Целлюлоза, свойства, получение и применение
Целлюлоза, свойства, получение и применение.
Целлюлоза – природное высокомолекулярное органическое соединение, углевод, полисахарид с формулой (C6H10O5)n.
Целлюлоза, формула, строение, вещество, характеристика
Нахождение целлюлозы в природе
Физические свойства целлюлозы
Химические свойства целлюлозы. Химические реакции целлюлозы
Производство и получение целлюлозы: механический и химический методы
Применение целлюлозы
Целлюлоза, формула, строение, вещество, характеристика:
Целлюлоза, клетчатка (фр. cellulose от лат. cellula – «клетка») – природное высокомолекулярное органическое соединение, углевод, полисахарид с формулой (C6H10O5)n.
Молекулы целлюлозы представляют собой неразветвлённые цепочки из остатков β-D-глюкозы, соединённых гликозидными (водородными) связями β-(1→4).
Химическая формула целлюлозы
Строение молекулы целлюлозы, структурная формула целлюлозы:
Молекула целлюлозы образована из множества (от нескольких сотен до десятков тысяч) остатков β-D-глюкозы, связанных между собой гликозидными (водородными) связями.
Молекула целлюлозы имеет линейное строение и склонна принимать вытянутую стержневую конформацию.
Так как макромолекула целлюлозы представляет собой смесь молекул (мономерных звеньев) с различной степенью полимеризации (т.е. числом мономерных звеньев в молекуле полимера), то она неоднородна по молекулярной массе. Целлюлоза из древесины имеет типичную длину цепи от 300 до 1700 единиц мономерных звеньев C 6H10O5, хлопок и другие растительные волокна, а также бактериальная целлюлоза имеют длину цепи от 800 до 10 000 единиц звеньев C6H10O5.
Молярная масса мономерного звена целлюлозы С6Н10О5 составляет 162,1406 г/моль
Целлюлоза – это растительный полисахарид, являющийся самым распространенным органическим веществом. Целлюлоза является главной составляющей частью и структурным материалом оболочки растительной клетки. Кроме целлюлозы в состав клеточных оболочек входят еще несколько других углеводов, известных под общим названием гемицеллюлозы (ксилан, маннан, галактан, арабан и др.).
Внешне целлюлоза в чистом виде представляет собой белое твердое волокнистое вещество, без вкуса и запаха.
Волокна целлюлозы обладают высокой механической прочностью.
Целлюлоза не растворяется в воде, слабых кислотах и большинстве органических растворителей. Растворяется в некоторых растворителях, например, в водных смесях комплексных соединений гидроксидов переходных металлов (Сu, Cd, Ni) с NH3 и аминами, в серной и ортофосфорной кислотах, а также в аммиачном растворе гидроксида меди (II) – реактиве Швейцера.
Хорошо впитывает воду из-за наличия гидроксильных групп в своем составе.
Подвергается разложению при участии микроорганизмов и при действии ультрафиолетовых лучей.
Не разрушается при нагревании до 200 оС.
Различные виды целлюлозы (из различных растительных материалов) структурно неоднородны, т.к. расстояние между молекулами или звеньями молекул целлюлозы, а также взаимное расположение этих молекул могут быть различны. Соответственно изменяются прочностные связи между молекулами, а также физические и химические свойства различных видов целлюлозы. Свойства также зависят от количества звеньев в молекуле целлюлозы (т.е. от степени полимеризации). Например, чем больше расстояние между молекулами или звеньями молекул и чем меньше прочность связи между ними, тем больше гигроскопичность целлюлозы, ее окрашиваемость, более реакционноспособна в процессах этерификации, протекающих в кислой среде, и т.д. Целлюлоза со степенью полимеризации менее 1000 растворима в концентрированной ортофосфорной кислоте, а целлюлоза со степенью полимеризации ниже 200 – также и в 10-12 % растворе гидроксида натрия.
Нахождение целлюлозы в природе:
В чистом виде в природе не содержится.
Целлюлоза образуется в растениях (в т.ч. водорослях) в результате сложных биохимических реакций в процессе фотосинтеза из простейших углеводов. Она представляет собой составную часть оболочки клеток растений, обеспечивая механическую прочность и эластичность растительной ткани.
В большом количестве целлюлоза содержится
Целлюлоза также встречается у грибов и животных: у некоторых простейших и у оболочников (Tunicata). У последних она выделяется клетками наружных покровов и образует наружную оболочку, или тунику, животного.
Целлюлоза вырабатывается также некоторыми бактериями, например, бактериями рода Acetobacter.
Физические свойства целлюлозы:
| Наименование параметра: | Значение: |
| Цвет | белый |
| Запах | без запаха |
| Вкус | без вкуса |
| Агрегатное состояние (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.) | твердое вещество |
| Плотность (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.), г/см3 | 1,52-1,54 |
| Плотность (при 20 °C и атмосферном давлении 1 атм.), кг/м3 | 1520-1540 |
| Температура разложения, °C | 210 |
| Температура плавления, °C | 467 |
| Температура кипения, °C | — |
| Температура воспламенения, °C | 275 |
| Температура самовоспламенения, °C | 420 |
| Удельная теплота сгорания, МДж/кг | 16,40 |
| Молярная масса мономерного звена целлюлозы С6Н10О5, г/моль | 162,1406 |
Химические свойства целлюлозы. Химические реакции целлюлозы:
Из-за наличия трёх гидроксильных групп в каждом звене целлюлоза проявляет свойства многоатомных спиртов, поэтому для нее характерны все химические реакции, свойственные спиртам: образование простых и сложных эфиров органических и неорганических кислот, получение щелочной целлюлозы и др.
Основные химические реакции целлюлозы следующие:
1. гидролиз целлюлозы:
(C6H10O5)n + nH2O → nC6H12O6 (t°, H2SO4).
(целлюлоза) (глюкоза)
В результате реакции образуется глюкоза.
2. реакция нитрования целлюлозы (т.е. реакция целлюлозы с азотной кислотой).
3. реакция этерификации целлюлозы с уксусной кислотой.
4. реакция пиролиза целлюлозы:
При температуре выше 350 °C в отсутствии кислорода целлюлоза подвергается пиролизу (также называемому “термолизом”), разлагаясь на твердый уголь, пары, аэрозоли и газы, такие как углекислый газ и пр. продукты сложного строения.
5. реакция горения целлюлозы:
(C6H10O5) n + 6nO2 → 6nCO2 + 5nH2O (t°).
В результате реакции происходит полное окисление целлюлозы до углекислого газа и воды.
Производство и получение целлюлозы:
Поскольку в природе в чистом виде целлюлоза не содержится, а, как правило, образуется в растениях, то ее в основном получают из древесины. Производство (получение) целлюлозы является одним из этапов производства бумаги.
Содержание целлюлозы в древесине составляет порядка 40-55 %. Остальное – гемицеллюлоза (ксилан, маннан, галактан, арабан и др.) и лигнин. Лигнин (от лат. lignum – дерево, древесина) – это вещество, характеризующее одеревеневшие стенки растительных клеток, и представляющее собой смесь ароматических полимеров родственного строения. На лигнин приходится от 18 до 24 % массы древесины лиственных пород и 23-50 % массы хвойных пород. Причем (лигнин) последний выполняет функцию связующего вещества между волокнами целлюлозы.
Если образно сравнить древесину с железобетоном, то получается, что волокна целлюлозы, обладающие высокой прочностью на растяжение, подобны арматуре в железобетоне, а лигнин, обладающий высокой прочностью на сжатие, – бетону.
Гемицеллюлоза в древесине выполняет функцию укрепления волокон целлюлозе. Она представляет собой растительные гомо- и гетерополисахариды с меньшей, чем у целлюлозы, молекулярной массой (10 000-40 000 г/моль), состоящие из остатков разных пентоз и гексоз.
Целлюлоза получается (выделяется) из древесины двумя методами: механическим и химическим. При любом методе получения целлюлозы древесина предварительно измельчается в щепу.
Механический метод получения целлюлозы:
При механическом методе получения целлюлозы древесную щепу, как правило, истирают или размалывают в водной среде в присутствии специальных реагентов. Под действием воды, тепла и специальных реагентов лигнин размягчается, и древесина распадается на отдельные волокна. Затем волокна очищаются. Однако полностью лигнин из полученных волокон не удаляется, а остается на поверхности и внутри них, что сказывается на качестве полученной целлюлозы и в будущем – на получаемых бумажных листах.
Выход «механической» древесной массы получается достаточно высоким.
Бумажные листы из «механической» древесной массы имеют низкую плотность, высокую твердость и жесткость, а также цвет исходной древесины.
Химический метод получения целлюлозы:
Химический метод получения целлюлозы заключается в том, что древесную щепу помещают в кипящий раствор, где варят в течении длительного времени.
По типу применяемых реагентов различают несколько способов варки древесной щепы:
– сульфитный. Варочный раствор содержит сернистую кислоту и её соль, например, гидросульфит натрия. Варка происходит при повышенной температуре и давлении. Этот способ варки применяется для получения целлюлозы из малосмолистых пород древесины: ели, пихты;
– натронный
– сульфатный. Наиболее распространённый способ на сегодняшний день. В качестве реагента используют раствор, содержащий гидроксид и сульфид натрия. Данный способ пригоден для получения целлюлозы из любого вида растительного сырья.
В процессе варки получают техническую целлюлозу, которая выпадает в осадок, а лигнин взаимодействует с варочным раствором, в результате чего получаются различные химические вещества (кормовые дрожжи, сульфатный лигнин, сульфатное мыло, фитостерин, талловое масло, канифоль, сернистые соединения, метанол, скипидар и пр.).
Техническая целлюлоза для удаления гемицеллюлозы и облагораживания обрабатывается холодным или горячим раствором щелочи, а для удаления остаточного лигнина – хлором, озоном, кислородом, пероксидом водорода, после чего – щелочью. Процесс удаления лигнина также называется отбелкой целлюлозы и имеет цель придание ей белизны.
В итоге получается чистая целлюлоза. Общий объем получаемой химическим способом целлюлозы зависит от способа варки, а так же от вида древесины. Выход составляет от 40 до 65 %.
В отличие от целлюлозы, полученной механическим способом, целлюлоза, полученная химическим способом, имеет белый цвет, большую длину волокон, становится более гибкой.
Применение целлюлозы:
– для производства бумаги и картона,
– в качестве наполнителя в таблетках в фармацевтике,
– для получения искусственных волокон (вискозного, ацетатного, медно-аммиачного шёлка, искусственного меха),
– для изготовления тканей (хлопок, который большей частью состоит из целлюлозы – 95-98 %),
– для производства пластмасс, оргстекла, кино и фото пленок и пр.,
– для производства лаков,
– для производства порохов,
– для изготовления нитей, канатов,
– получение глюкозы, этилового спирта.
Примечание: © Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com
карта сайта
Коэффициент востребованности 4 232
Пищевые волокна. Содержание пищевых волокон в продуктах. Источники и свойства пищевых волокон
Пищевые волокна. Содержание пищевых волокон в продуктах
Особое место в рациональном питании человека отводится неусвояемым углеводам, т. е. структурным полисахаридам растительного происхождения — пищевым волокнам. Этот компонент сбалансированного пищевого рациона представлен не только клетчаткой, целлюлозой, гемицеллюлозой, но также лигнином и пектиновыми веществами.
Пектин этимологически происходит от греческого «пектос», что означает свернувшийся. Для кулинаров пектины — это органические вещества ряда плодов, овощей, которые при кипячении с сахаром приобретают желеобразную консистенцию. С точки зрения химика, пектиновые вещества — сложный комплекс полигалактуроновых кислот.
Предшественники пектинов — протопектины, которые главным образом сосредоточены в оболочках клеток овощей, плодов и некоторых злаковых культур.
Целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин несколько меньше, чем пектины, но также гигроскопичны. Набухая в кишечнике, они приобретают способность сорбировать и увлекать вместе с собой избыток холестерина, а также нежелательные для организма другие продукты обмена веществ, в том числе аммиак и желчные пигменты. Это, в частности, проявляется полезным во всех отношениях снижением количества мочевины в крови.
В связи с малым содержанием лигнина в продуктах (в рационе около 1 г) его пищевые эффекты незначительны. Пектинами богаты фрукты, ягоды и некоторые овощи. Содержание пектинов в г в 100 г съедобной части продуктов: свекла, яблоки, смородина черная — 1,0-1,1; сливы — 0,9; абрикосы, персики, клубника, клюква, крыжовник — 0,7; капуста белокочанная, морковь, груши, апельсины, виноград, малина — 0,6; картофель, арбуз, лимоны — 0,5; баклажаны, лук репчатый, огурцы, дыня, вишня, черешня, мандарины — 0,4; томаты, тыква — 0,3. Выпускают сухой яблочный и свекловичный пектины в виде порошка без запаха, набухающего в воде с образованием студенистой массы. В порошке 16— 25% чистого пектина. Пектины связывают в желудочно-кишечном тракте тяжелые металлы (свинец, ртуть, кадмий и др.), включая радионуклиды — радиоактивные изотопы металлов, и образуют комплекс, который выводится из организма. Пектины впитывают в себя и другие вредные вещества в кишечнике, уменьшают в нем гнилостные процессы, способствуют заживлению его слизистой оболочки. Последние свойства пектинов используют при заболеваниях кишечника. Пектины в большей степени, чем другие части пищевых волокон, способствуют выведению холестерина из организма.
Источники клетчатки (целлюлозы)
| Количество | Пищевые продукты |
| Очень большое (2,5 и более) | Отруби пшеничные, фасоль, смородина, овсяная крупа, орехи, финики, клубника, инжир, черника, клюква, малина, изюм, рябина, крыжовник, чернослив, урюк |
| Большое (1-2,0) | Крупа гречневая, перловая, ячневая, овсяные хлопья «Геркулес», горох лущеный, картофель, морковь, капуста белокочанная, горошек зеленый, баклажаны, перец сладкий, тыква, щавель, айва, апельсин, лимон, брусника, грибы свежие |
| Умеренное (0,6-0,9) | Хлеб ржаной из сеяной муки, пшено, крупа кукурузная, лук зеленый, огурцы, свекла, томаты, редис, капуста цветная, дыня, абрикосы, груша, персики, яблоки, виноград, бананы, мандарины |
| Очень малое (0,1-0,2) | Хлеб пшеничный из муки 1-го и высшего сорта, манная крупа, макароны, печенье |
Свойства пищевых волокон
Пищевые волокна очень важны в питании. Они создают чувство насыщения и снижают потребление энергии; стимулируют двигательную функцию кишечника, желчеотделение; формируют и увеличивают каловые массы, разжижают кишечное содержимое; изменяют скорость всасывания глюкозы из кишечника, что нормализует уровень глюкозы в крови и соответственно снижает потребность в инсулине; уменьшают уровень холестерина в крови; положительно влияют на кишечную микрофлору. Пищевые волокна не перевариваются в желудке и кишечнике, однако пектины и гемицеллюлоза подвергаются расщеплению кишечными микробами, в результате чего образуются летучие жирные кислоты, нужные для регуляции функций толстой кишки, газы (водород, метан и др.) и энергия. Недостаток в питании пищевых волокон ведет к запорам, способствует возникновению дивертикулов, полипоза и рака толстой кишки, геморроя, является одним из факторов риска в развитии атеросклероза, сахарного диабета, желчно-каменной болезни. Избыточное потребление пищевых волокон приводит к брожению в толстой кишке, усиленному газообразованию с явлениями метеоризма (вздутие живота), ухудшению усвоения белков, жира, кальция, железа и других минеральных веществ.
В настоящее время уже не вызывает сомнений, что недостаток пищевых волокон в рационе является причиной запоров, геморроя, а также таких серьезных заболеваний, как полипы, опухоли кишечника, диафрагмальная грыжа и недостаточность желчевыводящих путей. Больше того, несбалансированная по содержанию пищевых волокон еда оказывается нередко одним из факторов риска развития сахарного диабета и атеросклероза с их грозными последствиями.
Тщательное пережевывание сырых моркови, репы, редиса, капусты, богатых грубыми пищевыми волокнами, само по себе способствует более ритмичной и сильной перистальтике желчного пузыря и тем самым нормальному желчевыделению.
Другое важное достоинство пищевых волокон заключается в том, что они уменьшают калорийность овощей. Если, к примеру, энергоемкость 100 г формового ржаного хлеба составляет 214 ккал, то 100 г баклажан — 24 ккал, кабачков — 23, моркови — в среднем 20, свежих огурцов — 12, сладкого перца — 25, редиса — 29, салата — 14 и томатов — в среднем 16 ккал. Не обладая высокой энергетической ценностью, большинство овощей из-за обилия в них клетчатки дают раннее и довольно стойкое чувство насыщения.
Наиболее полезны из них пектины, лигнин, целлюлоза и гемицеллюлоза пшеничных отрубей, которые при добавлении к еде увеличивают объем содержимого нижнего отдела кишечника до 130%. Пищевые волокна белокочанной капусты уступают им в этом отношении в среднем на 60 и моркови на 80%.
Клетчатка. Энзимы Вернуться в начало раздела Борьба с целлюлитомВернуться в начало раздела Красота и Здоровье
Уважаемые читатели, пожалуйста, не забывайте подписываться на наш канал в Яндекс.Дзене и ставить «Понравилось»!
ЦЕЛЛЮЛОЗА — это… Что такое ЦЕЛЛЮЛОЗА?
Реакция с оксидом этилена или пропилена дает гидроксилированные простые эфиры:
Наличием этих гидроксильных групп и геометрией макромолекулы обусловлено сильное полярное взаимное притяжение соседних звеньев. Силы притяжения столь велики, что обычные растворители не в состоянии разорвать цепь и растворить целлюлозу. Эти свободные гидроксильные группы ответственны также за большую гигроскопичность целлюлозы (рис. 3). Этерификация и эфиризация понижают гигроскопичность и повышают растворимость в обычных растворителях.
Рис. 3. ВЛАГОПОГЛОЩЕНИЕ целлюлозы (очищенного хлопка) в равновесных условиях при 25° C. График зависимости количества поглощенной влаги (в процентах сухой массы) от относительной влажности воздуха.
Под действием водного раствора кислоты разрываются кислородные мостики в положении 1,4-. Полный разрыв цепи дает глюкозу — моносахарид. Первоначальная длина цепи зависит от происхождения целлюлозы. Она максимальна в природном состоянии и уменьшается в процессе выделения, очистки и преобразования в производные соединения (см. таблицу).
СТЕПЕНЬ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
Материал Число глюкозидных остатков
Необработанный хлопок 2500-3000
Очищенный хлопковый линт 900-1000
Очищенная древесная масса 800-1000
Регенерированная целлюлоза 200-400
Промышленный ацетат целлюлозы 150-270
Даже механический сдвиг, например при абразивном размельчении, приводит к уменьшению длины цепей. При уменьшении длины полимерной цепи ниже определенного минимального значения изменяются макроскопические физические свойства целлюлозы. Окислительные агенты оказывают на целлюлозу воздействие, не вызывая расщепления глюкопиранозного кольца (рис. 4). Последующее действие (в присутствии влаги, например, при климатических испытаниях), как правило, приводит к разрыву цепи и увеличению числа альдегидоподобных концевых групп. Поскольку альдегидные группы легко окисляются до карбоксильных, содержание карбоксила, практически отсутствующего в природной целлюлозе, резко возрастает в условиях атмосферных воздействий и окисления.
Рис. 4. Различные пути окисления целлюлозы под действием окисляющих агентов.
Как и все полимеры, целлюлоза разрушается под воздействием атмосферных факторов в результате совместного действия кислорода, влаги, кислотных компонентов воздуха и солнечного света. Важное значение имеет ультрафиолетовая составляющая солнечного света, и многие хорошо защищающие от УФ-излучения агенты увеличивают срок службы изделий из производных целлюлозы. Кислотные компоненты воздуха, такие, как оксиды азота и серы (а они всегда присутствуют в атмосферном воздухе промышленных районов), ускоряют разложение, зачастую оказывая более сильное воздействие, чем солнечный свет. Так, в Англии было отмечено, что образцы хлопка, испытывавшиеся на воздействие атмосферных условий, зимой, когда практически не было яркого солнечного света, деградировали быстрее, чем летом. Дело в том, что сжигание зимой больших количеств угля и газа приводило к повышению в воздухе концентрации оксидов азота и серы. Кислотные поглотители, антиоксиданты и агенты, поглощающие УФ-излучение, снижают чувствительность целлюлозы к атмосферным воздействиям. Замещение свободных гидроксильных групп приводит к изменению такой чувствительности: нитрат целлюлозы деградирует быстрее, а ацетат и пропионат — медленнее.
Физические свойства. Полимерные цепи целлюлозы упакованы в длинные пучки, или волокна, в которых наряду с упорядоченными, кристаллическими имеются и менее упорядоченные, аморфные участки (рис. 5). Измеренный процент кристалличности зависит от типа целлюлозы, а также от способа измерения. По рентгеновским данным, он составляет от 70% (хлопок) до 38-40% (вискозное волокно). Рентгенографический структурный анализ дает информацию не только о количественном соотношении между кристаллическим и аморфным материалом в полимере, но и о степени ориентации волокна, вызываемой растяжением или нормальными процессами роста. Резкость дифракционных колец характеризует степень кристалличности, а дифракционные пятна и их резкость — наличие и степень предпочтительной ориентации кристаллитов. В образце вторичного ацетата целлюлозы, полученного процессом «сухого» формования, и степень кристалличности, и ориентация весьма незначительны. В образце триацетата степень кристалличности больше, но предпочтительная ориентация отсутствует. Термообработка триацетата при температуре 180-240° C заметно повышает степень его кристалличности, а ориентирование (вытягиванием) в сочетании с термообработкой дает самый упорядоченный материал. Лен обнаруживает высокую степень и кристалличности, и ориентации.
См. также
ХИМИЯ ОРГАНИЧЕСКАЯ;
БУМАГА И ПРОЧИЕ ПИСЧИЕ МАТЕРИАЛЫ;
ПЛАСТМАССЫ.
Рис. 5. МОЛЕКУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА целлюлозы. Молекулярные цепи проходят через несколько мицелл (кристаллических областей) протяженностью L. Здесь A, A’ и B’ — концы цепей, лежащие в кристаллизованной области; B — конец цепи вне кристаллизованной области.
ЛИТЕРАТУРА
Бушмелев В.А., Вольман Н.С. Процессы и аппараты целлюлозно-бумажного производства. М., 1974 Целлюлоза и ее производные. М., 1974 Аким Э.Л. и др. Технология обработки и переработки целлюлозы, бумаги и картона. Л., 1977
Энциклопедия Кольера. — Открытое общество. 2000.
Клетчатка (Пищевые волокна), ее нормы и роль в организме. Клетчатка для похудения. Содержание клетчатки в продуктах | 24activelife
Здравствуйте, дорогие читатели 24activelife.ru!
Сегодня мы поговорим о клетчатке. Все мы слышали о ее важности в рационе. Но мало кто разбирается в нормах потребления клетчатки современным человеком и мало кто знает как повысить содержание клетчатки в рационе, чтобы это было еще и вкусно.
Для чего нужно знать нормы потребления клетчатки тем, кто следит за фигурой и здоровьем:
1. Клетчатка оказывает положительное влияние на очень многие физиологические процессы;
2. В толстом кишечнике растительные пищевые волокна расщепляются кишечными бактериями, что способствует росту и размножению полезных бактерий, а это, в свою очередь, помогает поддерживать здоровую микрофлору кишечника;
3. Попадая в желудочно-кишечный тракт (ЖКТ), некоторые виды растительных волокон вбирают в себя воду и увеличиваются в объеме, тем самым способствуя более длительному чувству сытости;
4. Кроме этого пищевые растительные волокна замедляют всасывание пищевых веществ из кишечника и препятствуют резкому повышению уровня глюкозы в крови после приема пищи;
5. А также они ускоряют прохождение пищевых масс, выведению шлаков и токсинов. Для тех, кто снижает и контролирует вес, клетчатка – незаменимый помощник.
Итак приступим к разбору важного питательного элемента — клетчатки:
Что же такое пищевые растительные волокна или клетчатка?
Пищевые волокна (клетчатка) – это составные части клеточной оболочки растений (внешние слоя фруктов, овощей и злаков). Углеводы, содержащие в себе пищевые волокна или клетчатку, относятся к «хорошим» (сложным) углеводам.
Это та часть растений, которая не переваривается и не усваивается организмом, кстати, за это их и называют «балластными веществами». Однако клетчатка оказывает положительное влияние на очень многие физиологические процессы. И об этом я уже рассказала выше.
Мы получаем клетчатку только с растительными продуктами питания: овощи, фрукты, зелень и зерновые. В продуктах животного происхождения ее нет. Для нормальной жизнедеятельности человеку необходимо съедать свою ежедневную норму пищевых волокон.
На протяжении многих веков наши предки потребляли много продуктов с высоким содержанием пищевых волокон, зная о их полезных свойствах. К примеру, в рационе питания наших предков-аграрий содержалось до 60г клетчатки в день.
Современная норма потребления клетчатки:
В России и в Штатах необходимо потреблять не менее 30 граммов сырой клетчатки каждый день. Это примерно 2 кг моркови или 2 кг апельсинов.
В современном рационе обычного человека в среднем около 15 г пищевых волокон. А все потому, что в основу рациона входят продукты, которые вообще не содержат клетчатку – обработанные углеводы, мясо, рыба, молочные продукты, яйца и т.д.
Люди практически не потребляют злаки, орехи, фрукты т.д. (при условии, что и это необработанные продукты). О недостатках современного питания можно подробнее узнать в нашей статье здесь.
При достаточном ежедневном потреблении овощей и фруктов (не менее 400г в день) вместе с продуктами с высоким содержанием клетчатки, у Вас появляется шанс получить ежедневную норму клетчатки, что приведет к тому, что у Вас нормализуется пищеварение, улучшится самочувствие и Вам станет легче контролировать вес.
Клетчатка – это собирательный термин. Каждое растение состоит из элементов клетчатки, однако в разных пропорциях. В зависимости от этого будет соответственно различаться и воздействие на организм.
Виды клетчатки
Пищевые растительные волокна по степени растворимости делятся на две большие группы: растворимые и нерастворимые.
Растворимые волокна, как понятно из названия – это вещества, которые растворяются в воде. Они впитывают воду и в прямой кишке практически полностью расщепляются бактериями.
Они значительно увеличиваются в объеме, задерживают опустошение нашего желудка и, следовательно, создается чувство насыщения. Благотворно влияют на моторику кишечника (усиливают) и сокращают время транзита пищи по ЖКТ. Также могут нормализовать уровень сахара и уровень холестерина в крови.
К растворимым пищевым волокнам относятся: пектины, гумми, слизи, камеди.
Пектины присутствуют во всех растительных продуктах, но преобладают в овощах и фруктах: яблоках, цитрусовых, моркови, цветной и кочанной капусте, горохе, зеленых бобах, картофеле, землянике и клубнике.
Гумми, слизи, камеди содержатся в овсяной каше и других продуктах из овса и в бобах. Они обладают обволакивающими свойствами и поэтому используются в пищевой и фармацевтической промышленности в качестве эмульгаторов, загустителей и стабилизаторов.
Нерастворимые волокна – не растворяются в воде. Они ускоряют время перемещения пищи через толстый кишечник, а также обладают послабляющим эффектом, следовательно, способствуют выводу непереваренных остатков пищи и токсинов, что очень полезно для процессов очищения организма и нормализации пищеварения в целом.
К нерастворимым волокнам относится: целлюлоза, геми-целлюлоза, лигнины.
Целлюлоза и геми-целлюлоза содержатся во всех растительных продуктах, но преобладают в зерновых: отрубях, злаковых, хлебе грубого помола. Целлюлоза главным образом способствует более быстрому прохождению пищевых масс. В результате время нахождения токсичных соединений в кишечнике значительно сокращается.
Лигнины содержатся во многих продуктах, но преобладают в злаковых: каши, злаки, цельнозерновой хлеб и т.д. Лигнины связывают токсины, болезнетворные бактерии, желчные кислоты и выводят их из организма.
Вы можете встретить целлюлозу, пиктины, гумми, камеди в составе многих продуктах на этикетках. Эти компоненты растительного происхождения активно используют в пищевой и фармацевтической промышленности. Как, например, некоторые из них сохраняют однородность продуктов питания, препятствуют слёживанию и комкованию.
Часто на этикетках их обозначают кодами, к примеру Е460, где буква Е в названии добавки обозначает соответствие европейскому стандарту питания, а цифровой индекс – сам вид добавки. Например, целлюлоза – это Е460, а гуарановая камедь – Е412 и т.д.
Клетчатка для похудения
Т.к. некоторые виды клетчатки (водорастворимая) могут впитывать в себя воду в 4-6 раз больше собственного веса, то заполняется пространство в желудке, следовательно, создается чувство насыщения. А это очень важно для людей, снижающих вес.
Продукты, богатые клетчаткой, требуют более тщательного пережевывания, в результате чего процесс еды затягивается, и мы насыщаемся, не успев переесть.
В клетчатке практически нет калорий, однако на попытку ее расщепления и усвоения тратится много усилий. При съедании дневной нормы клетчатки расходуется много энергии, примерно, как при 20-минутной пробежке.
Клетчатка способствует выводу шлаков (которые увеличивают вес) из ЖКТ и нормализует пищеварение. По статистике большинство людей в среднем носят с собой 3,5 кг шлаков в кишечнике.
Продукты богатые клетчаткой
• Яблоки и груши
• Бобовые
• Овес
• Цельнозерновой хлеб
• Пшеничные отруби
• Орехи и семечки
• Клубника, голубика
• Многие овощи: морковь, огурцы, цуккини, сельдерей, помидоры и т.д.
С более подробным списком продуктов содержащих клетчатку можете ознакомиться в специальной «Таблице содержания клетчатки в продуктах питания». Таблицы можно заказать у персонального тренера или при участии в наших тренингах.
Как получить дневную норму клетчатки?
Даже с помощью здоровой пищи получить нужное количество клетчатки не так просто. Один из уникальных рецептов блюд, богатых клетчаткой, Вы можете прочитать в нашей статье здесь.
Дневная норма клетчатки:
• 1,3 кг яблок
• 300 г цельнозернового хлеба
• 13 порций фруктового салата (по 100 грамм)
• 15 порций салата из овощей (по 100 грамм)
• Около 1 кг груш
• и т.д.
Чтобы получить дневную норму клетчатки, улучшить свое пищеварение и наладить контроль за коррекцией веса, можно включить в свой рацион специализированные продукты питания, а также качественные биодобавки, представляющие собой дополнительный источник пищевых волокон. Также для восполнения норм клетчатки необходимо использовать правило «5 порций овощей и фруктов в день», об этом читайте здесь.
Выводы
Итак, давайте подведем итоги, что же мы узнали о клетчатке.
- Клетчатка – это растительные волокна, которые не перевариваются и не усваиваются, но оказывают положительное влияние на очень многие процессы в организме человека. Клетчатка содержится в продуктах растительного происхождения: в овощах, фруктах, зелени, бобовых, злаках.
- В дневном рационе должно присутствовать не менее 30 граммов пищевых растительных волокон. А это около 15 порций салата (по 100 грамм).
- К сожалению, при современном ритме жизни мало кому удается потреблять рекомендуемое количество клетчатки. Благодаря своей способности удерживать воду пищевые волокна многократно увеличиваются в объеме в пищеварительном тракте человека. Это стимулирует моторику кишечника и ускоряет прохождение пищи.
- Также клетчатка способствует поддержанию чувства сытости, снижению аппетита и сжиганию калорий, что помогает нам лучше контролировать вес.
- Потребление клетчатки нормализует микрофлору кишечника, т.к. она взаимодействует с кишечными бактериями, оптимизируя их полезные функции.Подводя итоги можно сказать, что клетчатка – это наш надежный союзник в борьбе за хорошее самочувствие.
Кстати, в тренинге «Скажите диетам НЕТ!» можно научиться выбирать продукты, богатые питательными элементами, в том числе и клетчаткой, самостоятельно в соответствии с индивидуальными потребностями организма. Тренинг научит Вас снижать и контролировать вес грамотно и без изнуряющих диет.
Это все на сегодня. Включайте в рацион продукты богатые клетчаткой и получайте прекрасные результаты в работе над фигурой! Успехов вам и хорошего настроения, дорогие читатели!
Чтобы не пропустить новые статьи, следите за новостями блога и за своей личной почтой!
Понравилась статья? Тогда, пожалуйста, сделайте следующее:
1. поставьте «лайк»;
2. Сделайте ретвит;
3. поделитесь этой статьей в социальных сетях;
4. И конечно же оставьте свой комментарий ниже 
Пищевые волокна – клетчатка, пектин, камедь, инулин
Мы нередко слышим или читаем словосочетание «пищевые волокна». В последнее время врачи и ученые пересмотрели их роль в нашем питании, и теперь содержание пищевых волокон даже указывают на упаковках некоторых продуктов.
Давайте разберемся, что такое пищевые волокна, зачем они нужны человеку и как организму их получить.
Интересно, что раньше пищевые волокна считались балластным веществом в продуктах. Включать в рацион их по возможности не рекомендовали. Крупы, муку и продукты из них старались очистить от пищевых волокон. Теперь отношение гастроэнтерологов, нутрициологов да и врачей в целом к пищевым волокнам абсолютно противоположное. Их считают важной составляющей пищи и больных, и здоровых. К сожалению, мнение врачей и ученых пока еще не победило силу привычки – многие люди все еще недооценивают значение пищевых волокон в питании.
Питание – сложный процесс поступления в организм пищевых веществ, их измельчение, переваривание (гидролиз), всасывание в желудочно-кишечном тракте, доставка пищевых компонентов органам и тканям, усвоение и выведение из организма конечных продуктов обмена. Какую роль в питании играют волокна?
Пищевые волокна – это несколько видов сложных углеводов: клетчатки (целлюлозы), пектинов, камеди, слизи и прочих полисахаридов, а также лигнина (это не углевод, а полимер ароматических спиртов). Пищевые волокна не усваиваются, не растворяются и не разрушаются кислотами, щелочами и ферментами пищеварительного тракта человека. Она расщепляются лишь частично в толстом кишечнике под влиянием микрофлоры. Как выяснилось, это не мешает им играть важную роль в нашей жизнедеятельности. Более того, именно в том, что они не перевариваются в ЖКТ, и заключается их ценность.
Пищевые волокна формируют правильный пищевой ком, позволяя пище передвигаться по разным отделам кишечника с оптимальной для переваривания скоростью. Также пищевые волокна регулируют усвоение некоторых веществ и благоприятно влияют на состояние кишечника.
Клетчатка (целлюлоза) – это полимер глюкозы, но наши ферменты «не умеют» расщеплять молекулы целлюлозы на составляющие, поэтому клетчатка не принесет нам никаких калорий. Клетчатка – один из важных элементов питания человека. Она сокращает время пребывания пищи в желудочно-кишечном тракте, стимулирует его перистальтику за счет воздействия на определенные рецепторы и одновременно способствует механическому очищению кишечника. Если потреблять достаточное количество клетчатки, кишечник работает нормально и нет рисков задержки его содержимого.
Пектины – сложный комплекс коллоидных полисахаридов. Пектины впитывают в кишечнике токсические продукты обмена веществ, сдерживают гнилостные процессы, способствуют заживлению ран в слизистой оболочке кишечника. Эти свойства пектинов используются при лечении заболеваний кишечника. Из-за особенностей химического строения пектины связывают тяжелые металлы (свинец, ртуть и др.), в том числе, радионуклиды (радиоактивные изотопы металлов), и образуют с ними нерастворимые комплексные соли, которые выводятся из организма. Поэтому продукты с пектином рекомендуют работникам вредных производств.
Пектины в большей степени, чем другие виды пищевых волокон, способствуют выведению из организма холестерина, адсорбируют продукты обмена микроорганизмов, желчные кислоты, соли тяжелых металлов, поступающих в кишечник, способствуют профилактике рака кишечника. Пектинами богаты фрукты, ягоды и некоторые овощи. Вместе с органическими кислотами и сахаром пектины образуют желе – это мы прекрасно знаем по джемам, мармеладу, пастиле и прочим сладостям. Однако стоит помнить, что пектин в джеме и мармеладе уже не сможет выполнить свою «очистительную» функцию в кишечнике.
Камеди – сложные полисахариды без определенной структуры, не входящие в состав клеточной оболочки, растворимые в воде, вязкие. За счет этого они связывают в кишечнике тяжелые металлы и холестерин. Камедью богаты овес и бобовые культуры.
Слизи, как пектины и камеди, – сложные смеси полисахаридов. Они защищают слизистые кишечника и желудка от раздражений, в том, числе после приема антибиотиков, химиотерапии или при гастритах, язвах, энтеритах. Способствуют заживлению микротравм стенок кишечника. Больше всего их в крупах, в семенах льна и подорожника.
Важно отметить, что полисахариды – большой класс природных соединений. Помимо перечисленных выше, в него входят и другие пищевые волокна, которые сложно объединить вместе по свойствам, биологической роли или строению. Например, гемицеллюлоза — полисахарид, состоящий из полимеров глюкозы и гексозы. Инулин — полимер D-фруктозы. Полисахариды активно впитывают воду, увеличивают объем каловых масс и таким образом способствуют передвижению их по толстому кишечнику. Это не только препятствует возникновению запоров, но и защищает от дивертикулов, спазматического колита, геморроя, рака толстой кишки. Некоторые полисахариды этой группы, например, инулин, являются пребиотиками, т. е. распадаются в нижних отделах кишечника и служат субстратом для лакто- и бифидобактерий. Недостаток пребиотиков в рационе может привести к образованию патогенной или условно-патогенной микрофлоры кишечника.
Лигнины – вещество из клеточных оболочек растений, состоящие из полимеров ароматических спиртов. Лигнины отвечают за структурную жесткость оболочки растительной клетки. Лигнины могут связывать соли желчных кислот и другие органические вещества, замедлять или нарушать абсорбцию пищевых веществ. Они содержатся преимущественно в зерновых и зернобобовых продуктах, в баклажанах, редисе.
По роли в организме пищевые волокна подразделяются на «грубые» и «мягкие».
Из грубых чаще всего в продуктах содержится клетчатка (целлюлоза) или гемицеллюлоза. Клетчатка ускоряет прохождение пищи через органы пищеварения. При недостатке грубых пищевых волокон кишечник теряет способность к самоочищению: в складках кишечника остается непереваренная пища, которая может гнить и бродить, из-за чего ухудшается перистальтика и возникают запоры. Употребление с пищей достаточно количества клетчатки нормализует работу кишечника.
К мягким пищевым волокнам относятся пектины, камеди и декстрины. Связываясь с желчными кислотами, они уменьшают всасывание жира и снижают уровень холестерина в крови. Обволакивая слизистую кишечника, замедляют всасывание сахара после приема пищи, что полезно для больных сахарным диабетом, им требуется меньше инсулина.
С точки зрения физико-химических свойств пищевые волокна разделяют на два вида: нерастворимые в воде и растворимые. Нерастворимые (целлюлоза, лигнин) способствуют перистальтике и механическому очищению кишечника. Отсутствие их в пище ведет к запорам. Растворимые пищевые волокна (камедь, пектины) действуют как природные сорбенты и ограничивают всасывание в кишечнике вредных веществ.
Суточная норма пищевых волокон – 25–35 г. В идеале сбалансированный пищевой рацион должен включать разные виды пищевых волокон – и грубые, и мягкие. Каждый вид выполняет свои функции оздоровления организма, улучшения качества жизни и работоспособности. При подборе пищевых волокон обязательно обращать внимания на факты риска заболеваний.
«Чемпионы» по содержанию грубых пищевых волокон – жмыхи. Это то, что остается после отжима растительного масла: льняная мука, конопляный жмых, шрот расторопши, а также отруби, которые идут в отход при изготовлении рафинированной муки высших сортов. Рассчитать дозу пищевых волокон легко, если использовать специальные пищевые добавки с клетчаткой, гранулированной или рассыпной. Такие добавки можно использовать для обогащения блинов, каш и т. д.
Грубые пищевые волокна обязательно нужны:
при ишемической болезни сердца и атеросклеротическом кардиосклерозе,
сахарном диабете 2-го типа,
ожирении,
хроническом холецистите с застоем желчи,
желчекаменной болезни,
запорах функционального характера,
дивертикулезе толстой кишки.
Употреблять жмыхи и отруби в пищу в чистом виде нужно осторожно и в небольших количествах, так как грубые пищевые волокна имеют противопоказания. Их количество ограничивают или временно исключают из пищи:
при острых заболеваниях, особенно органов пищеварения,
больным в пред- и послеоперационный период,
при недостаточности кровообращения,
кормящим матерям,
спортсменам в соревновательный период.
Мягкие пищевые волокна, особенно пектины, необходимо активно включать в рацион, когда организму требуется очиститься:
после болезней, требующих приема антибиотиков или противопаразитарных средств,
при длительном пребывании в районах с неблагоприятной экологической обстановкой,
после пищевых отравлений,
при обострении аллергии и после них.
Увеличенная доза мягких пищевых волокон должна поступать в организм две-четыре недели, затем можно вернуть их поступление в организм на естественный уровень. Пектины содержатся в основном в кожуре и перегородке плодов. Удобнее использовать в качестве источника пектина препарат «Жидкий уголь». Форма его выпуска предусматривает приготовление напитка и употребление его за час до еды. К тому же «Жидкий уголь» также содержит еще один вид пищевых волокон – пребиотик инулин.
Нехватка пищевых волокон опасна, как ни странно, не только проблемами с ЖКТ, но и набором лишнего веса. Это связано с одной стороны, с тем, что пищевые волокна формируют правильный пищевой ком и разбухают в желудке и кишечнике, создавая чувство насыщения. Без них человек испытывает голод и съедает больше, чем требуется. С другой стороны, при недостатке пищевых волокон происходит более быстрое всасывание глюкозы, а также увеличивается время пребывания пищи в кишечнике, что приводит к более полному извлечению жиров и углеводов из пищи.
Дефицит пищевых волокон в рационе – это один из важных факторов риска развития: желчно-каменной болезни, хронического холецистита, ожирения, грыжи пищеводного отверстия диафрагмы, гипомоторной дискинезия толстой кишки с запором, дивертикулеза толстой кишки, сахарного диабета 2-го типа, метаболического синдрома, атеросклероза коронарных артерий и связанных с ним заболеваний, онкологии толстой и прямой кишки.
Литература
Ардатсткая М.Д. Клиническое применение пищевых волокон. – М., 2010. – С.48.
Броновец И.Н., Сакович М.Н., Хомич Е.Н. Роль пищевых волокон в питании, профилактике и лечении некоторых заболеваний. – Минск, 1989. – С.35.
Радченко В.Г., Ситкин С.И., Сельвестров П.В. // Клинические перспективы в гастроэнтерологии, гепатологии. – 2010. – № 1. – С.20–27.
НЕ ЯВЛЯЕТСЯ РЕКЛАМОЙ. МАТЕРИАЛ ПОДГОТОВЛЕН ПРИ УЧАСТИИ ЭКСПЕРТОВ.
Добавить комментарий