Формула клетчатка – Целлюлоза – формула, строение молекул

Содержание

что это такое, польза и вред, в каких продуктах содержится

Клетчатка входит в число важнейших составляющих любого рациона питания. Её отсутствие или переизбыток приводят к пагубным последствиям для ЖКТ человека. Сколько нужно употреблять клетчатки при здоровом подходе к питанию? Какие источники клетчатки выбрать? В каких продуктах её больше всего, а в каких нет совсем? В чем польза клетчатки и есть ли вред, а также каковы функции и свойства этого элемента человеческого рациона — обо всём этом вы узнаете из нашей статьи.

Клетчатка — что это такое простым языком

Клетчатка – это вид сложных углеводов, растительные волокна, образованные частями растений. Капустные листья, кожура бобов и семян, стебли и зерна растений — все это примеры клетчатки.

Кроме клетчатки, которая формируется в природных условиях, существует еще и одноименная пищевая добавка. Она также представляет собой сложную углеводную формулу, не поддающуюся расщеплению в ЖКТ, и применяется в диетических целях.

Если клетчатка не усваивается нашим организмом, то в чем же тогда ее польза? В первую очередь, клетчатка помогает пище быстрее выводиться из пищеварительной системы. Чем дольше еда переваривается внутри желудочно-кишечного тракта, тем сложнее ее потом вывести без последствий, таких как газообразование или вздутие живота. Клетчатка ускоряет этот процесс и помогает организму очиститься естественным путем. Именно поэтому клетчатка показана тем, у кого есть проблемы с кишечником.

Виды клетчатки — целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин, пектин

Клетчатка классифицируется по содержанию ее в разных продуктах или их частях. Рассмотрим основные виды клетчатки.

Целлюлоза

Ее можно найти в пшеничной муке, которую еще не просеяли, в отрубях, в капустных листьях, в стручке молодого гороха, в кожуре зеленых бобов, в листьях брокколи или в брюссельской капусте, в кожуре огурцов, перцев и яблок. Целлюлоза облегчает деятельность толстой кишки, впитывая в себя всю лишнюю влагу.

Гемицеллюлоза

Этот вид находится в отрубях, зерне, в свекольной мякоти, в брюссельской капусте или в ростках горчицы. Гемицеллюлоза так же, как и первый вид впитывает в себя жидкость, облегчая работу кишечника.

Эти два вида помогают переработанным отходам быстрее покинуть кишечник и предотвращают такие состояния и заболевания, как запор, колит из-за спазмирования гладкой мускулатуры кишечника, а также геморрой и рак толстой кишки.

Лигнин

Третий вид содержится в злаках, например, в отрубях, либо в баклажанах, клубнике, редисе и горохе. Причем содержание лигнина в тех овощах и фруктах, которые уже «полежали» некоторое время, гораздо выше, чем в свежих. Главным свойством лигнина считается особая вязкость – он мешает усваиваться вредным веществам, сплетаясь с желчными кислотами. Такой процесс уменьшает количество холестерина в крови, а также помогает пище быстрее покинуть кишечную полость.

Пектин и Камеди

Оба этих вида содержатся в кашах из овса, картофеле, бобах, горохе, а также в ягодах – землянике и клубнике. Много пектина в яблоках и цитрусовых. Эта разновидность клетчатки контролирует процесс переваривания пищи не только в желудке, но и в тонком кишечнике.

Подобно лигнину, пектин и камеди соединяются с желчными кислотами, снижая холестерин и активно всасывая в себя жир. Кроме этого, вещества замедляют процесс всасывания глюкозы, что становится спасением для больных диабетом.

Клетчатка в таблетках

Помимо природной клетчатки, ученые вывели в лабораторных условиях формулу легкодоступного вещества – активированную клетчатку, которую принимают в таблетках в дозировке, необходимой для вашего организма.

Такой вид планового введения клетчатки в рацион способствует не только формированию правильной схемы питания, но и повышает эффективность различных диет, поскольку активированная клетчатка контролирует запас белков в пище и снижает углеводную составляющую. Отсюда ощутимый и постоянный контроль веса.

Чем полезна клетчатка

Последние исследования в области питания показали, что польза клетчатки для организма человека не только в нормализации работы кишечника посредством ускорения вывода отходов, но и в очищении организма от токсинов и шлаков.

Именно поэтому на прилавках магазинов появилось так много продуктов из муки грубого помола. Люди осознанно переходят на такое питание, так как «грубая пища» помогает сбросить вес и наладить процессы ЖКТ.

Помимо функции главного сорбента организма, клетчатка обладает и другими полезными свойствами:

  1. Быстро насыщает, что важно при диете.
  2. Укрощает чрезмерный аппетит.
  3. Улучшает секреторные функции желудка.
  4. Снижает кровяное давление, улучшая перистальтику толстого и тонкого кишечника.
  5. Обогащает организм витаминами, минералами и другими полезными микро-элементами.

Возможный вред клетчатки

Возможный вред от клетчатки можно свести к нулю, если употреблять ее в меру и не на голодный желудок. Лучше всего употреблять продукты, содержащие клетчатку, вместе с какими-то жидкостями, например, если вы съедаете кашу из овса, то в этот прием пищи первым блюдом у вас должен идти овощной суп.

Обратите внимание! Единственное противопоказание при введения клетчатки в свой рацион — непереносимость этого вещества или острые приступы заболеваний ЖКТ, к примеру, язвы желудка и двенадцатиперстной кишки.

Таблица — источники клетчатки в продуктах

Наибольший запас клетчатки содержится во внешних оболочках продуктов: кожуре, листьях, стеблях и т.д. Самым высоким по содержанию клетчатки продуктом считаются отруби из цельного зерна – в 100 г насчитывается около 44,0%.

Из таблицы вы узнаете, в каких еще продуктах есть клетчатка и в каком количестве:

ПродуктКоличество клетчатки (в процентарном содержании)
Отруби44
Орехи(в частности миндаль)15
Зеленый горошек12
Цельнозерновые продуктыОт 8,5 до 9,6
Бобовые культуры7
Изюм6,8
Зелень3,8
Морковь3,1
Брокколи3
Капуста2,9
Яблоки, картофель, мука пшеничная2
Рис0,8

Обратите внимание! Самыми сбалансированными продуктами по содержанию клетчатки и других питательных веществ считаются овощи и фрукты. В продуктах животного происхождения клетчатки часто не бывает вообще, либо содержание ничтожно малое.

Свойства жировой клетчатки

Есть такое понятие, как жировая клетчатка – это сетчатый слой кожи, который пронизан коллагеновыми волокнами и находится сразу же под собственно кожей (дермой). В этой сетке располагаются специальные «дольки жира», образующие наш животный или подкожный жир.

Для чего нужна жировая клетчатка? Это соединительная ткань, которая обеспечивает амортизацию и теплоизоляцию организма. В отдельных случаях (на разных стадиях ожирения) вес жировой клетчатки может быть от 10 кг, причем локализация у мужчин и женщин различна. Женщины накапливают жировую клетчатку в основном в области бедер и ягодиц, а мужчины – в области груди и живота. По статистике, наибольшей толщины эта соединительная ткань (до 5 см и более) достигает в области бедер, а наименьшая толщина приходится на веки и половые органы.

К свойствам жировой клетчатки относят следующие особенности:

  1. Энергетичность. Жир — важный источник энергетических запасов в организме. Жировые запасы расходуются в периоды интенсивных затрат энергии или во время голодания.
  2. Тепловая изоляция. Через жир тепло уходит медленно, что полезно в условиях холодного климата. Чем толще прослойка жира, тем меньше человек мерзнет при низких температурах. Однако в избыточных количествах жир портит фигуру, снижает самооценку, и кроме того, добавляет проблемы «по сердечной» части. Лишний вес – это предпосылки к ишемической болезни сердца, гипертоническому кризу, сахарному диабету и даже деформирующему скелет остеоартрозу.
  3. Защита. Жир защищает все внутренние органы от перегрева, а также повышает эластичность кожи. Смещаясь в разные стороны, дерма как будто «скользит» по подкожному жиру и имеет в разы меньше повреждений.
  4. Накопление. Жир – это запас организма на «голодные» времена. Помимо самой клетчатки, организм накапливает в подкожном жире и другие полезные вещества. Например, гормоны эстрогены, которые важны для работы половой функции организма, а также витамины группы A, D и E.
  5. Продуцирование гормонов. Кроме естественного накопления, жировая клетчатка способна самостоятельно продуцировать важные гормоны. К примеру, лептин, который отвечает в нашем организме за чувство насыщения и т.д.

Дневная норма клетчатки

Норма клетчатки для нашего организма в сутки — крайне спорный показатель. Врачами в области диетологии рекомендовано потреблять вещество в количестве от 5 до 25 г. Так говорит западная медицина. Русские врачи-диетологи утверждают, что наши предки славяне в далеком прошлом получали гораздо больше – от 25 до 60 г клетчатки, и их организм всегда работал, как часы.

Компромиссным решение становится золотая середина в 35 г. Именно такое количество клетчатки ежедневно должно поступать в организм современного человека с разнообразной пищей.

Таким образом, вводить клетчатку в свой рацион можно и нужно не только для того, чтобы очистить ЖКТ от шлаков, наладить перистальтику тонкого и толстого кишечника, а также снизить холестерин, но и помочь своему организму похудеть до собственной нормы и навсегда закрепить эффект легкости и стройности вашего тела.

Оцените материал

cross.expert

Клетчатка - Справочник химика 21

    Метан непрерывно образуется в природе путем бактериального разложения клетчатки — метанового брожения . [c.39]

    Реакции гидролиза, т. е. расщепления органических высокомолекулярных соединений действием воды, имеют большое биологическое и техническое значение. Путем гидролиза происходит распад белковых веществ, крахмала, гликогена, клетчатки, жиров, восков, глюкозидов и тому подобных веществ, причем образуются более простые низкомолекулярные соединения. Реакции гидролиза противоположны по направлению реакциям межмолекулярной дегидратации. В животных и растительных организмах между этими процессами существует биологическое равновесие. В организмах путем дегидратаций происходит образование полисахаридов, белков, жиров и других сложных соединений. Эти эндотермические по своему характеру процессы осуществляются при участии солнечной энергии, которая таким образом вовлекается в биосферу земли. Поэтому сложные химические вещества растений являются как бы аккумуляторами солнечного тепла. 

[c.534]


    Целлюлоза — плотное волокнистое вещество. Именно она придает твердость древесине . В растениях целлюлоза располагается слоями между клетками (поэтому ее иногда называют клетчаткой). Целлюлоза играет в ра- [c.147]

    Гидролиз углеводов и клетчатки [c.22]

    Новейшие химические и рентгеноскопические исследования показали, что крахмал и целлюлоза состоят из остатков глюкозы, связанных глюкозидными связями, но, несмотря на большое химическое сходство, крахмал и целлюлоза отличаются друг от друга и по строению и по свойствам. Крахмал представляет собой зерна и сферокристаллы, которые можно растереть в мелкий порошок, а целлюлоза—нити и волокна, прочные на разрыв. Роль крахмала и клетчатки в растениях различна крахмал является питательным веществом, тогда как клетчатка—опорной тканью. 

[c.536]

    В то время как гигантские молекулы таких веществ, как крахмал или клетчатка древесины, построены из одного многократно повторяемого блока, молекула белка строится из двадцати различных, но тесно связанных блоков — различных аминокислот (см. гл. 6). Именно по этой причине молекулы белков так разнообразны, но это же создает большие трудности при попытке их характеризовать. [c.129]

    Затем в растениях глюкоза превращается в крахмал или целлюлозу — их основную структурную часть. Сахароза и крахмал быстро усваиваются человеческим организмом, что делает их удобной формой для запаса энергии. Целлюлоза же не усваивается в организме человека, поскольку отличается от крахмала по способу соединения остатков сахаров друг с другом (рис. 1У.5). Из-за такой структуры большинство животных (за исключением жвачных животных, многих насекомых, в том числе термитов) не могут использовать целлюлозу как источник энергии. Неперевариваемая человеком клетчатка играет, однако, важную роль в поддержании нормального состояния желудочно-кишечного тракта. [c.246]

    По химическому составу вещество клеточной оболочки, или клетчатка, принадлежит к группе углеводов, куда, между прочим, относятся хорошо знакомые нам сахар и крахмал. Элементный анализ клетчатки показывает, что она состоит из углерода в количестве 44%, водорода — около 6% и кислорода — 50%. [c.22]

    В клетчатке низших растений, кроме элементов С, Н и О, находят иногда небольшое количество азотистых соединений. [c.22]

    Постепенный переход от клетчатки к графиту лучше всего иллюстрируется элементным анализом горючих ископаемых (табл. 5), по данным Мука (не принимая в расчет воду и золу). [c.25]

    Однако нужно заметить, что скопления морской травы, по-видимому, не представляют того органического материала, из которого могла бы образоваться нефть, так как главную составную часть его представляет клетчатка (углевод), которая при наличии некоторых условий подвергается процессу не битуминизации, а обогащения углеродом, что дает начало углям, а не нефти. [c.185]

    Клетчатка Почти чистая целлюлоза Производство химических волокон, бумаги, покрытий, пластмасс, упаковочных материалов, клеящих и аппретирующих веществ, взрывчатых веществ, лаков [c.265]

    Целлюлоза имеет большое техническое применение для получения искусственного волокна, пороха, целлулоида, спирта и т. д. [30]. Еще в 1819 г. были получены сахаристые вещества при обработке клетчатки серной кислотой. Разбавлением продуктов гидролиза большим количеством воды после фильтрации, нейтрализации мелом и упаривания удалось получить- сахара, способные подвергаться брожению. Однако технический интерес к получению сахара и спирта из древесины проявился лишь к концу прошлого века. [c.538]

    Органические гипотезы происхождения нефти заслуживают внимания," потому что в молекулы живого вещества входят более или менее крупные группировки углеродных атомов, характерные и для углеводородов. Например, в жирах содержатся кислоты с 15—17 атомами углерода, а в восках их еще больше. Белки содержат менее крупные группировки, а в лигнине древесины имеются группировки циклического характера. Клетчатка и продукты ее гидролиза являются в обычном представлении неподходящим материалом для образования нефти ввиду малой стойкости к различного рода окислительным воздействиям, в том числе и биохимическому. [c.189]

    В настоящее время окончательно установлено и структурное различие между крахмалом и клетчаткой. [c.536]

    В природе встречаются и такие газы, в которых наряду с метаном содержатся углекислый газ, сероводород и азот, при отсутствии гомологов метана. Такие газы рассматриваются как биогенные продукты разложения клетчатки (болотный газ). Наличие в таких газах азота объясняется нонаданием в газ атмосферного воздуха в тех случаях, когда в газе присутствуют также аргон и гелий, не участвующие в химическом составе живых организмов. Если отношение аргона к азоту в газе нигке отношения аргона к атмосферному азоту, принято считать, в учете химической инертности аргона, что азот в данном газе имеет невоздушное происхождение, т. е. является продуктом распада белков и тому подобных живых соединений организмов. [c.71]

    В исследуемой группе населения установлен рост кишечных инфекций, высокий уровень заболеваний центральной нервной, сердечно-сосудистой и дыхательной систем, кожи и подкожной клетчатки. У 70% горняков резко снижена эффективность функционирования респираторно-циркуляторной системы. [c.204]

    Задача 18.1. Одним из способов получения этилового спирта в иромы[[1лсппости является брожение продуктов г[1дролиза клетчатки и крахмала. Определить выход этилового спирта (в процентах) к теоретически возможному, если из картофеля массой I т с массово долей крахмала 0,20 получено спирта объемом 100 л (р = 0,8). [c.252]

    Применение соединений цинка и его аналогов весьма разнообразно. Так, их сульфиды используются в производстве минеральных красок, Hg lj сулема), Hga lj (каломель) и другие препарат

www.chem21.info

Формула целлюлозы. Свойства целлюлозы. Применение целлюлозы :: SYL.ru

Всю жизнь нас окружает огромное количество предметов - картонные коробки, офсетная бумага, целлофановые пакеты, одежда из вискозы, бамбуковые полотенца и многое другое. Но мало кто знает, что при их изготовлении активно применяется целлюлоза. Что же это за поистине волшебное вещество, без которого не обходится практически ни одно современное промышленное предприятие? В этой статье мы расскажем про свойства целлюлозы, её применение в различных сферах, а также из чего её добывают, и какова ее химическая формула. Начнём, пожалуй, с истоков.

Обнаружение вещества

Формула целлюлозы была открыта французским химиком Ансельмом Пайеном в ходе экспериментов по разделению древесины на составляющие. Обработав ее азотной кислотой, учёный обнаружил, что в ходе химической реакции формируется волокнистое вещество, схожее с хлопком. После тщательного анализа полученного материала Пайеном была получена химическая формула целлюлозы - C6H10O5. Описание процесса было опубликовано в 1838 году, а своё научное название вещество получило в 1839-м.

Дары природы

Сейчас доподлинно известно, что практически все мягкие части растений и животных содержат в себе некоторое количество целлюлозы. Например, растениям это вещество необходимо для нормального роста и развития, а точнее - для творения оболочек новообразующихся клеток. По составу относится к полисахаридам.

В промышленности, как правило, натуральную целлюлозу добывают из хвойных и лиственных деревьев - в сухой древесине содержится до 60% этого вещества, а также путём переработки отходов хлопководства, в которых содержится около 90% целлюлозы.

Известно, что если нагреть древесину в вакууме, то есть без доступа воздуха, произойдёт термическое разложение целлюлозы, благодаря чему образуется ацетон, метиловый спирт, вода, уксусная кислота и древесный уголь.

Несмотря на богатую флору планеты, лесов уже не хватает на то, чтобы производить необходимое для промышленности количество химических волокон - применение целлюлозы слишком обширно. Поэтому её всё чаще добывают из соломы, тростника, стеблей кукурузы, бамбука и камыша.

Синтетическую целлюлозу при помощи различных технологических процессов получают из угля, нефти, природного газа и сланца.

Из леса - в цеха

Давайте рассмотрим добычу технической целлюлозы из древесины - это сложный, интересный и длительный процесс. Первым делом на производство привозят древесину, распиливают её на крупные фрагменты и удаляют кору.

Затем очищенные бруски перерабатывают в щепки и сортируют, после чего вываривают в щелоке. Полученную таким образом целлюлозу отделяют от щелочи, затем высушивают, разрезают и упаковывают для отправки.

Химия и физика

Какие же химические и физические секреты таят в себе свойства целлюлозы кроме того, что это - полисахарид? В первую очередь, это вещество белого цвета. Легко воспламеняется и хорошо горит. Растворяется в комплексных соединениях воды с гидроксидами некоторых металлов (меди, никеля), с аминами, а также в серной и ортофосфорной кислотах, концентрированном растворе хлорида цинка.

В доступных бытовых растворителях и обычной воде целлюлоза не растворяется. Это происходит потому, что длинные нитевидные молекулы этого вещества связаны в своеобразные пучки и расположены параллельно друг к другу. Вдобавок, вся эта "конструкция" усилена водородными связями, из-за чего молекулы слабого растворителя или воды просто не могут проникнуть внутрь и разрушить это прочное сплетение.

Тончайшие нити, длина которых колеблется от 3 до 35 миллиметров, соединенные в пучки, - так можно схематически представить строение целлюлозы. Длинные волокна используются в текстильной промышленности, короткие - в производстве, например, бумаги и картона.

Целлюлоза не плавится и не превращается в пар, однако начинает разрушаться при нагреве выше 150 градусов Цельсия, выделяя при этом низкомолекулярные соединения - водород, метан и монооксид углерода (угарный газ). При температуре 350 оC и выше целлюлоза обугливается.

Перемены к лучшему

Вот так в химических символах описывается целлюлоза, структурная формула которой наглядно показывает длинноцепную полимерную молекулу, состоящую из повторяющихся глюкозидных остатков. Обратите внимание на "n", указывающее их большое количество.

К слову, формула целлюлозы, выведенная Ансельмом Пайеном, претерпела некоторые изменения. В 1934 году английский химик-органик, лауреат Нобелевской премии Уолтер Норман Хоуорс изучал свойства крахмала, лактозы и других сахаров, включая целлюлозу. Обнаружив способность этого вещества к гидролизу, он внёс свои коррективы в изыскания Пайена, и формула целлюлозы была дополнена значением "n", обозначив присутствие гликозидных остатков. На данный момент она выглядит так: (C5H10O5)n.

Эфиры целлюлозы

Важно, что молекула целлюлозы содержат в себе гидроксильные группы, которые могут алкилироваться и ацилироваться, образуя при этом различные эфиры. Это ещё одно из важнейших свойств, которыми обладает целлюлоза. Структурная формула различных соединений может выглядеть так:

Эфиры целлюлозы бывают простыми и сложными. Простые - это метил-, оксипропил-, карбоксиметил-, этил-, метилгидроксипропил- и цианэтилцеллюлоза. Сложные - это нитраты, сульфаты и ацетаты целлюлозы, а также ацетопропионаты, ацетилфталилцеллюлоза и ацетобутираты. Все эти эфиры производятся практически во всех странах мира сотнями тысяч тонн в год.

От фотоплёнки до зубной пасты

Для чего же они нужны? Как правило, эфиры целлюлозы широко применяются для производства искуственных волокон, различных пластмасс, всевозможных плёнок (включая фотографические), лаков, красок, а также используются в военной промышленности для изготовления твёрдого ракетного топлива, бездымного пороха и взрывчатки.

Помимо этого, эфиры целлюлозы входят в состав штукатурных и гипсо-цементных смесей, красителей для тканей, зубных паст, различных клеев, синтетических моющих средств, парфюмерии и косметики. Одним словом, если бы в далёком 1838 году не была открыта формула целлюлозы, современные люди не обладали бы многими благами цивилизации.

Почти близнецы

Мало кто из обычных людей знает, что у целлюлозы есть своего рода двойник. Формула целлюлозы и крахмала идентична, однако это два совершенно разных вещества. В чём же разница? Несмотря на то что оба этих вещества - природные полимеры, степень полимеризации у крахмала намного меньше, нежели у целлюлозы. А если углубиться дальше и сравнить структуры этих веществ, можно обнаружить, что макромолекулы целлюлозы располагаются линейно и только в одном направлении, образуя таким образом волокна, в то время как микрочастицы крахмала выглядят несколько иначе.

Сферы применения

Одним из лучших наглядных образцов практически чистой целлюлозы является обычная медицинская вата. Как известно, её получают из тщательно очищенного хлопка.

Второй, не менее используемый продукт из целлюлозы - бумага. На самом деле она - тончайший слой целлюлозных волокон, тщательно спрессованных и склеенных между собой.

Кроме того, из целлюлозы производят вискозное полотно, которое под умелыми руками мастеров волшебным образом превращается в красивые одежды, обивку для мягкой мебели и различные декоративные драпировки. Также вискоза применяется для изготовления технических ремней, фильтров и шинных кордов.

Не забудем и о целлофане, который получают из вискозы. Без него трудно представить супермаркеты, магазины, тароупаковочные отделы почтовых отделений. Целлофан - повсюду: им обёрнуты конфеты, в него упакованы крупы и хлебобулочные изделия, а также таблетки, колготки и любая аппаратура, начиная от мобильного телефона и заканчивая пультом дистанционного управления для телевизора.

Помимо этого чистая микрокристаллическая целлюлоза входит в состав таблеток для снижения веса. Попадая в желудок, они разбухают и создают чувство насыщения. Количество еды, употребляемой за день, существенно сокращается, соответственно, падает вес.

Как видите, открытие целлюлозы произвело настоящую революцию не только в химической промышленности, но и в медицине.

www.syl.ru

ЦЕЛЛЮЛОЗА - это... Что такое ЦЕЛЛЮЛОЗА?

Реакция с оксидом этилена или пропилена дает гидроксилированные простые эфиры:


Наличием этих гидроксильных групп и геометрией макромолекулы обусловлено сильное полярное взаимное притяжение соседних звеньев. Силы притяжения столь велики, что обычные растворители не в состоянии разорвать цепь и растворить целлюлозу. Эти свободные гидроксильные группы ответственны также за большую гигроскопичность целлюлозы (рис. 3). Этерификация и эфиризация понижают гигроскопичность и повышают растворимость в обычных растворителях.

Рис. 3. ВЛАГОПОГЛОЩЕНИЕ целлюлозы (очищенного хлопка) в равновесных условиях при 25° C. График зависимости количества поглощенной влаги (в процентах сухой массы) от относительной влажности воздуха.
Под действием водного раствора кислоты разрываются кислородные мостики в положении 1,4-. Полный разрыв цепи дает глюкозу - моносахарид. Первоначальная длина цепи зависит от происхождения целлюлозы. Она максимальна в природном состоянии и уменьшается в процессе выделения, очистки и преобразования в производные соединения (см. таблицу).

СТЕПЕНЬ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ
Материал Число глюкозидных остатков
Необработанный хлопок 2500-3000
Очищенный хлопковый линт 900-1000
Очищенная древесная масса 800-1000
Регенерированная целлюлоза 200-400
Промышленный ацетат целлюлозы 150-270


Даже механический сдвиг, например при абразивном размельчении, приводит к уменьшению длины цепей. При уменьшении длины полимерной цепи ниже определенного минимального значения изменяются макроскопические физические свойства целлюлозы. Окислительные агенты оказывают на целлюлозу воздействие, не вызывая расщепления глюкопиранозного кольца (рис. 4). Последующее действие (в присутствии влаги, например, при климатических испытаниях), как правило, приводит к разрыву цепи и увеличению числа альдегидоподобных концевых групп. Поскольку альдегидные группы легко окисляются до карбоксильных, содержание карбоксила, практически отсутствующего в природной целлюлозе, резко возрастает в условиях атмосферных воздействий и окисления.

Рис. 4. Различные пути окисления целлюлозы под действием окисляющих агентов.
Как и все полимеры, целлюлоза разрушается под воздействием атмосферных факторов в результате совместного действия кислорода, влаги, кислотных компонентов воздуха и солнечного света. Важное значение имеет ультрафиолетовая составляющая солнечного света, и многие хорошо защищающие от УФ-излучения агенты увеличивают срок службы изделий из производных целлюлозы. Кислотные компоненты воздуха, такие, как оксиды азота и серы (а они всегда присутствуют в атмосферном воздухе промышленных районов), ускоряют разложение, зачастую оказывая более сильное воздействие, чем солнечный свет. Так, в Англии было отмечено, что образцы хлопка, испытывавшиеся на воздействие атмосферных условий, зимой, когда практически не было яркого солнечного света, деградировали быстрее, чем летом. Дело в том, что сжигание зимой больших количеств угля и газа приводило к повышению в воздухе концентрации оксидов азота и серы. Кислотные поглотители, антиоксиданты и агенты, поглощающие УФ-излучение, снижают чувствительность целлюлозы к атмосферным воздействиям. Замещение свободных гидроксильных групп приводит к изменению такой чувствительности: нитрат целлюлозы деградирует быстрее, а ацетат и пропионат - медленнее.
Физические свойства. Полимерные цепи целлюлозы упакованы в длинные пучки, или волокна, в которых наряду с упорядоченными, кристаллическими имеются и менее упорядоченные, аморфные участки (рис. 5). Измеренный процент кристалличности зависит от типа целлюлозы, а также от способа измерения. По рентгеновским данным, он составляет от 70% (хлопок) до 38-40% (вискозное волокно). Рентгенографический структурный анализ дает информацию не только о количественном соотношении между кристаллическим и аморфным материалом в полимере, но и о степени ориентации волокна, вызываемой растяжением или нормальными процессами роста. Резкость дифракционных колец характеризует степень кристалличности, а дифракционные пятна и их резкость - наличие и степень предпочтительной ориентации кристаллитов. В образце вторичного ацетата целлюлозы, полученного процессом "сухого" формования, и степень кристалличности, и ориентация весьма незначительны. В образце триацетата степень кристалличности больше, но предпочтительная ориентация отсутствует. Термообработка триацетата при температуре 180-240° C заметно повышает степень его кристалличности, а ориентирование (вытягиванием) в сочетании с термообработкой дает самый упорядоченный материал. Лен обнаруживает высокую степень и кристалличности, и ориентации.
См. также
ХИМИЯ ОРГАНИЧЕСКАЯ;
БУМАГА И ПРОЧИЕ ПИСЧИЕ МАТЕРИАЛЫ;
ПЛАСТМАССЫ.

Рис. 5. МОЛЕКУЛЯРНАЯ СТРУКТУРА целлюлозы. Молекулярные цепи проходят через несколько мицелл (кристаллических областей) протяженностью L. Здесь A, A' и B' - концы цепей, лежащие в кристаллизованной области; B - конец цепи вне кристаллизованной области.
ЛИТЕРАТУРА
Бушмелев В.А., Вольман Н.С. Процессы и аппараты целлюлозно-бумажного производства. М., 1974 Целлюлоза и ее производные. М., 1974 Аким Э.Л. и др. Технология обработки и переработки целлюлозы, бумаги и картона. Л., 1977

Энциклопедия Кольера. — Открытое общество. 2000.

dic.academic.ru

клетчатка

Введение.

Основное условие успешного развития животноводства и повышения продуктивности сельскохозяйственных животных — полноценное кормление. Поскольку формирование живого организма происходит за счет питательных веществ корма, то скорость роста и развития, масса тела и продуктивность находятся в прямой зависимости от кормления. При неполноценном кормлении задерживается рост и нарушается пропорциональность телосложения, из-за чего животные остаются недоразвитыми и низкопродуктивными. От кормления зависит и качество получаемой продукции. Несомненно, важное значение в кормлении животных играет клетчатка.

Сырая клетчатка кормов представляет собой комплекс сложных высокомолекулярных углеводов и инкрустирующих веществ. Ее основная функция – составляет основу оболочек растительных клеток, защищая их от неблагоприятных воздействий внешней среды и предохраняя от расщепления в пищеварительном тракте животных. В состав этого комплекса входит целлюлоза, гемицеллюлозы, пектиновые вещества, пентозаны, инкрустирующие вещества (лигнин, кутин, суберин).

Состав клейчатки.

Целлюлоза. Главный полисахарид растительных кормов, при полном гидролизе крепкими кислотами и  целлюлазами микроорганизмов распадается до глюкозы. При слабом гидролизе расщепляется до целлобиозы. Благодаря особой форме молекулы целлюлоза агрегирована в микрофибриллы, имеющие упорядоченную, жесткую, прочную, кристаллическую структуру. Микрофибриллы заключены в паракристаллический матрикс, состоящий из полисахаридов других типов, в основном гемицеллюлоз.

Гемицеллюлозы (полуклетчатки – греч.). Ошибочно считались предшественниками целлюлозы. Относятся к гетерополисахаридам и вместе с целлюлозой входят в состав клеточных стенок. Гемицеллюлозы плотно покрывают поверхность микрофибрилл целлюлозы. При гидролизе образуют глюкозу, галактозу, фруктозу, маннозу, арабинозу и ксилозу. Их много в соломе и одревесневших частях растений, отрубях, зерновых.

Гемицеллюлозы делят на подгруппы: Ксиланы, Глюканы, Маннаны, Арабаны, галактаны.Название дается по доминирующему полисахариду. Часто встречаются в сочетаниях друг с другом:АрабиноксиланыГлюкомананыГалактомананы, Ксилоглюканы и др.

Пентозаны состоят из ксилозы и арабинозы с небольшим количеством глюкуруновой кислоты. Содержатся в грубых кормах, в соломе их до 28 % и входят в основном в состав клеточной стенки. Содержатся в оболочках эндоспермов зерновых культур.

        Пектиновые вещества. Содержаться в растительных кормах особенно с повышенным содержанием стеблей и клубней в виде нерастворимого протопектина. Состоят из полиуроновых кислот и нейтральных сахаров – рамнозы, галактозы, ксилозы. Очень плохо расщепляются в ЖКТ и образуют очень вязкие гели.

Клетчатка в кормлении жвачных.

Оптимальный уровень клетчатки в рационах зависит от продуктивности животных, их физиологического состояния, структуры кормления и других факторов. Для коров оптимальное количество сырой клетчатки в сухом веществе рациона должно быть 17 – 22 %, причем не менее 14% должна составлять клетчатка грубых кормов. Для высокопродуктивных коров это количество должно быть на уровне 16 – 18%. Снижение клетчатки ниже 16 % сопровождается нарушением процессов пищеварения, изменением соотношений ЛЖК и уменьшением жира в молоке. Избыточное содержание клетчатки снижает переваримость и использование других питательных веществ.

Попадая в пищеварительный тракт животных, клетчатка подвергается воздействию целлюлозалитических ферментов, которые выделяются микроорганизмами, расщепляющими клетчатку. В результате этого образуется большое количество ЛЖК. Соотношение ЛЖК в рубце зависит от состава рациона, его сбалансированности и режима кормления. В среднем на долю уксусной кислоты приходится 65 %, пропионовой – 20 % и масляной – 15 %. Если в рационе много грубых кормов, богатых клетчаткой, то в рубце увеличивается содержание уксусной кислоты, а сочные и концентрированные корма вызывают увеличение пропионовой и масляной кислот.

Уксусная кислота – источник энергии для организма и предшественник жира молока, пропионовая – источник глюкозы. Увеличение уксусной кислоты в рубце улучшает использование азота, повышает уровень белка в молоке коров.

Переваримость клетчатки зависит от наличия в рационе легкопереваримых углеводов (крахмала и сахара). При их избыточном количестве в рубце снижается реакция среды (рН 5,0 – 5,5 при норме 6,5 – 7,0) и создаются неблагоприятные условия для роста и размножения микроорганизмов, расщепляющих клетчатку.

Для успешного использования клетчатки в рубце необходимо наличие определенного количества азота. Наиболее благоприятные условия для микроорганизмов рубца, расщепляющих клетчатку, создаются тогда, когда содержание сырого протеина в сухом веществе составляет 12,5 %, а уровень легкопереваримых углеводов – не более 30 %. В первые 2 – 3 часа после кормления максимально перевариваются сахара, через 3 – 6 – крахмал и 6 – 8 часов – клетчатка.

Основными источниками сахара у коров являются пропионовая кислота и незначительно – масляная и молочная.

Повышение концентрации пропионовой кислоты в рубце способствует снижению кетоновых тел, повышению сахара в крови и белка в молоке коров, а также лучшему использованию азота корма.

Молочная железа – основной потребитель сахара в организме лактирующей коровы, котрорый является не только энергетическим материалом для организма, но и источником для образования аминокислот белков молока, синтезируемых в ней.

Недостаток сахаров оказывает отрицательное воздействие на рост и активность рубцовой микрофлоры, а их избыточное количество вызывает резкое увеличение кислотности в рубце, накопление большого количества молочной кислоты. Лучше всего микробиологические процессы в рубце протекают, когда соотношение протеина и сахара составляет 1 : 1,2, т. е. на 1 кг переваримого протеина приходится 1,2 кг растворимых углеводов (сахаров).

Пропионовая кислота – основной предшественник для образования глюкозы. У лактирующих коров она служит источником молочного сахара, способствует нормальному усвоению ЛЖК в тканевом обмене и необходима для синтеза жира молока.

При высоком уровне пропионовой кислоты организм животного использует энергию в большей степени для отложения жира в теле и в меньшей – для синтеза молока. Если низкая кислотность рубца держится длительное время, то происходит угнетение полезной микрофлоры рубца, что может спровоцировать воспаление суставов конечностей.

Масляная кислота поступает в кровь и идет на образование кетоновых тел. Кетоновые тела – нормальные метаболиты, которые используются тканями как источник энергии. Однако их избыток в организме ведет к нарушению обмена веществ. При наличии достаточного количества глюкозы кетоновые тела утилизируются организмом.

Наряду с сахаром нужно контролировать и поступление с кормами крахмала. Сахар, полученный при гидролизе крахмала в кишечнике, всасывается из него в неизменном виде и является не только дешевым источником энергии для организма, но и служит для синтеза белка молока в молочной железе.

Крахмала в рационе должно быть больше чем сахара. Оптимальное его количество для лактирующих коров – 1,5 г крахмала на 1,0 г сахара.

Количество крахмала в рационе коров зависит от их продуктивности. При удое до 10 кг на 1 к. ед. должно приходиться 110 г крахмала, при удое 11 – 20 кг – 135 г, при удое выше 30 кг – 180 г. В рубце коров переваривается до 90 % крахмала кормов, а остальная его часть – в кишечнике. Крахмал целого зерна переваривается в рубце на 70 %, а плющенного – до 90 %.

Часто молочную продуктивность животных пытаются повысить, увеличивая в рационе дозу концентрированных кормов. При этом забывают, что разные концентраты по-разному действуют на организм.

Если в рацион молочных коров вводят концентраты, богатые белком, то в рубце уменьшается содержание уксусной кислоты, увеличивается доля пропионовой и масляной кислот и снижается процент жира в молоке. При этом количество масляной кислоты будет значительно выше, чем пропионовой. Иное влияние на организм оказывают концентрированные корма, которые содержат много крахмала, особенно кукурузного. Такой рацион способствует образованию большого количества пропионовой кислоты, которая вызывает повышение сахара в крови и снижение кетоновых тел в организме.

При включении в рацион большого количества свеклы удои коров заметно снижаются. Можно предположить, что вследствие повышения обмена веществ в организме возникает повышенная потребность в энергии, для обеспечения которой используется большое количество глюкозы, синтезируемой из пропионовой кислоты. В результате не хватает глюкозы для синтеза молочного сахара и удои снижаются.

Количество сахарной свеклы в сутки не должно превышать 20 кг, при этом лучше её скармливать 3 – 4 раза в день по 5 – 7 кг в дачу.

При кормлении животных силосом, бардой и другими кислыми кормами в преджелудки поступает большее количество органических кислот, из которых наибольшее количество приходится на молочную кислоту.

При скармливании в сутки только 20 кг и более силоса корова ежедневно получает от 340 до 440 г смеси органических кислот, в том числе более 300 г молочной. Наличие большого количества молочной кислоты приводит к нарушению рубцового пищеварения (рН рубца снижается до 5,0 – 5,5 при норме 6,5 – 7,0), что ведет к гибели полезной микрофлоры. Существенных изменений в соотношении ЛЖК не происходит, когда силос скармливают в смеси с другими кормами (сено, сенаж, концентраты).

У высокопродуктивных коров часто встречается заболевание, носящее название кетонемии или кетоза – нарушение обмена веществ, для которого характерно повышение содержания кетоновых тел в жидкостях тела и снижение уровня глюкозы в крови. Снабжение организма глюкозой у жвачных лимитируется тем обстоятельством, что она образуется в основном из пропионовой кислоты.

Период высоких удоев (первые два месяца лактации), а также последний месяц стельности коров являются наиболее опасными, поскольку они благоприятны для развития кетоза. Основная причина его возникновения у коров – неоправданное увеличение скармливания концентрированных кормов.

У страдающих кетозом коров обычно наблюдается: уменьшение аппетита, снижение удоев, понижение уровеня сахара и повышение содержания кетоновых тел в крови. В рубце животных образуются вредные продукты распада белка, которые усиливают интоксикацию организма. Добавление к рациону легкопереваримых углеводов улучшает энергетический баланс микроорганизмов и предупреждает возникновение кетоза.

Заключение.

Клетчатка в определенном количестве необходима жвачным животным как источник энергетического материала для стимуляции деятельности рубца, сохранения здоровья и поддержания на определенном уровне жирности молока. Она оказывает механическое воздействие на стенки рубца и кишечника, вызывая моторную функцию и перистальтику, удлиняет процесс жвачки, в результате которого выделяется большое количество слюны, которая идет на щелочную реакцию, что обеспечивает кислотность рубца на уровне рН, равном 6,5 – 7,0.

Избыточное содержание клетчатки в рационах снижает переваримость и  эффективность использования животными питательных веществ.  Однако в определенном количестве она необходима как фактор, нормализующий пищеварение в рубце.

Содержание клетчатки в кормах и его оценка.

По количеству клетчатки  корма  резко  различаются.  Больше всего ее  в соломе - 36-42%,  в сене - 20-30%.  Мало клетчатки в зерне и очень мало в корнеклубнеплодах - от 0,4 до 2%. Чем больше клетчатки в корме, тем ниже его питательность. Это связано с тем, что клетчатка переваривается хуже, чем другие питательные вещества. 

            В соответствие с системой оценки по Венде,  корм  оценивают по содержанию общего количества сырой клетчатки. Однако, как показали исследования, отдельные ее фракции  и соотношение  этих фракций оказывают  существенное  влияние на энергетическую питательность, потребление и переваримость корма. В связи с  этим  в 1963 году П. Ван Соест предложил систему детергентного анализа, которая улучшает метод оценки кормовой ценности кормов с высоким содержанием клетчатки.

            Путем использования  детергентов,  он  предложил  разделять клетчатку на две фракции:

     нейтрально-детергентную  (НДК) и

      кислотно детергентную  (КДК).

            НДК является материалом стенок клеток кормов и включает гемицеллюлозу, целлюлозу, лигнин, одревесневший азот и нерастворимую золу.  Этот состав  нерастворим в нейтральном детергенте  и только частично  доступен  животным.  Чем ниже процент НДК, тем больше корма способно потребить животное. НДК имеет обратную взаимосвязь с потреблением корма. Поэтому в кормах желателен более низкий процент НДК.

            Содержание НДК имеет положительную корреляцию со временем потребления и переваривания корма и это  может  быть  связано  с уменьшением частиц  корма.  Кроме того,  НДК связана с нормальной функцией и состоянием рубца.

            КДК объединяет целлюлозу, лигнин и нерастворимые соли. Этот состав нерастворим в кислотном детергенте. Чем ниже содержание  КДК,  тем больше животное способно потребить и переварить корма.

            К безазотистым экстрактивным  веществам  относятся  сахара, крахмал, часть гемицеллюлоз, инулин, органические кислоты, глюкозиды и другие вещества. Наибольшее значение в питании животных имеют сахара и крахмал.

            Крахмал -  резервный  материал в растении,  он содержится в большом количестве в семенах,  плодах и  клубнях.  Особенно  его много в зерне кукурузы (65-70%),  пшеницы (60-70%), клубнях картофеля (до 20%). Мало крахмала в листьях и стеблях растений. Сахара в кормах представлены глюкозой, фруктозой, мальтозой, сахарозой и др.

            Для жвачных животных сахар и крахмал являются не только  питательными веществами,  но и служат пищей для микроорганизмов населяющих преджелудки и используются ими для синтеза бактериального белка.

            Легкопереваримые углеводы  кормов  имеют большое значение в регулировании обмена веществ и энергии в организме. Их недостаток в  рационе  приводит  к нарушению углеводно-жирового обмена, ацидозу, накоплению кетоновых тел,  снижению  щелочного  резерва крови, а также  отрицательно сказывается на воспроизводительных функциях животных и  приводит к снижению продуктивности.

Клетчатка в кормлении свиней. По химическому составу она близка к углеводам, но трудно переваривается свиньями. При высоком содержании клетчатки в рационе свиней ухудшается переваримость всех кормов и снижается эффективность использования их питательных ве­ществ. Поэтому при составлении рационов необходи­мо учитывать корма, богатые клетчаткой (сено и сенная мука, трава в стадии цветения и колошения, зерно овса, отруби). 

Клетчатка в кормлении лошадей.Основное количество углеводов лошади получают за счёт углеводов, тем не менее потребность в легко усвояемых углеводах, а так же в жире не нормируется.Нормируется лишь клетчатка.

Причем потребность в клетчатке минимальная, так как ее избыток снижает перевариваемость питательных веществ корма. Оптимальное содержание клетчатки в рационах должно быть не выше 16% от сухого вещества корма. Оптимальная потребность у взрослых рабочих лошадей –400-480г, у молодняка –450-480г на 100 кг живой массы. 

Клетчатка в кормлении овец.Корма, богатые клетчаткой, овцы переваривают хуже, чем крупный рогатый скот. Так, если сухое вещество рациона из смешанного сена, кукурузной муки и льняного жмыха при со-держании в нем 15% клетчатки переваривается на 78%, то при увеличении клетчатки до 20% (путем прибавления 100 г соломы в день) переваримость падает до 71%, а увеличение клетчатки до 23% сопровождается дальнейшим понижением переваримости сухого вещества рациона до 67%. В опытах А. В. Модянова переваримость у овец сухого вещества клеверного сена, убранного в начале цветения, была равной 64%, а при поздней уборке — 51%. Такого сильного снижения переваримости при сходном увеличении содержания в рационе клетчатки у крупного рогатого скота нет.

Содержание.

Введение

Состав клетчатки

Клетчатка в кормлении жвачных

Клетчатка в кормлении лошадей, свиней, овец

Содержание клетчатки в кормах и его оценка

Заключение

Приложение

Целлюлоза.

Общая формула

6Н1005).

Список используемой литературы.

1)Г.А. Богданов. - Кормление сельскохозяйственных животных.2-е издание пеераб. и доп.- М.: Агропромиздат.- Москва 1990 г.

2)А.П.Калашникова, В.И.Фисинина, В.В.Щеглова, Н.И.Клеймёнова.- Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных. 3-е издание переработанное и дополненное.- Москва 2003г.

3)Н.В.Мухина, А.В.Смирнова, З.Н.Черкай, И.В.Талалаева- Корма и биологически активные кормовые добавки для животных.- Москва 2008г.

4)Сайты: ФЕРМЕР.RU, PRUT.RU, Я-фермер.RU.

Министерство сельского хозяйства РФ

ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургская государственная академия ветеринарной медицины»

Кафедра кормления.

Реферат.

На тему: значение клетчатки в кормлении животных.

Выполнила: студентка 2 курса 9 группы ФВМ

Бабанова А.А.

Проверил:

Санкт-Петербург

2013.

studfiles.net

Формула целлюлозы. Химические физические свойства. Получение, применение

Ставшие привычными для нас обыденные предметы, которые повсеместно встречаются в нашей повседневной жизни, невозможно было бы представить без использования продуктов органической химии. Задолго до химических опытов Ансельма Пайя, в результате которых он смог обнаружит и описать в 1838 году полисахарид, получивший собственное имя "целлюлоза" (производная французского cellulose и латинского cellula, что означает «клетка, клетушка»), свойство этого вещества активно использовалось в производстве самых незаменимых вещей.

Расширение знаний о целлюлозе привело к появлению самых разнообразных вещей, изготовленных на её основе. Бумага различных сортов, картон, детали из пластмассы и из искусственных волокон (ацетатных, вискозных, медно-аммиачных), полимерные плёнки, эмали и лаки, моющие средства, пищевые добавки (E460) и даже бездымный порох являются продуктами производства и переработки целлюлозы.

В чистом виде целлюлоза представляет собой белое твердое вещество с довольно привлекательными свойствами, проявляет высокую устойчивость к различным химическим и физическим воздействиям.

Природа избрала целлюлозу (клетчатку) своим главным строительным материалом. В растительном мире она составляет основу для клеточных стенок деревьев и прочих высших растений. В самом чистом виде в природе целлюлоза находится в волосках семян хлопчатника.

Уникальные свойства этого вещества определяются его оригинальным строением. Формула целлюлозы имеет общую запись (C6 h20 O5)n из чего мы видим ярко выраженное полимерное строение. Повторяющийся огромное количество раз остаток β-глюкозы, имеющий более развернутый вид как –[С6 Н7 О2 (OH)3]–, соединяется в длинную линейную молекулу.

Молекулярная формула целлюлозы определяет её уникальные химические свойства противостоять воздействию агрессивных сред. Также целлюлоза обладает высокой стойкостью к нагреванию, даже при 200 градусах по Цельсию вещество сохраняет свою структуру и не разрушается. Самовоспламенение происходит при температуре в 420°С.

Не менее привлекательна целлюлоза своими физическими свойствами. Структурная формула целлюлозы в виде длинных нитей, содержащих от 300 до 10 000 глюкозных остатков, не имеющих боковых ответвлений, во многом определяет высокую устойчивость этого вещества. Формула глюкозы показывает, как множество водородных связей предают целлюлозным волокнам не только большую механическую прочность, но и высокую эластичность. Результатом аналитической обработки множества химических опытов и исследований стало создание модели макромолекулы целлюлозы. Она представляет собой жесткую спираль с шагом в 2-3 элементарных звена, которая стабилизирована за счёт внутримолекулярных водородных связей.

Не формула целлюлозы, а степень её полимеризации является основной характеристикой для многих веществ. Так в необработанном хлопке число глюкозидных остатков достигает 2500-3000, в очищенном хлопке – от 900 до 1000, очищенная древесная масса обладает показателем 800-1000, в регенеративной целлюлозе их количество сокращается до 200-400, а в промышленном ацетате целлюлозы он составляет от 150 до 270 «звеньев» в молекуле.

Продуктом для получения целлюлозы служит растительное сырьё, главным образом это древесина. Основной технологический процесс производства предполагает варку щепы с различными химическими реагентами с последующей очисткой, сушкой и резкой готового продукта.

Последующая обработка целлюлозы дает возможность получать множество материалов с заданными физическими и химическими свойствами, позволяющими производить самые различные продукты, без которых жизнь современного человека трудно представить. Уникальная формула целлюлозы, скорректированная химической и физической обработкой, стала основой для получения материалов, не имеющих аналогов в природе, что позволило их широко применять в химической промышленности, медицине и других отраслях человеческой деятельности.

fb.ru

Что такое клетчатка и для чего она нужна. Большой обзор

Это Вы? А это мы! Приветствуем! В эту пятницу мы продолжим свои питательные увещевания и поговорим про пищевые волокна: узнаем, что такое клетчатка, выявим ее виды, узнаем о пользе и продуктах с максимальным ее содержанием. Кроме того мы досконально разберем пищеварительный процесс и механизм работы пищевых волокон. Если для раскрытия темы понадобится вторая часть, мы ее запросто организуем (это мы умеем, хлебом не корми :)).

Итак, занимайте свои места в зрительном зале, мы начинаем.

Клетчатка: все, что нужно знать

БЖУК – это сокращение знакомо любому ЗОЖ-нику и человеку, следящему за своим питанием. Если кто совсем не в курсе, то расшифровывается озвученное как: белки, жиры, углеводы и калории. Практически о каждом нутриенте на просторах сети интернет можно найти туеву хучу информации. А вот что такое клетчатка, информации раз-два и обчелся. А в имеющейся основной упор делается исключительно на продукты. Между тем пищевые волокна - крайне важный элемент сбалансированного питания от которого напрямую зависит состояние ЖКТ и стул человека. Если до 30-35 лет подобные проблемы не дают о себе знать, то после определенного рубежа, чаще всего возраст 40+, дискомфорт в животе может стать “лучшим” другом.

В этой заметке мы раскроем тему клетчатки и пищевых волокон максимально подробно, дабы уберечь Ваши животики от вздутия и жидких стульев (не мебель) :).

Примечание:
Все дальнейшее повествование по теме, что такое клетчатка, будет разбито на подглавы.

Пищевые волокна. Что это?

Диетическое волокно -  неперевариваемая часть продуктов, полученных из растений. Диетическое волокно состоит из некрахмальных полисахаридов и других компонентов растений: целлюлоза, устойчивый крахмал, устойчивые декстрины, инулин, лигнины, хитины, пектины, бета-глюканы и олигосахариды.

С химической точки зрения диетическое волокно - неперевариваемый полисахарид, сложная форма углевода. Эти полисахариды формируют структуру растений.

Вот как в разрезе выглядят растительные клеточные стенки:

Диетические волокна могут действовать, изменяя характер содержимого желудочно-кишечного тракта, поглощая в себя различные питательные вещества. Некоторые типы растворимых волокон поглощают воду, чтобы стать желатиновым вязким веществом, которое может или не может быть ферментировано бактериями в пищеварительном тракте. Некоторые типы нерастворимых волокон имеют объемное действие и не ферментируются. Лигнин, основной источник нерастворимых волокон, может изменять скорость и метаболизм растворимых волокон. Другие типы нерастворимых волокон, особенно устойчивый крахмал, ферментируются для получения короткоцепочечных жирных кислот.

Растительные продукты содержат оба типа волокон в различных концентрациях в соответствии с характеристиками растения и их ферментабельности.

В зависимости от типа потребляемых волокон желудочно-кишечная система получает свои, от каждого типа разные, выгоды. Например, наполнительные/поглотительные волокна (целлюлоза, гемицеллюлоза) поглощают и удерживают воду. Вискозные волокна - бета-глюкан - сгущают фекальную массу. Ферментируемые волокна - устойчивый крахмал, инулин - питают бактерии и микрофлору толстой кишки.

Что такое клетчатка? Типы пищевых волокон

Исходя из структуры волокон и того, какой работой они заняты в нашем организме, их можно подразделить на:

  1. растворимые волокна (РВ) – растворяясь в воде становятся гелеобразным веществом. РВ являются вязкими и ферментируемыми, могут снизить холестерин и сахар в крови. Примеры: пектин, камедь;
  2. нерастворимые волокна – не растворяются в воде, является метаболически инертными и обеспечивает набухание. Они могут быть ферментированы в толстой кишке. Такие волокна, двигаясь по ЖКТ, поглощают воду, ускоряют прохождение пищи, облегчая дефекацию (предотвращают запоры). Примеры: целлюлоза, лигнин.

В диетах человеку нужны оба типа волокон.

Примечание:

85% волокон обеспечивается за счет зерна, овощей, бобовых, фруктов и орехов. Волокно также содержится в грудном молоке в виде галактоолигосахаридов.

Растительное волокно еще называют грубым. Это тип углеводов, который не может быть разбит на перевариваемые молекулы сахара (пищеварительные ферменты человека не могут разрушить волокно, только БЖУ). Поэтому волокно проходит через ЖКТ относительно неповрежденным. Однако на своем пути волокно выполняет большую работу. Какую? Рассмотрим немного позже, а пока выясним...

Что из себя представляет и как работает пищеварительная система?

Пищеварительная система состоит из желудочно-кишечного (GI) тракта, печени, поджелудочной железы и желчного пузыря.

ЖКТ представляет собой серию полых органов, соединенных в длинную скручивающуюся трубку от рта до ануса. К полым органам относятся ротовая полость, пищевод, желудок, тонкая кишка, толстая кишка и анус. Печень, поджелудочная железа и желчный пузырь являются твердыми органами пищеварительной системы.

Перевариванию пищи способствует большое количество бактерий и кишечная флора пищеварительного тракта. Помимо бактерий в переваривании участвуют нервная и кровеносная системы. Работая сообща, все они - нервы, гормоны, бактерии, кровь и органы пищеварительной системы, переваривают продукты и жидкости, которые Вы едите и пьете каждый день.

Чтобы нормально функционировать, наше тело нуждается в питательных веществах из пищи и напитков: БЖУ, витамины, минералы и вода. Пищеварительная система разбивает питательные вещества на достаточно малые части, чтобы использовать заложенную в них энергию для нормальной жизнедеятельности, роста и восстановления клеток.

Разбиение БЖУ происходит до следующих компонент:

  • белки разлагаются до аминокислот;
  • жиры разлагаются на жирные кислоты и глицерина;
  • углеводы разбиваются до простых сахаров.

Когда продукты разбиваются на достаточно мелкие части, Ваше тело может поглощать и перемещать питательные вещества туда, где они нужны. Толстая кишка поглощает воду, а отходы пищеварения становятся каловыми массами. ЦНС и гормоны помогают контролировать процесс пищеварения.

Движение пищи по GI осуществляется посредством перистальтики. Большие полые органы Вашего ЖКТ содержат слой мышц, который позволяет их стенкам двигаться. Движение подталкивает пищу и жидкость через Ваш пищевой тракт и смешивает содержимое в каждом органе. Мышца позади пищи сокращается, проталкивая ее вперед, а мышца впереди расслабляется, чтобы еда могла свободно двигаться.

Когда пища проходит через ЖКТ, Ваши пищеварительные органы разбивают ее на более мелкие части, используя:

  • движение: жевание, сжатие и смешивание;
  • пищеварительные соки, желудочная кислота, желчь и ферменты.

Давайте рассмотрим путь, который проходит продукт после того, как вы кладете его в рот. И начинается всё с…

№1. Рот

Процесс пищеварения начинается во рту, когда Вы жуете. Ваши слюнные железы производят слюну, которая увлажняет пищу, поэтому она легче перемещается через пищевод в желудок. Слюна также содержит фермент, который начинает разлагать крахмалы пищи еще у Вас во рту.

№2. Пищевод

После проглатывания, посредством перистальтики, пища проходит через пищевод и попадает в желудок.

№3. Желудок

Железы желудка производят желудочную кислоту и ферменты, которые разбивают пищу. Мышцы желудка смешивают пищу с этими пищеварительными соками.

№4. Поджелудочная железа

Поджелудочная железа производит пищеварительный сок с ферментами, которые разрушают углеводы, жиры и белки. Поджелудочная железа доставляет пищеварительный сок в тонкую кишку через маленькие трубки, называемые протоками.

№5. Печень

Печень производит желчь, которая помогает переваривать жиры и некоторые витамины. Желчные протоки переносят желчь из печени в желчный пузырь для хранения или в тонкую кишку для использования.

№6. Желчный пузырь

Желчный пузырь хранит желчь между приемами пищи. Когда Вы едите, желчный пузырь сжимает и продвигает желчь через  протоки в тонкий кишечник.

№7. Тонкий кишечник

ТК производит пищеварительный сок, который смешивается с желчью и поджелудочным соком, чтобы завершить разложение белков, жиров и углеводов. Бактерии в тонком кишечнике формируют некоторые ферменты, необходимые для переваривания углеводов. Тонкий кишечник перемещает воду из крови в ЖКТ, чтобы помочь “разбить” пищу. ТК также поглощает воду с другими питательными веществами.

Примечание:

Исключительно в тонком кишечнике, наряду с крахмалами и белками, происходит разбиение (под действием пищеварительных соков) углеводов.

№8. Толстый кишечник

В толстом кишечнике больше воды перемещается из GI тракта в кровоток. Бактерии помогают разложить оставшиеся питательные вещества и синтезировать витамин K. Отходы пищеварения, включая части пищи, которые оказались слишком велики, формируют каловые массы, которые выводятся через анальное отверстие.

Вот такой занятный процесс перевода полезного – продуктов, в бесполезное – “гэ” :).

Теперь давайте выясним…

Что происходит с переваренной пищей?

Тонкая кишка поглощает бОльшую часть питательных веществ, полученных из пищи, система кровообращения передает их другим частям тела для хранения или использования. Специальные клетки помогают усвоить питательные вещества, пересекающие кишечный эпителий в кровотоке. Кровь содержит простые сахара, аминокислоты, глицерин, некоторые витамины и соли. Печень хранит, обрабатывает и доставляет питательные вещества остальным частям тела, когда это необходимо.

Лимфатическая система, сеть сосудов, которые содержат белые кровяные клетки и жидкость, называемую лимфой, поглощает жирные кислоты и витамины. Тело использует сахара, аминокислоты, ЖК и глицерин, чтобы создавать вещества, необходимые для энергии, роста и ремонта клеток.

Застойные явления

Всё озвученное -  теория и идеальное течение процессов. На практике же пища по разным причинам может некорректно перевариваться, пребывать в желудке комом и гнить. Все это приводит к проблемам с ЖКТ, вздутию живота, запорам. Клетчатка (наконец-то вспомнили о ней после всей этой болтологии :)) при ее потреблении берет на себя функцию очищения, принимая самое активное участие в пищеварительном процессе, помогая преодолеть застойные явления.

Если Вы молоды и активны, то Ваш пищевой тракт работает как часы, у вас не возникает проблем с корректной утилизацией пищи. Возраст, гиподинамия, ослабление активности пищеварительных ферментов – вот основные причины возникновения застойных явлений. Чтобы их хоть как-то купировать, следует добавить в свой рацион адекватное количество клетчатки.

Как работает волокно?

Поскольку волокно нельзя переварить, оно не может быть поглощено и полностью утилизировано организмом как другие питательные вещества, поэтому оно проходит через тонкую кишку в толстую. В результате такой “проходки” оно увеличивает объем каловых масс, что облегчает дефекацию и помогает поддерживать здоровье толстого кишечника.

При потреблении клетчатка проходит несколько “транзитных точек”. В данной ситуации для нас важны следующие:

  • желудок;
  • тонкий кишечник;
  • толстый кишечник.

Попадая в желудок, волокно разбухает, что заставляет Вас чувствовать себя сытым. Однако нерастворимое волокно быстро выходит из желудка, если нет жира, белка или растворимого волокна, чтобы замедлить его. Растворимые волокна, особенно вискозные типы, которые “цепляются” за воду, замедляют опорожнение желудка, особенно при еде с большим количеством жидкости и некоторых жиров. Это частично объясняет, почему растворимые волокна имеют тенденцию уменьшать гликемический эффект еды: содержимое желудка постепенно проникает в тонкую кишку, а оттуда в кровь.

В тонком кишечнике аналогичная ситуация: присутствие нерастворимых волокон имеет тенденцию ускорять «транзитное время», а гелеобразное растворимое волокно замедляет работу.

Следующая транзитная и конечная точка клетчатки - толстый кишечник, место, в котором образуются короткоцепочечные жирные кислоты, где вода удаляется из того, что осталось от переваривания пищи, а из остального формируются каловые массы:

В чем польза пищевых волокон?

Знаете ли Вы, что по статистике средний россиянин в сутки потребляет не более 10-15 грамм клетчатки при средней норме 20-40 грамм? Т.е. рацион каждого из нас обеднен клетчаткой. Многочисленные исследования подтверждают, что современному человеку необходимо повысить в своем рационе процент пищевых волокон по следующим причинам:

№1. Улучшение пищеварения

“Поел и на стул” или “поел и на диван” – знакомая и активно эксплуатируемая многими людьми привычка, сложившийся образ жизни, характерный для большинства из нас. У них нет возможности провести полноценный домашний прием пищи, нет возможности пройтись после обеда ввиду ограниченности перерыва по времени. Сели на пенек, съели пирожок Съели что-то на скорую руку и опять уселись за стул за свой монитор.

У таких людей, особенно с возрастом, возникают проблемы с ЖКТ и стулом. Диетические волокна помогают в улучшении пищеварения, увеличивая объем и регулярность стула. Согласно Mayo Clinic (США), диета с высоким содержанием клетчатки может помочь снизить риск возникновения геморроя, дивертикулита (небольшие болезненные мешочки на толстой кишке), а также улучшить работу ЖКТ.

№2. Снижение риска смерти от сердечно-сосудистых заболеваний

По данным исследования American Heart Association (США, 2010) на 82% снизился риск смерти мужчин среднего возраста при включении в рацион бобовых в умеренном количестве (в сравнении с контрольной группой). Диетическое волокно из цельного зерна оказывает сильное защитное действие против сердечно-сосудистых заболеваний.

№3. Улучшение состава крови

Рандомизированными исследованиями было выявлено, что диеты с дополнительным волокном, соей и орехами снижали общий холестерин на 20% и на 35% LDL (плохой холестерин). Кроме того, клетчатка помогала снизить уровень глюкозы крови. Уровни HbA1c также уменьшаются с увеличением концентрации клетчатки в организме. HbA1c относится к гликированному гемоглобину, который возникает, когда белки в крови смешиваются с сахаром крови.

№4. Профилактика диабета 2 типа

Потребление большего количества волокон, особенно из бобовых,  помогает предотвратить диабет 2 типа (данные American Diabetic Association). Вероятно, это связано с умеренным уровнем сахара в крови и высвобождением инсулина.

№5. Снижение жировой массы тела

Волокно разбухает в желудке, увеличивая объем съеденных продуктов, уменьшая плотность энергии и снижая ее потребление. Волокно предотвращает поглощение телом некоторых калорий из пищи, которую Вы едите. Оно связывается с молекулами жира и сахара, когда они проходят через Ваш ЖКТ, что уменьшает количество калорий, которые Вы на самом деле получаете. Установлено, что употребление клетчатки в достаточном количестве блокирует от 90 до 130 ккал из продуктов ежедневного потребления.

Вывод: прием пищи с достаточным количеством волокна продлевает сытость человека и не позволяет ему переедать.

№6. Увеличение продолжительности жизни

Клетчатка является своеобразной таблеткой долголетия. Мета-анализ соответствующих исследований, опубликованных в «American Journal of Epidemiology», заключил: «высокое потребление клетчатки может снизить риск смертности». Одно из относительно недавних исследований (в журнале journal BMC Medicine) показывает, что хлеб, крупы и макаронные изделия из цельнозерновой муки особенно эффективны в вопросах увеличения продолжительности жизни (кто потреблял бОльшее количество зерновых волокон, были на 19% менее склонны к смерти, чем те, кто ел их меньшее количество).

№7. Детоксикация организма

Растворимая клетчатка впитывает потенциально опасные соединения: избыточный эстроген и нездоровые жиры, прежде чем они могут быть поглощены организмом. Она является естественной губкой по впитыванию вредного из организма. Клетчатка ускоряет процессы движения пищи по ЖКТ,  ограничивая количество времени, в течение которого химические вещества (BPA, ртуть и пестициды) остаются в организме. Чем быстрее они проходят через нас, тем меньше у них шансов нанести вред.

№8. Лечение геморроя

Еще один возрастной "ништяк", с которым сталкиваются люди после 40. Согласно исследованиям, проведенным в Гарвардской медицинской школе, большее количество клетчатки в рационе - первый шаг к лечению геморроя.

Итак, основные моменты с клетчаткой прояснили. Нет, правда что ли? И всего-то получилось 2200 слов :).

Осталось выяснить следующее…

Сколько клетчатки нужно съедать? Суточные нормы

В интернете Вы найдете самые широкие диапазоны поедания клетчатки: от 15 до 50 гр в сутки. Конечно, от ее переедания Вы не поправитесь, но побочные эффекты в виде диареи схлопотать можно. Чтобы не сидеть горшке, руководствуйтесь следующими нормативными значениями (данные U.S. Dietary Guidelines, 2005).

Дети:

  • все дети от 1 до 3-х лет, 19 г/сутки;
  • все дети от 4 до 8-и лет, 25 г/сутки;
  • мальчики от 9 до 13 лет, 31 г/сутки;
  • девочки от 9 до 13 лет, 26 г/сутки.

Взрослые (данные Mayoclinic):

  • до 50 лет, мужчины/женщины, 38/25 гр/сутки;
  • 51 и старше, мужчины/женщины, 30/21 гр/сутки.

Итак, теперь мы знаем сколько нужно есть пищевых волокон в сутки, но не знаем откуда их брать. Выясним это.

Лучшие источники пищевых волокон

Самыми концентрированными источниками являются профильные продукты, имеющие в своем названии/составе клетчатку или отруби. На рынке в этой нише сейчас рулят “Сибирская клетчатка” и “Elmika”.

Первый вариант из-за его дисперсной структуры (мелкие хлопья) удобен тем, что его можно разводить в воде и принимать перед едой. Т.е. если раньше за 30 минут до еды Вы выпивали 1-1,5 стакана воды, то теперь делайте это вместе с 2 ст.л. клетчатки. Второй вариант удобен тем, что его можно сразу “зарядить” как завтрак. Крупные отруби заливаются жидкостью (любой молочкой), к этому добавляются орехи, курага, чернослив на выбор и полезный завтрак готов. В 100 гр такого продукта в среднем содержится 30-35 гр клетчатки. Т.е. 1 прием = суточная взрослого человека.

Примечание:

Клетчатка и отруби это не одно и тоже. Отруби – плотные оболочки зерна, на 75-80% состоящие из клетчатки. Клетчатка – грубые волокна, которые сдержатся в растительной пище, в том числе и в отрубях. Отруби всегда в 2-4 раза калорийнее клетчатки ввиду бОльшего присутствия в них сторонних веществ: белки, жиры, углеводы, витамины и микроэлементы, а также муки (например, овсяная) или порошка (например, расторопши). Чтобы получить одинаковое количество пищевых волокон из 2-х разных продуктов – отруби и клетчатка, первых по объему нужно съедать больше.

Что касается продуктовой корзины, то основными источниками клетчатки являются:

Ну вот, теперь Вы знаете, что такое клетчатка, для чего она нужна и где ее найти. А это значит, что свою просветительскую задачу мы выполнили.

Послесловие

Еще одна пищевая тема поднята. И как! 2600 слов нам понадобилось, чтобы ее раскрыть. Мы ничего не упустили, и Вы в полной мере владеете информацией. Ну, а что с этим владением делать, решать Вам!

До скорых встреч, будьте стройны и здоровы!

PS: а в Вашем рационе присутствует клетчатка?

PPS: помог проект? Тогда оставьте ссылку на него в статусе своей социальной сети — плюс 100 очков к карме гарантировано 🙂

Cкачать статью в pdf>>

С уважением и признательностью, Протасов Дмитрий.

Вы можете пропустить чтение записи и оставить комментарий. Размещение ссылок запрещено.

ferrum-body.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *