Целлюлоза широко используется в пищевой промышленности в качестве стабилизатора, загустителя и текстурирующего агента. Однако мнения о пользе или вреде пищевой целлюлозы для организма расходятся.
Что такое целлюлоза
Целлюлоза - это полисахарид, который является основным структурным компонентом клеточных стенок растений. По химической природе целлюлоза представляет собой линейный полимер, состоящий из остатков молекул β-D-глюкозы, соединенных glycosidic связями.
Химическая формула целлюлозы: (C6H10O5)n
Отличительной особенностью целлюлозы является ее высокая прочность и стойкость к воздействию ферментов и химических реагентов. Это обусловлено как молекулярной структурой, так и надмолекулярной организацией в микрофибриллы.
Получение целлюлозы
В промышленности целлюлозу получают путем варки древесины или другого растительного сырья с использованием щелочей или кислот. Наиболее распространен сульфатный способ производства с использованием сульфата натрия и сернистой кислоты при высокой температуре. После отбелки получают чистую целлюлозу белого цвета.
Основными источниками для промышленного производства целлюлозы являются:
- Древесина хвойных и лиственных пород
- Хлопковое волокно
- Солома злаковых культур
- Бамбук
- Конопля
Применение целлюлозы
Благодаря своим уникальным свойствам, целлюлоза нашла широкое применение в различных отраслях промышленности:
- Пищевая промышленность (стабилизатор и загуститель Е460)
- Медицина (наполнитель таблеток)
- Химическая промышленность (производство искусственных волокон)
- Получение бумаги и картона
- Текстильная промышленность (хлопковые ткани)
Кроме того, целлюлоза применяется для очистки жидкостей и газов, в производстве лакокрасочных материалов, пластмасс и другой продукции.
Пищевая целлюлоза Е460
Пищевая целлюлоза, или целлюлоза пищевая (Е460) активно используется в пищевой промышленности для стабилизации, текстурирования и загущения различных продуктов:
- Мороженое
- Желе и зефир
- Соусы и заправки
- Низкокалорийные йогурты
- Диабетические продукты
| Пищевые функции | Стабилизатор, загуститель, наполнитель |
| CAS No | 9004-34-6 |
| Химическая формула | (C6H10O5)n |
Пищевая целлюлоза получила одобрение ряда международных регуляторных организаций, включая FDA, и считается безопасной для использования в пищевых продуктах.
Влияние на организм
Установлено, что пищевая целлюлоза оказывает целый ряд положительных эффектов на организм человека:
- Стимулирует моторику кишечника
- Связывает токсины и выводит их из организма
- Снижает уровень холестерина в крови
- Уменьшает риск возникновения диабета 2-го типа
- Подавляет аппетит и способствует похудению
В то же время, избыточное потребление пищевой целлюлозы может вызывать негативные последствия у людей с повышенной чувствительностью кишечника, такие как вздутие живота, метеоризм и диарея.
Таким образом, целлюлоза как пищевая добавка имеет как положительные, так и отрицательные стороны. Дополнительные исследования необходимы для определения оптимальной суточной дозы потребления целлюлозы и возможных долгосрочных эффектов ее влияния на организм человека.
Механизм действия пищевой целлюлозы
Пищевая целлюлоза не переваривается и не усваивается в желудочно-кишечном тракте человека из-за отсутствия необходимых ферментов. Однако микрофлора кишечника способна частично метаболизировать целлюлозу с образованием короткоцепочечных жирных кислот, таких как уксусная, пропионовая и масляная.
Эти жирные кислоты стимулируют моторику кишечника, улучшают всасывание питательных веществ, снижают pH в толстой кишке, подавляя рост патогенных бактерий. Кроме того, короткоцепочечные жирные кислоты являются источником энергии для клеток слизистой кишечника.
Целлюлоза как пребиотик
Благодаря стимулирующему действию на рост полезной микрофлоры кишечника, пищевую целлюлозу относят к категории пребиотиков. Установлено, что регулярное потребление целлюлозы способствует размножению бифидобактерий и лактобактерий.
Помимо образования жирных кислот, бактерии расщепляют часть целлюлозы до глюкозы и других моносахаридов, которые также служат питательным субстратом для клеток кишечника.
Целлюлоза при похудении
Высокое содержание пищевой целлюлозы в продуктах или биологически активных добавках используется в диетах для похудения. Целлюлоза способствует снижению калорийности пищи при сохранении объема порций.
Кроме того, набухая в желудке, целлюлоза увеличивает чувство насыщения и позволяет контролировать аппетит. Нормализация микробиома кишечника также оказывает положительное влияние на обмен веществ при похудении.
Взаимодействие целлюлозы с лекарствами
При совместном приеме с некоторыми лекарственными препаратами пищевая целлюлоза может снижать их биодоступность за счет адсорбции или ускорения пассажа по кишечнику.
В частности, такой эффект наблюдается при одновременном приеме целлюлозы и антибиотиков тетрациклинового ряда, препаратов лития, тироксина, дигоксина и некоторых других лекарств.
По этой причине необходим контроль концентрации препаратов в крови при их совместном назначении с пищевой целлюлозой. Возможна коррекция дозировок after consultation с врачом.
Нормы потребления пищевой целлюлозы
В настоящее время не существует единых рекомендаций по суточной норме потребления пищевой целлюлозы для взрослого человека. Разные источники указывают диапазон от 20 до 40 грамм в день.
При этом следует учитывать переносимость и индивидуальную чувствительность кишечника к целлюлозе. Превышение персональной нормы может приводить к негативным последствиям.
Альтернативы пищевой целлюлозе
В ряде случаев в пищевой промышленности вместо целлюлозы используют ее производные с улучшенными технологическими свойствами:
- Метилцеллюлоза (Е461)
- Карбоксиметилцеллюлоза (Е466)
- Гидроксипропилцеллюлоза (Е463)
- Этилцеллюлоза (Е462)
При этом модифицированные формы целлюлозы также должны пройти оценку безопасности и получить разрешение на использование в пищевых продуктах.
Целлюлоза в кормах для животных
Благодаря высокой питательной ценности и стимулирующему действию на рост полезной микрофлоры кишечника, целлюлозу активно используют в кормах для сельскохозяйственных животных.
Особенно эффективны целлюлозосодержащие кормовые добавки для жвачных животных, так как у них в рубце обитают целлюлозолитические бактерии.
Перспективы применения целлюлозы
Интенсивные исследования последних лет позволили глубже изучить свойства целлюлозы и расширить области ее применения, в том числе в фармацевтике и медицине.
Разрабатываются инновационные лекарственные формы на основе нанокристаллической целлюлозы, в качестве матрикса для тканевой инженерии, в регенеративной медицине и других перспективных направлениях биомедицины.
Целлюлозные материалы в строительстве
Благодаря высокой механической прочности и доступности сырья, материалы на основе целлюлозы перспективны для использования в строительной индустрии.
Активно разрабатываются технологии производства целлюлозных плит, используемых в качестве тепло-, звукоизоляционного и конструкционного материала. Преимуществами являются экологичность, пожаробезопасность, легкость обработки.
Целлюлоза как адсорбент
Высокоразвитая пористая структура целлюлозы определяет ее хорошие адсорбционные свойства. Это свойство используется для очистки сточных вод, выделения ценных веществ из растворов, поглощения нефтепродуктов и других загрязнителей из почвы и воды.
Кроме того, целлюлоза в виде порошков и гранул может применяться в хроматографии и иммобилизации ферментов благодаря развитой удельной поверхности.
Переработка отходов целлюлозосодержащего сырья
Огромные объемы растительных отходов, бумаги, картона и другой целлюлозосодержащей продукции являются серьезной экологической проблемой из-за медленного разложения и накопления свалок.
Разрабатываются эффективные методы утилизации и вторичной переработки отходов целлюлозы для производства ценных химических веществ, биотоплива, удобрений.
Генетическая модификация целлюлозосинтеза
Использование методов генной инженерии позволяет изменять свойства целлюлозы, синтезируемой растениями и бактериями. Актуально получение целлюлозы с заданными физико-химическими и механическими характеристиками.
Кроме того, ведутся работы по созданию штаммов микроорганизмов и трансгенных растений для более эффективного промышленного производства целлюлозы.
