Исследование продуктов на содержание крахмала 3 класс

Учебно-исследовательская работа по химии в 3 классе на тему "Содержание крахмала в любимых продуктах питания младших школьников"

Введение

Актуальность: Жизнь современных детей очень насыщена. Это учёба в школе, внеурочная работа, кроме этого сейчас все ребята неусидчивы и очень подвижны. В течение дня они тратят огромное количество сил и энергии. Поэтому нас заинтересовал вопрос, где можно получить ту самую энергию. К сожалению, не все школьники это знают. А ответ прост – энергия в крахмале. Мы решили выяснить, а есть ли крахмал в продуктах, которые дети особенно любят.

Цель: исследовать любимые продукты питания младших школьников на наличие крахмала.

Гипотеза: любимые продукты питания младших школьников содержат крахмал.

Объект исследования: продукты питания.

Предмет исследования: содержание крахмала в любимых продуктах питания младших школьников.

Задачи:

1. Изучить по литературным источникам крахмал и его свойства.

2. Провести анкетирование среди учеников 3 класса, чтобы определить, что знают младшие школьники о крахмале, и какие продукты они любят особенно.

3. Освоить методику и провести эксперимент.

4. Сделать вывод о том, как крахмал влияет на организм человека.

5. Изготовить памятку с рекомендациями для школьников «Польза крахмала. Необходимые продукты питания».

Методы: анкетирование, наблюдение, эксперимент, анализ.

Практическая значимость учебно-исследовательской работы заключается в том, что мы на основании изучения темы: Содержание крахмала в любимых продуктах питания младших школьников; изготовили памятку с рекомендациями «Польза крахмала. Необходимые продукты питания».

Ими могут воспользоваться все школьники, она содержит информацию, которую нужно знать, чтобы из множества продуктов выбрать только самые полезные.

Глава 1. Теоретическая часть

1. 1. Что такое крахмал

«Толковый словарь русского языка» Д.Н. Ушакова помог уточнить биологический процесс появления крахмала в растениях: «Крахмал – углевод особого состава, образующийся в виде мельчайших зёрнышек в зелёных частях растений из углекислоты воздуха под действием света. Продукт из таких зёрнышек различных растений употребляется в пищевой, химической и текстильной промышленности, в стирке белья». [3]

Когда мы обратились к свободной энциклопедии «Википедия», то выяснили, что крахмал – это безвкусный порошок белого цвета, нерастворимый в холодной воде. Под микроскопом видно, что это зернистый порошок. При сжатии порошка крахмала он издаёт характерный скрип, вызванный трением частиц.[5]

В горячей воде набухает (растворяется), образуя клейстер.

Взаимодействуя с йодом, крахмал окрашивается в синий цвет. Эту реакцию открыли в 1814 году Жан-Жак Колен и Анри-Франсуа Готье де Клобри.

Крахмал является наиболее распространённым углеводом в рационе человека и содержится во многих основных продуктах питания. Так, в наиболее часто используемых для производства крахмала растениях, клубнях картофеля содержится до 24 % крахмала, в зёрнах пшеницы — до 64 %, риса — 75 %, кукурузы — 70 %.

Большинство других крахмалистых продуктов произрастают только в местах с определённым климатом, например: рожь, ячмень, гречиха, овёс, пшено, жёлуди, бананы, каштаны, сорго, батат, плоды хлебного дерева, ямс, таро, чилим, маранта, арракача, канна, колоказия, кандык японский, пуэрария дольчатая, маланга, кислица клубненосная, такка перистонадрезанная, саго, и многие виды бобовых — таких, как чечевица, бобы садовые, маш, горох лущильный, нут.

Крахмал как пищевая добавка используется для загущения многих пищевых продуктов, приготовления киселей, заправок и соусов. Широко известными блюдами, содержащими крахмал, можно назвать: хлеб, блины, лапшу, макароны, каши, кисели и различные лепёшки, в том числе тортильи.[1]

1. 2. Как крахмал влияет на организм человека

Крахмал – ненасыщенный углевод, является источником питания, энергии и обеспечивает полноценное функционирование организма. При воздействии ферментов преобразуется в глюкозу.

В сыром виде плохо переваривается, разложение происходит только в толстом кишечнике.

Физиологическая роль этого продукта для организма заключается в снижении уровня холестерина, сахара, увеличению концентрации глюкозы в крови, что особо важно для больных диабетом.

Поддерживает иммунитет желудочно-кишечного тракта, способствует образованию органических кислот и стимулирует кишечник. Гасит воспалительные процессы.

Для повышения усвоения, этот продукт требует термического или химического воздействия.

Модифицированный крахмал – продукт, который прошёл окисление и готов к применению в любом виде. Повышает инулин, что негативно сказывается на зрении, гормональном фоне, состоянии сосудов.

При злоупотреблении картофельным крахмалом, нерастраченная энергетическая ценность, приводит к накоплению неизрасходованной энергии, которая преобразуется в жир и откладывается в клетках, что приводит к избыточному весу.

Аналогичными свойствами обладают и другие виды крахмала: пшеничный, рисовый, кукурузный, тапиоковый.[4]

По медицинским показаниям, суточная потребность организма в крахмале составляет 330-450 грамм.[6]

Вывод

Не существует однозначно полезных продуктов. Даже если в продукте присутствует масса полезных свойств, то обязательно найдется хотя бы одно, которое негативно будет влиять на организм. Такая особенность относится и к крахмалу.

Глава 2. Практическая часть

2.1. Методика проведения эксперимента

Исследование мы проводили в школе и дома.

Исследование включило следующие этапы:

1. Анкетирование учеников 3 класса по теме «Продукты питания», что бы выяснить, что ребята знают о крахмале и его полезных свойствах, какие продукты питания для них самые любимые, часто употребляемые. (Приложение)

2. Определение содержания крахмала в продуктах питания (которые мы определили, проанализировав анкеты учеников) с помощью спиртового раствора йода 5 %. При наличии крахмала цвет йода должен измениться с желто-коричневого до темно-синего. (Проведение опытов 1-20)

2.2 Результаты эксперимента и выводы

2.2.1 Анкетирование учеников 3 класса по теме «Продукты питания»

Мы изучили литературу, узнали, что такое крахмал, в каких продуктах он содержится, какими полезными свойствами обладает, когда может навредить здоровью человека. И нам захотелось выяснить, а знают ли младшие школьники, что такое крахмал, какие продукты питания у них самые любимые, чтобы проверить на наличие крахмала.

В начале января 2017 года мы провели анкетирование среди учеников 3 класса в количестве 19 человек по теме «Продукты питания». Результаты таковы:

График 1

График 2

Таблица 1

Любимые продукты питания

Овощи

Кол-во человек

Фрукты

Кол-во человек

Молоч-ые продукты

Кол-во человек

Мясные продукты

Кол-во человек

Хлебобул-ые и крупяные изделия

Кол-во человек

1

морковь

15

банан

14

молоко

14

сосиски

16

хлеб

9

2

картофель

14

яблоко

13

йогурт

13

колбаса

15

булочки

7

3

огурец

11

груша

11

сметана

12

шашлык

6

макароны

2

4

помидор

11

мандарин

6

сыр

6

котлета

3

пряники

1

5

свёкла

9

апельсин

4

творог

5

курица

8

гречневая

9

6

капуста

3

виноград

3

кефир

2

свинина

3

рисовая

8

7

кукуруза

3

гранат

2

сливки

1

баранина

1

овсяная

7

8

перец

1

ананас

1

мороженое

1

пшено

3

9

редис

1

манная

1

10

кукурузная

1

Выводы

В результате анкетирования оказалось, что младшие школьники совершенно не знают, что такое крахмал, чем он полезен для человека. Так же нам удалось определить, какие продукты у детей самые любимые и часто употребляемые.

2.2.2 Определение содержания крахмала в продуктах питания

Определив любимые продукты младших школьников, мы выбрали для опытов на определение содержания крахмала в них самые популярные. Такими оказались:

овощи - морковь, картофель, огурец, помидор, свёкла;

фрукты - банан, яблоко, груша;

молочные продукты - молоко, йогурт, сметана, сыр;

мясные продукты: сосиски, колбаса, мясо-свинина;

хлебобулочные и крупяные изделия - хлеб, булочка, макароны, рисовая и гречневая крупы.

После проведения опытов мы получили следующие результаты:

Фото 1 Морковь

Фото 2 Картофель

Фото 3 Огурец

Фото 4 Помидор

Фото 5 Свёкла

Фото 6 Банан

Фото 7 Яблоко

Фото 8 Груша

Фото 9 Молоко «Российское» «Белый замок»

Фото 10 Йогурт «Нежный» «Кампина»

Фото 11 Сметана 10 % «Белый замок»

Фото 12 Сыр

Фото 13 Сосиски «СПК» «Молочные»

Фото 14 Колбаса «СПК» «Покровская»

Фото 15 Мясо-свинина

Фото 16 Хлеб

Фото 17 Булочка

Фото 18 Макароны

Фото 19 Рисовая крупа

Фото 20 Гречневая крупа

Таблица 2

Содержание крахмала в исследуемых продуктах

Овощи

Наличие крахмала

Фрукты

Наличие крахмала

Молочные продукты

Наличие крахмала

Мясные продукты

Наличие крахмала

Хлебобулочные и крупяные изделия

Наличие крахмала

1

морковь

+

банан

+

молоко

-

сосиски

+

хлеб

+

2

картофель

+

яблоко

+

йогурт

+

колбаса

+

булочки

+

3

огурец

+

груша

+

сметана

+

свинина

-

макароны

+

4

помидор

+

сыр

-

гречневая

+

5

свёкла

+

рисовая

+

Выводы

После проведения опытов стало понятно, что крахмал содержится во многих продуктах.

Большое содержание полезного углевода приходится на овощи и фрукты, хлебобулочные и крупяные изделия, однако в огурце, яблоке и груше крахмала оказалось очень мало, и мы едва разглядели.

Крахмал отсутствует в молочных и мясных изделиях, это: молоко, сыр, мясо. Однако, в йогурте, сметане, сосиске, колбасе крахмал есть. Но вспомнили, что при изучении литературы мы выяснили: крахмал как пищевая добавка используется для загущения многих пищевых продуктов. [2]

Таким образом, с осторожностью в употреблении нужно отнестись к хлебобулочным и крупяным изделиям, так как по результатам опытов в них очень большое содержание крахмала. Эти продукты приводят к накоплению энергии и образованию жировых клеток при частом использовании в рационе питания.[2]

Заключение

Благодаря проведенному исследованию мы пришли к выводам:

1. Выдвинутая гипотеза подтвердилась частично: любимые младшими школьниками продукты питания содержат крахмал, кроме мяса, сыра и молока.

2. Польза крахмала для организма состоит в том, что он является энергетической «подпиткой». Среди вредных свойств важно отметить, что постоянное присутствие в рационе крахмала приводит к накоплению энергии, образованию жировых клеток.

Практическая значимость

Мы разработали памятку с рекомендациями для школьников «Польза крахмала. Необходимые продукты питания»:

растущему организму.

овощи - морковь, картофель, огурец, помидор, свёкла;

фрукты - банан, яблоко, груша;

молочные продукты - йогурт, сметана;

мясные продукты: сосиски, колбаса;

хлебобулочные и крупяные изделия - хлеб, булочка, макароны, рисовая и гречневая крупы.

рацион питания нужно разнообразить, больше двигаться и заниматься спортом.

Список литературы

1. ВолодинаВ. А. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия. – М.; Аванта+, 2001. – 640 с.: ил.

2. Крицман В. А., Станцо В.В. Энциклопедический словарь юного химика. – М.: Педагогика, 1982. – 368 с.

3. Ушаков Д.Н. Толковый словарь русского языка. – М.: Альта-Принт, 2005. — 1216 с.

4. http://polzaverd.ru/krupy/krahmal-poleznye-svojstva.html

5. https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D1%80%D0%B0%D1%85%D0%BC%D0%B0%D0%BB

6. http://edaplus.info/food-components/starch.html

Приложение

Анкета «Продукты питания»

1. Перечисли свои любимые

- овощи:_______________________________________________________________________________

- фрукты:_______________________________________________________________________________

- молочные продукты:____________________________________________________________________

- мясные продукты:______________________________________________________________________

- хлебобулочные и крупяные изделия:_______________________________________________________________________________

2. Что такое крахмал?____________________________________________________________________

3. Чем полезен крахмал для человека?______________________________________________________

Памятка

«Польза крахмала. Необходимые продукты питания»

• Так как крахмал – это источник энергии, то продукты с его содержанием просто необходимы растущему организму.

• Продукты, в которых содержится крахмал (проверено опытами):

овощи - морковь, картофель, огурец, помидор, свёкла;

фрукты - банан, яблоко, груша;

молочные продукты - йогурт, сметана;

мясные продукты - сосиски, колбаса;

хлебобулочные и крупяные изделия - хлеб, булочка, макароны, рисовая и гречневая крупы.

• Чрезмерное употребление в пищу данных продуктов может привести к ожирению. Поэтому рацион питания нужно разнообразить, больше двигаться и заниматься спортом.

Приготовление, характеристики сложных эфиров крахмала и его влияние на физико-химические свойства теста

В качестве перерабатываемого природного материала крахмал является важным сырьем в пищевой и других областях. Натуральный крахмал путем этерификации может улучшить характеристики исходного крахмала и расширить область его применения. В этой статье рассматривается процесс получения ацетилированного адипата дистахмала, октенилсукцината крахмала, ацетата крахмала, гидроксипропилкрахмала и фосфата крахмала, а также исследования влияния сложных эфиров крахмала на тесто.В то же время он прогнозирует тенденции сложных эфиров крахмала и перспективы применения в будущих исследованиях.

1. Введение

Крахмал - это природный, возобновляемый, биоразлагаемый полимер, богатый ресурсами, которые широко содержатся в различных растениях. Многие из его уникальных физико-химических свойств широко применяются в пищевой и других отраслях промышленности [1, 2], но большая часть самого нативного крахмала не может использоваться напрямую [3]. После модификации свойства крахмала улучшаются и могут соответствовать требованиям многоуровневой обработки.

Этерификация - один из эффективных способов денатурации, и крахмал можно модифицировать физическими, химическими или ферментативными методами, которые эффективно применяются в пищевой, текстильной, бумажной, нефтехимической и фармацевтической промышленности в зависимости от его различных свойств. Применение сложного эфира крахмала в зарубежных странах было раньше, и налажено крупномасштабное промышленное производство. Некоторые сложные эфиры крахмала для пищевых продуктов в основном включают ацетат крахмала, ацетилированный адипат крахмала, натрий октенилсукцинат крахмала, фосфат монокрахмала, фосфат крахмала, фосфат фосфат крахмала, фосфат ацетилированного крахмала, фосфат гидроксипропилкрахмала и гидроксипропилкрахмал в США, 5 странах ЕС [4, 5] ].Хотя исследования в Китае проводятся относительно поздно, исследования и разработки сложных эфиров крахмала постепенно развивались в последние два десятилетия. В настоящее время сложные эфиры крахмала в качестве пищевых добавок в основном включают фосфатный дистрахмал, ацетатный крахмал, натрийфосфат крахмала, ацетилированный адипат дистахмала, фосфорилированный дистрахмалфосфат, ацетилированный фосфат дистрахмала и фосфат гидроксипропил дистрахмала в Китае [6]. Поскольку многие ученые уже исследовали процесс приготовления, технология синтеза в основном была сосредоточена на увеличении степени замещения (DS), которая определила направление применения этерифицированного крахмала [7, 8].Ниже приводится краткое изложение обычных сложных эфиров крахмала органических кислот и сложных эфиров крахмала неорганических кислот (Таблица 1).

2.Получение сложных эфиров крахмала и свойства

2.1. Ацетилированный адипат дистрахмала

Ацетилированный адипат дистрахмала (ADiSP) представляет собой сшитый композитный модифицированный крахмал, полученный этерификацией крахмала адипиновой кислотой и уксусным ангидридом. Продукт имеет характеристики сшитого и этерифицированного крахмала, а также термостойкость, высокое сопротивление сдвигу и кислотостойкость. Ацетилированный адипат дистахмала может быть использован в качестве загустителя, стабилизатора и связующего в пищевой промышленности [9].Ацетилированный фосфат дистрахмала - это модифицированный крахмал, который используется в некоторых продуктах для детского питания. Биодоступность ADiSP и нативного (немодифицированного) крахмала оценивалась у 20 здоровых младенцев и 21 малыша в возрасте 8–24 мес. С хронической неспецифической диареей [10].

Ацетилированные, поперечно-сшитые и прежелатинизированные крахмалы из маниоки получали в одношнековом экструдере с различным содержанием влаги (180, 220 и 260 г / кг), различными концентрациями смешанного ангидрида адипиновой уксусной кислоты (4, 11 и 18 г). / кг) и скорости шнека (100, 130 и 160 об / мин).Стадии ацетилирования, сшивания и предварительного желатинизации увеличивают вязкость на холоду, индекс водопоглощения и твердость геля, а также снижают когезионную способность геля, прозрачность пасты и ретроградацию полученных крахмалов. Продукты, изготовленные в менее жестких условиях эксплуатации (влажность 260 г / кг и скорость вращения шнека 100 об / мин) и при более высокой концентрации реагентов (18 г / кг), имели основную группу функциональных характеристик, предпочтительных для пудингов, десертов быстрого приготовления и пищевых продуктов, подвергшихся воздействию низкотемпературное хранение.При использовании влаги 260 г / кг, концентрации реагента 11 г / кг и скорости вращения шнека 160 об / мин крахмальные продукты давали высокую прозрачность и отсутствие синерезиса, и их можно было использовать в начинках для фруктовых пирогов, супов и консервов [11].

Ацетилированный адипат дистрахмала тапиоки был получен путем ацетилирования и реакции сшивания с использованием крахмала тапиоки в качестве сырья и смеси уксусного ангидрида и адипиновой кислоты в качестве ацеталирующего и сшивающего агента, соответственно, и влажным способом. Систематически изучалось влияние факторов модификации, таких как количество уксусного ангидрида и адипиновой кислоты, значение pH и время реакции на реакции этерификации.Оптимальные условия, необходимые для получения ацетилированного адипинат дистрахмала тапиоки, были 0,050% адипиновой кислоты, 3% уксусного ангидрида, pH 8,0 и 90 мин. Пиковая вязкость и вязкость при низких температурах ацетилированного тапиокового адипината дистахмала составляли 1141 BU и 1695 BU, соответственно, что было выше, чем у нативного крахмала тапиоки. Температура желатинизации ацетилированного адипата дистахрама тапиоки снизилась, но стабильность вязкости повысилась. Сопротивление сдвигу и стабильность при замораживании-оттаивании были значительно улучшены, но прозрачность снизилась [12, 13].

2.2. Крахмал-октенилсукцинат натрия

Крахмал-октенилсукцинат натрия - один из наиболее широко используемых сложных эфиров крахмала. Впервые он был успешно синтезирован Колдуэллом и Вюрцбургом в США и запатентован в 1953 г. [14]. Крахмал-октенилсукцинат натрия - одна из ранее использовавшихся пищевых добавок и своего рода безопасный и надежный загуститель эмульгатора. Когда октенилянтарный ангидрид реагирует с крахмалом, кольцо ангидрида раскрывается в щелочных условиях: один конец которого соединяется с гидроксидом натрия с образованием натриевой соли, а другой конец реагирует с крахмалом и удаляет одну молекулу воды.PH всей реакции непрерывно снижается по мере протекания реакции, поэтому он непрерывно нейтрализуется щелочным раствором, чтобы обеспечить pH всей реакционной системы, так что реакция протекает эффективно. Поскольку реакция этерификации и реакция гидролиза протекают одновременно, реакция этерификации преобладает в начале реакционной фазы, и реакция переходит в реакцию этерификации; когда время реакции достигает определенного времени, реакция гидролиза будет преобладающей из-за уменьшения концентрации субстрата, поэтому время реакции не настолько велико, насколько возможно, поэтому вы должны контролировать время реакции.Для получения октенилсукцината крахмала существуют в основном мокрый, сухой и физический методы экструзии [15].

Конкретная операция синтеза состоит в том, чтобы поместить определенную концентрацию суспензии в реакционный сосуд и использовать 2% раствор NaOH для регулирования pH раствора крахмала. Обработанный крахмал-октенилсукцинат натрия медленно добавляли к смешанному раствору по частям, поддерживая pH системы на уровне 8,0 ± 0,2 во время добавления. По окончании реакции pH реакционной смеси снова доводили до 6.5 с использованием 2% HCl. Полученный продукт промывали и центрифугировали, трижды сушили в сушильном шкафу при 45 ° C и сушили с получением крахмала октенилсукцината натрия [10]. Таким образом, Yoshimura et al. [16] использовали метод органической фазы для синтеза октенилсукцината крахмала с использованием 4-диметиламинопиридина (DMAP) в качестве катализатора этерификации и диметилсульфоксида в качестве растворителя.

Сухой метод смешивает крахмал со щелочью, распыляет воду до 25% содержания воды в крахмале, распыляет ангидрид, разбавленный органическим растворителем, вступает в реакцию после смешивания, или крахмал сначала суспендируется в растворе с массовой долей , а затем фильтруют до тех пор, пока крахмал не высохнет до требуемой влажности, и его распыляют на ангидрид, разбавленный органическим растворителем и нагретый в сухом смесителе.Этот метод позволяет процессу быть простым, высокоэффективным и недорогим, но неоднородным и легко приводит к местной бурной реакции [17].

В обычном влажном методе (метод водной фазы) степень замещения и эффективность этерификации зависят от типа крахмала и параметров реакции, а также от структуры поверхности гранул крахмала. Из-за низкой растворимости крахмала октенилсукцината натрия в воде реакция этерификации с крахмалом в основном происходит на поверхности частиц, и легко возникают такие проблемы, как неравномерное распределение ангидрида кислоты и низкая эффективность реакции.С другой стороны, использование гидроксида натрия, пиридина и ангидрида при высокой температуре часто приводит к образованию других побочных продуктов в процессе химической реакции [18]. В последние годы за счет совершенствования традиционной синтетической технологии была предпринята попытка достичь более высокой эффективности и степени замещения за более короткое время. Основные методы включали механическую активацию, микроволновые и ферментативные методы. Ферментативный метод позволяет реализовать реакцию в мягких условиях и является экологически чистым.Кроме того, благодаря высокой эффективности фермента скорость реакции может быть значительно повышена, а качество продукта также может быть улучшено. Этерификация, конъюгированная с липазой, может резко сократить время реакции с нескольких часов до 30 минут, что делает биоферментный метод технически осуществимым в крупномасштабном производстве крахмала октенилсукцината [19]. Xu et al. [20] исследовали высокоскоростной синтез OS-крахмала с помощью сдвига и охарактеризовали его модифицированные свойства. По сравнению с контрольным образцом DS крахмала увеличилась с 0.0182 до 0,0202, также улучшились термическая стабильность, прозрачность и стабильность при замораживании-оттаивании. Высокоскоростной сдвиг ослабляет кристаллические области гранул крахмала без изменения типа кристаллизации, в то время как эффект кавитации увеличивает площадь реакции за счет разрушения поверхности гранул, а также способствует уменьшению размера капель и равномерности распределения октенилсукцината натрия крахмала. , заставляя больше групп ОС индуцироваться во внутренние области крахмалов [21].

2.3. Ацетат крахмала

Ацетат крахмала получают путем введения ацетильной группы в атом водорода гидроксильной группы глюкозы. Ацетат крахмала можно разделить на высокую (1,5–3), среднюю (0,2–1,5) и низкую степень замещения (0,01–0,2). Слабозамещенный ацетилированный крахмал широко используется в пищевой промышленности в качестве загустителя или стабилизатора. Однако ацетилированный крахмал со средней и высокой степенью замещения имел высокую растворимость в ацетоне и хлороформе и в основном использовался для исследования и разработки термопластичных материалов и биоразлагаемых материалов [22].

Приготовление агента этерификации ацетата крахмала, в основном, включает уксусный ангидрид, винилацетат, винилхлорид, кетен и т. Д. В химическом синтезе в качестве этерифицирующих агентов обычно предпочтительны уксусный ангидрид и винилацетат. В текущем промышленном производстве в большинстве способов синтеза в качестве катализатора реакции крахмала и ангидрида в щелочной водной суспензии выбирается NaOH [23].

Суспензию крахмала готовили и встряхивали при 1500 об / мин в течение 1 ч при 25 ° C. PH суспензии крахмала доводили до 8.0 с 3% NaOH и медленно добавляли уксусный ангидрид. Во время добавления pH всегда поддерживали от 8,0 до 8,4. После завершения добавления уксусного ангидрида реакцию продолжали в течение 15 минут. PH доводили до 4,5 с помощью раствора HCl 0,5 моль / л, и суспензию после остановки реакции центрифугировали в течение 3 минут, последовательно промывали этанолом и, наконец, сушили в печи при 40 ° C, получая ацетат крахмала [24 ].

Тупа и др. [25] использовали новый гетерогенный подход, катализируемый органическими кислотами, для синтеза сложных эфиров крахмала, и в нем используется нетоксичный зеленый катализатор - винная кислота в отсутствие растворителя.Volkert et al. использовали различные методы синтеза для сравнения механических свойств ацетата крахмала, полученного путем добавления трех различных активаторов уксусной кислоты, гидроксида натрия и карбоната калия [26]. Колусси и др. сделал различные степени ацетилирования рисового крахмала с высоким, средним и низким содержанием амилозы. Результаты показали, что рисовый крахмал с низким содержанием амилозы легче ацетилируется, а DS выше, чем у амилозы с высоким и средним содержанием при тех же условиях и в разное время реакции [27].

Вспомогательные физические методы получения ацетата крахмала в основном включают синтез с помощью микроволн и механическую активацию. Микроволновая обработка подверглась всесторонним исследованиям за последнее десятилетие. Микроволновое нагревание может преодолеть ограничения, связанные с трудоемкостью и низким уровнем замещения при однократном ацетилировании. При условии сохранения целостности гранул крахмала это вызывает шероховатость поверхности и внутреннее разрушение частиц, способствуя степени ацетилирования [28]. Импульсное электрическое поле (PEF), которое считается новым методом, аналогично применялось к процессу ацетилирования.Hong et al. исследовали, что обработка PEF способна повысить скорость этерификации за короткий период времени при соответствующих условиях. Это было связано с разностью потенциалов и переменным направлением электрического поля. Система PEF будет увеличивать скорость миграции и направление реакционных ионов, а также эффективное столкновение между ионами, что ускоряет скорость реакции и увеличивает DS. Таким образом, умеренная концентрация крахмала (35%) и высокая напряженность электрического поля более способствовали образованию ацетата крахмала с высоким DS [29].

2.4. Гидроксипропилкрахмал

Реакция крахмала с этерифицирующим реагентом, оксидом пропилена, приводит к введению гидроксипропильной группы в полимерную цепь крахмала. Выравнивание полимеров, которое вызывает изменение структуры пищевого продукта, приводит к непрозрачной, гелеобразной и / или комковатой текстуре с «просачиванием» жидкости из геля. Это называется ретроградацией и нежелательно во многих пищевых приложениях [30]. Процесс этерификации в основном делается для подавления ретроградации [31].Реакционная природа оксида пропилена обусловлена ​​его сильно напряженным трехчленным эпоксидным кольцом. Углы связи в кольце составляют в среднем 60 ° C, что приводит к очень нестабильной (реактивной) молекуле.

В реакциях замещения путем этерификации молекула крахмала должна сначала активироваться, чтобы сделать связь O-H нуклеофильной и облегчить образование крахмала-O ^-. Щелочные реагенты в этом отношении превосходны в качестве катализаторов. Затем следует реакция крахмала-O ^- и оксида пропилена, которая приводит к бимолекулярному замещению с образованием гидроксипропилкрахмала [32].Эффективность гидроксипропилирования сильно зависит от используемых реагентов. Этерификация происходит в основном в аморфной области крахмальных гранул. Сообщается, что он влияет на конформацию молекул амилозы, и, как известно, на поверхности гранул появляются дырки [33]. Эффективность реакции определяется как процент реагента, прореагировавшего или замещенного на крахмал. Оставшийся реагент расходуется на образование побочных продуктов. Эффективность зависит от диффузии или проникновения щелочного катализатора и этерифицирующего агента в гранулы крахмала и от вероятности столкновений нуклеофила алкоголятов крахмала с молекулой пропиленоксида.Повышенная температура реакции способствует диффузии щелочного катализатора и более легкому проникновению этерифицирующего реагента в точку реакции внутри крахмальных гранул и, таким образом, снижает расход реагента.

Получение гидроксипропилкрахмала из различных источников зернового крахмала, таких как рис [34], пшеница [35, 36], кукуруза [37], источники клубневого крахмала, такие как картофель [38], и источники крахмала бобовых, например, полевой горох [ 39] не поступало. Был разработан ряд запатентованных способов получения простых эфиров гидроксиалкилкрахмала с низким содержанием заместителей в водной фазе.Высокие уровни замещения могут быть получены в гранулированном крахмале при использовании неводных сред или в сухих условиях [40].

Kim et al. приготовили гидроксипропилкрахмал и сравнили эффекты глицерина, сорбита и ксилита на крахмальную пленку. Оказалось, что лучшим пластификатором был 20% глицерин. После гидроксипропилирования хрупкость крахмальной пленки снижается [41]. Кукурузный крахмал с гидроксипропилглютеном был приготовлен с использованием пропиленоксида в качестве этерифицирующего агента, и было обнаружено, что термическая стабильность, кислотостойкость и прозрачность крахмала повышались по мере увеличения степени замещения.Гидроксипропилкрахмал имеет присоединенную к нему гидроксипропильную группу, которая препятствует полимеризации водородных связей молекул крахмала, что вызывает снижение температуры клейстеризации крахмала, повышение стабильности пастообразной жидкости, улучшение прозрачности, механическую прочность крахмальная пленка должна увеличиваться, а барьерные свойства должны быть улучшены [42].

2.5. Фосфат крахмала

Фосфат крахмала представляет собой этерифицированный крахмал, полученный после фосфорилирования.В настоящее время существуют в основном сухие, влажные и полусухие методы получения фосфата крахмала в стране и за рубежом. В сухом процессе определенное соотношение фосфата и раствора мочевины доводили до pH, а затем равномерно распыляли на сухой крахмал для уменьшения влажности в сушильном шкафу и нагрева реакции для получения фосфата крахмала. Влажный процесс, принятый в традиционном промышленном производстве, позволяет использовать фосфорилирующие агенты (ортофосфат, метафосфат, оксихлорид фосфора и т. Д.,) для добавления к суспензии крахмала или реакции в органических растворителях. Ландерито и Ван [43] исследовали, что фосфорилирование может увеличивать вязкость крахмала и способность связывать воду. При обычном фосфорилировании может образовываться монозамещенный фосфатный моноэфирный крахмал или сшитый фосфодиэфирный крахмал. Тип и соотношение продукта зависели в основном от используемого фосфорилирующего агента, концентрации, pH и условий реакции. В водной среде фосфатный моноэфирный крахмал легко образовывался в слабокислых условиях, а сшитый фосфодиэфирный крахмал образовывался в щелочных условиях [44, 45].

Для мокрого синтеза фосфат натрия сначала растворяли в деионизированной воде, pH доводили до 6 или 8,5 с помощью 10 M NaOH и добавляли воду до 100 мл. Добавляют соответствующее количество крахмала, перемешивают, пока он не станет вязким, и дают ему уравновеситься в течение 4 часов. Смесь сушили в сушильном шкафу при 50 ° C в течение ночи, а затем реагировали при 140 ° C в течение 4 часов. Непрореагировавший фосфат натрия экстрагировали горячим водным раствором этанола и собирали осажденный крахмал. Дистиллированную воду промывали и сушили несколько раз с получением фосфатного моноэфира крахмала [46].Przetaczek-Roznowska и Fortuna [47] приготовили фосфаты крахмала в щелочных условиях со смесью триполифосфата натрия, триметафосфата натрия, сульфата натрия и тыквенного крахмала и изучили влияние различных температур этерификации (115 ° C и 145 ° C) и продолжительности фосфорилирование на характеристики клейстеризации крахмала и реологию. Несмотря на то, что мокрый процесс продолжается уже много лет, а технология является зрелой, он имел недостатки, связанные с загрязнением сточных вод, высоким потреблением энергии и высокой стоимостью промышленного производства.

В последние годы полусухое приготовление стало предметом исследований. Ларс Пассауэр и др. [45] довели pH раствора дигидрофосфата натрия и гидрофосфата натрия до pH 5 с помощью гидроксида натрия, добавили крахмал к смеси, перемешали и отфильтровали под вакуумом. После этого осадок на фильтре измельчали ​​при 55 ° C и сушили в течение 24 ч. Гомогенизированную смесь снова сушили при 65 ° C в течение 90 минут и реагировали при 150 ° C в течение 3 часов. После охлаждения до комнатной температуры непрореагировавшие продукты разложения фосфата и крахмала удаляли 50% -ным раствором метанола.Отфильтрованный продукт обезвоживали промыванием абсолютным этанолом и сушили с получением фосфата крахмала.

Кроме того, использование экструзии позволяет избежать таких проблем, как затраты времени на эффективность и рабочие операции в обычном процессе. В то же время высокая температура, высокое давление и сила сдвига в сухом состоянии в процессе экструзии также могут способствовать фосфорилированию крахмала. Маной и Ризви [48] разработали сверхкритическую жидкостную экструзию (SCFX) с использованием сверхкритического CO ₂ (SC-CO ₂ ) в качестве пенообразователя при постоянной скорости вращения шнека 120 об / мин, температуре 60-70 ° C и давление 10–15 МПа.В общем, физическая экструзия дешевле и более рентабельна, чем обычное нагревание в печи.

3. Влияние различных эфиров крахмала на свойства теста

Крахмал может разбавлять глютен в тесте до необходимого уровня, смешиваться с глютеном и поглощать воду из глютена путем желатинизации. Функциональность сырого крахмала имеет множество недостатков, и его качество напрямую влияет на качество макаронных изделий. Эфиры крахмала - безопасные и надежные пищевые добавки, а также улучшители качества теста.Добавление различных сложных эфиров крахмала может улучшить дефектные свойства исходного крахмала [49]. Благодаря сочетанию белков характеристики процесса клейковины, характеристики обработки теста и газоудерживаемость были улучшены, а улучшенные макаронные изделия стали более глянцевыми, эластичными и жевательными. Различные виды и разное количество этерифицированного крахмала играют разную роль в улучшении качества теста. Результаты показали, что добавление ацетата крахмала снижает водопоглощение теста на 4%, делая тесто более твердым.Тесто, содержащее 20% ацетата крахмала (DS: 0,03–0,04), снижает температуру пика желатинизации и изменяет эндотермическую энтальпию по сравнению с таким же количеством натурального крахмала тапиоки; таким образом, его можно использовать при приготовлении лапши для замедления старения [50]. Шукри и др. обнаружили реологическую разницу между тестом из чистой пшеничной муки и смешанным порошковым тестом, содержащим 15% фосфатно-сшитого сложного эфира крахмала, степень водопоглощения снизилась с 64,3% до 62,9%, время образования теста (DDT) было в 2 раза больше, чем у исходной муки , а индекс смешанной толерантности положительно коррелировал с добавленным количеством.Пшеничное тесто, богатое фосфорилированным крахмалом, имело значительно пониженную пластичность и имеет тенденцию ломаться быстрее, чем контрольное тесто. Что касается готовой продукции, то приготовленные на пару булочки, армированные сшитым фосфатом крахмала (15% и 30%), имели значительно меньшую твердость, липкость и жевательную способность, при этом эластичность не пострадала [51].

Качество теста при замораживании можно также улучшить, добавив сложные эфиры крахмала. Во время замороженного хранения теста и повторяющихся циклов замораживания-оттаивания поверхностная влага будет потеряна из-за сублимации, а перекристаллизация воды и образование кристаллов льда вызовут физическое повреждение структуры глютена, что приведет к ослаблению гидрофобные связи [52, 53].Добавление ацетата крахмала и сшитого фосфата крахмала может эффективно замедлить старение замороженного теста и улучшить качество теста или хлеба, а сложный эфир крахмала с высокой степенью замещения более четко задерживает явление старения [54]. Октенилсукцинат крахмала также может значительно улучшить внутреннюю структуру замороженного теста и уменьшить старение крахмала. Когда кристаллы льда в тесте постепенно становились больше при охлаждении, молекулы амилопектина крахмала OSA могли образовывать гидрофильные и гидрофобные связи с другими компонентами теста (натуральный крахмал, белок, вода и липиды), тем самым укрепляя глютеновую сеть и избегая кристаллов льда. это нарушило структуру глютеновой сети, а также могло привести к разрушению и растрескиванию замороженного теста во время оттаивания.Точно так же октенилсукцинат крахмала действовал как криопротектор белка, предотвращая денатурацию белка теста при низких температурах, что продлевает срок хранения теста.

Существует ряд важных технологических свойств крахмала, которые можно этерифицировать биотехнологическими, физическими и химическими методами. Этерифицированные крахмалы могут использоваться для замены пшеничной муки в традиционных хлебобулочных изделиях на уровне 20% без ухудшения качества конечной продукции. Их добавление влияет на водопоглощение и реологические параметры теста, клейкость крахмала, консистенцию и черствение полученной крошки.Это позволяет формулировать рецепты хлеба с особыми, строго контролируемыми свойствами [50]. Применение эстерифицированных крахмалов (ацетилированный адипат дистрахмала и фосфат гидроксипропилдистарха) вызывало увеличение объема полученных безглютеновых хлебов, и наблюдаемые различия были статистически значимыми на уровнях выше 10%. Изменения сопровождались изменением структурных свойств хлебной крошки, например уменьшением среднего размера ячеек и увеличением их количества.Однако при добавлении модифицированной крахмальной крошки структура крошки стала более эластичной, что выявилось по результатам релаксации напряжений. Незначительное снижение твердости и жевательной способности мякиша наблюдалось также в день выпечки, причем его степень зависела от уровня модифицированного крахмала и была несколько более выраженной в случае адипата крахмала [55].

4. Ожидание

Процесс получения и физико-химические свойства различных сложных эфиров крахмала были подробно изучены, но в настоящее время все еще остается много недостатков.Эффективность этерификации в химическом синтезе все еще оставалась неудовлетворительной, и, с другой стороны, ожидалось, что придется решить проблему дорогостоящей стоимости и органического растворителя, которые вредны для окружающей среды и здоровья человека. С развитием ферментативного синтеза в последние несколько лет будущий процесс станет более экологически безопасным и эффективным. В то же время, за исключением однократно эстерифицированного крахмала, комплексный модифицированный крахмал также получил большое внимание. С постоянным совершенствованием технологии этерифицированный крахмал будет иметь больше возможностей для разработки в области пищевых продуктов, биоматериалов и других областях.Технология производства будет постепенно созревать и адаптироваться к тенденциям современного промышленного производства.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Благодарности

Авторы хотели бы поблагодарить NSFC за финансовую помощь в соответствии с контрактами NSFC на исследования №№. 31701636 и 31171789 и Национальная программа ключевых исследований и разработок (№ 2016YFD0401302).

Товарный знак Класс 3: Косметика и чистящие средства

Товарный знак Класса 3 предназначен для регистрации парфюмерии, мыла, средств для чистки зубов, эфирных масел, косметики и лосьонов для волос.

Класс 3 в основном включает чистящие и косметические препараты, вещества, используемые для стирки и отбеливания, полирующие, чистящие, абразивные и чистящие средства; мыло; средства для чистки зубов; парфюмерия, косметика, эфирные масла и лосьоны для волос. Класс 3 - это один из 45 классов товарных знаков, используемых U.S. Бюро по патентам и товарным знакам (USPTO) при группировании продуктов или услуг.

Различные услуги и товары были классифицированы Международной (Ниццкой) классификацией товаров и услуг по 45 классам товарных знаков, с 1 по 34 относятся к товарам, а с 35 по 45 относятся к услугам. Реестр товарных знаков Индии использует их для классификации товарных знаков.

При регистрации на любой из этих товаров необходимо выбрать Класс 3:

1. Дезодоранты для людей или животных
2. Комнатные ароматизаторы
3. И сантехнические средства туалетные.

Узнайте больше о регистрации ТМ

Класс 3 НЕ используется, если вы регистрируетесь:

1. Химические очистители дымоходов
2. Препараты для обезжиривания в производственных процессах
3. Дезодоранты, не предназначенные для людей или животных
4. Точильные камни и камни для заточки
5. Связанные (согласованные) классы
6. Скоординированные классы

Если вы не уверены в регистрации в классе 3, вы также можете рассмотреть следующие согласованные классы:
класс 5 - фармацевтика, класс 21 - бытовая утварь, класс 35 - рекламные и бизнес-услуги, класс 42 - научно-технические услуги, класс 44 - Медицинские и ветеринарные услуги.Скоординированный класс - это класс, который связан с другим классом, это потому, что USPTO определило, что заявители, подающие в рамках класса 3, часто также должны подавать в согласованные классы.

Регистрация товарного знака построена по классовой системе. За каждый зарегистрированный класс товаров или услуг уплачивается отдельный регистрационный сбор.

Правильный класс должен быть указан во время подачи заявки на регистрацию товарного знака, потому что, если класс обнаруживается неверным, процесс подачи заявки начинается заново.

Образцы для класса 3

Если знак используется в торговле, то вы должны предоставить образец этого знака так, как его видят потребители. На образце необходимо показать, что знак используется на коммерческих товарах или в связи с ними. Образец товарного знака должен представлять собой бирку, этикетку или контейнер для товаров, либо дисплей, связанный с товарами. Копия или любое другое воспроизведение образца знака, используемого на товарах или в связи с ними, является приемлемым.

В большинстве случаев этикетка является приемлемым образцом, если товарный знак нанесен на товары или тару для товаров класса 3 посредством этикеток.

Почтовые или отгрузочные этикетки могут быть приняты, если показано правильное использование и если они прикреплены к товарам или контейнерам для товаров. Недопустимо, если указанный знак используется только как торговое наименование, а не как товарный знак.

Надлежащим методом нанесения товарного знака является нанесение товарного знака на товар, контейнер или на ярлыки или бирки, прикрепленные к товарам или контейнерам.Товарный знак может быть нанесен на тело товара, с тиснением металла; может быть нанесен штампом; или быть нанесенным с помощью трафарета или шаблона. При таком использовании товарный знак, фотографии или факсимильные сообщения, показывающие фактическое тиснение или трафарет, принимаются в качестве образцов.

Термин «применяется к контейнерам для товаров» означает, что он применяется к любому типу коммерческой упаковки, которая является нормальной для данного конкретного товара при его перемещении в торговле. Следовательно, использование товарного знака на обычной коммерческой упаковке для конкретных товаров класса 3 является приемлемым образцом.

Образец, демонстрирующий использование товарного знака на транспортном средстве, в котором товары продаются соответствующим покупателям, может представлять собой использование знака на контейнере для товаров, если это нормальный режим использования знака для данного конкретного товара. .

Класс 3 товарных знаков в основном относится к разнообразным косметическим продуктам и препаратам, чистящим средствам и препаратам, а также к ароматическим продуктам и препаратам для ухода за волосами. Раздел ниже полностью посвящен обширным категориям этих продуктов и препаратов

• • Туалетные принадлежности, клей для косметического использования , клеи для прикрепления накладных волос, продукты из алоэ вера для косметических целей, бальзамы, кроме медицинских, косметические наборы, косметические кремы, косметические препараты, используемые для похудения, косметика, вата, используемая в косметических целях, клеи для фиксации накладных ресниц, накладные ресницы / ногти, смазки, используемые в косметических целях, хна [или косметический краситель], массажные гели, не используемые в медицинских целях, пемза, тампоны [туалетные принадлежности] / хлопок палочки, используемые в косметических целях, салфетки, пропитанные косметическими лосьонами, туалетные принадлежности.
  • Средства для гигиены полости рта, спреи для освежения дыхания, полоски для освежения дыхания, препараты для чистки зубных протезов, отбеливающие гели для зубов, полироли для зубных протезов, средства для чистки зубов, жидкости для полоскания рта, не для медицинских целей.
  • Парфюмерия и парфюмерия, одеколон, экстракты цветов (парфюмерия), янтарь (духи), основы для цветочных духов, фумигационные препараты [духи], гелиотропин, ионон (парфюмерия), вода лаванды, мята для парфюмерии, туалетная вода , душистая вода, мускус (парфюмерия), парфюмерия, духи.
  • Средства для чистки тела и ухода за красотой, средства для спринцевания, используемые для личных санитарных или дезодорирующих целей (туалетные принадлежности).
  • Макияж , Косметика для бровей , карандаши для бровей, тушь, косметические препараты для ресниц, средства для макияжа, пудра для макияжа, помады, средства для снятия макияжа, лак / лак для ногтей, уход за ногтями препараты, наклейки для нейл-арта, косметические карандаши и декоративные трансферы для косметических целей.
  • Мыло и гели, мыло-антиперспирант, кексы туалетного мыла / кексы мыла, миндальное мыло, дезодорирующее мыло, дезинфицирующее мыло, лечебное мыло, мыло, используемое для пота ног.
  • Средства для ванн, соли для ванн, не используемые в медицинских целях, косметические препараты для ванн, Дезодоранты и антиперспиранты, антиперспиранты (туалетные принадлежности), дезодоранты для животных или людей.
  • Средства для ухода за кожей, миндальное молоко для косметических целей, вяжущие средства для косметических целей, очищающее молочко для туалетов, косметическая маска, блески для губ, лосьоны для косметических целей, вазелин для косметических целей, кремы / кремы для отбеливания кожи используется для отбеливания кожи, косметических средств для ухода за кожей, средств для загара (косметики), солнцезащитных средств, талька для использования в туалетах и ​​отбеливания.
  • Средства и средства для ухода за волосами, Краски для бороды, отбеливающие средства (обесцвечивающие), используемые в косметических целях, сухие шампуни, лосьоны для волос, лаки для волос, косметические красители, краски для волос / красители для волос, препараты для завивки волос, перекись водорода для косметики воск для усов / воск для усов, нейтрализаторы для перманентной завивки, помады для косметических целей, шампуни.
  • Эпиляция и средства для бритья, квасцы (вяжущие), лосьоны после бритья, средства для депиляции / депиляторы, пасты для бритвенных стрипов, мыло для бритья, средства для бритья, камни для бритья ([вяжущие), воск для депиляции.
  • Средства по уходу за животными, дезодоранты для домашних животных, косметика для животных, шампуни для домашних животных.
  • Эфирные масла и ароматические экстракты, ароматические вещества (эфирные масла), миндальное масло, эссенция бадиана, масло бергамота, ароматизаторы для напитков (эфирные масла) / ароматизаторы, используемые для напитков, эфирные масла кедрового дерева, эфирные масла цитрона, эфирные эссенции эфирные масла / эфирные масла, ароматизаторы, используемые для тортов (эфирные масла) / ароматизаторы для торта, масло гераниола гаултерии, масло жасмина, масло лаванды, эфирные масла лимона, мяты, масла, используемые в косметических целях, масла, используемые в туалетных целях, масла используемые для духов и ароматов розовое масло, сафрол, терпены.
  • Моющие и ароматизирующие составы, аммиак (летучая щелочь) (моющее средство) летучая щелочь (аммиак) (моющее средство), антистатические препараты, используемые для бытовых целей, сжатый воздух под давлением, используемый для очистки и удаления пыли, чистящий мел, чистящие средства, салфетки с пропиткой с моющими средствами, используемыми для чистки, красителями, используемыми в туалетных целях, составами для удаления цвета, обезжиривающими средствами, кроме используемых в производственных процессах и в медицинских целях, препаратами для химической чистки, сушильными агентами, используемыми для посудомоечных машин, средствами для удаления воска с пола (чистящие средства) , средства для полировки, вода / гипохлорид калия Javelle, средства для снятия лака, нескользящий воск для полов, нескользящие жидкости для полов, скипидар для обезжиривания, масла, используемые для чистки, средства для снятия краски, воск для паркета / воск для полов, препараты для придания блеска листьям растений, полироль для мебели и полов, полис составы для петель, полирующие кремы, полировальные восковые полировальные румяна / румяна для ювелирных изделий, составы, используемые для удаления ржавчины, средства для удаления накипи для бытовых целей, чистящие растворы, блестящие составы (полироль), содовый щелок, пятновыводители, скипидар, для обезжиривания, препараты, используемые для разблокировки водосточных труб, средства для снятия лака, вулканический пепел, используемый для чистки, средства для чистки обоев, домашние ароматы, средства для ароматизации воздуха, благовония, попурри (ароматические) палочки джосса, попурри, саше, используемые для парфюмирования белья, душистой древесины.
  • Средства для очистки автомобилей, жидкости для очистки лобового стекла.
  • Средства для стирки, отбеливающие соли, сода для отбеливания, химические вещества для осветления (стирки) цвета, используемые для бытовых целей (стирка) / химические вещества для осветления цвета, используемые для бытовых целей, смягчители тканей, используемые для стирки, отбеливатели для стирки / отбеливающие препараты для стирки , воронение белья, глазурь для стирки, воск для стирки, все препараты для замачивания белья, кора квалиа, используемая для стирки, разглаживающие препараты (крахмаление), мыло, используемое для осветления тканей, крахмальная глазурь, используемая для целей стирки, крахмал, используемый для целей стирки, сода для стирки, используемая для уборка.
  • Средства для чистки и полировки кожи и обуви, кремы для кожи / воск для кожи, средства для отбеливания кожи, консерванты (полироли) / консерванты для кожи (полироли), крем для обуви, крем для обуви, воск для обуви, воск для обуви .
  • Абразивы, наждачная бумага, абразивы, карбиды металлов (абразивы), корунд (абразив), наждачная бумага, наждачная бумага, диамантин (абразив), стеклоткань, шлифовальные препараты / препараты для полировки камней, полировальная бумага, песок ткань / абразивная ткань, разглаживающие камни, наждачная бумага / стеклянная бумага, карбид кремния (абразивный), камень триполи, используемый для полировки,
  • Воск портновский и сапожный, Воск сапожный, портной.

Обзор фитохимических компонентов и их потенциальной пользы для здоровья

Крахмалистые корни и клубнеплоды играют ключевую роль в рационе человека. Есть несколько корней и клубней, которые создают обширное биоразнообразие даже в пределах одного и того же географического положения. Таким образом, они добавляют разнообразия в диету, предлагая многочисленные желательные преимущества для питания и здоровья, такие как антиоксидантное, гипогликемическое, гипохолестеринемическое, противомикробное и иммуномодулирующее действие. Ряд биоактивных компонентов, таких как фенольные соединения, сапонины, биоактивные белки, гликоалкалоиды и фитиновые кислоты, ответственны за наблюдаемые эффекты.Многие крахмалистые клубневые культуры, за исключением обычного картофеля, сладкого картофеля и маниоки, еще не полностью изучены на предмет их питательной ценности и пользы для здоровья. В азиатских странах некоторые съедобные клубни также используются как традиционные лекарственные средства. Из клубней можно приготовить самые разные продукты, а также их можно использовать в промышленности. Обработка может повлиять на биоактивность составляющих соединений. Клубни обладают огромным потенциалом в качестве функциональных пищевых продуктов и нутрицевтиков, которые необходимо использовать для снижения риска заболеваний и улучшения здоровья.

1. Введение

Крахмалистые корнеплоды и клубнеплоды занимают второе место после зерновых как глобальных источников углеводов. Они обеспечивают значительную часть мировых запасов продовольствия, а также являются важным источником кормов для животных и продуктов переработки для потребления людьми и промышленного использования. Крахмалистые корни и клубни - это растения, которые хранят съедобный крахмальный материал в подземных стеблях, корнях, корневищах, клубнелуковицах и клубнях, и происходят из разнообразных ботанических источников.Картофель и ямс представляют собой клубни, тогда как таро и кокоямы получают из клубнелуковиц, подземных стеблей и набухших гипокотилей. Маниока и сладкий картофель - это запасные корни, а канна и маранта - съедобные корневища. Все эти культуры можно размножать вегетативными частями, включая клубни (картофель и ямс), черенки стебля (маниока), черенки винограда (сладкий картофель) и боковые побеги, столоны или головки клубнелуковиц (таро и кокоям).

Доля корней и клубней в энергоснабжении у разных популяций различается в зависимости от страны.Относительная важность этих культур очевидна из их годового мирового производства, которое составляет примерно 836 миллионов тонн [1]. Азия является основным производителем, за ней следуют Африка, Европа и Америка. На азиатский и африканский регионы приходилось 43 и 33% мирового производства корнеплодов и клубней, соответственно [1]. Потребляется ряд видов и разновидностей, но маниока, картофель и сладкий картофель составляют 90% мирового производства корнеплодов и клубнеплодов [1].

С точки зрения питания корни и клубни обладают большим потенциалом для обеспечения экономичных источников пищевой энергии в виде углеводов (Таблица 1).Энергия клубней составляет около одной трети от эквивалентной массы риса или пшеницы из-за высокого содержания влаги в клубнях. Однако высокие урожаи корнеплодов и клубней дают больше энергии на единицу земли в день по сравнению с зерновыми культурами [2]. Как правило, содержание протеина в корнях и клубнях низкое и составляет от 1 до 2% в пересчете на сухой вес [2]. Картофель и ямс содержат большое количество белков среди других клубней. Аминокислоты, содержащие серу, а именно метионин и цистин, являются лимитирующими в белках корнеплодов.Маниока, сладкий картофель, картофель и ямс содержат некоторое количество витамина С, а желтые сорта сладкого картофеля, ямс и маниока содержат β -каротин. Таро - хороший источник калия. В корнях и клубнях не хватает большинства других витаминов и минералов, но они содержат значительное количество пищевых волокон [2]. Как и в случае с другими культурами, питательная ценность корней и клубней зависит, в частности, от сорта, местоположения, типа почвы и методов ведения сельского хозяйства.

Бремя неинфекционных заболеваний (НИЗ) возрастает во всем мире как в развитых, так и в развивающихся странах и играет ключевую роль в качестве основной причины смерти. Окислительный стресс, который может быть вызван как эндогенными, так и экзогенными факторами, играет огромную роль в этиологии НИЗ, а также в процессе старения. Связь между потреблением растительной пищи и снижением эпизодов НИЗ была в центре внимания ряда научных исследований в недавнем прошлом.Кроме того, большой интерес представляет идентификация конкретных компонентов растений, которые приносят пользу для здоровья. Пища растительного происхождения состоит из широкого спектра непитательных фитохимических веществ. Они синтезируются как вторичные метаболиты и выполняют широкий спектр экологических функций в домашних растениях [3]. Клубни и корнеплоды являются важными источниками ряда соединений, а именно сапонинов, фенольных соединений, гликоалкалоидов, фитиновых кислот, каротиноидов и аскорбиновой кислоты. Некоторые виды биоактивности, а именно антиоксидантная, иммуномодулирующая, противомикробная, противодиабетическая, против ожирения и гипохолестеринемическая активность, среди прочего, описаны для клубней и корнеплодов.

Этот обзор посвящен биологической активности фитохимических веществ и их распределению в крахмалистых корнях и клубневых культурах. Кроме того, обсуждается влияние обработки на биологически активные соединения корней и клубней.

2. Корнеплоды и клубнеплоды

Растения, дающие крахмалистые корни, клубни, корневища, клубнелуковицы и стебли, важны для питания и здоровья. Они играют важную роль в питании населения развивающихся стран, помимо их использования в качестве корма для животных и для производства крахмала, алкоголя, ферментированных продуктов и напитков.

Корнеплоды и клубнеплоды являются важными основными источниками энергии после зерновых культур, как правило, в тропических регионах мира. К ним относятся картофель, маниока, сладкий картофель, ямс и ароиды, принадлежащие к разным ботаническим семействам, но сгруппированные вместе, поскольку все виды производят подземную пищу. Важным агрономическим преимуществом корнеплодов и клубнеплодов как основных продуктов питания является их благоприятная адаптация к разнообразным почвенным и экологическим условиям и разнообразию систем земледелия с минимальными затратами на сельское хозяйство.Кроме того, вариации в моделях роста и заимствования культур делают корни и клубни специфичными для производственных систем. Тем не менее, корнеплоды и клубнеплоды имеют объемный характер с высоким содержанием влаги 60–90%, что связано с высокими транспортными расходами, коротким сроком хранения и ограниченной рыночной маржой в развивающихся странах, даже там, где они в основном выращиваются. В таблице 2 представлены наиболее широко потребляемые крахмалистые клубни и корнеплоды во всем мире.

2.1. Картофель ( Solanum tuberosum )

Картофель в настоящее время является четвертой по значимости продовольственной культурой в мире после кукурузы, пшеницы и риса, с урожаем 368 миллионов тонн [1]. По потреблению он занимает третье место после риса и пшеницы. Картофель - это культура высокогорного происхождения, которая была одомашнена в высоких Андах Южной Америки и стала основной пищевой культурой в прохладных высокогорных районах Южной Америки, Азии, Центральной и Восточной Африки [4].

В развитых странах картофель играет ключевую роль в рационе питания по сравнению с картофелем в развивающихся странах.Потребление энергии из картофеля человеком в развитых и развивающихся странах составляло 130 и 41 ккал / день соответственно [5]. Картофель содержит в рационе значительное количество углеводов, калия и аскорбиновой кислоты [6]. Кроме того, они составляют 10% от общего потребления фолиевой кислоты в некоторых европейских странах, таких как Нидерланды, Норвегия и Финляндия [7]. Кроме того, аскорбиновая кислота, присутствующая в картофеле, защищает фолаты от окислительного распада [8]. Около 50% рекомендуемой суточной нормы витамина А может быть обеспечено за счет 250 г генетически обогащенного каротиноидами картофеля [9].Картофель имеет несколько вторичных метаболитов, которые обладают антиоксидантной, а также другой биологической активностью [10].

2.2. Сладкий картофель ( Ipomoea batatas L.)

Сладкий картофель происходит из Центральной Америки, но в настоящее время он широко выращивается во многих тропических и субтропических странах в различных экологических регионах. Это седьмая по величине продовольственная культура, выращиваемая в тропических, субтропических и умеренно-теплых регионах мира [11]. Сладкий картофель можно выращивать круглый год в подходящих климатических условиях, а полная потеря урожая в неблагоприятных климатических условиях бывает редкостью; таким образом, он считается «страховой культурой».«Урожай особенно важен в регионах Юго-Восточной Азии, Океании и Латинской Америки, а на долю Китая приходится около 90% мирового производства. Сладкий картофель считается типичной культурой для обеспечения продовольственной безопасности обездоленных слоев населения, поскольку урожай можно собирать понемногу в течение длительного периода времени. Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) выбрало сладкий картофель в качестве культуры-кандидата для выращивания и включения в меню космонавтов в космических полетах из-за их уникальных свойств и пищевой ценности [12].Потребление 125 г сладкого картофеля с апельсиновым мясом, богатого каротиноидами, улучшает витаминный статус детей, особенно в развивающихся странах [13]. Кроме того, сладкий картофель богат пищевыми волокнами, минералами, витаминами и биологически активными соединениями, такими как фенольные кислоты и антоцианы, которые также влияют на цвет мякоти.

2.3. Маниока ( Manihot esculenta )

Маниока является наиболее широко культивируемым корнеплодом в тропиках, и из-за длительного вегетационного периода (8–24 месяца) его производство ограничено тропическими и субтропическими регионами мира.Маниока - это многолетний кустарник, принадлежащий к семейству Euphorbiaceae. Род Manihot включает 98 видов, и M. esculenta является наиболее широко культивируемым представителем [14]. Маниока возникла в Южной Америке и впоследствии была распространена в тропических и субтропических регионах Африки и Азии [15]. Маниока играет важную роль в качестве основного продукта питания для более чем 500 миллионов человек в мире из-за высокого содержания углеводов [15]. Ряд биоактивных соединений, а именно цианогенные глюкозиды, такие как линамарин и лотаустралин, нецианогенные глюкозиды, гидроксикумарины, такие как скополетин, терпеноиды и флавоноиды, содержатся в корнях маниоки [15–17].

2.4. Ямс ( Dioscorea sp.)

Ямс является членом семейства однодольных Dioscoreaceae и является основным продуктом питания в Западной Африке, Юго-Восточной Азии и Карибском бассейне [18]. Ямс употребляется в виде сырого батата, вареного супа, а также порошка или муки при приготовлении пищи. Клубни ямса содержат различные биоактивные компоненты, а именно муцин, диосцин, диоскорин, аллантоин, холин, полифенолы, диосгенин, а также такие витамины, как каротиноиды и токоферолы [19, 20]. Слизь клубня ямса содержит растворимый гликопротеин и пищевые волокна.Несколько исследований показали гипогликемическую, антимикробную и антиоксидантную активность экстрактов ямса [21, 22]. Ямс может стимулировать пролиферацию эпителиальных клеток желудка и усиливать активность пищеварительных ферментов в тонкой кишке [23].

2.5. Ароиды

Ароиды - это клубневые или подземные стеблевые растения, принадлежащие к семейству Araceae. Есть несколько съедобных клубней / стеблей, таких как таро ( Colocasia ), гигантское таро ( Alocasia ), tannia или yautia ( Xanthosoma ), батат из слоновой ноги ( Amorphophallus ) и болотный таро ( Cyrtosperma ) .Происхождение танния - Южная Америка и регионы Карибского бассейна [4]. Colocasia , происходящее из Индии и Юго-Восточной Азии, является основным продуктом питания на многих островах южной части Тихого океана, таких как Тонга и Западное Самоа, а также в Папуа-Новой Гвинее. Кроме того, таро - наиболее широко культивируемая культура в Азии, Африке и Тихоокеанском регионе, а также на Карибских островах.

2.6. Незначительные клубневые культуры

2.6.1. Канна

Канна - клубень корневищного типа, широко распространенный в тропиках и субтропиках.Род Canna относится к семейству Cannaceae. Съедобные виды Canna edulis возникли в Андском регионе или на побережье Перу и распространились от Венесуэлы до северного Чили, в Южной Америке. Он коммерчески выращивается в Австралии для производства крахмала.

2.6.2. Аррорут

Maranta arundinacea L. (маранта из Вест-Индии) культивируется ради съедобных корневищ. Он принадлежит к группе Marantaceae и, как полагают, возник в северо-западной части Южной Америки.Аррорут был широко распространен в тропических странах, таких как Индия, Шри-Ланка, Индонезия, Филиппины, Австралия и Вест-Индия.

2.7. Биоактивные соединения в клубнях

Биоактивные соединения в растениях - это вторичные метаболиты, оказывающие фармакологическое или токсикологическое действие на людей и животных. Вторичные метаболиты производятся в растениях помимо первичного биосинтеза, связанного с ростом и развитием. Эти соединения выполняют несколько важных функций в растениях, включая защиту от нежелательных эффектов, привлечение опылителей или передачу сигналов об основных функциях.

2.7.1. Фенольные соединения

Фенольные соединения имеют ароматическое кольцо с одной или несколькими гидроксильными группами и действуют как антиоксиданты. Они происходят из биосинтетических предшественников, таких как пируват, ацетат, несколько аминокислот, ацетил-КоА и малонил-КоА, следуя путям метаболизма пентозофосфата, шикимата и фенилпропаноидов. В растениях фенилаланин и, в меньшей степени, тирозин являются двумя основными аминокислотами, участвующими в синтезе фенольных соединений [3]. Основными группами фенольных соединений, которые в изобилии присутствуют в растениях, являются простые фенолы, фенольные кислоты, флавоноиды, кумарины, стильбены, дубильные вещества, лигнаны и лигнины.Количество фенольных соединений, присутствующих в данном виде растительного материала, варьируется в зависимости от ряда факторов, таких как сорт, условия окружающей среды, методы выращивания, послеуборочные методы, условия обработки и хранения [3]. Два класса фенольных кислот, гидроксибензойные кислоты и гидроксикоричные кислоты, встречаются в растительных материалах. Соединения с фенильным кольцом (C ₆ ) и боковой цепью C ₃ известны как фенилпропаноиды и служат предшественниками для синтеза других фенольных соединений.Флавоноиды синтезируются путем конденсации фенилпропаноидного соединения с тремя молекулами малонилкофермента А. Фенольные соединения, присутствующие в клубнях, обладают рядом преимуществ для здоровья, а именно, обладают антибактериальной, противовоспалительной и антимутагенной активностью.

2.7.2. Сапонины и сапогенины

Сапонины - это высокомолекулярные гликозиды, состоящие из сахарного фрагмента, связанного с тритерпеном или стероидным агликоном. Часть агликона в молекуле сапонина называется сапогенином.В зависимости от типа присутствующего сапогенина сапонины делятся на три группы, а именно тритерпеновые гликозиды, стероидные гликозиды и стероидные алкалоидные гликозиды. Сапонины, имеющие стероидную структуру, являются предшественниками химического синтеза противозачаточных таблеток (с прогестероном и эстрогеном), аналогичных гормонов и кортикостероидов [24]. Согласно недавним открытиям, стероидные сапонины могут быть новым классом пребиотиков для молочнокислых бактерий и являются эффективными кандидатами для лечения грибковых и дрожжевых инфекций у людей и животных [25].

2.7.3. Биоактивные белки

Содержание белка в корнях и клубнях варьируется. Общий вклад белков корней и клубней в рацион составляет менее 3%. Однако в странах Африки этот вклад может варьироваться от 5 до 15% [4].

Диоскорин является основным запасным белком тропического ямса диоскореи . На его долю приходится 90% экстрагируемых водой растворимых белков у большинства видов Dioscorea . Сообщалось, что диоскорин обладает активностью ингибитора карбоангидразы и трипсина [26].Кроме того, сообщалось об активности диоскорина в отношении дегидроаскорбатредуктазы и монодегидроаскорбатредуктазы в присутствии глутатиона [27]. Диоскорин из свежего ямса ( Dioscorea batatas ) проявлял активность по улавливанию радикалов DPPH [28] и оказывал положительное влияние на снижение артериального давления [19, 29]. Кроме того, диоскорин продемонстрировал ингибирующую и антигипертензивную активность ангиотензинпревращающего фермента (АПФ) на крысах со спонтанной гипертензией [29, 30]. Диоскорин из ямса проявлял активность карбоангидразы, ингибитора трипсина, дегидроаскорбатредуктазы (DHA) и монодегидроаскорбатредуктазы (MDA), а также иммуномодулирующую активность [18, 26, 27].

Спорамин представляет собой растворимый белок и является основным запасным белком в корнях сладкого картофеля и составляет около 60–80% от общего количества его белков [31]. Спорамин сладкого картофеля первоначально известен как ипомоэин. Это негликопротеин без гликана, который хранится в вакуоли в мономерной форме. Спорамин первоначально продуцируется в виде препроспорамина, который синтезируется мембраносвязанным полисомом в эндоплазматическом ретикулуме (ER) [32]. Спорамин представляет собой ингибитор трипсина с ингибирующей активностью трипсина типа Кунитца, который потенциально может применяться для трансгенных растений, устойчивых к насекомым [33].Кроме того, спорамин проявляет различные антиоксидантные активности, связанные с толерантностью к стрессу, такие как активность DHA и MDA-редуктазы [34].

2.7.4. Гликоалкалоиды

Гликоалкалоиды представляют собой важный класс фитохимических веществ, обнаруженных у многих видов родов Solanum и Veratrum [35]. Алкалоиды - это азотсодержащие вторичные метаболиты, обнаруженные в основном у некоторых высших растений, микроорганизмов и животных [36]. Скелет большинства алкалоидов образован из аминокислот и фрагментов других путей, например, из терпеноидов.Основная функция алкалоидов в растениях - действовать как фитотоксины, антибактерициды, инсектициды и фунгициды, а также как средство, отпугивающее насекомых, травоядных млекопитающих и моллюсков [37]. В коммерческом картофеле есть два основных гликоалкалоида. К ним относятся α -хаконин и α -золанин, которые являются гликозилированными производными агликона солонидина. Дикий картофель ( Solanum chacoense ) и баклажаны содержат гликоалкалоид соласонин. Основным гликоалкалоидом томатов является α -томатин, который является гликозилированным производным агликона томатидина.Известно, что стероидные алкалоиды и их гликозиды, присутствующие в нескольких видах Solanum , обладают различными биологическими активностями, такими как противоопухолевое, противогрибковое, тератогенное, противовирусное и антиэстрогенное действие. Некоторые гликоалкалоиды используются как противораковые средства [38, 39]. Стероидные алкалоидные гликозиды проявляли цитотоксическую активность в отношении различных линий опухолевых клеток [40].

2.7.5. Каротиноиды

Каротиноиды - одни из самых распространенных природных пигментов желтого, оранжевого и красного цветов в растениях.Каротины представляют собой углеводороды, растворимые в неполярных растворителях, таких как гексан и петролейный эфир. Окисленные производные каротинов, ксантофиллы, лучше растворяются в полярных растворителях, например в спиртах [41]. Большинство каротиноидов представляют собой ненасыщенные тетратерпены с таким же основным изопреноидным скелетом C 40, возникающие в результате соединения восьми изопреновых звеньев по принципу «голова к хвосту», за исключением соединения «хвост к хвосту» в центре. Каротиноиды играют важную биологическую роль в живых организмах.В фотосинтетических системах высших растений, водорослей и фототрофных бактерий каротиноиды участвуют в разнообразных фотохимических реакциях [42]. Каротиноиды, выделенные из природных источников или синтезированные химическим путем, широко используются благодаря своим отличительным красящим свойствам в качестве натуральных нетоксичных красителей в пищевых продуктах, напитках и косметике. Каротиноиды обладают многочисленными биологическими активностями и играют важную роль в здоровье и питании человека, включая активность провитамина А, антиоксидантную активность, регуляцию экспрессии генов и индукцию межклеточной коммуникации [43], которые участвуют во множестве полезных для здоровья эффектов. .Было продемонстрировано, что зеаксантин и лютеин стабильны в течение всего процесса искусственного пищеварения, тогда как β -каротин и полностью транс-ликопин разлагаются в тощей и подвздошной кишках. Среди изомеров стабильность ликопена 5- цис превосходит стабильность полностью транс-ликопина и ликопина 9- цис [44]. Желтые сорта сладкого картофеля и ямса - хорошие источники каротиноидов.

2.7.6. Аскорбиновая кислота

Аскорбиновая кислота, также известная как витамин С, является водорастворимым витамином.Он естественным образом встречается в тканях растений, прежде всего во фруктах и ​​овощах. Аскорбиновая кислота в значительных количествах содержится в некоторых корнеплодах. Однако уровень может быть снижен во время варки корнеплодов, если не используются кожица и вода для варки. Корнеплоды при тщательном приготовлении могут внести значительный вклад в содержание витамина С в рационе. По данным Комитета по обследованию пищевых продуктов 1983 года, картофель является основным источником витамина С в рационе британцев, обеспечивая 19,4% от общей потребности [2].Как правило, ямс содержит 6–10 мг витамина C на 100 г и может варьироваться до 21 мг / 100 г. Кроме того, по содержанию витамина С картофель очень похож на сладкий картофель и маниоку. Концентрация аскорбиновой кислоты варьируется в зависимости от вида, местоположения, года урожая, зрелости при сборе урожая, почвы, а также азотных и фосфорных удобрений [2].

3. Биологическая активность фитохимических веществ в корнях и клубнях

3.1. Антиоксидантная активность

Накапливающиеся данные исследований показывают, что окислительный стресс играет важную роль в развитии нескольких хронических заболеваний, таких как различные типы рака, сердечно-сосудистые заболевания, артрит, диабет, аутоиммунные и нейродегенеративные расстройства и старение.Хотя внутренние системы антиоксидантной защиты, либо ферменты (супероксиддисмутаза, каталаза и глутатионпероксидаза), либо другие соединения (липоевая кислота, мочевая кислота, аскорбиновая кислота, α -токоферол и глутатион) доступны в организме, внешние источники необходимы антиоксиданты, поскольку внутренняя система защиты может быть нарушена чрезмерным воздействием окислительного стресса. В ряде исследований сообщается об антиоксидантной активности некоторых корнеплодов и клубнеплодов.

Метанольный экстракт картофеля продемонстрировал высокое содержание фенолов и сильную антиоксидантную активность, что было определено по активности поглощения радикалов 2,2-дифенил-1-пикрилгидразил (DPPH) [45].Авторы также показали, что общее содержание фенола (TPC) колеблется от 16,6 до 32 мг эквивалента галловой кислоты (GAE) / 100 г сухого образца, а EC 50 активности акцептора радикалов DPPH составляет 94 мг / мл (сухое вещество).

Несколько авторов сообщили, что кожура сладкого картофеля обладает сильным ранозаживляющим эффектом, который, по-видимому, связан с активностью фитосоставов по улавливанию свободных радикалов и их способностью ингибировать окисление липидов [46, 47]. На модели крыс было продемонстрировано заживляющее действие клетчатки сладкого картофеля при ожогах или пролежневых ранах, а также наблюдалось уменьшение размера и изменение качества ран [48].Кроме того, они обнаружили, что у крыс, получавших покрытие из волокон сладкого картофеля, площадь раны была меньше, чем у контрольных. Экстракт петролейного эфира сладкого картофеля показал значительное закрытие области рубца для полной эпителизации по сравнению с контролем [46].

Метанольные экстракты кожуры и кожуры корней сладкого картофеля были проверены на эффект заживления ран на моделях иссеченных и надрезанных ран на крысах Wistar [47]. Они также показали, что содержание гидроксипролина было значительно увеличено в опытной группе по сравнению с ранеными контрольной группой.Повышенное содержание гидроксипролина приводит к усилению синтеза коллагена, что улучшает заживление ран. Кроме того, содержание малонового диальдегида снизилось в опытных группах по сравнению с контрольной группой с ранениями, что указывает на ингибирующий эффект кожуры сладкого картофеля на окисление липидов [47]. Водяной ямс ( Dioscorea alata ), как сообщается, обладает наивысшей активностью по улавливанию радикалов DPPH - 96% среди различных выбранных клубнеплодных культур, таких как сладкий картофель, картофель, кокосовый ямс и другие ямс Dioscorea (Таблица 3; [49]) .

Функции углеводов в организме: (EUFIC)

В этой части нашего обзора углеводов мы объясняем различные типы и основные функции углеводов, включая сахара. Чтобы узнать, как потребление углеводов связано со здоровьем, обратитесь к статье «Полезны ли углеводы для вас?».

1. Введение

Наряду с жирами и белками, углеводы являются одним из трех макроэлементов в нашем рационе, основная функция которых - обеспечивать организм энергией.Они встречаются во многих различных формах, таких как сахар и пищевые волокна, а также во многих различных продуктах, таких как цельное зерно, фрукты и овощи. В этой статье мы исследуем разнообразие углеводов, содержащихся в нашем рационе, и их функции.

2. Что такое углеводы?

В основном углеводы состоят из строительных блоков сахаров, и их можно классифицировать в зависимости от того, сколько сахарных единиц объединено в их молекуле. Глюкоза, фруктоза и галактоза являются примерами однокомпонентных сахаров, также известных как моносахариды.Двухкомпонентные сахара называются дисахаридами, среди которых наиболее широко известны сахароза (столовый сахар) и лактоза (молочный сахар). Моносахариды и дисахариды обычно называют простыми углеводами. Длинноцепочечные молекулы, такие как крахмалы и пищевые волокна, известны как сложные углеводы. На самом деле, однако, есть более явные различия. В таблице 1 представлен обзор основных типов углеводов в нашем рационе.

Таблица 1. Примеры углеводов, основанные на различных классификациях.

Углеводы также известны под следующими названиями, которые обычно относятся к определенным группам углеводов ¹ :

• сахара
• простых и сложных углеводов
• устойчивый крахмал
• пищевые волокна
• пребиотики
• собственных и добавленных сахаров

Различные названия происходят из-за того, что углеводы классифицируются в зависимости от их химической структуры, а также в зависимости от их роли или источника в нашем рационе.Даже ведущие органы здравоохранения не имеют согласованных общих определений для различных групп углеводов ² .

3. Виды углеводов

3.1. Моносахариды, дисахариды и полиолы

Простые углеводы, содержащие одну или две сахарные единицы, также известны как сахара. Примеры:

• Глюкоза и фруктоза: моносахариды, которые содержатся во фруктах, овощах, меде, а также в пищевых продуктах, таких как глюкозно-фруктозные сиропы
• Столовый сахар или сахароза представляет собой дисахарид глюкозы и фруктозы и встречается в естественных условиях в сахарной свекле, сахарном тростнике и фруктах
• Лактоза, дисахарид, состоящий из глюкозы и галактозы, является основным углеводом молока и молочных продуктов
• Мальтоза представляет собой дисахарид глюкозы, содержащийся в сиропах из солода и крахмала

Моносахаридные и дисахаридные сахара, как правило, добавляются в пищевые продукты производителями, поварами и потребителями и называются «добавленными сахарами».Они также могут присутствовать в виде «свободных сахаров», которые естественным образом содержатся в меде и фруктовых соках.

Полиолы, или так называемые сахарные спирты, тоже сладкие и могут использоваться в пищевых продуктах так же, как и сахар, но имеют более низкую калорийность по сравнению с обычным столовым сахаром (см. Ниже). Они действительно встречаются в природе, но большинство полиолов, которые мы используем, производятся путем преобразования сахаров. Сорбитол является наиболее часто используемым полиолом в пищевых продуктах и ​​напитках, а ксилит часто используется в жевательных резинках и мятных конфетах. Изомальт - это полиол, производимый из сахарозы, часто используемый в кондитерских изделиях.Полиолы могут оказывать слабительное действие при употреблении в пищу в слишком больших количествах.

Если вы хотите узнать больше о сахарах в целом, прочтите нашу статью «Сахара: ответы на общие вопросы», статью «Решение общих вопросов о подсластителях» или изучите возможности и трудности замены сахара в выпечке и полуфабрикатах ( «Сахар с точки зрения пищевых технологий»).

3.2. Олигосахариды

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) определяет олигосахариды как углеводы с 3-9 сахарными единицами, хотя другие определения допускают немного более длинные цепи.Наиболее известны олигофруктаны (или, в собственном научном выражении: фруктоолигосахариды), которые содержат до 9 единиц фруктозы и естественным образом встречаются в овощах с низкой сладостью, таких как артишоки и лук. Рафиноза и стахиоза - два других примера олигосахаридов, которые содержатся в некоторых бобовых, зернах, овощах и меде. Большинство олигосахаридов не расщепляются на моносахариды пищеварительными ферментами человека и вместо этого используются микробиотой кишечника (дополнительную информацию см. В нашем материале о пищевых волокнах).

3.3. Полисахариды

Десять или более, а иногда даже несколько тысяч сахарных единиц необходимы для образования полисахаридов, которые обычно делятся на два типа:

• Крахмал, который является основным запасом энергии в корнеплодах, таких как лук, морковь, картофель и цельнозерновые. Он имеет цепи глюкозы разной длины, более или менее разветвленные, и встречается в гранулах, размер и форма которых различаются между растениями, которые их содержат. Соответствующий полисахарид у животных называется гликогеном.Некоторые крахмалы могут перевариваться только микробиотой кишечника, а не механизмами нашего собственного тела: они известны как устойчивые крахмалы.
• Некрахмальные полисахариды, которые входят в группу пищевых волокон (хотя некоторые олигосахариды, такие как инулин, также считаются диетическими волокнами). Примерами являются целлюлоза, гемицеллюлозы, пектины и камеди. Основными источниками этих полисахаридов являются овощи и фрукты, а также цельнозерновые продукты. Отличительной чертой некрахмальных полисахаридов и фактически всех пищевых волокон является то, что люди не могут их переваривать; следовательно, их среднее содержание энергии ниже по сравнению с большинством других углеводов.Однако некоторые виды клетчатки могут метаболизироваться кишечными бактериями, в результате чего образуются полезные для нашего организма соединения, такие как короткоцепочечные жирные кислоты. Узнайте больше о пищевых волокнах и их важности для нашего здоровья в нашей статье о «цельнозерновых» и «диетических волокнах».

Далее мы будем иметь в виду «сахара», когда говорим о моно- и дисахаридах, и «волокна», когда говорим о некрахмальных полисахаридах.

4. Функции углеводов в нашем организме

Углеводы - неотъемлемая часть нашего рациона.Что наиболее важно, они обеспечивают энергией самые очевидные функции нашего тела, такие как движение или мышление, но также и «фоновые» функции, которые большую часть времени мы даже не замечаем. ¹ . Во время пищеварения углеводы, состоящие из более чем одного сахара, расщепляются на свои моносахариды пищеварительными ферментами, а затем непосредственно всасываются, вызывая гликемический ответ (см. Ниже). Организм напрямую использует глюкозу в качестве источника энергии в мышцах, мозговых и других клетках.Некоторые углеводы не могут быть расщеплены, и они либо ферментируются кишечными бактериями, либо проходят через кишечник без изменений. Интересно, что углеводы также играют важную роль в структуре и функциях наших клеток, тканей и органов.

4.1. Углеводы как источник энергии и их хранение

Углеводы, расщепленные в основном на глюкозу, являются предпочтительным источником энергии для нашего тела, поскольку клетки нашего мозга, мышц и всех других тканей напрямую используют моносахариды для удовлетворения своих энергетических потребностей.В зависимости от вида один грамм углеводов обеспечивает разное количество энергии:

• Крахмал и сахар являются основными углеводами, обеспечивающими энергию, и обеспечивают 4 килокалории (17 килоджоулей) на грамм
• Полиолы содержат 2,4 килокалории (10 килоджоулей) (эритритол вообще не усваивается, поэтому дает 0 калорий).
• Пищевые волокна 2 килокалории (8 килоджоулей)

Моносахариды непосредственно абсорбируются тонким кишечником в кровоток, откуда они транспортируются к нуждающимся клеткам.Некоторые гормоны, в том числе инсулин и глюкагон, также являются частью пищеварительной системы. Они поддерживают уровень сахара в крови, удаляя или добавляя глюкозу в кровоток по мере необходимости.

Если не использовать напрямую, организм превращает глюкозу в гликоген, полисахарид, подобный крахмалу, который хранится в печени и мышцах в качестве легкодоступного источника энергии. Когда необходимо, например, между приемами пищи, ночью, во время подъемов физической активности или во время коротких периодов голодания, наш организм превращает гликоген обратно в глюкозу, чтобы поддерживать постоянный уровень сахара в крови.

Мозг и красные кровяные тельца особенно зависят от глюкозы как источника энергии и могут использовать другие формы энергии из жиров в экстремальных условиях, например, в очень длительные периоды голодания. Именно по этой причине уровень глюкозы в крови должен постоянно поддерживаться на оптимальном уровне. Примерно 130 г глюкозы необходимо в день только для покрытия энергетических потребностей мозга взрослого человека.

4.2. Гликемический ответ и гликемический индекс

Когда мы едим пищу, содержащую углеводы, уровень глюкозы в крови повышается, а затем понижается, и этот процесс известен как гликемический ответ.Он отражает скорость переваривания и всасывания глюкозы, а также влияние инсулина на нормализацию уровня глюкозы в крови. На скорость и продолжительность гликемического ответа влияет ряд факторов:

• Сама еда:
  • Тип сахара (ов), образующих углевод; например фруктоза имеет более низкий гликемический ответ, чем глюкоза, а сахароза имеет более низкий гликемический ответ, чем мальтоза
  • Строение молекулы; например крахмал с большим количеством разветвлений легче расщепляется ферментами и, следовательно, легче усваивается, чем другие
  • Используемые методы приготовления и обработки
  • Количество других питательных веществ в пище, таких как жир, белок и клетчатка
• (метаболические) обстоятельства у каждого человека:
  • Степень жевания (механическое нарушение)
  • Скорость опорожнения желудка
  • Время прохождения через тонкий кишечник (частично зависит от пищи)
  • Сам метаболизм
  • Время приема пищи

Влияние различных пищевых продуктов (а также технологии обработки пищевых продуктов) на гликемический ответ классифицируется относительно стандарта, обычно белого хлеба или глюкозы, в течение двух часов после еды.Это измерение называется гликемическим индексом (GI). ГИ 70 означает, что еда или питье вызывают 70% ответа глюкозы в крови, который можно было бы наблюдать с таким же количеством углеводов из чистой глюкозы или белого хлеба; однако большую часть времени углеводы едят как смесь вместе с белками и жирами, которые влияют на ГИ.

Продукты с высоким ГИ вызывают большую реакцию глюкозы в крови, чем продукты с низким ГИ. В то же время продукты с низким ГИ перевариваются и усваиваются медленнее, чем продукты с высоким ГИ.В научном сообществе ведется много дискуссий, но в настоящее время недостаточно доказательств, чтобы предположить, что диета, основанная на продуктах с низким ГИ, связана со сниженным риском развития метаболических заболеваний, таких как ожирение и диабет 2 типа.

4.3. Функция кишечника и пищевые волокна

Хотя наш тонкий кишечник не может переваривать пищевые волокна, клетчатка помогает обеспечить хорошее функционирование кишечника за счет увеличения физического объема кишечника и, таким образом, стимуляции кишечного транзита. Когда неперевариваемые углеводы попадают в толстую кишку, некоторые типы клетчатки, такие как камеди, пектины и олигосахариды, расщепляются микрофлорой кишечника. Это увеличивает общую массу кишечника и благотворно влияет на состав микрофлоры кишечника.Это также приводит к образованию продуктов жизнедеятельности бактерий, таких как короткоцепочечные жирные кислоты, которые выделяются в толстой кишке и оказывают благотворное влияние на наше здоровье (дополнительную информацию см. В наших статьях о пищевых волокнах).

5. Резюме

Углеводы - это один из трех макроэлементов в нашем рационе, который необходим для правильного функционирования организма. Они бывают разных форм, от сахара вместо крахмала до пищевых волокон, и присутствуют во многих продуктах, которые мы едим. Если вы хотите узнать больше о том, как они влияют на наше здоровье, прочтите нашу статью «Углеводы полезны или вредны для вас?».

Список литературы

1. Каммингс Дж. Х. и Стивен А. М. (2007). Терминология и классификация углеводов. Европейский журнал клинического питания 61: S5-S18.
2. Портал знаний JRC Европейской комиссии, укрепление здоровья и профилактика заболеваний. Доступ 17 октября 2019 г.
.

---

Смотрите также

• 
  В каких продуктах содержится никотинамид
• 
  В каких продуктах содержится животный жир список
• 
  Выяснить в каких продуктах содержится крахмал
• 
  Какие продукты содержат кальций
• 
  Какие продукты ощелачивают кровь
• 
  Какие продукты производят на кубани
• 
  Какие продукты снижают фсг
• 
  Какие продукты питания содержат йод
• 
  Какие продукты повышают магний в организме
• 
  Какие продукты нельзя между собой смешивать
• 
  Какие продукты понижают холестерин в крови человека