Введение

Часть растительной пищи, которая не может быть полностью переварена. Пищевые волокна (или клетчатка в английском языке стран Содружества) – это часть растительной пищи, которая не может быть полностью расщеплена пищеварительными ферментами человека. Пищевые волокна разнообразны по химическому составу и могут быть сгруппированы по растворимости, вязкости и ферментируемости, которые влияют на то, как они перерабатываются в организме. Диета с высоким содержанием пищевых волокон обычно связана с поддержанием здоровья и снижением риска развития ряда заболеваний. Пищевые волокна состоят из некрахмальных полисахаридов и других растительных компонентов, таких как целлюлоза, устойчивый крахмал, устойчивые декстрины, инулин, лигнины, хитины, пектины, бета-глюканы и олигосахариды. Преимущества употребления пищевых волокон зависят от типа волокон и от того, какое воздействие они оказывают на желудочно-кишечную систему. Объемные волокна – такие как целлюлоза и гемицеллюлоза (включая псиллиум) – поглощают и удерживают воду, способствуя регулярности стула. Вязкие волокна – такие как бета-глюкан и псиллиум – уплотняют фекальную массу. Растворимые волокна (ферментируемые волокна или пребиотические волокна) – которые растворяются в воде – обычно ферментируются в толстой кишке с образованием газов и физиологически активных продуктов, таких как короткоцепочечные жирные кислоты, вырабатываемые кишечными бактериями. Примеры включают бета-глюканы (в овсе, ячмене и грибах) и гуаровую камедь. Псиллиум – растворное, вязкое, неферментируемое волокно – является объемным волокном, которое удерживает воду по мере продвижения по пищеварительному тракту, облегчая дефекацию. Растворимые волокна обычно вязкие и замедляют опорожнение желудка, что у людей может привести к длительному чувству сытости. Инулин (в корне цикория), пшеничный декстрин, олигосахариды и устойчивые крахмалы (в бобовых и бананах) – это растворимые невязкие волокна. Нерастворимые волокна – которые не растворяются в воде – инертны к пищеварительным ферментам в верхних отделах желудочно-кишечного тракта. Примеры включают пшеничные отруби, целлюлозу и лигнин. Грубо измельченные нерастворимые волокна стимулируют секрецию слизи в толстом кишечнике, обеспечивая объем. Мелко измельченные нерастворимые волокна не оказывают такого эффекта и могут вызывать запор.

Определение

Диетические волокна определяются как растительные компоненты, которые не расщепляются ферментами пищеварения человека. Наиболее общепринятое определение диетических волокон – "все полисахариды и лигнин, которые не перевариваются эндогенными секретами пищеварительного тракта человека".

Типы и источники

Питательное вещество Пищевая добавка Источник/Комментарии Нерастворимые в воде пищевые волокна β-глюканы (некоторые из которых растворимы в воде) Целлюлоза E 460 зерновые, фрукты, овощи (в целом во всех растениях) Хитин — в грибах, экзоскелетах насекомых и ракообразных Гемицеллюлоза — зерновые, отруби, древесина, бобовые Гексозы — пшеница, ячмень Пентозы — рожь, овес Лигнин — косточки фруктов, овощи (волокна бобов), зерновые Ксантановая камедь E 415 Производство бактериями Xanthomonas из сахарных субстратов Устойчивый крахмал Может быть крахмалом, защищенным семенами или оболочкой (тип RS1), гранулированным крахмалом (тип RS2) или ретроградированным крахмалом (тип RS3) Фруктаны — заменяют или дополняют в некоторых таксонах растений крахмал в качестве запасного углевода Инулин — в различных растениях, например, топинамбур, цикорий и др. Полиурониды Пектин E 440 в кожуре плодов (в основном яблоки, айва), овощи Алгиновые кислоты (алгинаты) E 400–E 407 в водорослях Алгинат натрия E 401 Алгинат калия E 402 Алгинат аммония E 403 Алгинат кальция E 404 Алгинат пропиленгликоля (PGA) E 405 Агар E 406 Каррагинан E 407 красные водоросли Раффиноза — бобовые Полидекстроза E 1200 синтетический полимер, ок. 1 ккал/г

Содержание в пище

Пищевые волокна содержатся во фруктах, овощах и цельнозерновых продуктах. Количество клетчатки в обычных продуктах питания приведено в следующей таблице:

Группа продуктов питания Размер порции Масса клетчатки на порцию
Фрукты 120 мл (0,5 стакана) 1,1 г
Темно-зеленые овощи 120 мл (0,5 стакана) 6,4 г
Оранжевые овощи 120 мл (0,5 стакана) 2,1 г
Приготовленные сухие бобовые 120 мл (0,5 стакана) 8,0 г
Крахмалистые овощи 120 мл (0,5 стакана) 1,7 г
Другие овощи 120 мл (0,5 стакана) 1,1 г
Цельнозерновые продукты 28 г (1 унция) 2,4 г
Мясо 28 г (1 унция) 0,1 г

Пищевые волокна содержатся в растениях, которые обычно употребляют целиком, в сыром или приготовленном виде, хотя клетчатку также могут добавлять в диетические добавки и продукты, обогащенные клетчаткой. Продукты из зерновых отрубей содержат наибольшее количество клетчатки, например, кукурузные отруби (79 г на 100 г) и пшеничные отруби (43 г на 100 г), которые используются в качестве ингредиентов при производстве продуктов питания.

Растительные источники

Некоторые растения содержат значительное количество растворимой и нерастворимой клетчатки. Например, сливы и чернослив имеют толстую кожуру, покрывающую сочную мякоть. Кожура является источником нерастворимой клетчатки, а растворимая клетчатка содержится в мякоти. Виноград также содержит достаточное количество клетчатки.

Дополнения

Вот несколько примеров форм клетчатки, которые продавались как добавки или пищевые ингредиенты. Они могут предлагаться потребителям в целях улучшения питания, лечения различных расстройств желудочно-кишечного тракта, а также для достижения таких потенциальных преимуществ для здоровья, как снижение уровня холестерина, уменьшение риска рака толстой кишки и снижение веса.

Растворимые волокна

Добавки растворимой клетчатки могут быть полезны для облегчения симптомов синдрома раздраженного кишечника, таких как диарея или запор и дискомфорт в животе. Пребиотические продукты, содержащие растворимую клетчатку, например, инулин или олигосахариды, могут способствовать облегчению симптомов воспалительных заболеваний кишечника, таких как болезнь Крона, язвенный колит и инфекция Clostridium difficile, отчасти благодаря короткоцепочечным жирным кислотам, которые они производят и оказывают противовоспалительное действие на кишечник. Добавки клетчатки могут быть эффективны в составе комплексного плана питания для контроля синдрома раздраженного кишечника путем корректировки рациона.

Нерастворимые волокна

Одно нерастворимое волокно, резистентный крахмал из кукурузы с высоким содержанием амилозы, используется в качестве пищевой добавки и может способствовать улучшению чувствительности к инсулину и гликемическому контролю, а также нормализации стула и, возможно, облегчению диареи. Первые результаты исследований указывают на то, что резистентный кукурузный крахмал может снизить симптомы язвенного колита.

Инулины

Химически определяемые как олигосахариды и встречающиеся в природе в большинстве растений, инулины обладают питательной ценностью как углеводы, а точнее как фруктаны – полимер натурального растительного сахара, фруктозы. Обычно производители извлекают инулин из обогащенных растительных источников, таких как корни цикория или топинамбур, для использования в готовых пищевых продуктах. Обладая едва заметной сладостью, инулин можно использовать в качестве замены сахара, жира и муки. Он часто применяется для улучшения сыпучести и качества смешивания порошковых пищевых добавок и представляет собой потенциально полезное пребиотическое ферментируемое волокно. В качестве пребиотического ферментируемого волокна инулин метаболизируется кишечной микрофлорой с образованием короткоцепочечных жирных кислот (см. ниже), которые способствуют усвоению кальция, магния и железа. Основной недостаток инулина заключается в его ферментации в кишечном тракте, что может вызывать вздутие живота и дискомфорт в пищеварении при дозировках, превышающих 15 граммов в день для большинства людей. Людям с заболеваниями пищеварительной системы полезно исключать из рациона фруктозу и инулин. Хотя клинические исследования показали изменения в составе микробиоты при более низком потреблении инулина, для достижения эффекта на вес тела могут потребоваться более высокие дозы.

Растительные десны

Добавки с растительной клетчаткой (гумми) относительно недавно появились на рынке. Часто продаваемые в виде порошка, растительные волокна легко растворяются и не оставляют послевкусия. В предварительных клинических исследованиях они показали эффективность в лечении синдрома раздраженного кишечника. Примеры растительной клетчатки (гумми) – гуаровая камедь и камедь акации.

Активность в кишечнике

Многие молекулы, которые считаются "пищевыми волокнами", таковыми являются из-за отсутствия у человека необходимых ферментов для расщепления гликозидной связи, в результате чего они достигают толстого кишечника. Многие продукты питания содержат различные типы пищевых волокон, все из которых по-разному способствуют поддержанию здоровья. Пищевые волокна оказывают три основных эффекта: увеличение объема, вязкость и ферментацию. Различные типы волокон оказывают различное воздействие, что указывает на то, что разнообразие пищевых волокон способствует общему здоровью. Некоторые волокна действуют преимущественно через один механизм. Например, целлюлоза и пшеничные отруби обеспечивают значительное увеличение объема, но подвергаются минимальной ферментации. В то же время, многие пищевые волокна могут способствовать здоровью посредством нескольких механизмов. Например, псиллиум обеспечивает как увеличение объема, так и вязкость. Волокна, увеличивающие объем, могут быть растворимыми (например, псиллиум) или нерастворимыми (например, целлюлоза и гемицеллюлоза). Они поглощают воду и могут значительно увеличивать массу и регулярность стула. Большинство волокон, увеличивающих объем, не ферментируются или подвергаются минимальной ферментации в кишечнике, что влияет на функцию пищеварения, метаболизм липидов и глюкозы, а также на иммунную систему, воспаление и другие процессы. Ферментация волокон приводит к образованию газов (в основном углекислого газа, водорода и метана) и короткоцепочечных жирных кислот. Изолированные или очищенные ферментируемые волокна ферментируются быстрее в передней части кишечника и могут вызывать нежелательные желудочно-кишечные симптомы (вздутие живота, несварение и метеоризм). Пищевые волокна могут изменять состав содержимого желудочно-кишечного тракта и влиять на усвоение других питательных веществ и химических веществ за счет увеличения объема и вязкости, однако механизм этого воздействия неизвестен. Один из видов нерастворимых пищевых волокон, резистентный крахмал, может повышать чувствительность к инсулину у здоровых людей, пациентов с диабетом 2 типа и у людей с инсулинорезистентностью, что потенциально может снизить риск развития диабета 2 типа.

Исследования

По состоянию на 2019 год, предварительные клинические исследования потенциального влияния регулярной диеты с высоким содержанием клетчатки на здоровье включали изучение риска развития нескольких видов рака, сердечно-сосудистых заболеваний и диабета 2 типа. Помимо снижения риска смерти от болезней сердца, достаточное потребление продуктов, содержащих клетчатку, особенно злаков, также было связано со снижением заболеваемости инфекционными и респираторными заболеваниями, а также, особенно среди мужчин, со снижением риска смерти от рака. Исследование 2010 года, охватившее 58 279 мужчин, не выявило связи между потреблением клетчатки и колоректальным раком. Обширная статья, посвященная изучению связи между пищевыми волокнами и воспалительными заболеваниями кишечника (ВЗК), показала, что пищевые волокна оказывают значительное положительное влияние на здоровье пациентов с ВЗК. Исследование 2022 года, проводившееся в течение 20 лет среди японских взрослых в возрасте 40–64 лет, продемонстрировало возможную обратную зависимость между потреблением растворимой клетчатки и риском развития деменции с возрастом.

Европейский союз

Согласно мнению группы экспертов по питанию, новым пищевым продуктам и пищевым аллергенам (NDA) Европейского управления по безопасности продуктов питания (EFSA), занимающейся установлением норм потребления питательных веществ для углеводов и пищевых волокон, "основываясь на имеющихся данных о работе кишечника, группа экспертов считает, что суточное потребление пищевых волокон в количестве 25 г достаточно для поддержания нормальной функции кишечника у взрослых".

Соединенные Штаты

В настоящее время Национальная академия медицины (NAM) США (ранее Институт медицины) Национальной академии наук рекомендует, чтобы для обеспечения адекватного потребления взрослые мужчины в возрасте 19–50 лет потребляли 38 граммов пищевых волокон в день, мужчины старше 51 года – 30 граммов, женщины в возрасте 19–50 лет – 25 граммов в день, а женщины старше 51 года – 21 грамм. Эти рекомендации основаны на трех исследованиях, показавших, что люди, потребляющие наибольшее количество волокон, потребляли в среднем 14 граммов волокон на 1000 калорий и имели наименьший риск ишемической болезни сердца, особенно те, кто употреблял больше волокон, содержащихся в злаках. В 1995 году исследовательская группа рекомендовала детям потреблять количество волокон, равное возрасту в годах плюс 5 г/день (например, четырехлетнему ребенку следует потреблять 9 г/день). NAM в настоящее время рекомендует 19 г/день для детей в возрасте 1–3 лет и 25 г/день для детей в возрасте 4–8 лет. Признавая растущие научные данные о физиологических преимуществах увеличения потребления волокон, регулирующие органы, такие как Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) США, одобрили продукты питания с заявлениями о пользе волокон для здоровья. FDA классифицирует ингредиенты, которые квалифицируются как "волокна", и требует, чтобы на маркировке продукта указывалось, что добавление волокнистого ингредиента обеспечивает физиологическую пользу. С 2008 года FDA одобрило заявления о пользе для здоровья для квалифицированных продуктов, содержащих волокна, позволяющие указывать на маркировке, что регулярное потребление может снизить уровень холестерина в крови, что, в свою очередь, может снизить риск ишемической болезни сердца, а также снизить риск некоторых видов рака. Источники вязких волокон, получившие одобрение FDA, включают: Недостаточное потребление волокон с пищей может привести к запорам.