Роль харчових волокон (25г на добу):

регулюють функцію кишок і пригнічують розвиток гнильних бактерій шлунку;	запобігають появі запорів і підвищують секрецію травних соків шлунку;
сприяють травленню (особливо волокна зерна) і затримують всмоктування холестерину;	адсорбують кислоти жовчі;
впливають на мінеральний та вуглеводний обміни;	захищають організм від впливу токсичних речовин і важких металів.

Гетерополісахариди

(складаються з ланцюгів складних вуглеводів, залишків аміносахаридів та уронових кислот)

• Гіалуронова кислота. До складу молекул гіалуронової кислоти входять залишки глюкуронової кислоти, глюкозаміну та оцтової кислоти. Її молекулярна маса становить біля 500000. Розчин гіалуронової кислоти має високу в’язкість. У тваринних організмах вона є цементуючим компонентом клітин і міжклітинної речовини, захищає клітини від попадання інфекцій, отруйних речовин, бере участь у водному та іонному обміні.

• Хондроїтинсірчана кислота. До складу молекул хондроїтинсірчаної кислоти входять залишки глюкуронової кислоти, галактозаміну, оцтової та сірчаної кислоти. Молекулярна маса складає 40000 – 50000. Вона входить до складу сполучної тканини, міститься у хрящах тваринних організмів. З білками утворює комплекси, входить до складу клітинних мембран і зумовлює їх проникність.

• Гепарин. Молекули гепарину складаються із залишків глюкуронової кислоти, глюкозаміну та сірчаної кислоти. Молекулярна маса складає 15000 – 20000. Гепарин в організмі людини бере участь в обміні ліпідів та білків, перешкоджає згортанню крові, спричиняє розширення судин, знижує кров’яний тиск. Гепарин використовується як антикоагулянт, наприклад, при консервуванні крові.

Методи визначення вуглеводів у харчових продуктах

Для визначення моносахаридів і олігосахаридів використовують їх відновлювальну здатність. Спочатку їх видаляють з харчових продуктів 80% етанолом. Спиртові екстракти упарюють під вакуумом, розводять гарячою водою і фільтрують (при аналізі продуктів відносно багатих на білки, фільтрат додатково обробляють розчинами ацетату свинцю). Осад відфільтровують, а у фільтраті визначають редуковані сахариди з використанням гексаціаноферату(ІІІ) калію, фелінгової рідини або йодометричним методом. Для визначення сахарози її попередньо гідролізують.

Якісний і кількісний аналіз окремих сахаридів проводять методами газорідинної, іонообмінної або рідинної хроматографії, іонометрії з використанням ферментних електродів з виключно високою селективністю до певних сахаридів.

Визначення відновлювальних сахаридів за методом Бертрана

Метод базується на здатності вільної альдегідної або кетонної групи молекули сахариду взаємодіяти з лужним розчином гідроксиду купруму (реактивом Фелінга) і відновлювати її до оксиду купруму (І), що випадає у вигляді осаду цегляно-червоного кольору. За кількістю утвореного оксиду купруму(І) судять про вміст сахариду у досліджуваному розчині.

Реактив Фелінга є сумішшю однакових об’ємів сульфату купруму(ІІ) ω(CuSO₄) = 4% і лужного розчину сегнетової солі, яка запобігає випадінню осаду Cu(OH)₂, утворюючи комплексну сполуку.

CuSO₄ + 2NaOH → Cu(OH)₂↓ + Na₂SO₄

O – CH ‑ COONa

HO – CH – COONa │

Cu(OH)₂↓ + │ Cu + 2H₂O

HO – CH – COOK │

O – CH – COOK

Всі моносахариди та дисахариди (глюкоза, галактоза, мальтоза, лактоза), що мають вільний гідроксил, можуть взаємодіяти з реактивом Фелінга. У водному розчині (у лужному середовищі) на місці вільного глікозидного гідроксилу утворюється альдегідна група, яка взаємодіє з реактивом Фелінга.

Осад оксиду купруму(І) визначають методом об’ємного титрування (перманганатометрія).

Для цього попередньо відмитий від надлишку реактиву Фелінга осад обробляють розчином залізо амонійного галуну. Cu²⁺ -e → Cu⁺ (окислюється), а еквівалентна кількість Fe³⁺ +e → Fe²⁺ (відновлюється).

Кількість відновленого феруму, що еквівалентна кількості Cu⁺, визначають титруванням розчином перманганату калію.

Титр розчину перманганату калію встановлюється по міді, що дає можливість перерахувати об’єм розчину перманганату калію, що був витрачений на титрування, на еквівалентну кількість мг купруму (1мл 0,1Н розчину KMnO₄ відповідає 6,36 мг Cu).

R – COH + O – CH – COONa + 2H₂O HO – CH – COONa

│ 2 │ + RCOOH + Cu₂O

2 Cu HO – CH – COOK

│

O – CH – COOK

Cu₂O + Fe₂(SO₄)₃ + H₂SO₄ → 2CuSO₄ + 2FeSO₄ + H₂O

10 FeSO₄ + 2KMnO₄ + 8H₂SO₄ → 2Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 8H₂O

Метод дозволяє провести визначення відновлювальних сахаридів при вмісті від 10 до 100мг в 20мл розчину. Найкращі результати одержують при вмісті 50 – 80мг сахариду в пробі.

Визначення крохмалю базується на визначенні, одержаної внаслідок гідролізу глюкози, хімічними методами або на здатності отриманих розчинів обертати площину поляризації. Для визначення крохмалю спочатку звільняються від моносахаридів і олігосахаридів екстракцією 80% етанолом. Потім проводять видалення крохмалю з продукту будь-яким способом (розчинення спочатку в холодній, потім в гарячій воді) та звільняються від білків шляхом обробки розчину фосфорно-вольфрамовою кислотою, ацетатом цинку, гексаціанофератом(ІІІ) калію або іншими білковими осаджувачами. Визначення крохмалю проводять шляхом визначення глюкози після ферментативного або кислотного гідролізу. Можна використовувати поляриметричний метод (метод Еверса), що базується на здатності фракцій крохмалю, одержаних в результаті гідролізу, обертати площину поляризаційного променя. Величина кута обертання для речовини пропорційна її концентрації в розчині.

Для визначення декстринів спочатку їх видаляють теплою (40⁰С) водою та осаджують 96% етанолом, проводять гідроліз і визначають глюкозу. Можна використовувати метод спектрофотометрії, вимірюючи інтенсивність забарвлення йод - крохмального комплексу.

Незасвоювані вуглеводи. Загальний вміст харчових волокон (лігнін + незасвоювані вуглеводи) як правило визначають гравіметричним методом. Аналіз полягає у використанні фракціонування – спочатку крохмаль і білки розчиняють за допомогою ферментів, які імітують розщеплення їх в шлунково-кишковому тракті людини (α-амілаза, пепсин, панкреатин), розчинні харчові волокна осаджують спиртом, фільтрують, осад зважують.

Пектин. Визначення основане на видаленні пектину (розчинного у воді) та протопектину з харчового продукту, осадженні та зважуванні. Для відокремлення розчинного пектину використовують екстракцію холодною водою з наступним кип’ятінням. Для відокремлення протопектину використовують кип’ятіння з соляною кислотою після видалення розчинного пектину. Для продуктів, багатих на крохмаль, застосовують спеціальні прийоми його відокремлення. Для осадження пектину проводять реакцію з хлоридом кальцію. Можна визначати в осаді вміст кальцію комплексонометричним методом з трилоном Б. За цими даними обчислюють вміст пектину.

Геміцелюлози гідролізують важче, ніж пектин, їх визначають після видалення пектинів. Визначення геміцелюлоз основане на визначення відновлювальних сахаридів, одержаних при кислотному або лужному гідролізі.

Метод визначення клітковини базується на проведенні гідролізу легкорозчинних вуглеводів за відповідних умов та одержанні залишку, що не гідролізує, цей залишок потім зважують.

Визначення вмісту клітковини за Кюршнером і Ганеком

Наважку насіння вміщують в колбу, доливають суміш кислот (HNO₃ і СН₃СООН у співвідношенні 1:10). Закривши колбу, нагрівають її на пісковій бані протягом 40 хвилин. Одержаний білий осад відфільтровують через попередньо зважений фільтр. Осад промивають дистильованою водою а потім сумішшю спирту з ефіром. Одержаний осад (клітковина) висушують на фільтрі до постійної маси при температурі 105 С, обчислюють процентний вміст клітковини.

Функції вуглеводів у харчових продуктах

1. Гідрофільність – обумовлена наявністю ОН-груп, які взаємодіють з молекулою води завдяки водневому зв’язку, що спричиняє сольватацію або розчинення сахаридівв і багатьох їх полімерів.

Гідрофільність залежить від:

• структури сахариду (фруктоза більш гігроскопічна, ніж глюкоза);

• наявності гідратних форм (гідратні форми з міцною кристалічною структурою мають меншу здатність до адсорбції води);

• ступеня очищення (неочищені сахариди або цукрові сиропи краще абсорбують воду, ніж очищені сахариди тому, що домішки запобігають утворенню водневих зв’язків між молекулами сахариду і ОН-групи сахаридів стають більш доступними для зв’язування води).

Заморожені пекарські вироби не повинні містити значних кількостей абсорбованої вологи, тому в цих виробах доцільно використовувати мальтозу, лактозу. В інших випадках, коли необхідний контроль за втратою вологи при зберіганні (кондитерські та пекарські продукти) використовують гігроскопічні сахариди, зернові сиропи, фруктозні сиропи, інвертний цукор.