2. Пищевая ценность зерновых продуктов и круп

Основной характеристикой любого продукта является его пищевая ценность. Под пищевой ценностью пищевого продукта понимается совокупность свойств этого продукта, при наличии которых удовлетворяются физиологические потребности человека в необходимых веществах и энергии [161]. Пищевая ценность продукта определяется количеством и соотношением содержащихся в нем нутриентов, доброкачественностью и биологической ценностью, усвояемостью, вкусом, запахом и физиологической полезностью.

Частными показателями пищевой ценности являются энергетическая ценность, биологическая ценность и биологическая эффективность.

Энергетическая ценность - это количество энергии (ккал, кДж), которое освобождается в организме человека из пищи при ее переваривании. Все зерновые культуры и крупы имеют высокую энергетическую ценность (более 250 ккал), наибольшая у овсяной крупы - 342 ккал [89].

Биологическая ценность - это показатель качества пищевого белка, отражающий степень соответствия его аминокислотного состава потребностям организма для синтеза белка. Биологическая ценность белков обусловлена наличием в них незаменимых аминокислот, их соотношением с заменимыми, перевариваемостью ферментами в пищеварительной системе.

Биологическая эффективность - показатель качества жировых

компонентов пищи, отражающий содержание в них полиненасыщенных

17

жирных кислот - линолевой, линоленовой, арахидоновой. Эти кислоты не синтезируются в организме человека и должны поступать с пищей [60].

Пищевая ценность определяется не только этими тремя показателями, а также содержанием таких биологически активных веществ, как витамины и минеральные вещества, усвояемостью продукта. На усвояемость продукта оказывает влияние внешний вид, аромат, вкус, зависящие от технологии его получения [61].

Таким образом, пищевая ценность зерновых культур и круп определяется следующими факторами:

• энергетической ценностью данного вида продукта;

• содержанием белков, жиров, углеводов, витаминов и минеральных веществ;

• внешним видом, вкусом и ароматом приготовляемого пищевого продукта.

• Нормы потребления основных пищевых веществ у детей разного возраста.

Пищевая ценность продуктов детского питания - совокупность свойств пищевых продуктов, при наличии которых удовлетворяются физиологические потребности детского организма в необходимых веществах и энергии [163]. Рекомендуемые нормы потребности в основных пищевых веществах и энергии существенно меняются у детей разного возраста в соответствии с изменениями в физическом развитии, пищеварительном аппарате, процессах обмена веществ, двигательной активности. В таблице 1.1 представлены суточные нормы физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для детей дошкольного и школьного возраста, согласно МР 2.3.1.2432-08. Нормы представляют собой усредненную величину необходимого поступления пищевых и биологически активных веществ, обеспечивающих оптимальную реализацию физиолого-биохимических процессов, закрепленных в генотипе человека [82].

Таблица 1.1 — Суточные нормы физиологических потребностей в пищевых

веществах и энергии для детей дошкольного и школьного возраста

Вещества	Возрастные группы
	3 -7 лет	7-11 лет	11 - 14 мальчики	11-14 девочки
Энергия, ккал	1800	2100	2500	2300
Белок, г	54	63	75	69
в том числе животный (%)	65	60
Жиры, г	60	70	83	77
ПНЖК, % от ккал	5-10
Углеводы, г	261	305	363	334
ПВ, г	10	15	20
Минеральные вещества
Кальций, мг	900	1100	1200
Фосфор, мг	800	1100	1200
Магний, мг	200	250	300
Калий, мг	600	900	1500
Натрий, мг	700	1000	1100
Хлориды, мг	1100	1700	1900
Железо, мг	10	12		15
Цинк, мг	8	10	12
Иод, мг	0,10	0,12	0,13	0,15
Медь, мг	0,6	0,7	0,8
Селен, мг	0,02	0,03	0,04
Хром, мкг	15		25
Фтор, мг	2,0	3,0	4,0
Витамины
С, мг	50	60	70	60
Вь мг	0,9	1,1	1,3
В2, мг	1,0	1,2	1,5
Вб, мг	1,2	1,5	1,7	1,6
Ниацин, мг	11,0	15,0	18,0
В12, мг	1,5	2,0	3,0
Фолаты, мкг	200		300-400
Пантотеновая кислота, мг	3,0		3,5
Биотин, мкг	15	20	25
А, мкг рет. экв.	500	700	1000	800
Е, мг ток. экв	7,0	10,0	12,0
Б, мкг	10
К, мкг	55	60	80	70

*Услоеные обозначения: ПНЖК - полиненасыщенные жирные кислоты; ПВ - пищевые волокна.

Данные нормы физиологических потребностей были приняты в 2008 г. и они существенно отличаются от норм 1991 г. Общая потребность в энергии ниже, чем в нормах 1991 г., изменена структура возрастных групп. При этом если изменения, касающиеся макроэлементов, не столь значительны (например, уточнены потребности в белках животного происхождения, полиненасыщенных жирных кислотах и пищевых волокнах), то по микронутриентам они содержат существенные изменения. Впервые вводятся и нормируются показатели адекватного поступления и норма физиологического потребления целого ряда микронутриентов и биологически активных компонентов: витаминов К, Вг, Вб, В12, ниацина, фолатов, пантотеновой кислоты, биотина, калия, натрия, хлоридов, меди, селена, хрома и фтора. Новые нормы физиологических потребностей обеспечивают развитие здорового детского организма, поддержание необходимого адаптационного потенциала [82].

Зерновые и крупяные продукты имеют высокое содержание углеводов (более 37 г, здесь и далее по тексту - на 100 г продукта; за исключением пшеничных зародышевых хлопьев), высокое содержание белка (более 7,5 г), удовлетворительное содержание жиров (1,7 - 8,3 г). Так же анализируемые продукты имеют высокое содержание пищевых волокон (более 3,0 г), особенно ими богаты зерно ржи, тритикале и ПЗХ, и высокую энергетическую ценность - более 250 ккал [87-89].

Таблица 1.2 - Химический состав зерновых культур и продуктов переработки зерна

Вид продукта	Вода	Белки	Жиры	Моно- и дисаха­ риды	Крах­ мал	Угле­ воды	Пище­ вые волокна	Энерге­ тическая цен­ ность
	%								ккал
Рожь	14,0	9,9	2,2	1,5	54,0	55,8	16,4	283
Тригакале	14,0	12,8	2Д	1,0	53,5	54,5	16,0	293
Перловая крупа	14,0	9,3	1,1	0,9	65,7	66,9	7,8	315
Овсяная крупа	12,0	12,3	6,1	0,9	58,2	59,5	8,0	342
Пшеничные зародыше­вые хлопья	5,9	33,8	7,7	17,3	15,5	32,7	15,6	335

Рассмотрим подробней основные нутриенты пищи.

Белки, или протеины - высокомолекулярные азотсодержащие биополимеры, состоящие из Ь-аминокислот [157]. Белки составляют примерно 20 % массы человеческого тела и более 50 % сухой массы клетки. Белки координируют и регулируют все то многообразие химических превращений в организме, которое обеспечивает его функционирование как единого целого. Стоит отметить, что белки, в отличие от углеводов и жиров, незаменимы другими пищевыми веществами.

По фракционному составу белка различных зерновых культур

имеются существенные различия. Так белки овса на треть состоят из

глютелинов (простые белки, растворимые в растворах щелочей), также

имеют в своем составе глобулины (простые белки, растворимые в водных

растворах различных солей), альбумины (простые белки, растворимые в

воде) и проламины (простые белки, растворимые в 60 - 80 %-ном растворе

этанола). В белках ячменя преобладают проламины, и глютелины (суммарно

свыше 60 %). Белковый комплекс тритикале содержит большое количество

альбуминов, проламинов и глютелинов. Фракционный состав зерна ржи

21

представлен в основном альбуминами и глобулинами (свыше 40 %), а также проламинами (около 25 %) [28, 60].

Белки пищи состоят из 20 различных аминокислот, восемь из которых (валин, лейцин, изолейцин, треонин, фенилаланин, триптофан, метионин, лизин) не синтезируются в организме человека и являются незаменимыми (или эссенциальными) факторами питания. Для детей до года незаменимой аминокислотой служит также гистидин, а для детей первых месяцев жизни - цистеин и тирозин. Другие аминокислоты могут претерпевать в организме взаимопревращения и поэтому не являются незаменимыми. Дефицит любой из 20 аминокислот в пищевом рационе неизбежно ведет к нарушению синтеза белка. У детей при белковой недостаточности замедляется рост, нарушается умственное развитие.

Белок должен обеспечивать 10 - 15 % общей калорийности рациона. В среднем потребность в белке определяется равной 1 г пищевого белка на 1 кг массы тела. Для детей несколько старше года - от 36 до 87 г/сутки в связи с преобладанием в организме пластических процессов.

Очевидно, что для человека, особенно ребенка, важно не только количество потребляемого с пищей белка, но и его качество, или иначе биологическая ценность, которая определяется аминокислотным составом пищевых белков.

Большинство белков круп неполноценно по аминокислотному составу. Все белки зерновых культур бедны лизином (за исключением овса и пшеничных зародышевых хлопьев), метионином (за исключением овса, риса и просо), изолейцином (за исключением риса и сорго). Белок тритикале в целом характеризуется высоким качеством. По содержанию таких незаменимых аминокислот как лизин, треонин и валин белок зерна тритикале занимает промежуточное положение между белками зерна пшеницы и ржи, по другим аминокислотам - изолейцину и фенилаланину - превосходит и лишь по триптофану уступает белку обоих родителей.

Из литературных данных известно, что наиболее сбалансированным по аминокислотному составу является в первую очередь овес, затем рожь и тритикале [28]. Очевидно, что для зерновых культур характерно повышенное содержание фенилаланина, валина и лейцина. Лимитирующими аминокислотами круп являются лизин и треонин [23].

Основным нутриентом зерновых и крупяных продуктов являются углеводы - главный источник энергии, выполняющий пластическую функцию, участвующий в обмене веществ и являющийся субстратом для роста бифидофлоры кишечника человека. Также углеводы противодействуют накоплению кетоновых тел при окислении жиров; именно этим обстоятельством объясняется недопустимость полного исключения углеводов из рациона и необходимость включения углеводов в лечебные диеты. Хорошо известная склонность детей к усилению кетогенеза в сочетании с их высокими энергозатратами делает особенно важным достаточное поступление углеводов с пищей именно в детском возрасте. Также углеводы играют важную роль в защитных реакциях организма, особенно протекающих в печени [23, 34].

Стоит отметить, что при поступлении с пищей достаточного количества углеводов, аминокислоты белков лишь в незначительной степени используются в организме как энергетический материал и утилизируются в основном для пластических нужд. То есть углеводы обладают «сберегающим белок» действием.

Углеводы составляют наибольшую по весу и калорийности часть пищи, они должны обеспечивать от 55 до 60 % от энергетической ценности рациона взрослых и детей дошкольного и школьного возраста. При этом доля простых сахаров не должна превышать 10 % от общего количества углеводов. Углеводные запасы человека очень ограничены, содержание их не превышает 1 % массы тела. При интенсивной работе они быстро истощаются, поэтому углеводы должны поступать с пищей ежедневно.

Суточная потребность человека в углеводах составляет 400 - 500 г.

23

Основными источниками углеводов являются продукты растительного происхождения: продукты из зерна и муки (крупы, макароны, хлебобулочные изделия и другие), овощи и фрукты.

По химическому составу углеводы делятся на три группы: моносахариды, олигосахариды и полисахариды. Моносахариды (или простые углеводы) при гидролизе не расщепляются до более простых соединений (глюкоза, фруктоза, галактоза, арабиноза и другие). Олигосахариды - более сложные соединения, построенные из нескольких (от 2 до 10) остатков моносахаридов - сахароза, лактоза, мальтоза, рафиноза, стахиоза и другие. Полисахариды - это сложные высокомолекулярные соединения - полимеры, образованные из большого числа мономеров, в качестве которых выступают остатки моносахаридов. К ним относят крахмал, гликоген, инулин, целлюлозу, пектиновые вещества, гемицеллюлозы, камеди, декстраны и декстрины.

Полисахариды, с точки зрения усвояемости в человеческом организме, делятся на усвояемые (крахмал, гликоген) и неусвояемые в пищеварительном тракте человека (целлюлоза, гемицеллюлоза и другие).

Из усвояемых полисахаридов основное значение в питании имеет крахмал, который в значительной степени обеспечивает потребности человека в этом классе нутриентов. Крахмал - главный компонент крупяных и других продуктов переработки зерна, картофеля и овощей. Содержание крахмала в некоторых видах круп (рисовая, манная) достигает 70 %. Важной особенностью крахмала является постепенность его переваривания и всасывания в желудочно-кишечном тракте. Поэтому потребление крахмала в отличие от моно- и дисахаридов не приводит к быстрому увеличению содержания глюкозы в крови [53, 74].

Особый интерес представляет группа неусвояемых полисахаридов или

пищевые волокна. Пищевые волокна являются той фракцией съедобной

части растений или их экстрактов, а также аналогами углеводов, которые

устойчивы к перевариванию и адсорбции в тонкой кишке человека, и

24

подвергаются полной или частичной ферментации в толстой кишке. Пищевые волокна включают полисахариды, олигосахариды и лигнины. Согласно существующей нормативной документации пищевые волокна относятся к физиологически функциональным пищевым ингредиентам, то есть они способны оказывать благоприятный эффект на одну или несколько физиологических функций, на процессы обмена веществ в организме человека при их систематическом потреблении [20, 21, 22, 98, 124].

Основными источниками пищевых волокон являются продукты из зерна, бобовые, овощи и фрукты.

Пищевые волокна обладают рядом полезных свойств и действий. Они увеличивают чувство насыщения и наполнения, способствуют перистальтике кишечника, способствуют выведению из организма холестерина, а также связывают и выводят из кишечника токсические элементы (тяжелые металлы) и органические чужеродные вещества, обладающие канцерогенными свойствами [13, 22].

Особенно важным эффектом пищевых волокон служат их пребиотические свойства, то есть способность поддерживать рост бифидо- и лактобактерий (пробиотиков), выступая в качестве субстрата для ферментов этих микроорганизмов [6].

Рекомендуемое потребление пищевых волокон: 20 - 30 г в день для подростков и взрослых, 8 - 20 г — для детей дошкольного и школьного возраста (таблица 1.1). Дефицит пищевых волокон в питании детей и подростков ведет к замедлению кишечной перистальтики и является одной из причин учащения случаев кишечной непроходимости, аппендицита, заболеваний кишечника, а также рака его нижних отделов.

Все крупы относятся к группе продуктов с высоким содержанием

пищевых волокон (более 3,0 г на 100 г продукта), за исключением рисовой.

Наиболее богаты ими гречневая, овсяная и перловые крупы (соответственно

3. г; 8,0 г; 7,8 г на 100 г продукта). Пищевые волокна содержатся в

крупяных продуктах в виде интактных комплексов, которые действуют в

25

толстом кишечнике после гидролиза усвояемых нутриентов, что благоприятно влияет на организм человека [24, 73, 88]. Предложено отнести пищевые волокна к макронутриентам и указывать их содержание наряду с белками, жирами и углеводами в составе продуктов.

Как уже отмечалось, наиболее важным этапом в технологии производства напитка на зерновой основе является термическая обработка, которая оказывает существенное влияние на биохимический состав продукта и его органолептические свойства. В результате этой обработки происходят

существенные изменения химического состава и биохимических свойств, глубина которых определяется ее режимами.