)
• Дженкинс Д.А., Волевер ТМС, Лидс А.Р., Гассалл М.А., Хайсман П., Дилавари Дж., Гофф Д.В., Мета Г.Л., Альберт КГММ.Пищевые волокна, аналоги клетчатки и толерантность к глюкозе: важность вязкости. Br Med J. 1978; 1: 1392–1394. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Кац Ф. Функциональность функционального питания. Пищевой процесс. 1996. 57 (2): 56–58. [Google Scholar]
• Кей Р.М. Пищевые волокна. J Lipid Res. 1982; 23: 221–242. [PubMed] [Google Scholar]
• Кей Р.М., Truswell AS. Влияние цитрусового пектина на липиды крови и экскрецию фекальных стероидов у человека. Am J Clin Nutr. 1977; 30: 171–175. [PubMed] [Google Scholar]
• Кей Р.М., Гробин В., Track NS.Диеты, богатые натуральной клетчаткой, улучшают толерантность к углеводам у незрелых, инсулинозависимых диабетиков. Диабетология. 1981; 20: 18–21. [PubMed] [Google Scholar]
• Ким Т.Г., Андерсон Дж. У., Уорд К. Благотворное влияние диеты с высоким содержанием углеводов и клетчатки на мужчин с гипергликемическим диабетом. Am J Clin Nutr. 1976; 29 (8): 895–899. [PubMed] [Google Scholar]
• LaCourse NL, Chicalo K, Zallie JP, Altieri PA (1994) Пищевые волокна, полученные из тапиоки, и процесс их получения. Патент США № 5350593
• Ламбо AM, Oste R, Nyman ME.Пищевые волокна в ферментированных концентратах овса и ячменя, богатых β-глюканом. Food Chem. 2005. 89: 283–293. [Google Scholar]
• Ларраури Дж. А., Боррото Б., Пердомо Ю., Табарес Ю. Производство порошкообразного напитка, содержащего пищевые волокна: FIBRALAX. Алиментария. 1995; 260: 23–25. [Google Scholar]
• Мансур Э. Х., Халил А. Х. Характеристики нежирных бургеров из говядины под влиянием различных типов волокон пшеницы. J Sci Food Agric. 1999. 79: 493–498. [Google Scholar]
• Мартин К. Замена жира, сохранение вкуса.Food Eng Int. 1999; 24: 57–59. [Google Scholar]
• Mertens DR. Проблемы измерения нерастворимых пищевых волокон. Anim Sci J. 2003; 81: 3233–3249. [PubMed] [Google Scholar]
• Miranda PL, Horwitz DL. Диеты с высоким содержанием клетчатки при лечении сахарного диабета. Ann Intern Med. 1978; 88: 482–486. [PubMed] [Google Scholar]
• Моррис Дж. Н., Марр Дж. У., Клейтон Д. Г.. Диета и сердце: постскриптум. Br Med J. 1977; 2: 1307–1314. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Nassar AG, AbdEl-Hamied AA, El-Naggar EA.Влияние включения муки из субпродуктов цитрусовых на химические, реологические и органолептические характеристики печенья. World J Agric Sci. 2008. 4 (5): 612–616. [Google Scholar]
• Nawirska A, Uklanska C. Отходы переработки фруктов и овощей как потенциальные источники обогащения пищевых продуктов пищевыми волокнами. Acta Sci Pol Technol Aliment. 2008. 7 (2): 35–42. [Google Scholar]
• Нельсон А.Л. Ингредиенты с высоким содержанием клетчатки: Серия справочников Eagan Press. Сент-Пол: Иган Пресс; 2001. [Google Scholar]
• Painter NS, Burkitt DP.Дивертикулярная болезнь толстой кишки: дефицитное заболевание западной цивилизации. Br Med J. 1971; 2 (5): 450–454. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Пеннер М.Х., Ким С. Фракции некрахмальных полисахаридов сырой, обработанной и вареной моркови. J Food Sci. 1991. 56 (6): 1593–1596. [Google Scholar]
• Перес-Идальго М., Герра-Эрнандес Э., Гарсия-Виллаанора Б. Определение нерастворимых соединений пищевых волокон: целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнинов в бобовых. Дж. Арис Фармацевтика.1997. 38 (4): 357–364. [Google Scholar]
• Поутанен К., Суирти Т., Аура AM, Луйкконен К., Аутио К. и др. Влияние переработки на комплекс зерновых пищевых волокон: что мы знаем? В: Гийон Ф. и др., Редакторы. Материалы симпозиума PRO-FIBER, Функциональные свойства неперевариваемых углеводов. Нант: непримерные круглые скобки; 1998. С. 66–70. [Google Scholar]
• Рагхавендра С.Н., Рамачандра Свами С.Р., Растоги Н.К., Рагхаварао КСМС, Кумар С., Тхаранатан Р.Н. Характеристики измельчения и гидратационные свойства кокосового остатка: источник пищевых волокон.J Food Eng. 2006. 72: 281–286. [Google Scholar]
• Renard CMGC, Crepeau MJ, Thibault JF. Влияние ионной силы, pH и диэлектрической проницаемости на гидратационные свойства нативного и модифицированного волокна сахарной свеклы и пшеничных отрубей. Ind Crops Prod. 1994; 3: 75–84. [Google Scholar]
• Rivellese A, Riccardi G, Giacco A, Pacioni D, Genovese S, Mattioli PL, Mancini M. Влияние пищевых волокон на контроль уровня глюкозы и липопротеины сыворотки у пациентов с диабетом. Ланцет. 1980; 2: 447–449. [PubMed] [Google Scholar]
• Roehrig KL.Физиологические эффекты пищевых волокон. Обзор. Пищевой Hydrocoll. 1988; 2: 1–18. [Google Scholar]
• Rolls BJ, Bell EA, Castellanos VH, Chow M, Pelkman CL, Thompson LU, Josse RG. Плотность энергии, но не содержание жира в продуктах питания, влияет на потребление энергии у худых и полных женщин. Am J Clin Nutr. 1999; 69 (5): 863–871. [PubMed] [Google Scholar]
• Salyers AA, West SEH, Vercelotti JR, Wilkins TD. Ферментация муцинов и полисахаридов растений анаэробными бактериями из толстой кишки человека. Appl Environ Microbiol.1977; 34: 529–533. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Sanz T, Salvador A, Jimenez A, Fiszman S. Улучшение йогурта с помощью функционального волокна спаржи, влияние метода экстракции волокна на реологические свойства, цвет и сенсорное восприятие. Eur Food Res Technol. 2008; 227: 1515–1521. [Google Scholar]
• Шакель С.Ф., Петтит Дж., Хаймс Дж. Х. Ценность пищевых волокон для обычных продуктов. В: Спиллер Г.А., редактор. Справочник CRC по диетическим волокнам в питании человека. 3. Лондон: CRC; 2001 г.[Google Scholar]
• Schubert WJ. Биохимия лигнина. Нью-Йорк: академический; 1956. С. 2–6. [Google Scholar]
• Schweizer TF, Wursch P. Анализ пищевых волокон. J Sci Food Agric. 1979; 30: 613–619. [PubMed] [Google Scholar]
• Селвендран Р.Р., Робертсон Дж. Пищевые волокна в продуктах: количество и тип. В: Амадо Р., Барри Дж. Л., редакторы. Метаболические и физиологические аспекты пищевых волокон в пище. Люксембург: Комиссия Европейских сообществ; 1994. С. 11–20. [Google Scholar]
• Сендра Э., Файос П., Ларио Й., Фернандес-Лопес Дж. А., Саяс-Барбера Е., Перес-Альварес Дж. А..Включение цитрусовых волокон в ферментированное молоко, содержащее пробиотические бактерии. Food Microbiol. 2008; 25: 13–21. [PubMed] [Google Scholar]
• Шариф М.К., Масуд С.Б., Факир М.А., Наваз Х. Приготовление обогащенного клетчаткой и минералами обезжиренного печенья с добавлением рисовых отрубей. Пакистан J Nutr. 2009. 8 (5): 571–577. [Google Scholar]
• Симпсон Р. У., Манн Дж. И., Итон Дж., Картер Р. Д., Hockaday TDR. Высокоуглеводные диеты и инсулинозависимый диабет. Br Med J. 1979; 2: 523–525. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Simpson HCR, Simpson RW, Lousley S, Carter RD, Geekie M, Hockaday TDR, Mann JI.Диета с высоким содержанием углеводов и бобовых волокон улучшает все аспекты контроля диабета. Ланцет. 1981; 1: 1–5. [PubMed] [Google Scholar]
• Саутгейт DAT. Определение углеводов в пище. Лондон: издатели прикладных наук; 1976. [Google Scholar]
• Spiller GA. Справочник CRC по диетическим волокнам в питании человека. Бока-Ратон: CRC, Press Inc; 1986. С. 285–286. [Google Scholar]
• Staffolo MD, Bertola N, Martino M, Bevilacqua YA. Влияние добавления пищевых волокон на сенсорные и реологические свойства йогурта.Int Dairy J. 2004; 14 (3): 263–268. [Google Scholar]
• Судха М.Л., Баскаран В., Лилавати К. Яблочные выжимки как источник пищевых волокон и полифенолов и их влияние на реологические характеристики и приготовление пирожных. Food Chem. 2007. 104: 686–692. [Google Scholar]
• Такахаши Х., Ян С.И., Хаяши С., Ким М., Яманака Дж., Ямамото Т. Влияние частично гидролизованной гуаровой камеди на выделение фекалий у людей-добровольцев. Nutr Res. 1993; 13: 649–657. [Google Scholar]
• Такахаши Х., Ваджо Н., Окубо Т., Исихара Н., Яманака Дж., Ямамото Т.Влияние частично гидролизованной гуаровой камеди на запор у женщин. J Nutr Sci Vitaminol. 1994; 40: 151–159. [PubMed] [Google Scholar]
• Татьяна К., Терезия Г., Милица К., Плестеняк А. Содержание пищевых волокон в сухих и обработанных бобах. Food Chem. 2002; 80: 231–235. [Google Scholar]
• Теандр О., Аман П. Химия, морфология и анализ компонента пищевых волокон. В: Inglett G, Falkehag, редакторы. Пищевые волокна: химия и питание. Нью-Йорк: академический; 1979. С. 214–244.[Google Scholar]
• Thed ST, Philips RD. Изменение состава пищевых волокон и крахмала в переработанных картофельных продуктах при домашнем приготовлении. Food Chem. 1995; 52: 301–304. [Google Scholar]
• Тибо Дж. Ф., Лахайе М., Гийон Ф. Физиохимические свойства клеточных стенок пищевых растений. В: Schweizer E, Edwards C, редакторы. Пищевые волокна, компонент пищи. Функция питания при здоровье и болезни, ILSI Europe. Берлин: Springer-verlag; 1992. С. 21–39. [Google Scholar]
• Toma RB, Orr PH, Appolonia BD, Dintzis FR, Tabekhia MM.Физико-химические свойства картофельной кожуры как источника пищевых волокон в хлебе. J Food Sci. 1979; 44: 1403–1407. [Google Scholar]
• Trowell H, Burkitt D, Heaton K. Определения пищевых волокон и продуктов с низким содержанием клетчатки и болезней. Лондон: Академический; 1985. С. 21–30. [Google Scholar]
• Tudoric CM, Kuri V, Brennan CS. Пищевая и физико-химическая характеристика макарон, обогащенных пищевыми волокнами. J. Agric Food Chem. 2002. 50 (2): 347–356. [PubMed] [Google Scholar]
• Tungland BC, Meyer D.Неперевариваемые олиго и полисахариды (пищевые волокна): их физиология и роль в здоровье человека и питании. Compr Rev Food Sci Food Saf. 2002; 1: 73–92. [Google Scholar]
• Ван Денфер Д., Шумахер В., Магдефрау К., Эрендорфер Ф. (1976) Экскреторные и секреторные ткани. В: Учебник ботаники Страсбегера. Longman, New York, pp 118–121
• Varo P, Laine R, Koivistoinen P. Влияние тепловой обработки на пищевые волокна: межлабораторное исследование. J Assoc Off Anal Chem. 1983; 66 (4): 933–938.[PubMed] [Google Scholar]
• Верма А.К., Банерджи Р. Пищевые волокна как функциональный ингредиент мясных продуктов: новый подход к здоровому образу жизни — обзор. J Food Sci Technol. 2010. 47 (3): 247–257. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Verma AK, Sharma BD, Banerjee R. Качественные характеристики и стабильность при хранении функциональных куриных наггетсов с низким содержанием жира со смесью заменителей соли и ингредиентами с высоким содержанием клетчатки. Fleischwirtsch Int. 2009. 24 (6): 54–57. [Google Scholar]
• Видаль-Вальверда К., Фриас Дж.Влияние переработки бобовых на компоненты пищевых волокон. J Food Sci. 1991; 56: 1350–1352. [Google Scholar]
• Видаль-Вальверда К., Фриас Дж., Эстебан Р. Пищевые волокна в обработанной чечевице. J Food Sci. 1992; 57: 1161–1163. [Google Scholar]
• Walker ARP. Экстренная эпидемиологическая ситуация при ишемической артериальной болезни. Am Heart J. 1975; 89: 133–136. [PubMed] [Google Scholar]

Польза пищевых волокон для здоровья

Abstract

Справочная информация: Пищевые волокна состоят из неперевариваемых форм углеводов, обычно в виде полисахаридов, получаемых из продуктов растительного происхождения.За последние десятилетия наша диета в западных обществах радикально изменилась по сравнению с рационом наших предков-гоминидов, что повлияло на нашу совместную эволюцию кишечной микробиоты. Это включает в себя более частое употребление сверхпереработанных пищевых продуктов, которые обычно бедны пищевыми волокнами, и связанное с этим сокращение потребления богатых клетчаткой продуктов на растительной основе. За последние десятилетия в нашем понимании пользы пищевых волокон для здоровья произошли изменения. Цель: изучить современную медицинскую литературу о пользе пищевых волокон для здоровья с акцентом на общее метаболическое здоровье.Источники данных. Мы провели повествовательный обзор, основанный на соответствующих статьях, написанных на английском языке в результате поиска PubMed, с использованием терминов «диетическая клетчатка и метаболическое здоровье». Результаты: В западном мире наши диеты бедны клетчаткой. Потребление пищевых волокон связано с общим метаболическим здоровьем (через ключевые механизмы, включая чувствительность к инсулину) и множеством других патологий, включая сердечно-сосудистые заболевания, здоровье толстой кишки, перистальтику кишечника и риск колоректальной карциномы. Потребление пищевых волокон также коррелирует со смертностью.Микрофлора кишечника является важным медиатором положительного воздействия пищевых волокон, включая регуляцию аппетита, метаболических процессов и хронических воспалительных процессов. Выводы. Нашему современному рациону, обедненному клетчаткой, способствует множество факторов. Учитывая множество научных данных, подтверждающих многочисленные и разнообразные преимущества пищевых волокон для здоровья и риски, связанные с диетой, в которой отсутствует клетчатка, оптимизация клетчатки в нашем рационе представляет собой важную стратегию общественного здравоохранения для улучшения как метаболизма, так и общего состояния здоровья.В случае успешной реализации эта стратегия, вероятно, принесет в будущем существенную пользу здоровью населения.

Ключевые слова: пищевые волокна, микрофлора кишечника, ожирение

1. Введение

В современном мире 21 века преобладают хронические заболевания. В основе большей части этого бремени хронических заболеваний лежат патологические пути, которые вызывают воспаление и метаболическую дисфункцию (включая резистентность к инсулину). В последние десятилетия появилось много данных, подтверждающих важную роль нашего образа жизни в развитии таких воспалительных и дисметаболических процессов, как, например, сон, физическая активность и диета.Такие факторы образа жизни также способствуют увеличению веса и ожирению, которые являются особенно важным фактором хронических заболеваний, включая> 50 заболеваний (таких как сахарный диабет 2 типа (СД2), дислипидемия, гипертония, синдром обструктивного апноэ во сне и сердечно-сосудистые заболевания). Распространенность ожирения в мире утроилась за последние полвека, при этом текущие показатели ожирения и избыточного веса затрагивают 650 миллионов и 1,9 миллиарда человек соответственно [1,2]. Помимо множественной заболеваемости, ожирение также связано с преждевременной смертностью, о чем свидетельствуют данные Framingham Heart Study [3].Ожирение оказывает существенное и разнообразное влияние на психосоциальное функционирование [4], производительность труда [5] и глобальные расходы на здравоохранение [6].

В последние годы были достигнуты важные успехи в нашем понимании аппетита и регуляции метаболизма [7], метаболических хирургических [8] и медикаментозных терапевтических подходов к ожирению [9]. Однако, независимо от терапевтического выбора для лечения ожирения, в конечном итоге потеря веса происходит в результате изменения поведения на индивидуальном уровне [10]. В основе такого изменения поведения лежит изменение диеты.Однако, несмотря на это понимание, удивительно, как мало мы знаем о своей диете. Общеизвестно, что исследования питания трудно проводить и интерпретировать по ряду причин, включая самоотчет о приеме пищи [11], множественные смешанные факторы (такие как вариации генетических, метаболических и кишечных микробных факторов), нарушение соблюдения диетических изменений и трудности, связанные с изучением изменений макроэлементов изолированно (с неизбежными последствиями для других потребляемых макроэлементов).Все эти факторы создают большую неопределенность в отношении оптимальных диетических потребностей человека. Эта неопределенность усугубляется тем, что популярные средства массовой информации изобилуют модными диетами с фальшивыми обещаниями длительной потери веса и здоровья, часто основанными на незначительных научных доказательствах и строгости. Неудивительно, что пациенты и многие медицинские работники не понимают, какую оптимальную диету следует соблюдать и отстаивать. В ответ уважаемые общества и правительства по всему миру, как правило, предлагают общие диетические рекомендации на уровне населения.На протяжении десятилетий большое внимание уделялось советам придерживаться «низкожировой» диеты [12], которая в последнее время сместилась в сторону «низкоуглеводной» диеты [13] (с соответствующими примерами «налога на сахар» и ограничения на рекламу продуктов питания для детей).

В этом повествовательном обзоре мы сосредоточимся на пищевых волокнах, макроэлементе, которому, возможно, не уделялось столько внимания, как его более привлекательным аналогам, жирам и углеводам. Нашей целью было изучить текущую медицинскую литературу о пользе пищевых волокон для здоровья с акцентом на общее метаболическое здоровье, а также на моторику кишечника, микробиоту кишечника, хроническое воспаление, психическое здоровье, сердечно-сосудистые заболевания, колоректальный рак и смертность.Мы также предлагаем предлагаемую стратегию оптимизации потребления клетчатки населением в контексте нашего бедного клетчаткой современного мира.

2. Методология

Мы провели повествовательный обзор текущей литературы. Для этого мы использовали PubMed. Поисковые запросы были следующими: «пищевые волокна и метаболическое здоровье». Мы рассматривали только статьи, написанные на английском языке, без ограничений по дате публикации.

3. Пищевые волокна

Химическая классификация углеводов основана на размере молекул.В то время как сахара (1-2 мономера) и большинство олигосахаридов (3-9 мономеров) перевариваются, полисахариды (≥10 мономеров) обычно не усваиваются [14]. Хотя технически это один из видов углеводов, именно их неперевариваемость (в свою очередь, связанная с размером их молекул) обеспечивает качество пищевых волокон. Соответственно, Европейское управление по безопасности пищевых продуктов (EFSA) определяет пищевые волокна как неперевариваемые углеводы плюс лигнин. EFSA предоставляет длинный список веществ, которые составляют пищевые волокна, включая некрахмальные полисахариды, целлюлозу, пектины, гидроколлоиды, фруктоолигосахариды и «резистентный крахмал» [14].

Классификация пищевых волокон также основана на растворимости в воде. В целом, существует два основных типа пищевых волокон: растворимые и нерастворимые. Основными источниками растворимой клетчатки являются фрукты и овощи. И наоборот, злаки и цельнозерновые продукты являются источниками нерастворимой клетчатки [15]. Однако большинство натуральных продуктов с высоким содержанием клетчатки содержат различное количество как растворимой, так и нерастворимой клетчатки [15]. Хотя ферментация (за счет действия микробиоты кишечника) большей части пищевых волокон в некоторой степени происходит в желудочно-кишечном тракте, ферментация растворимой клетчатки, как правило, происходит быстрее, чем ферментация нерастворимых зерновых волокон [15].

Гиппократ впервые описал слабительное действие грубой пшеницы [14]. Интерес к диетической клетчатке был вызван в 1920-х годах публикациями Kellogg, в том числе о пользе отрубей для здоровья (например, слабость, вес стула и профилактика заболеваний) [14,16]. На протяжении большей части середины 20-го века пищевые волокна переживали период затишья, который вновь пробудился в 1970-х годах благодаря публикациям Беркитта, чтобы предположить защитные эффекты пищевых волокон от сахарного диабета, рака толстой кишки и ожирения [14,17].С тех пор исследования пользы пищевых волокон для здоровья продолжались быстрыми темпами, и за это время наше понимание таких преимуществ изменилось [18].

4. Потребление пищевых волокон в западном мире

Текущие рекомендации по потреблению пищевых волокон для взрослых в большинстве европейских стран и в США составляют от 30 до 35 г в день для мужчин и от 25 до 32 г в день для женщин [ 19]. Основываясь на таких рекомендациях, важно установить фактическое потребление пищевых волокон взрослыми в этих странах.Стивен и его коллеги недавно сообщили о всеобъемлющем обзоре потребления пищевых волокон в европейских странах, включая данные почти 140 000 человек, охватывающих широкий возрастной диапазон от раннего детства до пожилого возраста [19]. В целом, потребление пищевых волокон взрослыми, проживающими в европейских странах, составляло 18–24 г в день для мужчин и 16–20 г в день для женщин, причем зерновые продукты (включая хлеб) являлись крупнейшим источником пищевых волокон [19]. Между европейскими странами было мало различий в потреблении пищевых волокон, и данные были в целом схожими между взрослыми возрастными группами [19].Сравнение с данными Национального исследования здоровья и питания (NHANES) показало, что в среднем потребление пищевых волокон в европейских странах было выше, чем в Северной Америке. Основываясь на этих данных, можно сделать вывод, что в Европе и США потребление пищевых волокон примерно на треть ниже рекомендуемого уровня. Иными словами, в западном мире большинству из нас следует увеличить потребление пищевых волокон примерно на 50% по сравнению с нашим текущим потреблением.

После этого обзора природы пищевых волокон, рекомендуемого потребления для взрослых и относительного обеднения клетчатки в наших современных западных диетах и ​​рационах с высокой степенью переработки, важно изучить потенциальное благотворное влияние пищевых волокон на здоровье и сопутствующее доказательство.

5. Преимущества диетической клетчатки

Как упоминалось ранее, в 1970-х годах после опубликованных исследований Беркитта [19,20] произошло возрождение научного интереса к диетической клетчатке. С тех пор накопилось много научных данных о связи пищевых волокон с массой тела и общей метаболической функцией (включая влияние на регуляцию глюкозы и липидов и чувствительность к инсулину). Возможно, по крайней мере частично из-за известной связи потребления пищевых волокон со здоровым микробиомом кишечника, благоприятной массой тела и общим метаболическим здоровьем, потребление пищевых волокон также связано со снижением риска развития сердечно-сосудистых заболеваний и смертности.Также были описаны дополнительные преимущества пищевых волокон для здоровья, включая снижение риска злокачественных новообразований и улучшение здоровья толстой кишки. В этом разделе мы кратко излагаем основные преимущества пищевых волокон для здоровья и риски, связанные с их недостатком, с акцентом на абдоминальное ожирение и общее метаболическое здоровье [15].

5.1. Подвижность кишечника

Из всех полезных эффектов пищевых волокон, пожалуй, наиболее широко известно и ценится влияние на перистальтику кишечника и предотвращение запоров.Многие исследования подтверждают такой эффект, который, судя по имеющимся данным, неопровержим. В одном рандомизированном контролируемом двойном слепом исследовании влияния «овощного порошка» (состоящего из цикория, брокколи и цельнозерновых) на облегчение запора у> 90 участников, по сравнению с контрольной группой у тех, кто получал овощной порошок, были значительные улучшения. при симптомах запора (включая твердость стула, частоту дефекации и напряжение при дефекации) через 2 и 4 недели [21].Дополнительные данные в поддержку клинической пользы пищевых волокон в качестве эффективного средства лечения запоров получены из систематического обзора, опубликованного Rao et al. [22]. Были исследованы доказательства потребления пищевых волокон и ограничений ферментируемых олигосахаридов, дисахаридов, моносахаридов и полиолов (диета с ограничением FODMAP) при лечении хронических запоров и синдрома раздраженного кишечника (СРК) [22]. При хроническом запоре пищевые волокна были полезны в пяти из семи изученных исследований и во всех трех исследованиях запора, связанного с СРК.Диета с ограничением FODMAP также улучшала общие симптомы СРК [22]. Текущие данные, по-видимому, подтверждают благотворное влияние пищевых волокон на моторику кишечника и являются эффективной стратегией лечения как для профилактики, так и для лечения запоров.

5.2. Масса тела и абдоминальное ожирение

Прием пищевых волокон может способствовать снижению веса за счет уменьшения частоты приема пищи и потребления пищи [23]. Чтобы проверить эту гипотезу, Солах и его коллеги провели параллельное слепое рандомизированное контролируемое испытание с тремя группами с любым из четырех.5 г PolyGlycopleX (PGX) в виде мягкого геля, 5 г PGX в виде гранул или 5 г рисовой муки (RF) в качестве контроля [23]. По сравнению с контролем РФ, в группе гранул PGX наблюдалось значительное уменьшение окружности талии (-2,5 см), массы тела (-1,4 кг), индекса массы тела (ИМТ) (-0,5 кг · м ^-2 ). и количество случаев приема пищи и потребление зерновой пищи [23]. Однако в других исследованиях влияние потребления клетчатки на потерю веса и изменение антропометрических маркеров было в лучшем случае незначительным или не наблюдалось никаких значимых и клинически значимых эффектов [24,25].

Для дальнейшего изучения связи потребления пищевых волокон (в виде пульса) с массой и составом тела Ким и его коллеги сообщили о систематическом обзоре и метаанализе 21 рандомизированного контролируемого исследования с участием 940 участников [26]. Объединенные данные показали общее значительное снижение массы тела на -0,34 кг для диет, содержащих зернобобовые, по сравнению с диетами без вмешательства пульса (средняя продолжительность — 6 недель). Данные шести исследований также свидетельствуют о связи потребления пульса с пониженным процентным содержанием жира в организме [26].В отдельном систематическом обзоре и метаанализе литературы о влиянии приема вязкой клетчатки на массу и состав тела из 62 испытаний и 3877 участников была выявлена ​​аналогичная значимая связь с потерей веса -0,33 кг [27]. Наконец, в исследовании «Предотвращение избыточного веса с помощью новых диетических стратегий» (POUNDS Lost) 345 участников, соблюдающих диету с ограничением калорий (-750 ккал в день) в течение 6 месяцев, являются наиболее успешным предиктором снижения массы тела от Разнообразием антропометрических и диетических факторов было потребление пищевых волокон [28].Кроме того, пищевые волокна также были тесно связаны с соблюдением предписаний по макронутриентам в рамках диет с ограничением калорий [28].

На основании опубликованных в настоящее время данных, пищевые волокна, по-видимому, связаны только с небольшим увеличением массы тела, а данные об изменениях в составе тела (включая массу жира) менее очевидны. Небольшое уменьшение абдоминального ожирения (что отражается в изменении окружности талии), вероятно, также связано с потреблением пищевых волокон и, вероятно, отражает изменения общей массы тела.Хотя некоторые данные свидетельствуют о том, что сокращение потребления пищи (как частоты, так и размера приемов пищи) связано с повышенным потреблением клетчатки, в будущих исследованиях следует изучить механизмы, которые опосредуют влияние пищевых волокон на массу и состав тела (например, через влияние на регуляцию аппетита). . Наконец, опубликованные на сегодняшний день исследования связи между диетической клетчаткой и массой тела и составом являются относительно краткосрочными или проводились на животных, и имеется очень мало долгосрочных исследований [29].В будущих исследованиях также следует сосредоточить внимание на долгосрочных преимуществах пищевых волокон для похудания и поддержания веса тела. Связь потребления пищевых волокон только с небольшими улучшениями массы тела предполагает, что пищевые волокна сами по себе не являются реалистичным решением для эффективного снижения веса. Потребление пищевых волокон для поддержания массы тела , поддержания может представлять интерес, хотя опубликованных данных по этому аспекту управления весом немного. Однако, независимо от изменений массы тела, диета с высоким содержанием клетчатки может быть особенно актуальной для тучной популяции из-за повышенного метаболического и сердечно-сосудистого риска, связанного с ожирением, и очевидных метаболических преимуществ пищевых волокон, описанных ниже.

5.3. Чувствительность к инсулину и метаболическое здоровье

В литературе имеется много данных, подтверждающих связь между потреблением пищевых волокон и чувствительностью к инсулину [30,31,32,33,34,35]. Наша собственная группа опубликовала соответствующие доказательства интервенционного исследования с использованием данных ProFiMet, наиболее фенотипированной когорты [36]. В этом исследовании 111 взрослых людей с избыточным весом и признаками метаболического синдрома были случайным образом распределены по одной из четырех 18-недельных изоэнергетических диет, включая контрольную, с высоким содержанием зерновых волокон (HCF), высоким содержанием белка (HP) и смешанным с высоким содержанием зерновых волокон и белка (Mix ) группы.Среди 84 участников, завершивших диетическое вмешательство, было продемонстрировано, что по сравнению с группой, получавшей диету HP, чувствительность к инсулину была значительно (на 25%) выше в группе HCF [36]. Кроме того, прием HCF предотвращал снижение чувствительности к инсулину при повышенном потреблении белка [36]. Ослабленное влияние HCF на чувствительность к инсулину через 18 недель, вероятно, связано с уменьшением приверженности к диете HP [36].

В дополнение к данным интервенционных испытаний, были также сообщения наблюдательных исследований, подтверждающих метаболические преимущества пищевых волокон.В одном из таких исследований Моримото и его коллеги сообщили об исследовании японской когорты ( n = 190) без СД2, чтобы изучить метаболические эффекты потребления пищевых волокон в контексте диеты и программы упражнений [37]. Увеличение соотношения пищевых волокон и углеводов в течение 5-месячного периода исследования в значительной степени ассоциировалось со снижением HbA1C [37]. Авторы предположили потенциальную пользу повышенного соотношения пищевых волокон и углеводов в профилактике СД2 [37].В отдельном исследовании, проведенном в Мексике с участием 217 подростков, было продемонстрировано, что у тех, кто потреблял наибольшее количество пищевых волокон, вероятность оценки инсулинорезистентности по модели гомеостаза (HOMA-IR) была ниже> 2,97 (OR 0,34; 95% CI 0,13–0,93), после корректировки возраста, пола, процентного содержания жира в организме и потребления насыщенных жирных кислот [38]. Наконец, в недавнем систематическом обзоре и метаанализе влияния пищевых волокон и цельного зерна на лечение сахарного диабета была выявлена ​​связь диеты с высоким содержанием клетчатки с улучшением чувствительности к инсулину, включая многие другие аспекты метаболического здоровья, такие как как HbA1C, липидный профиль, масса тела и С-реактивный белок [39].Однако существует нехватка опубликованных долгосрочных контролируемых исследований (> 12 месяцев) по метаболическим эффектам увеличения потребления пищевых волокон [39] (за заметным исключением [35]), и это должно стать предметом будущих исследований. в этом поле.

Высокое потребление растворимой пищевой клетчатки, по-видимому, имеет дополнительные метаболические преимущества, включая улучшенный гликемический индекс продуктов, богатых углеводами, и липидный профиль [33,40,41]. Однако в этом контексте примечательно и неожиданно то, что в крупных проспективных когортных исследованиях, главным образом, потребление нерастворимых пищевых волокон зерновых и цельного зерна (а не растворимых волокон) последовательно связано со снижением риска развития СД2 [15]. , 42,43].Другие эффекты пищевых волокон, которые также могут влиять на общее метаболическое здоровье, включают высвобождение различных гормонов кишечника [44,45,46,47,48,49], адипокинов [50], желчных кислот [51] и метаболических сигнатур. аминокислот [52]. Основываясь на текущих научных данных проспективно разработанных и контролируемых исследований, пищевые волокна, по-видимому, связаны с улучшением чувствительности к инсулину и общего метаболического статуса. В будущих исследованиях следует сосредоточить внимание на основных задействованных механизмах, которые опосредуют метаболические преимущества пищевых волокон.

5.4. Микрофлора и метаболиты кишечника

Микрофлора кишечника состоит из примерно 100 триллионов микробов, которые эволюционировали вместе с нашими предками-гоминидами в течение миллионов лет [53]. В последние десятилетия в нашем понимании микрофлоры кишечника произошла трансформация. Здоровая и разнообразная микрофлора кишечника лежит в основе нормальной физиологии, включая нормальное иммунное развитие, метаболические и аппетитные пути и даже регуляцию нормального психического и эмоционального функционирования [53]. Дисбактериоз кишечника лежит в основе многих хронических заболеваний 21 века из-за воздействия на хронические воспалительные процессы и иммунную дисфункцию, которая приводит к атопии, пищевой непереносимости и аутоиммунным состояниям.К счастью, микрофлора нашего кишечника поддается изменению с помощью факторов образа жизни, в первую очередь нашего питания [53]. Таким образом, мы все можем улучшить перспективы нашего здоровья в будущем, улучшив микрофлору кишечника. Один из отличных способов добиться этого — оптимизировать потребление пищевых волокон. Большая часть наших доказательств роли пищевых волокон в микробиоте кишечника и их влиянии на здоровье получена в результате исследований на грызунах. К ним относятся влияние потребления пищевых волокон на здоровье толстой кишки. В одном из таких исследований с использованием модели гнотобиотических мышей, в которой наблюдалась колонизация собранной микробиотой кишечника человека, хронический дефицит пищевых волокон привел к тому, что микробиота кишечника использовала секретируемые хозяином гликопротеины слизи в качестве альтернативного источника питательных веществ [54].Последующая эрозия слизистого барьера толстой кишки с улучшенным доступом к эпителию и предрасположенностью к летальному колиту [54]. Вполне вероятно, что у людей пищевые волокна также играют защитную роль для кишечного барьера и общего состояния толстой кишки.

Благодаря прямому взаимодействию с кишечными микробами, пищевые волокна также влияют на микробную экологию и увеличивают производство ключевых микробных метаболитов, таких как короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA), которые, в свою очередь, способствуют нашему общему здоровью и благополучию [55].Анаэробные микробы в слепой кишке производят SCFAs во время ферментации пищевых волокон. Помимо обеспечения источника энергии для колоноцитов, SCFAs также проходят через эпителий толстой кишки в кровоток и влияют на метаболизм липидов, глюкозы и холестерина посредством воздействия на рецепторы, связанные с G-белком [56]. Исследования на грызунах также предполагают, что SCFAs могут влиять на моторику кишечника [57], подавлять аппетит (за счет усиленного высвобождения инкретина [глюкагоноподобный пептид-1, GLP-1]) и повышать чувствительность к инсулину [58].Исследования на людях подтверждают положительные эффекты SCFAs, включая влияние пропионата (распространенного SCFA, продуцируемого микробиотой кишечника человека) на усиление инкретинового ответа (включая скачки пептида YY [PYY] и GLP-1 в плазме), потерю веса, снижение интрациклинга. — объем абдоминальной жировой ткани и содержание внутрипеченочных липидов и сохранение чувствительности к инсулину [59]. Взаимодействия внутри оси кишечная микробиота-мозг, вероятно, будут сложными и разнонаправленными [60,61] и связаны с высвобождением побочных продуктов кишечных микробов, включая SCFAs, вторичные желчные кислоты и метаболиты триптофана [60,62].Такие молекулы могут способствовать передаче сигналов через энтерохромаффинные клетки, энтероэндокринные клетки и иммунную систему слизистых оболочек. SCFAs могут также преодолевать гематоэнцефалический барьер и оказывать прямое влияние на гипоталамическую регуляцию метаболических путей и аппетита [63,64]. Однако остается неясным, действительно ли вызванные диетической клетчаткой изменения в SCFAs являются ключевым фактором, передающим благоприятные метаболические эффекты высокого потребления клетчатки [65]. В этом контексте интересно, что нерастворимые зерновые волокна из экстрактов пшеницы или овса неферментируются in vivo и in vitro [65], тогда как именно этот тип пищевых волокон (включая цельнозерновые продукты), а не растворимые и высокоэффективные. ферментируемые типы клетчатки, которые, по-видимому, в основном улучшают инсулинорезистентность и снижают риск развития СД2 [25].Возможно, одно объяснение метаболических преимуществ нерастворимых зерновых волокон (включая изменение профиля метаболитов [52,65]) связано с их ассоциацией с увеличением объема фекалий и, следовательно, микробной массы.

5.5. Хроническое воспаление

Было высказано предположение, что низкое потребление пищевых волокон является фактором риска как местного, так и системного хронического воспаления [66,67]. Текущая догма предполагает, что ограниченное потребление пищевых волокон препятствует созданию и поддержанию здоровой, жизнеспособной и разнообразной микробиоты толстой кишки, что, в свою очередь, ограничивает местное производство SCFAs, включая бутират.Сигнальные пути, которые связаны с ядерным фактором каппа-B (NF-B) и ингибированием деацетилазы, влияют на воспалительные процессы как локально (включая протекающую стенку кишечника и воспаление толстой кишки у пациентов с воспалительным заболеванием кишечника [68]), так и системно, и оба, вероятно, подвержены влиянию по уровням бутирата в толстой кишке [66]. Кроме того, бутират может уменьшить окислительный стресс в толстой кишке за счет воздействия на экспрессию генов, участвующих в метаболизме глутатиона и мочевой кислоты [69].

В подтверждение роли пищевых волокон в влиянии на воспалительные процессы Миллер и его коллеги сообщили о перекрестном исследовании с участием более 140 латиноамериканских и афроамериканских подростков с избыточным весом [70]. Это исследование показало, что тертиль с наибольшим потреблением пищевых волокон (по сравнению с тертилем с наименьшим потреблением пищевых волокон) имел значительно более низкие плазменные маркеры воспалительного статуса, включая 36% и 43% более низкие уровни ингибитора активатора плазминогена-1 ( PAI-1) и резистин, соответственно, с аналогичными данными для нерастворимой клетчатки [70].В гораздо более крупном исследовании, проведенном в Великобритании, Гибсон и его коллеги сообщили о данных исследования Airwave Health Monitoring Study, поперечного анализа 6898 участников с 7-дневными записями о питании [71]. Данные этого исследования выявили значительную обратную линейную тенденцию для пятых общего потребления клетчатки и потребления клетчатки из фруктов с С-реактивным белком (CRP, показатель общего воспалительного статуса в плазме) и ИМТ, процентным содержанием жира в организме и окружностью талии [71] . В этом исследовании, учитывая связь потребления пищевых волокон с процентным содержанием жира в организме, возможно, что благоприятное влияние пищевых волокон на воспалительный статус (на что указывает уровень СРБ в плазме) фактически опосредовано, по крайней мере частично, изменениями в организме. состав, а не прямое влияние пищевых волокон.В другом исследовании Kabisch и его коллеги продемонстрировали интервенционный эффект взаимодействия пищевых добавок с клетчаткой на воспаление [35]. Интересно, что в то время как величина эффекта антигипергликемических свойств нерастворимых пищевых волокон, по-видимому, зависела в основном от преобладающего метаболического состояния, противовоспалительный эффект конкретной добавки, использованной в этом исследовании, был связан в первую очередь с наличием или отсутствием ожирения [35 ].

Учитывая вероятное влияние пищевых волокон на разнообразие микробиоты толстой кишки и производство SCFAs, описанных выше, а также известные эффекты бутирата в опосредовании воспалительных путей, вполне правдоподобно и действительно вероятно, что в пищевых волокнах есть по крайней мере некоторые влияние на воспалительный статус как в толстой кишке, так и системно.Связанные с этим механизмы должны стать предметом будущих исследований. Учитывая многочисленные возможные положительные эффекты пищевых волокон, исследованные в этом разделе, и сложность задействованных механизмов (включая участие микрофлоры толстой кишки), определение реальных механизмов, которые опосредуют противовоспалительные эффекты пищевых волокон, вероятно, будет сложной задачей и потребует разнообразие подходов, включая проспективно разработанные рандомизированные контролируемые испытания (РКИ) и механистические исследования на грызунах.

5.6. Депрессия

Потребление пищевых волокон связано с риском развития депрессии. Хотя лежащие в основе механизмы остаются не полностью понятыми, была высказана гипотеза, что воспаление может опосредовать связь между диетической клетчаткой и депрессией, и что связь между диетой с высоким содержанием клетчатки и снижением воспалительных соединений может изменять концентрации определенных нейротрансмиттеров, которые в в свою очередь, может снизить риск развития депрессии [72].В соответствии с ролью микробиоты кишечника в опосредовании воздействия клетчатки на психическое здоровье, метаанализ контролируемых клинических испытаний показал небольшое, но значительное влияние пробиотиков на депрессию и тревогу [73]. Кроме того, доказательство концепции о том, что здоровая диета улучшает симптомы депрессии, было предоставлено в исследовании SMILES, в котором было показано, что модифицированная средиземноморская диета (включая консультации по питанию) у взрослых пациентов с низкокачественным питанием и серьезными депрессивными расстройствами способствует улучшению самочувствия. депрессивные симптомы по сравнению с контрольной группой [74].Учитывая связь неправильного питания и ожирения с депрессией и другими проблемами психического здоровья, а также приведенные здесь данные, для будущих исследований важно дать представление о механизмах, связывающих нашу диету (включая пищевые волокна) с нашим психическим здоровьем. Будущие рекомендации по профилактике и лечению депрессии и других психических расстройств могут также включать диету с высоким содержанием клетчатки в качестве важного фактора, который следует учитывать.

5.7. Сердечно-сосудистые заболевания

Учитывая связь между диетической клетчаткой и благоприятной чувствительностью к инсулину, составом тела, регуляцией аппетита, разнообразием и жизнеспособностью кишечной микрофлоры, важно выяснить, влияют ли эти ассоциации на общую частоту сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). ).Треаплтон и его коллеги опубликовали систематический обзор и метаанализ доступной литературы по этой теме [75] с включением 22 проспективных когортных исследований, сообщающих о связи между потреблением пищевых волокон и ишемической болезнью сердца или сердечно-сосудистыми заболеваниями, с минимальным периодом наблюдения. от 3-х лет. Обнаружена обратная связь между общим потреблением пищевых волокон (включая нерастворимые волокна и волокна из зерновых и овощных источников) и риском сердечно-сосудистых заболеваний (отношение рисков 0,91 на 7 г / день (95% ДИ 0.88–0,94)) и ишемической болезни сердца (отношение рисков 0,91 на 7 г / день (ДИ 0,87–0,94)) [75]. Фруктовая клетчатка была только обратно связана с риском сердечно-сосудистых заболеваний [75].

В соответствии с положительным влиянием пищевых волокон на общий риск сердечно-сосудистых заболеваний, данные недавнего исследования показали связь между потреблением ультра-обработанных пищевых продуктов (с типичным обеднением пищевых волокон) и повышенным риском сердечно-сосудистых заболеваний. Сроур и его коллеги сообщили о большом проспективном популяционном исследовании из Франции («когорта NutriNet-Santé»), в котором более 105 000 взрослых участников сообщили о повторных суточных диетах [76].В среднем за период наблюдения 5,2 года потребление ультра-обработанной пищи было связано с более высоким риском общих сердечно-сосудистых заболеваний, ишемической болезни сердца и цереброваскулярных заболеваний. Интересно, что эти ассоциации остались статистически значимыми после корректировки на потребление других макроэлементов, включая пищевые волокна [76].

Наконец, Kim et al. сообщили о метаанализе 15 проспективных когортных исследований связи между потреблением пищевых волокон и смертностью от ССЗ и всех видов рака [77].Объединенный коэффициент риска смертности от сердечно-сосудистых заболеваний (на основе самой высокой и самой низкой категорий потребления пищевых волокон) составил 0,77 (95% ДИ: 0,71–0,84) [77]. Также была выявлена ​​связь между повышенным потреблением пищевых волокон и снижением риска смерти от ишемической болезни сердца и всех видов рака. Мета-анализ «доза-ответ» также выявил объединенное снижение относительного риска на 9% смертности от сердечно-сосудистых заболеваний при увеличении потребления пищевых волокон на 10 г / день [77].

На основании доступной опубликованной литературы, в том числе метаанализов и крупных популяционных исследований, кажется, что существует связь между потреблением пищевых волокон и риском и смертностью от сердечно-сосудистых заболеваний (включая ишемическую болезнь сердца и цереброваскулярные заболевания).Данные также свидетельствуют о связи пищевых волокон со снижением смертности от рака. Как и в случае с другими исследованиями пищевых волокон на людях, остается вопрос о причинно-следственной связи, и другие факторы здорового образа жизни, которые связаны с повышенным потреблением пищевых волокон, могут опосредовать по крайней мере некоторые из очевидных преимуществ пищевых волокон для риска сердечно-сосудистых заболеваний. Однако невозможно опровергнуть важную роль пищевых волокон как прямого причинного фактора для улучшения прогнозов по сердечно-сосудистым заболеваниям. Действительно, связь пониженного уровня триметиламин-N-оксида в плазме (ТМАО, побочный продукт определенной кишечной микробиоты, полученной из холина) со сниженным риском сердечно-сосудистых заболеваний обеспечивает одно возможное механистическое объяснение связи потребления пищевых волокон со снижением сердечно-сосудистых заболеваний. риск [78].Хотя было бы желательно провести дальнейшие РКИ, посвященные прямым преимуществам пищевых волокон (и выяснению основных механизмов, которые опосредуют такие преимущества), на основании опубликованных в настоящее время данных, общепринятые диетические рекомендации по оптимизации потребления пищевых волокон среди населения кажутся полностью оправданными. реалистично и безопасно.

5,8. Профилактика колоректальной карциномы (CRC)

Колоректальная карцинома (CRC) является третьим по распространенности раком в мире [79]. Джанфреди и его коллеги опубликовали систематический обзор и метаанализ, чтобы изучить связь между диетической клетчаткой и риском CRC посредством сравнения между людьми с самым высоким и самым низким потреблением пищевых волокон.Из 376 статей в анализ были включены 25 наборов данных, которые выявили защитную роль потребления пищевых волокон в отношении риска развития колоректального рака с высокой степенью значимости эффекта 0,74 (95% ДИ: 0,67–0,82) и умеренным уровнем статистической неоднородности. [79]. О дальнейшем исследовании влияния пищевых волокон на CRC в китайской популяции с> 260 случаями и> 250 контрольной группой было сообщено Song и коллегами [80]. В этом исследовании, по сравнению со случаями CRC, контрольная группа потребляла значительно больше овощей, соевой пищи и общего количества клетчатки.Между риском CRC и общим потреблением клетчатки и потреблением растительной, растворимой и нерастворимой клетчатки наблюдалась значительная обратная связь. Интересно, что потребление фруктов, мяса и морепродуктов было одинаковым между случаями и контрольной группой [80]. В дополнительном обзоре существующей литературы, с идентификацией РКИ по влиянию пищевых волокон на рецидив колоректальных аденоматозных полипов у пациентов с аденоматозными полипами в анамнезе, а также заболеваемость CRC по сравнению с плацебо, Яо и его коллеги использовали фиксированный: модель эффекта основана на> 4700 участниках семи исследований [81].Авторы не представили доказательств, подтверждающих, что потребление пищевых волокон предотвращает рецидив аденоматозных полипов у пациентов с историей аденоматозных полипов в течение 2–8 лет, хотя систематическая ошибка истощения могла повлиять на данные [81]. На основании текущих данных, защитная роль пищевых волокон в развитии CRC кажется вероятной, хотя существует потребность в более целенаправленных и перспективно разработанных РКИ, чтобы предоставить дополнительные доказательства в поддержку пропаганды диеты с высоким содержанием клетчатки для профилактики CRC среди населения в целом. , особенно с существующей аденоматозной болезнью толстой кишки.

5.9. Смертность

В одном метаанализе, основанном на семи проспективных когортных исследованиях, наблюдалось снижение на 11% (95% ДИ 0,85–0,92) смертности от всех причин на каждые 10 г ежедневного увеличения потребления пищевых волокон [82 ]. Что касается типа пищевых волокон, оказалось, что потребление зерновых волокон имеет наиболее сильную обратную связь со смертностью [82]. Однако следует отметить, что смертность как исход не идеальна в качестве маркера профилактики заболевания [19].Кроме того, представленные здесь данные основаны на ассоциации и не предоставляют доказательств того, что увеличение количества пищевых волокон обязательно приводит к повышению уровня смертности. По-прежнему возможно, что факторы, связанные с повышенным потреблением клетчатки, включая факторы здорового образа жизни (такие как здоровое питание в целом, физическая активность и достаточный сон), могут опосредовать, по крайней мере, некоторую связь между повышенным потреблением пищевых волокон и улучшением продолжительности жизни.

Изучив многочисленные и разнообразные механизмы, посредством которых пищевые волокна могут приносить свои многочисленные преимущества для здоровья (суммированные в), включая важные связи между потреблением пищевых волокон и массой тела и общим метаболическим здоровьем, важно устранить очевидное несоответствие между такими преимуществами. и обеднение потребления клетчатки, которое типично для наших современных западных диет.Также важно изучить, как мы можем оптимизировать потребление клетчатки на уровне населения в будущем.

Таблица 1

Резюме о пользе пищевых волокон для здоровья.

Депрессия

6.Оптимизация потребления пищевых волокон для будущего

Наш современный образ жизни в западных странах радикально отличается от наших предков-гоминидов, охотников-собирателей. Соответственно, наша генетическая структура не адаптирована к нашей современной среде обитания и образу жизни. Более того, наша кишечная микробиота, которая эволюционировала вместе с нами на протяжении миллионов лет и от которой полностью зависит наше здоровье [55], вероятно, радикально изменилась в результате нашего эволюционно весьма необычного современного образа жизни, основным компонентом которого является наша диета. .

Как отмечалось ранее, наши современные диеты в европейских странах и Северной Америке бедны клетчаткой [19]. Один очевидный фактор связан с диетами с высокой степенью переработки, которые придерживаются многие люди. Основные объяснения такого радикального сдвига в диетическом потреблении в последние десятилетия, вероятно, имеют многофакторный характер. К ним относятся изобилие дешевых продуктов питания с высокой степенью переработки в наших супермаркетах и ​​предвзятое отношение к производству таких продуктов питания со стороны многих пищевых компаний. Дополнительные факторы, способствующие развитию, включают рекламу обработанных пищевых продуктов, культурные и социальные изменения, удобство диет с высокой степенью переработки (с меньшей потребностью в приготовлении пищи из сырых ингредиентов), большое количество точек быстрого питания, а также гедонистические и потенциально вызывающие привыкание эффекты неестественного сахара. –Жирная комбинация, характерная для многих продуктов с высокой степенью обработки [83].Одна из проблем пищевых продуктов с высокой степенью обработки заключается в том, что в них, как правило, меньше клетчатки, чем в блюдах, приготовленных из сырых ингредиентов. Раубер и его коллеги сообщили о потреблении ультрапереработанных пищевых продуктов в Великобритании, основываясь на перекрестных данных Национального обследования диеты и питания Великобритании за период с 2008 по 2014 год [84]. Основываясь на четырехдневном дневнике питания, было показано, что только 30,1% калорий поступает из необработанных или минимально обработанных пищевых продуктов, при этом большая часть калорий (56,8%) поступает из продуктов сверхвысокой обработки.Кроме того, в то время как потребление ультра-обработанных пищевых продуктов было связано с повышенным потреблением углеводов, свободных сахаров, насыщенных жиров и натрия, потребление ультра-переработанных продуктов также обратно коррелировало с потреблением пищевых волокон [84].

Для решения проблемы нехватки пищевых волокон в западных популяциях потребуется многогранный подход с разных точек зрения. Советы по образу жизни, питанию и просвещение сами по себе просто неэффективны, о чем свидетельствует тот факт, что, несмотря на десятилетия рекомендаций по здоровому питанию, включая призывы есть больше клетчатки (с большим интересом средств массовой информации к потреблению клетчатки, например, коричневый хлеб по сравнению с белым), в нашем рационе по-прежнему не хватает клетчатки.На наш взгляд, для изменения поведения населения необходимо учитывать ключевые факторы, как описано здесь.

6.1. Доступность продуктов с высоким содержанием клетчатки

Многие из нас покупают продукты в супермаркетах [85]. Удобство совершения покупок в супермаркете, а также экономия времени и средств по сравнению с покупками в более традиционных торговых точках хорошо сочетаются с нашей загруженной и ограниченной во времени современной повседневной жизнью. Поэтому то, что нам доступно, когда мы делаем покупки в супермаркетах, сильно влияет на то, что мы едим.Помимо фруктовых и овощных островов, с которыми мы обычно сталкиваемся при входе в супермаркет, большая часть остальной предлагаемой еды обрабатывается каким-либо образом. Чтобы улучшить потребление клетчатки, потребуется увеличить доступность необработанных пищевых продуктов в наших супермаркетах с соответствующим уменьшением доступности продуктов с высокой степенью обработки. Эта простая стратегия, вероятно, побудит многих из нас есть больше клетчатки. Кроме того, должен быть доступен более широкий выбор продуктов с высоким содержанием клетчатки (например, черный хлеб и макаронные изделия) с четкой маркировкой на упаковке, указывающей на эти более полезные для здоровья варианты с более высоким содержанием клетчатки.

6.2. Производство продуктов с высоким содержанием клетчатки

Супермаркеты могут продавать более широкий ассортимент продуктов с высоким содержанием клетчатки только в том случае, если их поставщики, в первую очередь пищевые компании, производят больше продуктов с высоким содержанием клетчатки. Хотя, возможно, было бы наивно представить сценарий, при котором переработка пищевых продуктов была бы полностью исключена (например, учитывая необходимость хотя бы некоторой обработки для увеличения продолжительности жизни пищевых продуктов), для пищевых компаний было бы желательно продолжать сокращать потребление сахара и жира. содержание, например, обработанных пищевых продуктов.Несмотря на то, что в последние годы в этом отношении был достигнут значительный прогресс (включая доступность «диетических» напитков с низким содержанием сахара [86] и продуктов питания), еще предстоит сделать большой прогресс. Что касается оптимизации потребления пищевых волокон в масштабах всего населения, то основная стратегия в последние десятилетия, по-видимому, заключалась в обеспечении диетического просвещения и информирования общественности с попыткой изменить образ мышления. К сожалению, эта стратегия, похоже, не сработала. Этот вывод подтверждается данными исследований пищевых волокон.Например, в нашем собственном интервенционном исследовании OptiFiT контрольной группе было рекомендовано есть больше клетчатки, но без особого успеха [34,35]. Альтернативной стратегией для пищевой промышленности могло бы стать производство здоровых обработанных пищевых продуктов, богатых пищевыми волокнами. Нет причин, по которым обработанные пищевые продукты не должны содержать повышенное количество клетчатки — например, путем добавления порошкообразного цикория, брокколи или цельного зерна в определенные продукты [21]. В будущем сценарии, с добавлением небольшого количества клетчатки во многие виды обработанных пищевых продуктов и для того, чтобы этот процесс стал повсеместным и нормализованным, потребление пищевых волокон среди населения увеличится без необходимости менять образ мышления потребителя.Польза для здоровья населения в целом, вероятно, будет существенной (особенно для менее образованных людей, которые, как правило, подвержены повышенному риску проблем со здоровьем), исходя из множества фактических данных, изложенных в этом обзоре.

6.3. Культурные и социальные факторы

Возможно, наиболее непримиримыми к изменениям являются наша культура и общество. Любые культурные изменения обычно представляют собой длительный процесс, возможно, даже для одного поколения, и вряд ли произойдут в одночасье. В дополнение к эффективной образовательной программе о пользе для здоровья диеты с высоким содержанием клетчатки нам необходимо разработать творческие стратегии, которые побудят нас есть больше клетчатки.Возможно разработка новых рецептов, в которых используется рис с цветной капустой вместо белого риса или рецептов с добавлением, например, порошка брокколи. Образование наших детей очень важно [87], и нам необходимо использовать цифровые средства, чтобы способствовать таким изменениям. Возможно, приложение, которое подсчитывает наше ежедневное потребление клетчатки и дает нам вознаграждение за достижение наших целей, или для « счетчика клетчатки », встроенного в фитнес-трекер (для использования вместе с данными о количестве шагов, которые многие из нас, кажется, считают мотивирующими). ).При поддержке правительства и едином подходе со стороны супермаркетов и пищевых компаний культурные и социальные изменения, вероятно, последуют естественным путем, и их будет гораздо труднее осуществить без этих других необходимых изменений.

Существуют ограничивающие факторы, препятствующие установлению оптимального потребления пищевых волокон для населения. К ним относятся вкус, внешний вид и усвояемость некоторых продуктов, богатых клетчаткой (в первую очередь, ферментируемой клетчатки), что некоторые люди могут не предпочесть.Кроме того, некоторые люди избегают пищи, богатой клетчаткой, из-за ее связи с выделением газов в кишечнике и ее последствиями. Эти факторы могут объяснить по крайней мере часть общего недовольства богатыми клетчаткой продуктами питания среди населения в целом. Кроме того, могут быть важные преимущества приема нерастворимых и менее ферментируемых волокон (как мы использовали в наших опубликованных исследованиях [36]), включая относительно низкую стоимость и универсальность для добавления таких нерастворимых волокон в небольших количествах в много еды.Действительно, в Великобритании нерастворимые волокна, которые мы использовали в наших исследованиях [36], в настоящее время доступны в виде тостов с добавлением волокон. Кроме того, небольшое количество нерастворимых волокон (примерно до 3%) практически ничем не примечательно во многих продуктах и ​​позволит оптимизировать потребление клетчатки без добавления каких-либо калорий. Это важно, поскольку для уверенности в рекомендуемом и желаемом ежедневном потреблении пищевых волокон только из зерновых продуктов (которые обычно содержат около 10% клетчатки) потребуется потребление около 300 г в день, что превысит суточные потребности в калориях.

Другие ограничения опубликованных исследований пищевых волокон включают потенциальные максимальные эффекты для пользы пищевых волокон для здоровья, в том числе для снижения риска сердечно-сосудистых заболеваний и СД2. Многие исследования, связанные с пищевыми волокнами, также имеют ограничения по качеству сообщаемых данных, при этом большинство исследований являются наблюдательными с относительно небольшим количеством участников и / или в течение короткого периода времени. Эти факторы, наряду с методологической неоднородностью между опубликованными исследованиями и отсутствием подходящих результатов, служат основанием для проведения эффективных и хорошо спланированных слепых (за счет использования добавок или обогащенных продуктов в качестве плацебо) РКИ по влиянию диетические волокна на клинически значимые результаты для здоровья.

7. Заключительные замечания

В заключение, многие данные подтверждают важную роль потребления пищевых волокон как фактора, способствующего общему метаболическому здоровью, посредством ключевых путей, включая чувствительность к инсулину. Кроме того, существует четкая связь между потреблением пищевых волокон и множественными патологиями, в том числе сердечно-сосудистыми заболеваниями, здоровьем толстой кишки, моторикой кишечника и риском CRC. Потребление пищевых волокон также коррелирует со смертностью. Микрофлора кишечника является важным медиатором положительного воздействия пищевых волокон, включая регуляцию аппетита, метаболических процессов и хронических воспалительных процессов.

Многие факторы способствуют снижению потребления пищевых волокон в типичной западной диете. К сожалению, многие из нас привыкли к нашей современной среде обитания, образу жизни, диетам и поведению, связанному с приемом пищи. Проблема в том, что то, что большинство из нас считает нормальным, на самом деле в высшей степени ненормально и настолько далеко от того, что испытывали и наслаждались нашими предками-гоминидами-охотниками-собирателями, насколько это возможно. Дело в том, что за десятилетия — мгновение ока в истории гоминидов — мы постепенно перешли в нашу нынешнюю среду, образ жизни и культуру, и большинству из нас очень трудно представить альтернативный сценарий.Требуются пошаговые изменения. Мы верим, что, приняв некоторые из предложенных здесь стратегий, можно добиться реальных изменений в потреблении пищевых волокон. Несмотря на все технологические прорывы и прогресс нашего вида на протяжении большей части 20-го века и связанные с этим радикальные изменения в нашем образе жизни, окружающей среде и привычках питания, мы можем потратить большую часть 21-го века на поиск путей восстановления более здорового образа жизни. выбор. Некоторые из них, несомненно, будут включать в себя выбор образа жизни, которым пользовались наши предки в доиндустриальную эпоху, в том числе, по сути, принятие необработанной диеты, богатой клетчаткой.

Потребление ультрапастеризованных пищевых продуктов неестественно. Мы не эволюционировали, чтобы принять это неправильное питание, как и наша кишечная флора. Наши предки-гоминиды и все их древние предки никогда не ели сверхпереработанные продукты. Наши нынешние диетические привычки в западном мире чрезвычайно необычны и даже будут считаться аномалией историками питания из будущей эпохи. В то время как глобальная бедность и плохое здоровье остаются серьезной проблемой и беспокойством, большинство западных обществ разработали системы крова, чистой воды, санитарии и здравоохранения для улучшения нашего комфорта, качества жизни и общего долголетия.Однако наши современные западные диеты остаются проблемой. В отличие от других примеров продвинутого развития человека, представленных здесь, очевидные преимущества которых неоспоримы, наша диета, похоже, ухудшилась. Это прискорбно, учитывая центральную роль нашей диеты, включая многочисленные преимущества, обеспечиваемые нашей кишечной микробиотой, как важной детерминантой общего состояния здоровья и благополучия. Хотя многие аспекты нашей диеты вызывают беспокойство (включая чрезмерное потребление сахара и жиров), явная нехватка пищевых волокон в нашем современном рационе вызывает особую озабоченность.

Несмотря на множество доказательств, накопленных в течение многих десятилетий, подтверждающих многочисленные преимущества пищевых волокон для здоровья, риски для здоровья, связанные с диетой, в которой отсутствует клетчатка, и соответствующие усилия по распространению информации об общественном здравоохранении для просвещения населения, к сожалению, в западном мире. в нашем рационе по-прежнему не хватает клетчатки. Было бы легко возложить вину исключительно на пищевые компании, которые перерабатывают продукты с низким содержанием клетчатки. Это было бы неправильно: у всех нас есть выбор в отношении диеты, хотя, к сожалению, здоровая диета обычно стоит примерно на 25–30% дороже, чем нездоровая диета, основанная на пищевых продуктах с высокой степенью обработки.Однако широкая доступность, удобство и даже относительно низкая стоимость продуктов с высокой степенью переработки в наших супермаркетах не должны заставлять нас делать этот относительно нездоровый выбор. Как потребители продуктов питания, наш выбор продуктов с высоким содержанием клетчатки вместо ультраобработанных пищевых продуктов с низким содержанием клетчатки, вероятно, окажет большое положительное влияние на наше здоровье и благополучие в будущем и в конечном итоге повлияет на стратегические коммерческие планы пищевых компаний с вероятными улучшениями в будущем. содержание клетчатки в переработанных пищевых продуктах.В нашей капиталистической культуре современных вестернизированных обществ, где «потребитель как король», мы все должны голосовать своим ртом и в процессе заново открывать для себя радость приготовления блюд из свежих и богатых клетчаткой ингредиентов.

Важность пищевых волокон в ежедневном рационе — EURACTIV.com

Д-р Юрриан Дж. Мес, старший научный сотрудник Исследовательского университета Вагенингена, Нидерланды — в сотрудничестве с Herbalife Nutrition.

Что такое пищевые волокна?

Пищевые волокна — это растительные материалы на основе углеводов, которые не перевариваются и не всасываются в верхних отделах пищеварительной системы.Это связано с тем, что пищевые волокна не могут расщепляться нашими собственными пищеварительными ферментами. Определение пищевых волокон включает не только волокна, расположенные в клеточных стенках растений (, например, целлюлоза, гемицеллюлоза, пектин), но также и другие неперевариваемые углеводы, такие как резистентный крахмал, олигосахариды (, например, инулин) и лигнин. Пищевые волокна, присутствующие в стенках растительных клеток, являются основными компонентами пищевых волокон и, поскольку они обеспечивают жесткую структуру окружающих растительных клеток, они влияют на пищеварение и высвобождение питательных веществ [1-3].

Каковы эффекты пищевых волокон?

Пищевые волокна хорошо известны своим значительным влиянием на пищеварение и функцию кишечника, включая влияние на долю питательных веществ, доступных для усвоения, время, необходимое для прохождения пищи через пищеварительную систему, замедление потока и перемешивание пищи. по мере переваривания изменяется скорость и степень переваривания и всасывания макроэлементов, а также метаболитов, производимых бактериями, которые поддерживают здоровье человека [1].Волокна могут физически связывать компоненты пищи и транспортировать их дальше по кишечнику, но также регулируют клетки тонкой кишки, тем самым снижая повышение уровня глюкозы и / или липидов в крови после еды [1]. Наконец, более высокое потребление клетчатки было связано со снижением хронических заболеваний, таких как сердечно-сосудистые заболевания, диабет 2 типа и рак [4].

Пищевые волокна различаются по своим физическим и химическим свойствам. Например, волокна могут состоять из очень длинных или относительно коротких цепочек молекул, растворимы в воде в той или иной степени, в некоторых случаях могут образовывать вязкое гелеобразное вещество при контакте с водой и варьируются от почти полностью ферментируемых до практически не ферментируемых. — ферментируется бактериями в кишечнике.Неудивительно, что разные типы клетчатки по-разному влияют на функцию кишечника, метаболизм и здоровье [1,3]. Например, в значительной степени нерастворимые зерновые волокна из пшеницы, отрубей и овса способствуют увеличению массы стула [5,6], тогда как бета-глюкан, растворимое вязкое волокно, содержащееся в овсе и ячмене, снижает уровень холестерина в крови, препятствуя абсорбция холестерина [7,8]. Потребление растворимых вязких волокон (например, бета-глюканов) также может способствовать снижению повышения уровня глюкозы в крови после еды [9-11].

Сколько пищевых волокон мне нужно?

Пищевые волокна способствуют расслаблению, увеличивая объем фекалий и частоту стула, а также сокращая время прохождения через кишечник. По данным Европейского агентства по безопасности пищевых продуктов (EFSA), для поддержания нормальной слабости взрослым рекомендуется употреблять 25 г клетчатки в день. Хотя есть данные о благотворном влиянии на здоровье увеличения потребления пищевых волокон, и диетические рекомендации некоторых европейских стран рекомендуют более высокие количества.Однако во многих современных обществах диеты содержат очень мало пищевых волокон [2]. В настоящее время потребление клетчатки в большинстве европейских стран ниже рекомендованных уровней, при этом среднее потребление составляет всего 12,7 и 13,6 г в день в Испании и Великобритании, соответственно [11–12].

Потребление клетчатки и микробиом кишечника

Пройдя через верхние отделы пищеварительной системы в непереваренном виде, пищевые волокна попадают в толстую кишку, где они ферментируются примерно 39 триллионами бактерий, которые там живут.Для справки: в среднем человеческое тело состоит из 30 триллионов клеток [13]. В толстом кишечнике ферментируемые пищевые волокна превращаются в короткоцепочечные жирные кислоты и другие метаболиты [14]. Пищевые волокна, которые не (полностью) ферментируются бактериями, выводятся с фекалиями [14]. Короткоцепочечные жирные кислоты представляют собой источник энергии для хозяина (до 10% дневной нормы потребления энергии) и являются важными сигнальными молекулами, которые во многом влияют на наше здоровье, например, влияя на транзит через кишечник, уменьшая выработку глюкозы в печени, уменьшение воспаления и повышение чувства насыщения [15-17].

Люди эволюционировали с плотными популяциями микробов, которые колонизируют наш кишечник и связаны, среди прочего, с иммунной системой, здоровьем сердечно-сосудистой системы и массой тела. Однако появляющиеся данные свидетельствуют о том, что нынешний образ жизни, в частности диета с низким содержанием пищевых волокон, привел к значительному сокращению разнообразия микробиома кишечника человека [18]. Диета с низким содержанием клетчатки не обеспечивает достаточное количество питательных веществ для кишечных бактерий, что приводит к потере видов и, следовательно, снижению производства короткоцепочечных жирных кислот и других метаболитов, выполняющих важные физиологические функции [18].Таким образом, адекватное потребление пищевых волокон может быть требованием для оптимального баланса микробов, живущих в кишечнике [13-19].

Как увеличить потребление пищевых волокон?

Чтобы получить полный спектр преимуществ для здоровья, связанных с употреблением смеси продуктов, богатых клетчаткой, обычно рекомендуется получать пищевые волокна из различных источников пищи [2,20]. Потребление 25 г или более клетчатки в день достижимо за счет здоровой диеты, если еда основана на крахмалистых продуктах из цельнозерновых продуктов, включает не менее пяти порций фруктов и овощей в день (1 порция = 80 г) и богатых клетчаткой. закуски (орехи, семена и сухофрукты) и другие продукты с высоким содержанием клетчатки (например,грамм. импульсы). Однако при определенных обстоятельствах может быть трудно выполнить рекомендации по клетчатке с использованием традиционных продуктов, а инновационные продукты, обогащенные клетчаткой, могут помочь потребителям увеличить потребление клетчатки [21] и обеспечить дополнительные целевые преимущества для здоровья ( например, контроль уровня глюкозы в крови , снижение холестерина в крови, нормальная функция кишечника) в случае определенных типов волокон, таких как овсяные волокна, бета-глюканы из овса и ячменя [6-10].

Дополнительная литература

Список литературы