Классификации растворимых и нерастворимых волокон

Пищевые волокна обычно классифицируются по их способности растворяться в воде: растворимые волокна диспергируются, образуя вязкие растворы или гели, тогда как нерастворимые волокна не растворяются и в значительной степени сохраняют свою структуру при прохождении через кишечник. Это различие в растворимости, наряду со связанными свойствами, такими как вязкость и ферментируемость, определяет, как описываются типы волокон и как прогнозируются их физиологические эффекты.

Definition

Растворимые волокна — это пищевые волокна, которые растворяются в воде, образуя вязкие или гелеобразные дисперсии и, как правило, хорошо ферментируются в толстой кишке; нерастворимые волокна — это пищевые волокна, которые не растворяются в воде, увеличивают объем стула и ферментируются в меньшей степени.

Scope

Тема охватывает химическую основу растворимости волокон, типичные растворимые волокна (такие как пектины, бета-глюканы, камеди и многие олигосахариды) и нерастворимые волокна (такие как целлюлоза, многие гемицеллюлозы и лигнин), а также объясняет, почему простая дихотомия растворимые/нерастворимые волокна все чаще дополняется вязкостью и ферментируемостью как более информативными дескрипторами. Это обзор биохимической классификации, а не диетические рекомендации.

Core questions

• Какие молекулярные особенности делают волокно растворимым или нерастворимым в воде?
• Как растворимость, вязкость и ферментируемость связаны друг с другом?
• Почему дихотомия растворимые/нерастворимые волокна критикуется как неполный предиктор физиологического эффекта?

Key concepts

• Растворимость в воде
• Вязкость и гелеобразование
• Ферментируемость
• Пектины и бета-глюканы
• Целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин
• Функциональная против аналитической классификации

Mechanisms

Растворимость определяется структурой полисахарида: сильно разветвленные или заряженные полимеры с нерегулярными цепями, как правило, гидратируются и растворяются, образуя вязкие растворы, тогда как линейные, плотно упакованные, водородно-связанные полимеры, такие как целлюлоза, сопротивляются гидратации и остаются нерастворимыми. Вязкие растворимые волокна замедляют опорожнение желудка и диффузию питательных веществ, притупляя постпрандиальное всасывание глюкозы и липидов, и большинство из них легко ферментируются микробиотой толстой кишки. Нерастворимые волокна действуют более механически, увеличивая массу кала и водоудерживающую способность, а также сокращая время транзита, с относительно ограниченной ферментацией. Поскольку физиологические эффекты более тесно связаны с вязкостью и ферментируемостью, чем с одной только растворимостью, эти свойства часто предпочтительнее бинарной классификации.

Clinical relevance

Знание того, является ли волокно растворимым и вязким или нерастворимым, помогает объяснить различные физиологические реакции, наблюдаемые при употреблении продуктов, богатых клетчаткой, что является полезной основой для интерпретации данных о питании. Эта запись представляет собой описательный справочный материал и не является индивидуальными диетическими рекомендациями.

Epidemiology

Оба типа волокон присутствуют в цельных растительных продуктах в различных соотношениях, и популяционные исследования потребления волокон обычно основываются на общем количестве волокон, что затрудняет четкое отнесение наблюдаемых ассоциаций к растворимой или нерастворимой фракции.

Evidence & guidelines

Крупные систематические обзоры качества углеводов суммируют ассоциации со здоровьем в основном по общему количеству волокон и потреблению цельного зерна, а не по классу растворимости, что отражает ограничения методов измерения фракций в диетических исследованиях.

History

Различие между растворимыми и нерастворимыми волокнами возникло из аналитических методов фракционирования, которые разделяли волокна по их поведению в водных и ферментативных системах. По мере накопления физиологических исследований вязкость и ферментируемость были признаны свойствами, которые более непосредственно определяют эффекты, что привело к призывам выйти за рамки простой двухклассовой схемы.

Debates

Полезна ли дихотомия растворимые/нерастворимые волокна до сих пор?

Критики утверждают, что растворимость является непоследовательным предиктором физиологического эффекта и что вязкость и ферментируемость лучше отражают поведение волокон, в то время как бинарная классификация сохраняется, потому что она проста и встроена в маркировку продуктов питания и анализ.

Key figures

• Joanne Slavin
• Anthony Fardet

Seminal works

• slavin-2013
• reynolds-2019

Frequently asked questions

Какие существуют примеры растворимых и нерастворимых волокон?

К растворимым волокнам относятся пектины, бета-глюканы и камеди, которые образуют вязкие дисперсии; к нерастворимым волокнам относятся целлюлоза, многие гемицеллюлозы и лигнин, которые увеличивают объем стула, не растворяясь.

Почему некоторые эксперты предпочитают вязкость и ферментируемость растворимости?

Потому что физиологические эффекты волокон, такие как замедление всасывания глюкозы или питание микробиоты, более надежно коррелируют с тем, насколько вязким и насколько ферментируемым является волокно, чем с тем, растворяется ли оно технически в воде.