Белки злаковых. Их биолого-физиологическое значение. Нарушение пищеварения, вызываемое глютенином, авенином, гордеином

Тканевая трансглютаминаза представляет собой фермент, который широко распространен во многих органах. Всего существует восемь разновидностей этой молекулы, каждая из которых экспрессируется в определенной ткани. Интестинальная форма трансглутаминазы (TG2), которая экспрессируется в кишечнике является основной мишенью антител при целиакии. Основной функцией транглутаминазы является образование поперечных сшивок белков соединительной ткани, что делает их механически прочными и устойчивыми к протеолизу.[12]

Повышенная активность тканевой трансглутаминазы в стенке кишечника приводит к дезаминированию молекул б-глиадина, в результате чего образуются устойчивые к протеолизу дезаминдированные фрагменты белка - дезамидированные пептиды глиадина (ДПГ). В результате сенсибилизации тканевая трансаминаза и фрагменты глиадина становятся иммунногенными и вызывают антительный и клеточный иммунный ответ, тем самым повреждает клетки тонкого кишечника.

Ячмень и рожь содержат глиадино-подобные белки, которые могут вызывать целиакию у людей с наследственной предрасположенностью. Овес также содержит подобные белки, однако в отличие от ячменя и ржи, он вызывает более слабую реакцию и только у небольшого количества людей, предрасположенных к развитию целиакии. Употребление в пищу риса и кукурузы не приводит к развитию целиакии, поскольку в ней не содержатся глиадино-подобные белки [12].

3.2 Необходимость создания специализированных продуктов для диетического лечебного питания при нарушениях пищеварения, вызываемое глютенином, авенином, гордеином

Пищевая продукция диетического лечебного питания - специализированная пищевая продукция с заданной пищевой и энергетической ценностью, физическими и органолептическими свойствами, и предназначенная для использования в составе лечебных диет.

В настоящее время одной из проблем в области продуктов питания является разработка технологии изделий специализированного назначения, направленных на профилактику и лечение врожденных заболеваний. К таким видам продуктов относятся безглютеновые мучные изделия, предназначенные для людей, больных целиакией [16].

Специализированные продукты диетичекого лечебного питания представляют собой специально разработанные продукты для питания больных людей с целью замены обычных продуктов, запрещенных к употреблению по медицинским показаниям. К ним прежде всего относятся лечебные продукты, используемые при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, при нарушении акта жевания и глотания, в послеоперационном периоде, они должны обеспечивать максимальное механически и химически щадящее питание, поэтому имеют высокую степень измельчения, содержат очень мало клетчатки, экстрактивных веществ, специй и соли; лечебные продукты, предназначенные для применения при заболеваниях, связанных с нарушениями обмена веществ. Поэтому в данных продуктах ограничивается содержание некоторых пищевых веществ (соли, белка, насыщенных жирных кислот, сахара и др.). Кроме этого, в них увеличено содержание витаминов, незаменимых жирных кислот, лецитина, минеральных веществ и микроэлементов, которые способствуют нормализации нарушенного обмена.

Особо следует выделить специализированные продукты лечебного питания, предназначенные для питания больных с наследственными нарушениями обмена веществ. В таких продуктах резко ограничиваются или полностью исключаются непереносимые организмом вещества.

Производство же лечебных и диетических продуктов для этой категории населения в нашей стране развито слабо. В настоящее время основные продукты для безглютенового питания импортируются из стран ЕЭС и ориентированы, в основном, на западного потребителя. При этом они имеют высокую стоимость, но обладают низкой пищевой ценностью, поскольку состоят преимущественно из крахмалопродуктов [16].

Безглютеновые продукты становятся всё более популярными. Главная причина тому - увеличение числа людей, страдающих от аллергии, при которой потребление любого продукта с содержанием глютена представляет

потенциальную опасность.

Задача разработки безглютеновых мучных изделий сводится к созданию теста с реологическими параметрами, характерными для аналогичного теста из пшеничной муки, которое после выпечки позволяло бы получить изделия с традиционными потребительскими свойствами.

По терминологии Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 027/2012 «О безопасности отдельных видов специализированной пищевой продукции, в том числе диетического лечебного и диетического профилактического питания» отдельные виды специализированной пищевой продукции без глютена должны состоять или быть изготовлены из одного или более компонентов, которые не содержат пшеницы, ржи, ячменя, овса или их кроссбредных вариантов (полученные путем их скрещивания) и (или) должны состоять или быть изготовлены специальным (для снижения уровня глютена) образом из одного или более компонентов, которые получены из пшеницы, ржи, ячменя, овса или их кроссбредных вариантов, и в которых уровень глютена в готовой к употреблению продукции составляет не более 20 мг/кг.

А также, отдельные виды специализированной пищевой продукции с низким содержанием глютена должны состоять или быть изготовлены специальным (для снижения уровня глютена) образом из одного или более компонентов, которые получены из пшеницы, ржи, ячменя, овса или их кроссбредных вариантов, и в которых уровень глютена в готовом к употреблению продукции составляет более 20 мг/кг, но не более 100 мг/кг.

Кукуруза, картофель, рис, соевые бобы, гречка, пшено считаются свободными от глютена. В этой связи актуальной задачей пищевой промышленности является разработка новых технологий многокомпонентных безглютеновых продуктов с длительным сроком годности. При этом важнейшим условием при создании рецептурных композиций должна быть их высокая пищевая и биологическая ценность, с одновременно низкой себестоимостью. К таким продуктам в полной мере можно отнести сухие растительные каши. Сухие растительные каши, представляют собой продукты, состоящие из смеси различных круп (хлопья), фруктово-овощных добавок, сушеных плодов, ягод, сахара или сахарозаменителей, молочного белка, пребиотиков, или механическую смесь рецептурных ингредиентов, предназначенных для употребления в пищу в качестве крупяных блюд. В питании населения они занимают одно из приоритетных мест и пользуются большим спросом. Основной компонент разработанных безглютеновых каш - хлопья: пшенные, рисовые в различных сочетаниях. Зерновые и злаковые культуры, а также продукты их переработки - хлопья, богаты белками, минеральными веществами, витаминами, углеводами, в т.ч. полисахаридами, но качественный и количественный состав их не одинаков [14].

Основные ингредиенты рецептуры смешивали порошком моркови, тыквы сушеной, яблоками, абрикосами, ягодами черники, вишни, клубники, льняной мукой и т.д. Комбинации таких добавок могут быть чрезвычайно разнообразны.

В этом смысле каши заметно отличаются от других пищевых концентратов высоким содержанием комплекса полезных веществ: белков, жиров, углеводов, минеральных веществ, витаминов. Кроме этого значительную долю сырья для каш составляют зерновые и злаковые культуры, с ними в организм человека попадают пищевые волокна. Это дает возможность рекомендовать каши людям для профилактики заболеваний желудочно-кишечного тракта, холестеринового обмена, другими нарушениями обмена веществ [14].

Одна из приоритетных проблем хлебопекарной промышленности в современных условиях - увеличение объемов производства хлеба с использованием ржаной муки. Для ее решения актуальными являются исследования по развитию ассортимента ржаного хлеба повышенной пищевой и пониженной энергетической ценности, что соответствует современным требованиям рационального питания.

Хлебобулочные изделия с использованием ржаной муки относятся к изделиям функционального назначения. Усилить функциональные свойства хлебобулочных изделий с ржаной мукой можно, развивая их ассортимент путем введения в рецептуры новых видов сырья.

Известно, что ячмень и овес являются источником глюкана, который считают ответственным за снижение холестерина. Поэтому зерно ячменя и овса, а также продукты его переработки рекомендуются для потребления при различных холестеринпонижающих диетах.

При разработке нового ассортимента хлеба с использованием ржаной муки применяли основные злаковые и крупяные культуры, в том числе ячмень и овёс, продукты их переработки в нативном виде (мука, хлопья, крупка, отруби и т.д.) и обработанные различными электрофизическими методами (экструзия, инфракрасное излучение).

При отработке параметров приготовления теста использовали технологии, основанные на применении заквасок (густых, жидких с заваркой и без нее, концентрированных бездрожжевых), а также подкисляющей добавки и улучшителя ржаного хлеба с.

Перспективными видами сырья для производства безглютеновой продукции являются такие виды муки, как амарантовая и нутовая.

Амарант превосходит традиционные зерновые культуры по содержанию питательных веществ, особенно по белку и жиру: по общему содержанию белка в зерне он уступает только бобовым культурам. Белок амаранта содержит оптимальное соотношение незаменимых аминокислот, а по содержанию лизина в два-три раза превосходит зерновые [15].

Нут - ценный источник белка. В зависимости от сорта и условий выращивания семена нута содержат до 32 % белка, т.?е. в два-три раза больше, чем зерновые злаки. Усвояемость белков нута в полтора раза выше, чем у пшеницы, причем нут является богатым источником дефицитнейших аминокислот - лизина и триптофана.

Таким образом, целесообразность применения муки нута и амаранта в производстве мучных безглютеновых продуктов определяется не только их высокой пищевой и биологической ценностью, но и функциональными свойствами их белков [15].

Вафельные изделия пользуются спросом среди всех групп населения, в общем объеме выпуска мучных кондитерских изделий их доля составляет около 15 %. Вследствие этого разработка технологий производства вафельных изделий специального назначения, рекомендованных людям, страдающим целиакией, представляет немалый интерес.

Для обеспечения необходимых технологических свойств вафельное тесто должно обладать жидкой консистенцией и минимальной вязкостью, поэтому при замесе теста из пшеничной муки максимально ограничивают набухание ее белков.

Химический состав нутовой и амарантовой муки отличается от состава пшеничной - белки нутовой муки практически не содержат глютена, они представлены водорастворимыми альбуминовой и глобулиновой фракциями, которые после набухания и растворения переходят в раствор, не оказывая влияния на вязкость теста. В амарантовой муке содержится значительное количество гидрофильных водорастворимых пентозанов, увеличивающих вязкость и снижающих текучесть вафельного теста [15].

В Центре прикладных исследований компании «ЭФКО» разработана технология приготовления вафельного теста, обладающего необходимыми реологическими характеристиками. Данная технология позволяет использовать существующее производственное оборудование. Полученные в результате такой технологии вафельные листы отвечали требованиям физико-химических и структурно-механических показателей традиционных вафельных листов, отличаясь развитой пористостью и обладая достаточной прочностью и хрустящими свойствами.

По органолептическим характеристикам вафельные листы на основе амарантовой муки незначительно отличаются от листов, произведенных на основе пшеничной муки: они обладают приятным вкусом и ароматом, слегка напоминающим ореховый. Это объясняется специфическими органолептическими характеристиками амарантовой муки, не свойственными традиционным зерновым культурам. Такие вафельные листы особенно хорошо сочетаются с начинками, содержащими разнообразное ореховое сырье [15].

Для производства вафельных начинок в России традиционно использовались кондитерские и кулинарные жиры, полученные методом гидрогенизации с высоким содержанием трансизомеров (30…40 %).

Таким образом, разработанные рецептуры и технология производства безглютеновых вафель на основе амарантовой и нутовой муки с использованием кондитерских жиров, не содержащих трансизомеры ненасыщенных жирных кислот, являются перспективными и востребованными на рынке [15].

Для больных целиакией во многих странах разработаны и выпускаются безглютеновые заменители хлеба, макаронных изделий, печенья, мука для выпечки и т.п. Эти продукты часто обозначаются на упаковке символом «перечеркнутый колосок». При их производстве особое внимание уделяют чистоте сырья - должны быть исключены малейшие примеси токсичных для больных целиакией злаков. [13]

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Белки служат регуляторами генетической функции нуклеиновых кислот, в качестве ферментов участвуют во всех стадиях биосинтеза полипептидов, полинуклеотидов и других соединений, катализируют все метаболические процессы. Особые сократительные белки ответственны за клеточные и внутриклеточные движения. В комплексе с липидами белки входят в состав мембран, обеспечивая транспорт метаболитов в клетку и из нее. Белки служат для запасания и переноса кислорода. Они осуществляют иммунологическую функцию, защищая организм от чужеродных соединений. Они входят в состав кожи, волос, соединительных тканей, костей и т. д., выполняя динамическую опорную функцию, обеспечивая тем самым взаимосвязь органов, их механическую целостность и защиту. Перечень их многообразных функций можно продолжать бесконечно.

В настоящее время известно, что основным источником белков в животном организме служат продукты питания, а источники пищи практически все в той или иной мере содержат белки, при этом животные ткани наиболее предпочтительны как по количественному, так и качественному показателю благодаря наличию всех незаменимых аминокислот и хорошей переваримости в желудочно-кишечном тракте. Они наиболее близки по составу и свойствам к белкам организма человека, имея полный набор аминокислот в желаемом соотношении.

Белки определяют интеллектуальное и физическое развитие человека, обеспечивая гармоничность и жизнеспособность организма. Понимание роли химической и пространственной структур белков в функционировании организма дает ответ на многие вопросы, связанные со здоровьем и его поддержанием через питание. При этом весьма важны функции белков в процессе переработки пищевого сырья и кулинарной обработки, поскольку физико-химические свойства, обусловленные специфической структурой, лежат в основе получения различных технологических форм и создания потребительских качеств продуктов.

Успех в области химии растительных белков позволил по-новому взглянуть на растения как на источники этих веществ. Определенные экономические преимущества дает использование белковых систем растений при удовлетворении потребностей человека в белковом питании. Принципы комбинирования в разработке полноценных продуктов питания также опираются на структуру и свойства белков, обеспечивающих высокое качество пищевых продуктов.

В обеспечении здоровья через питание нацеливает на приемы в достижении главной цели пищевых производств - удовлетворении потребностей организма с учетом физиологических норм и социального статуса.

При целиакии в качестве полноценной замены глютенсодержащих продуктов можно использовать нетоксичные при целиакии злаковые: рис, гречиху, кукурузу, пшено. Безопасными являются также мука и крахмалы, приготовленные из картофеля, тапиоки, маниоки, батата, бобов, гороха, сои, различных орехов.

На мировом рынке имеется достаточно широкий выбор продуктов для больных целиакией (хлеб, макаронные изделия, печенье, основа для пиццы, смеси для выпечки и т.п.). Их легко узнать по наличию на упаковке перечеркнутого колоса и маркировке «gluten-free».

В настоящее время на российском рынке ассортимент безглютеновых мучных кондитерских изделий представлен в основном изделиями импортного производства, имеющими достаточно высокую цену, тем не менее спрос на данные продукты питания растет с каждым годом. Это говорит о необходимости обеспечения больных людей качественными и недорогими, по сравнению с зарубежными, безглютеновыми продуктами российского производства.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Елисеев, Ю.Ю., Луцевич И.Н., Жуков А.В., Клещина Ю.В., Данилов, А.Н. Лекция №10 Значение белков и жиров в питании человека. Биологическая роль белков [Электронный ресурс]: Публикуется с разрешения правообладателя: ЛА «Научная книга». - Режим доступа: URL: http://lib.rus.ec/b/165926/read

Нечаев, А.П. Пищевая химия: учебник / А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг, Кочеткова А.А. [и др.]. Под ред. А.П. Нечаева - 4-е изд., перераб. и доп. - СПб.: ГИОРД, 2007. - 640с.

Казаков, Е.Д. Биохимия зерна и продуктов его переработки: учебник / Е.Д. Казаков, В.Л. Кретович - М.: Агропромиздат, 1989.

Б. Годон. Растительный белок/Пер. с фр. В.Г. Долгополова; Под ред. Т. П. Микулович. -М.: Агропромиздат, 1991. -684с.

Рогов, И.А. Химия пищи: Учебник для вузов / И.А. Рогов, Л.В. Антипова, Н.И. Дунченко - М.: КолосС, 2007. - 853 с.

Дарбре, А. Практическая химия белка. Москва: «Мир», 1989г, 623с.

Губергриц, А.Я., Линевский Ю.В. Лечебное питание: справочное пособие, 3-е издание. К.: Выща шк. Головное издательство, 1989. -398с.

Плешкова, Б.П. Белки семян зерновых и масличных культур. Москва: «Колос», 1977. -309с.

Поздняковский, В.М. Гигиенические основы питания, качество и безопасность пищевых продуктов, 5-е издание. Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2007. -450с.

Мудрецова-Висс, К.А. Микробиология, 5-е издание. М.: «Экономика», 1985. -256с.

Маталыгина, О.А. Романовская, И. Э. Методические рекомендации по организации питания детей в возрасте от 1,5 до 17 лет, больных целиакией. 2011.

Лапин, С.В., Тотолян, А.А. Иммунологическая лабораторная диагностика аутоиммунных заболеваний. Издательство «Человек», СПб - 2010.

Ершова, Т.А. Разработка рецептур безглютеновых пищеконцентратов. [Электронный ресурс]: Школа Биомедицины, Дальневосточный федеральный университет, Владивосток, Российская Федерация. - Режим доступа: URL: http://www.scienceforum.ru/2013/pdf/4183.pdf

Кузнецова, Л.И. Научные основы технологий хлеба с использованием ржаной муки на заквасках с улучшенными биотехнологическими свойствами [Электронный ресурс]. Режим доступа: URL: http://dibase.ru/article/25012010_kuznetsovali/

Островерхова, Т. Особенности производства безглютеновых изделий [Электронный ресурс]: ООО «ЭФКО Пищевые Ингредиенты». Режим доступа: URL: http://www.candytech.ru/articles.php?n=24&c=7&a=365&l=21

Барсукова, Н.В. Разработка технологии пряничных изделий на основе безглютенового мучного сырья: Дис. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук: 05.18.16 - СПб., 2005. - 156 с.

Размещено на Allbest.ru