Физико-химические свойства пищевых волокон

Она включает в себя растворимость в воде, водоудерживающую способность, набухаемость, реологические свойства, адсорбцию, ионообменную способность, распределение геля и частиц.

I. Водоудерживающая и набухающая способность

Структура пищевых волокон содержит большое количество гидрофильных групп, поэтому они обладают сильной водоудерживающей способностью. Из-за различных источников пищевых волокон водоудерживающая способность имеет большую разницу, водоудерживающая способность примерно равна их собственной массе между 1,5 ~ 25,0 раз. Благодаря водоудерживающему свойству пищевых волокон, они могут поглощать большое количество воды в кишечном тракте человека, что увеличивает объем и скорость дефекации человека, тем самым сокращая время пребывания токсичных веществ в кишечном тракте и уменьшая потенциальные шансы возникновения заболеваний.

Реологические свойства

В соответствии с различной растворимостью пищевых волокон в воде, их реологические свойства сильно варьируются, соотношение SDF/IDF не только влияет на физико-химические свойства и метаболические свойства пищевых волокон, но и оказывает значительное влияние на их физиологические функции. В связи с различным составом пищевых волокон, приготовленных разными процессами экстракции (погружение, экструзионная варка и микронная технология), это в конечном итоге приводит к различным соотношениям SDF/IDF, что в свою очередь влияет на пищевую ценность, функциональные и физиологические свойства пищевых волокон. Поэтому современные технические средства стремятся использовать физико-химические методы, такие как гомогенизация под высоким давлением, экструзионная варка, окисление, сшивание, этерификация, карбоксиметилирование, ферментация или ферментная обработка для приготовления пищевых волокон, усиления их физико-химических свойств, а также для проведения исследований по модификации пищевых волокон.

III. Емкость ионного обмена и адсорбция

В структуре пищевых волокон содержится несколько важных боковых групп, в основном включающих карбоксил и гидроксил, представляющих собой слабокислую катионообменную смолу, которая играет важную роль в катионном обмене и может быть обратимо обменена с катионами. Ионообмен диетических волокон не только снижает поглощение организмом ионов в связанном виде, но и изменяет мгновенную концентрацию ионов, продлевает время преобразования ионов за счет разбавления концентрации ионов, а также обеспечивает более благоприятное переваривание и усвоение в буферной среде.

Некоторые исследования показали, что многие токсичные катионы могут быть обменены пищевыми волокнами и затем выведены с калом. В то же время пищевые волокна способны поглощать NO2- и связывать желчные кислоты, тем самым предотвращая такие заболевания, как рак, высокое кровяное давление и высокий уровень холестерина в крови.

Применение пищевых волокон в питании

Существует более 30 видов пищевых волокон, объединенных в шесть категорий. К этим шести категориям относятся волокна семян и оболочек семян бобовых, волокна зерновых, волокна фруктов и овощей, волокна микроорганизмов, другие натуральные волокна, а также синтетические и полусинтетические волокна. В настоящее время в производстве используются: пшеничное волокно, соевое волокно, свекольное волокно, кукурузное волокно, хитозан и апельсиновый порошок.

Пищевые волокна обладают разнообразными питательными функциями, необходимы для здоровья человека, но также относятся к классу более идеальных ингредиентов здорового питания, поэтому пищевые волокна в пищевой промышленности получили определенное применение. Диетические волокна в основном используются в основных продуктах питания, хлебобулочных изделиях, мясных продуктах, напитках, молочных продуктах и других продуктах.

I. Применение пищевых волокон в макаронных изделиях

Некоторые исследования показали, что пищевые волокна из пшеничных отрубей хорошо удерживают воду, масло и расширяются. Пищевые волокна из пшеничных отрубей в качестве пищевого ингредиента, применяемого в лапше и других лапшичных продуктах, в определенной степени могут повысить питательную ценность продукта, улучшить текстурные характеристики лапши и сенсорные качества.

Ян Туншуай сравнил лапшу без добавления пищевых волокон пшеничных отрубей и лапшу с добавлением пищевых волокон пшеничных отрубей 3% с помощью сканирующего электронного микроскопа и обнаружил, что крахмальные гранулы лапши с добавлением пищевых волокон пшеничных отрубей были плотно обернуты сетью клейковины, с меньшим количеством швов между крахмальными гранулами, что было более равномерным, и не оказывало никакого влияния на цвет и текстуру.

По сравнению с булочками без добавления пшеничных пищевых волокон, твердость и жевательность булочек, изготовленных с добавлением пшеничных пищевых волокон при 8%, значительно улучшились, а пищевые качества значительно улучшились. После добавления пищевых волокон из пшеничных отрубей увеличивается время формирования теста, улучшается качество муки.

Во-вторых, применение пищевых волокон в хлебобулочных изделиях

В настоящее время в Китае проводится множество исследований по применению пищевых волокон в хлебобулочных изделиях, а пищевые волокна добавляются в процесс производства тортов, хлеба, печенья, персиковых криспов и т.д., и их применение в хлебобулочных изделиях является наиболее распространенным.

При добавлении пищевых волокон в торты, хлеб и печенье пищевые волокна поглощают больше воды и улучшают влагоудерживающую способность готового продукта, что повышает мягкость и свежесть готового продукта, предотвращает высыхание и затвердевание готового продукта в период хранения, а улучшение влагоудерживающей способности также снижает стоимость готового продукта. Хлебобулочные изделия, в которые добавлены пищевые волокна, имеют приятный вкус, внешний вид, цвет, эластичность и технология обработки продукта практически не изменяются. Таким образом, умеренное добавление пищевых волокон позволяет замедлить старение хлеба, увеличить объем хлеба и выпечки, улучшить жевательную способность печенья, а также удовлетворить спрос на низкокалорийные хлебобулочные изделия с высоким содержанием пищевых волокон.

Добавление соевых пищевых волокон в хлеб, печенье и другие продукты для отдыха позволяет получить выпечку с высоким содержанием клетчатки и белка, которая также повышает содержание белка и снижает уровень холестерина.

Добавление пищевых волокон из разных источников в печенье привело к значительному увеличению содержания белка и его усвояемости; печенье с добавлением творога длинноплодных бобов и яблочных пищевых волокон имело более высокие показатели общего содержания фенольных веществ и антиоксидантной активности; а печенье с добавлением инулина имело значительное снижение общей энергетической ценности.

Пищевые волокна отрубей, добавленные в тесто, помогают улучшить качество теста, улучшить вкус пищи, а также повысить питательную ценность продукта, регулярное потребление которого приносит определенную пользу здоровью человека.

В-третьих, применение пищевых волокон в мясных продуктах

Мясные продукты являются основным пищевым источником белка и жира для человека, однако чрезмерное потребление мясных продуктов может нанести вред здоровью человека, поэтому важно снизить содержание жира в мясных продуктах. Пищевые волокна как класс функциональных питательных веществ все чаще используются в мясопереработке для оптимизации состава, усиления питательности, улучшения выхода продукта и увеличения срока хранения. Диетические волокна в большей степени применяются в ветчинной колбасе, сосисках, мясных нитях, салями, фрикадельках и других продуктах, которые являются основными представителями мясных продуктов, содержащих диетические волокна.

Овсяное волокно или овсяные отруби хорошо удерживают воду и обладают высокой гранулометрией, поэтому являются более подходящим заменителем жира. Добавление пищевых волокон, полученных из таких продуктов, как соя, овес и сладкий картофель, в мясной фарш, такой как ветчинная колбаса и мясные нити, в качестве заменителя жира позволяет снизить содержание жира в готовом продукте и увеличить содержание пищевых волокон и белков, что оказывает хорошее оздоровительное действие.

Добавление растительного масла и волокон рисовых отрубей в свиной фарш снижает содержание жира с 30% до 20%. Добавление растительного масла (например, виноградного) в смеси с волокнами рисовых отрубей не только снижает содержание животного жира, но и улучшает физико-химические свойства мясного продукта. Такой же эффект можно получить при добавлении волокон рисовых отрубей в фарш для колбас и фрикаделек.

Овсяный β-глюкан был добавлен в говядину для приготовления котлет с низким содержанием жира, и исследования показали, что овсяный β-глюкан является заменителем жира для продуктов из говядины с низким содержанием жира. В настоящее время β-глюкан успешно применяется в различных мясных продуктах, таких как сосиски и фрикадельки, что позволяет эффективно снизить содержание жира.

Кроме того, сообщается, что кожура фундука, бобовые и пшеничные волокна могут использоваться в качестве заменителей жира в говяжьих котлетах для приготовления низкокалорийных бургеров. Водорастворимые пищевые волокна (например, морковное волокно), извлеченные из отработанной жидкости оливкового масла, можно добавлять в тефтели с низким содержанием жира в качестве заменителя жира для фрикаделек.

В-четвертых, применение пищевых волокон в напитках

В последние годы пищевые волокна в качестве ингредиента для напитков в Китае также стремительно развиваются. Пищевые волокна могут быть добавлены в твердые напитки (зерновые и т.д.), спортивные напитки, напитки с растительным белком и фруктовые соки и другие напитки с высоким содержанием клетчатки, напитки с высоким содержанием пищевых волокон, без запаха, со смазанным вкусом, более популярны.

Извлеченные и затем обработанные пищевые волокна из рисовых отрубей для морковного напитка, результаты показывают, что соответствующее количество пищевых волокон, добавленных в напиток, может улучшить качество напитка, но следует отметить, что добавление пищевых волокон из рисовых отрубей не должно быть более 8%, иначе комплексные показатели качества будут значительно снижены.

Водорастворимые пищевые волокна из соевых бобов в кисломолочных напитках при применении эффекта исследования, результаты показывают, что водорастворимые пищевые волокна из соевых бобов могут заменить пектин в качестве стабилизаторов кисломолочных напитков, кисломолочные напитки имеют хороший стабилизирующий эффект, а добавление водорастворимых пищевых волокон в ароматизированные молочные напитки, в значительной степени, увеличило питательные и оздоровительные функции молочных напитков.

V. Применение пищевых волокон в молочных продуктах

Пищевые волокна можно использовать в качестве питательного источника активных бактерий, если добавить пищевые волокна в молочные продукты, можно увеличить срок годности готового продукта, а вкус сделать более заметным.

Водорастворимые пищевые волокна лучше добавлять в детские смеси и сухое молоко для людей среднего и пожилого возраста. Младенцы и люди среднего и пожилого возраста имеют ограниченную способность переваривать и усваивать пищу, и им необходимо накапливать много кальция. Водорастворимые пищевые волокна могут не только оказывать слабительное действие, снижать уровень жира и сахара в крови, но и способствовать усвоению минеральных элементов.

В последние годы йогуртовые продукты с высоким содержанием клетчатки пользуются большой популярностью. Добавление пищевых волокон финиковой пальмы в йогурт показало, что йогурт с добавлением пищевых волокон 3% имеет практически такую же приемлемость, как и обычный йогурт, и более полезен для здоровья. Некоторые исследования показали, что добавление растворимых пищевых волокон ямса в перемешиваемый йогурт значительно снижает эффект обезвоживания, и йогурт становится вкуснее.