Co to jest błonnik?
Błonniki pokarmowe to włókna pokarmowe pochodzących z błon komórek roślinnych.
Błonniki pokarmowe to włókna pokarmowe pochodzących z błon komórek roślinnych.
Dla roślin jest podstawowym elementem konstrukcyjnym. Konstrukcja fizykochemiczna błonnika wzmacnia łodygi i chroni nasiona. Dla człowieka stanowią niezbędny element pokarmowy. Błonniki nie są trawione przez enzymy układu pokarmowego i nie są wchłaniane w przewodzie pokarmowym człowieka. Pełnią wiele ważnych funkcji w całym układzie pokarmowym. Jedną z najważniejszych funkcji błonników jest kształtowanie układu immunologicznego.
Z chemicznego punktu widzenia, błonnik pokarmowy jest niejednorodną grupą substancji polisacharydowych. Zalicza się do niego m. in.:
Polisacharydy
celulozy, hemicelulozy ligniny
oraz inne substancje roślinne:
woski, gumy, śluzy.
Własności chemiczno - fizyczne błonnika
Właściwości funkcjonalne żywieniowe błonnika pokarmowego zależą od:
- budowy chemicznej,
- zawartości poszczególnych frakcji,
- sposobu pozyskiwania określonej błonnika.
Najważniejsze funkcje błonnika pokarmowego:
- wodochłonność, czyli zdolność do zatrzymywania wody w produkcie,
- wiązanie kationów i wsparcie mechanizmów przyswajania (np. wapniowych, magnezowych),
- zagęszczanie (zwiększenie lepkości roztworów wodnych),
- sorpcja, czyli zdolność do wiązania kwasów żółciowych i ich soli w jelicie grubym.
Czy błonniki się różnią i czy ma to znaczenie dla człowieka, który spożywa błonniki?
Błonnik pokarmowy jest grupą niejednorodną również pod względem właściwości fizyczno-chemicznych, a dokładniej… wszystkie błonniki różnią się własnościami chemicznymi i fizycznymi, z których najważniejszą jest zdolność do rozpuszczania w wodzie. Każdy błonnik pełni inną funkcje w układzie pokarmowym.
Pod względem własności fizycznych błonnik podzielić można na:
1
Błonnik pokarmowy częściowo lub całkowicie rozpuszczalny w wodzie, do którego należą następujące frakcje: inulina, β-glukany, gumy, śluzy roślinne, fruktany, stachioza, rafinoza, pektyny i skrobia oporna. Nie są one trawione przez enzymy, ale mogą być rozkładane na drodze fermentacji przez mikroflorę jelitową.
2
Błonnik pokarmowy nierozpuszczalny w wodzie (nieprzyswajalny), czyli tzw. włókno surowe (celuloza, hemicelulozy, lignina).
Są one oporne na działanie enzymów trawiennych oraz mikroflory jelitowej, wydalane z układu pokarmowego w stanie nienaruszonym.
Spośród frakcji błonnikowych rozpuszczalnych w wodzie w pierwszej kolejności warto wymienić oligosacharydy, czyli krótko-łańcuchowe polisacharydy, które mają zróżnicowaną budowę chemiczną i których metabolizm zachodzi dopiero pod wpływem drobnoustrojów w jelicie grubym.
Ze względu na strukturę chemiczną oligosacharydy można podzielić na:
- fruktany (FOS): krótko-łańcuchowe fruktany (fruktooligosacharydy), długołańcuchowe fruktany (inulina);
- galakto-oligosacharydy (GOS).
Najbardziej rozpowszechnionym błonnikiem nierozpuszczalnym jest celuloza (polisacharyd). Składa się z wielu jednostek glukozy połączonych wiązaniami β-1,4-glikozydowymi w większe struktury, wewnątrz których znajdują się wolne przestrzenie.
W tkankach młodych roślin te wolne przestrzenie, są wypełnione wodą, a w starych – ligniną.
Zastosowanie błonników pokarmowych częściowo lub całkowicie rozpuszczalnych w wodzie
znajdują zastosowanie w wielu branżach przemysłu spożywczego, w tym w mleczarstwie, które wykorzystuje ich właściwości technologiczne, m.in. teksturotwórcze i żelujące. Inulina jest doskonałym zamiennikiem tłuszczu i skrobi w żywności dietetycznej, nadając produktom gładką, kremową konsystencję, łagodny smak, poprawia strukturę i smakowitość produktów (sprawia uczucie pełności przy jedzeniu), stabilizuje emulsje typu woda w oleju, zapobiega synerezie w jogurtach niskotłuszczowych.
są naturalnymi składniki mleka, niektórych owoców i warzyw. GOS cechuje niewielką słodkość, rozpuszczalność w wodzie i strawność. GOS zaliczamy do prebiotyków, które aktualnie są najpowszechniej wytwarzanymi prebiotykami na świecie. Znajdują zastosowanie jako zamienniki sacharozy, m.in. w produkcji żywności funkcjonalnej dla diabetyków i osób starszych. Preparaty GOS mogą być także stosowane w produkcji odżywek dla dzieci, jogurtów, deserów oraz mleka lub maślanki w proszku.
jedną z rozpuszczalnych frakcji błonników jest β-glukan, występujący w błonniku owsianym. β-glukanom przypisuje się niezwykle ważną rolę stymulacji układu immunologicznego człowieka, a także wspomaganie leczenia niektórych chorób układu pokarmowego. β-glukany utrudniają przyswajanie cholesterolu i lipidów z diety, a także glukozy (obniżają indeks glikemiczny). Zawartość β-glukanów w owsie oplewionym wynosi od 4% do 7%, zaś w otrębach owsianych 6-9%.
są rozpuszczalną w wodzie frakcją błonnika pokarmowego. Są to składniki ścian komórek roślinnych. Pektyny rozpuszczając się w wodzie dają roztwory lepkie, które w odpowiedniej temperaturze i kwasowości tworzą w obecności cukrów prostych żele wiążące znaczne ilości wody. Dla potrzeb przemysłu żywnościowego pektyna (E440) jest pozyskiwana z białych części skórek owoców cytrusowych (tzw. albedo) i jabłek.
są rozpuszczalne w wodzie. Są one pozyskiwane jako wydzieliny z tkanki mechanicznie uszkodzonych roślin. Nie są składnikami ścian komórkowych, jednak ich skład chemiczny jest podobny do składu chemicznego pektyn. W przemyśle spożywczym stosowane są gumy takie jak guma arabska (E 414), guma karaya (E 416), guma ksantanowa (E 415). Są one stosowane jako substancje emulgujące, zagęszczające i stabilizujące w wielu branżach przemysłu spożywczego.
rozpuszczalne w wodzie; w tkance miękiszowej nasion roślin okrytonasiennych występują śluzy roślinne zaliczane do błonnika pokarmowego. Przykładami takich substancji są: galakto-mannany, mączka chleba świętojańskiego (E 410) guma guar (E 412). Wykorzystywane są w produkcji żywności jako substancje zagęszczające i kształtujące strukturę produktów.
występujące w roślinach morskich też są uznawane jako błonnik pokarmowy: alginiany, agar i karagen.
błonnik pokarmowy obejmuje również część skrobi, zwanej skrobią oporną (z ang. Resistant Starch, RS), która nie ulega enzymatycznemu trawieniu i wchłanianiu w jelicie cienkim zdrowego człowieka i jako niestrawiona dociera do jelita grubego. W technologii żywności wyróżnia się cztery formy skrobi opornej:
RS1 – fizycznie niedostępna;
RS2 – ziarna skrobi surowej;
RS3 – skrobia podana rertogradacj i
RS4 – skrobia zmodyfikowana.
RS1 jest to skrobia obecna w komórkach roślinnych o nieuszkodzonych ścianach komórkowych, np. w ziarnie zbóż. Jest ona niedostępna dla człowieka, gdyż w przewodzie pokarmowym człowieka brak enzymów zdolnych do rozłożenia składników ścian komórek roślinnych.
RS2 są to ziarna surowej skrobi niektórych gatunków roślin, np. ziemniaka lub banana. Oporność surowej skrobi ziemniaczanej na działanie enzymów amylolitycznych po raz pierwszy odkrył Franciszek Nowotny w 1937 r. (stwierdził on, że surowa skrobia ziemniaczana w odróżnieniu od skrobi z innych gatunków roślin w bardzo małym stopniu ulega hydrolizie enzymatycznej).
RS3 stanowią substancje wytrącone z kleiku lub żelu skrobiowego w procesie retrogradacji (gdy skrobia tworzy strukturę siateczki, która w oczkach wiąże wodę, łańcuchy skrobi podczas przechowywania żelu ulegają agregacji tworząc termostabilne struktury krystaliczne wykazujące oporność na enzymy trawienne). Skrobia taka powstaje np. podczas czerstwienia pieczywa, w schłodzonych ugotowanych ziemniakach lub innych produktach skrobiowych. Jak zrobić skrobię oporną? Retrogradacja skrobi Do retrogradacji skrobi dochodzi po ugotowaniu i ochłodzeniu. Również podczas przechowywania w temperaturze około 0 st. C., skrobia w ugotowanych produktach roślinnych ulega retrogradacji. W związku ze zmianami fizykochemicznymi pokarmu następującymi w procesie retrogradacji porcja gorącej kaszy, ziemniaków czy ryżu nie jest identyczna pod względem żywieniowo-zdrowotnym w stosunku do porcji tego samego produktu zjedzonego na zimno, np. w postaci leguminy, sałatki lub deseru. Proces retrogradacji powoduje zmniejszenie ilości skrobi ulegającej strawieniu, tym samym wartość energetyczna potrawy jest niższa. Zjawisko to wykorzystywane jest coraz częściej w produkcji żywności o obniżonej wartości energetycznej. Skrobia oporna przejmuje częściowo rolę błonnika pokarmowego, którego spożycie aktualnie jest dość małe. Podatność skrobi na retrogradację zależy od jej pochodzenia botanicznego. Proces retrogradacji zachodzi szybciej w przypadku skrobi zbożowych, niż skrobi z roślin bulwiastych. Najbardziej podatna na retrogradację jest skrobia ziemniaczana, w mniejszym stopniu skrobie kukurydziana i pszenna, a najmniej – skrobia kukurydziana woskowa.
Zastosowanie błonników pokarmowych nierozpuszczalnych w wodzie
Celuloza (E 460) jest stosowana w technologii żywności do stabilizacji struktury różnego rodzaju kremów, sosów i produktów mleczarskich.
Lignina powstaje i magazynuje się w ściankach komórek roślinnych po wykształceniu się szkieletu polisacharydowego, tzn. pod koniec wzrostu komórki. Lignina nie ulega trawieniu przez enzymy pokarmowe i mikroflorę jelitową. Lignina utrudniania wchłanianie z układu pokarmowego składników odżywczych, głównie wapnia i żelaza, dlatego nie znajduje zastosowania w żywności.
