Charakterystyka składu chemicznego osadu produktu odpadowego po enzymatycznej hydrolizie owsa
Pozostały po hydrolizie owsa jako część odpadowa osad jest źródłem cennych składników nierozpuszczalnych w wodzie (tabela 3), których trzon stanowią błonnik, białko i tłuszcz.
Tabela 3. Porównanie średniej procentowej zawartości głównych składników chemicznych ziarna owsa nieoplewionego z osadem pozostałym po hydrolizie
| Rodzaje oznaczeń | Ziarno owsa | Osad po hydrolizie |
| Sucha masa [%] | 85,0 | 95,4 |
| Błonnik [%] | 24,5 | 51,1 |
| Białko [%] | 13,3 | 17,0 |
| Tłuszcz [%] | 4,8 | 11,5 |
| Skrobia [%] | 53,0 | 9,7 |
| Popiół [%] | 3,6 | 3,7 |
| β-glukany [%] | 5,2 | 2,1 |
Opracowano na podstawie badań własnych
Białko
O wartości biologicznej białka świadczy przede wszystkim udział poszczególnych frakcji białka a także jego skład aminokwasowy, w szczególności zawartość aminokwasów egzogennych.
Białka występujące w zbożach dzielimy na: protoplazmatyczne i zapasowe. Do protoplazmatycznych zaliczamy białka strukturalne i metaboliczne, stanowią je takie frakcje jak globuliny i albuminy. Do białek zapasowych należą frakcje: gluteiny i prolaminy [Gąsiorowski 1995, Gąsiorowski 2003].
W ziarnie owsa przy wzrastającej zawartości białka ogółem wzrasta zawartość glutein i globulin, bogatych w lizynę, która jest aminokwasem ograniczającym w ziarnie. W pozostałych zbożach wzrasta zawartość prolaminy, frakcji ubogiej w lizynę. Stąd białko owsa ma korzystniejszą dla organizmu wartość odżywczą niż inne zboża, wartość biologiczna białek zbóż układa się w następującym szeregu: owies > żyto > jęczmień > kukurydza > pszenica [Gąsiorowski 1995].
Obecne w białku owsa: walina, leucyna, izoleucyna i tryptofan, zaspokajają dzienne zapotrzebowanie człowieka na te aminokwasy przy niedoborze lizyny i aminokwasów siarkowych, wskutek czego obecność aminokwasów wystarcza do utrzymania życia, ale nie wystarcza do rozwoju organizmu szczególnie młodego [Gąsiorowski 1995].
Tłuszcz
Tłuszcz owsiany jest cennym źródłem substancji biologicznie czynnych takich jak witaminy E, K i niezbędnych nienasyconych kwasów tłuszczowych (NNKT), (m.in. kwasu oleinowego, palmitynowego i linolowego), których wyższa zawartość przyczynia się do jego znacznej wartości żywieniowej [Gąsiorowski 1995, Gąsiorowski, 2003].
Niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe wpływają na cykl metaboliczny komórek, zapewniają optymalny rozwój mózgu i wzroku, utrzymują prawidłowy poziom cholesterolu we krwi zapobiegając rozwojowi miażdżycy i chorobom serca. Spożywanie większych ilości NNKT powoduje obniżenie zawartości cholesterolu całkowitego, szczególnie jego frakcji LDL (lipoproteiny o niskiej gęstości, tzw. "zły cholesterol"), nie zmniejszając przy tym zawartości frakcji HDL (lipoproteiny o wysokiej gęstości, tzw. "dobry cholesterol"). Niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe obniżając zawartość trójglicerydów i lipidów całkowitych w surowicy krwi zapobiegają powstawaniu zakrzepów naczyniowych [Gąsiorowski 1995].
Owies zawiera również tokoferole (α- i β- tokoferole), tekotrienole (α- i β- tekotrienole) - pochodne kwasów fenolowych (kwas ferulowy, kwas kawowy), które są rozpuszczalne w tłuszczach i wykazują silne właściwości antyoksydacyjne [Gąsiorowski 1995]. Związki te obniżają procesy peroksydacyjne w organizmie, zapobiegając miażdżycogennym procesom utleniania lipoproteidów LDL, chroniąc wielonienasycone kwasy tłuszczowe przed wolnymi rodnikami. Witamina E zwana także witaminą młodości opóźnia procesy starzenia organizmu i zmniejsza ryzyko zachorowalności na choroby układu naczyniowo- sercowego [Szczypka 1997, Bartnikowska i inni 2000a].
Popiół (składniki mineralne)
Składniki mineralne spełniają w organizmie człowieka najróżniejsze funkcje. Jako materiał budulcowy (wapń, magnez, fosfor), są elementem wchodzącym w skład zębów, kości, włosów oraz krwi. Potas, sód, chlor, wchodzą w skład płynów komórkowych. Są częścią składową enzymów, hormonów i witamin. Szczególną rolą składników mineralnych jest utrzymanie stałego składu i odczynu tkanek i cieczy oraz regulacja ciśnienia osmotycznego i krążenia płynów w organizmie [Śmigielska i inni 2005].
Największy udział w składzie popiołu mają fosfor, potas i magnez. Fosfor występuje głównie w postaci kwasów fitynowych (sześciofosforan inozytolu) [Bartnikowska, Rakowska 1994]. Związany w fitynie wykazuje ładunek ujemny i przyciąga naładowane dodatnio pierwiastki takie jak: wapń, magnez, cynk, żelazo, przyczyniając się do zubożenia diety w te składniki. Przy niskiej aktywności fitazy pierwiastki związane z fityną są trudno przyswajalne przez organizm ludzki. By temu zapobiec należy stosować dietę o zwiększonej podaży wapnia i magnezu [Bartnikowska i inni 2000b, Gąsiorowski 1995, Gąsiorowski 2003, Śmigielska i inni 2007].
Błonnik
Włókno pokarmowe (dawniej nazywane „substancjami balastowymi”) - składnik komórek roślinnych - stanowi kompleks substancji niestrawnych i nieprzyswajalnych przez organizm [Jurga 2006].
Według American Association Of Cereal Chemists (AACC) „…błonnik pokarmowy stanowi części jadalne roślin lub węglowodany nieskrobiowe, które są oporne na trawienie i wchłanianie przez człowieka w jelicie cienkim i podlegają częściowej lub całkowitej fermentacji w jelicie grubym. Błonnik obejmuje: polisacharydy, oligosacharydy, ligninę oraz roślinne substancje towarzyszące. Przyczynia się do dobroczynnego oddziaływania fizjologicznego, obniża poziom cholesterolu i glukozy we krwi” [AACC Report, 2001].
Złożona budowa włókna pokarmowego była przedmiotem wieloletnich naukowych dyskusji, a jego skład przedstawia tabela 4.
Tabela 4. Składniki włókna pokarmowego
| Nieskrobiowe polisacharydy i oporne oligosacharydy | Pochodne węglowodanów | Substancje połączone z nieskrobiowymi polisacharydami i ligninami wchodzącymi w skład roślin | Ligniny |
| Celuloza
Hemiceluloza -arabinoksylany -arabinoglukany Polifruktoza -inulina -oligofruktany Galaktooligosacharydy -gumy -kleje -pektyny | Niestrawione dekstryny
-oporne maltodekstryny -oporne dekstryny Syntetyczne związki węglowodanów -polidekstrozy -metyloceluloza -hydroksypropylometyloceluloza - „skrobia oporna” | Woski
Fityna Kutyna Saponiny Suberyny Tanina |
Opracowano na podstawie: AACC Report, 2001
Głównymi komponentami włókna pokarmowego są: nieskrobiowe polisacharydy i oporne na trawienie oligosacharydy (celuloza, hemiceluloza, polifruktoza, galaktooligosacharydy), pochodne węglowodanów (niestrawione dekstryny i syntetyczne związki węglowodanów), substancje połączone z nieskrobiowymi polisacharydami i ligninami wchodzącymi w skład roślin (woski, fityna, kutyna, saponina, suberyna, tanina), a także ligniny [AACC Report 2001]. Zawartość tych związków w komórkach roślinnych zależy głównie od gatunku roślin i stopnia ich dojrzałości. Ściany komórkowe roślin niedojrzałych zawierają ok. 25 % celulozy, 60 % polisacharydów niecelulozowych oraz śladowe ilości lignin, ściany komórkowe roślin dojrzałych zawierają natomiast ok. 38 % celulozy, 43 % polisacharydów niecelulozowych i 17 % lignin [Bartnikowska 1997a].
Polisacharydy składające się na błonnik pokarmowy zbudowane są z cukrów prostych i ich pochodnych w głównej mierze z glukozy, galaktozy, ksylozy, mannozy, arabinozy, ramnozy, kwasu glikuronowego i kwasu galakturonowego [Bartnikowska 1997a, Czerwińska 2006].
Substancje wchodzące w skład błonnika pokarmowego nie ulegają trawieniu, są odporne na hydrolizę enzymatyczną w przewodzie pokarmowym człowieka, dlatego też nie są przyswajalne przez organizm ludzki. Stąd jego rola jako źródło energii w racji pokarmowej jest znikoma. Włókno pokarmowe nie wykazuje też właściwości biologicznie czynnych. Jednak ze względu na rolę, jaką pełni w organizmie ludzkim jest ważnym składnikiem diety. Jego zadaniem jest regulacja trawienia, oczyszczane i detoksykacja przewodu pokarmowego [Bartnikowska 1997a, Florkowska, Krygier 2004,Czerwińska 2006].
Błonnik pokarmowy występuje w postaci frakcji: błonnika rozpuszczalnego i błonnika nierozpuszczalnego, charakteryzującymi się specyficznymi właściwościami fizjologicznymi [Florkowska, Krygier 2004].
W skład błonnika nierozpuszczalnego wchodzą: celuloza, lignina i hemicelulozy ekstrahowane z roztworów kwaśnych. Są one substancjami balastowymi, gdyż nie ulegają pod wpływem mikroflory jelitowej procesom rozkładu. Wpływają na motorykę jelit zwiększając masę kału oraz wypełniają przewód pokarmowy. Błonnik nierozpuszczalny pomaga w wypróżnianiu się i przynosi ulgę w dolegliwościach związanych z trawieniem oraz zapobiega nowotworom okrężnicy. Wchłaniając kilka razy więcej wody niż wynosi jego ciężar pęcznieje w jelitach zwiększając swoją objętość [Bartnikowska 1997a, Florkowska, Krygier 2004].
Błonnik rozpuszczalny obejmuje związki polisacharydowe takie jak pektyny, gumy, śluzy, hemicelulozy o wysokim i niskim stopniu rozgałęzienia ekstrahowane z roztworów obojętnych. W połączeniu z wodą tworzy żele. Ta frakcja może być rozkładana pod wpływem bakterii jelitowych wywołujących w okrężnicy procesy fermentacji, w wyniku, których powstają m. in. krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, które zakwaszając środowisko działają przeciwnowotworowo [Bartnikowska 1997a, Florkowska, Krygier 2004].
Fizjologiczne działanie włókna pokarmowego [Bartnikowska 1997a, Bartnikowska 1997b, Florkowska, Krygier 2004, Mielcarz 2004, Czerwińska 2006] polega na:
zapobiegniu zaparciom, zapaleniom uchyłków jelit i guzkom krwawniczym: błonnik posiada zdolności znacznego wiązania wody, przez co zwiększa objętość masy kałowej i przyspiesza eliminację niestrawionych resztek. Ułatwia to regularne wypróżnienie się. Żywność zawierająca dużo błonnika pokarmowego pomaga zapobiegać zaparciom i bólom towarzyszącym hemoroidom, ponieważ zwiększa zawartość wody w kale, przez co łatwiej można go wydalić z organizmu,
regulacji perystaltyki jelit - frakcje rozpuszczalne tworząc żele zwalniają przechodzenie treści pokarmowej z żołądka do jelit. Natomiast frakcje nierozpuszczalne działają niejako antagonistycznie wpływając na skrócenie czasu pasażu jelitowego, co wynika głównie z ich zdolności do wiązania wody oraz z mechanicznego drażnienia ścian jelita,
stymulowaniu rozwoju korzystnej mikroflory jelitowej: błonnik rozpuszczalny nie ulega trawieniu w układzie pokarmowym i dociera do okrężnicy w niezmienionej formie. W okrężnicy ulega fermentacji pod wpływem bifidobakterii. W wyniku bakteryjnego rozkładu włókna powstają: wodór, metan, dwutlenek węgla i krótkołańcuchowe lotne kwasy tłuszczowe, tj. kwas octowy, propionowy, masłowy i mlekowy, wzrasta biomasa pozytywnej mikroflory. Poprzez tworzenie się krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych w trakcie fermentacji obniżone zostaje pH treści jelita grubego, stwarzając tym samym lepsze warunki do rozwoju drobnoustrojów probiotycznych i ograniczając przy tym rozwój bakterii patogennych i gnilnych,
pomaganiu w walce z otyłością: błonnik pomaga zrzucić zbędne kilogramy; wchłaniając wodę, pęcznieje i wypełnia żołądek, zmniejszając uczucie łaknienia. Uczucie głodu, bowiem nie jest zależne od kaloryczności pożywienia, lecz od stopnia wypełnienia treścią pokarmową żołądka i pierwszych odcinków jelita cienkiego,
obniżaniu poziomu cholesterolu w surowicy krwi: błonnik rozpuszczalny (głównie pektyny) jest rozkładany do trójkarboksylowych kwasów tłuszczowych, które odpowiadają za hamowanie biosyntezy cholesterolu w wątrobie. Wiąże kwasy żółciowe w jelicie cienkim i usuwa je z jelit wraz z kałem. Zmniejszona ilość kwasów żółciowych w organizmie powoduje, że cholesterol zamiast syntezy lipoprotein zostaje wykorzystywany do syntezy tych kwasów. Wydalanie kwasów żółciowych to główny sposób pozbywania się przez organizm nadmiaru cholesterolu;
stabilizacji stężenia glukozy we krwi: błonnik opóźnia przemianę węglowodanów poprzez częściowe blokowanie dostępu glukozy do krwi, co z kolei zmniejsza wydzielanie insuliny i pomaga w utrzymaniu stabilnego poziomu cukru we krwi. Spowalnia tempo opróżniania żołądka i ogranicza dostęp enzymów hydrolitycznych do treści pokarmowej, co spowalnia trawienie i wchłanianie polisacharydów,
oczyszczaniu organizmu z toksyn i metali ciężkich: błonnik rozpuszczalny i nierozpuszczalny ma zdolność do wiązania jonów metali ciężkich (ołowiu, kadmu, rtęci) i innych toksycznych związków (np. środki ochrony roślin), dzięki zdolnościom jonowymiennym wolnych grup karboksylowych. Zapobiega ich wchłanianiu przez jelita, wiążąc i usuwając wraz z kałem,
przeciwdziałaniu rozwojowi nowotworów: w procesie fermentacji powstaje kwas mlekowy, który jest dobrym substratem dla nabłonka okrężnicy i zapobiega jego przemianie w komórki rakowe. Błonnik zapobiega również rozwojowi bakterii gnilnych, których enzymy mają zdolność sprzyjania rozwojowi nowotworów i tworzenia się rakotwórczych nitrozoamin. Zapobiega tym samym powstawaniu w jelicie toksycznych metabolitów bakterii, przez co przyczynia się do hamowania rozwoju nowotworów jelita grubego. Błonnik ma zdolność wiązania i wydalania substancji rakotwórczych (np. poziom azotynów w organizmie skutecznie obniżają pektyny znajdujące się w jabłkach, porzeczkach i innych owocach, jeśli owoce te nie były nadmiernie opryskiwane). Lignina może wiązać wolne rodniki chroniąc przed powstawaniem zmian nowotworowych. Włókno pokarmowe ma także istotny wpływ na wydzielanie hormonów, przy diecie wysokobłonnikowej i niskotłuszczowej obniża wydzielanie hormonów jajników, co wiąże się ze zmniejszeniem ryzyka zachorowań na raka piersi,
zapobieganiu powstawania próchnicy, pobudza funkcję żucia i wydzielania śliny: włókno pokarmowe nie ulega fermentacji w jamie ustnej, dzięki czemu nie stanowi pożywki dla obecnych na płytce nazębnej bakterii odpowiedzialnych za rozwój próchnicy. Produkty wysokobłonnikowe wymagają żucia przyczyniają się tym do zwiększonej produkcji śliny, która również działa ochronnie na zęby zapobiegając próchnicy,
dodatkowo wysokie zdolności buforujące błonnika polegające na wiązaniu w żołądku nadmiaru kwasu solnego, obniżają pH treści pokarmowej, pełnią funkcje ochronną śluzówki.
komentarze
Copyright © 2008-2010 EPrace oraz autorzy prac.