المواد الغذائية ذات التركيب المعقد اعداد " مكتب الترجمة المعتمدة بالرياض "

المواد الغذائية ذات التركيب المعقد اعداد " مكتب الترجمة المعتمدة بالرياض "

المواد الغذائية ذات التركيب المعقد: الكربوهيدرات (النشويات)، البروتينات و الليبيدات (المواد الدهنية)/ 3

 

المواد النشوية غير قابلة للهضم

البلوميرات أحادية الوحدة التكوينية: السليولوز

يعتبر السليولوز هو أكثر المواد العضوية سيادة على وجه البسيطة، حيث يحتوي على حوالي 50% أو أكثر من الكربون الخاص بالنباتات حيث تخلق وتتحلل كميات من السليولوز تتراوح فيما بين 10 ­¹⁵كجم وذلك في الأشجار الضخمة كالتي يستخرج منها الصبغ الأحمر وحتى الكميات الضئيلة جدا والتي توجد على سبيل المثال في الزهرة كل عام. يعتبر الجلوكوزالبسيط أحادي وحدة التركيب في وحدة الربط الجانبية للجلوكوز من النوع (4 -  1 ) β هي التركيب المثالي لتكوين الجزيء حيث أن وحدة الربط β تسمح بتكوين سلسلة طويلة ومستقيمة. يتميز الجزيء التركيبي للسليولوز والذي يعتبر كما سبق وذكرنا من سلسلة طويلة ومستقيمة، يتميز هذا الجزيء بأنه ينثني على نفسه ليتشكل وكأنه شريط حيث ترتبط سلاسل هذا الشريط فيما بينها بروابط هيدروجينية تتكون بين وحدات الهيدوكسيلات في الحلقات المتجاورة المكونة لسلاسل هذا الشريط (شكل 5-3). مثل هذا التركيب الشريطي وهب ألياف السليولوز تركيب يتميز بكونه ذات متانة مع بعض من المرونة المحدودة.

النشويات غير قابلة للهضم

البلوميرات متعددة الوحدة التركيبية: شبيهات السليولوز و الصمغ

تحتوي جدران الخلية النباتية على ألياف ذات تركيب مجهري لا يرى بالعين المجردة مطمورة في مادة هلامية (جل) كقالب احتواء. حيث تكون هذا القالب الإحتوائي كنتيجة لتحور التركيب الأساسي للسليولوز ليتحول إلى بوليمرات السكرايد متعددة الوحدة التركيبية ذات درجات مختلفة من حيث القدرة على الذوبان حيث يوجد تحور واحد منشأنه أن يغير رابطة الجلوكوسيد.

ومن هنا، تجدر الإشارة وللتذكرة، أن كلا من باكتينات الأميل والسليولوز يتركبان من بوليمرات الجلوكوز ولكن السليولوز يتميز بكونه ذات تركيب مستقيم ومتين، بينما يتميز باكتينات الأميل تتميز بكونها كناحية تركيبية شديدة التفرع. يتكون قالب الإحتواء من تكوين بولمري يحتوي على β جلوكونات مع تتابع روابط  الوحدات   (3 -  1 ) β و  (4 -  1 ) β مما جعل الجزيء أقل في الإستقامة من السليولوز وبالتالي تكون أكثر قابلية للذوبان. وعليه فإن من مصادر الألياف الغنية β جلوكونات الحبوب والشعير.

يعتبر شبيهات السليولوز نوع من أنواع بولمرات الجلوكوزإلا أن بعض من هذه البولمرات تستبدل بأنواع أخرى من السكريات; وعليه فإن الأنواع المختلفة من السكريات يترتب عليها درجات متفاوتة من الذوبان في الماء (جدول 3-3). حيث يتم تسمية شبيه السليولوز وفقا لنوع السكر السائد (على سبيل المثال; أكسيلان، جالاكتان، مانان، أرابينوز، جالاكتوز).

البكتين والصمغ تحتوي على السكريات وكحول السكريات مما يجعل من هذه المركبات أكثر قابلية للذوبان في الماء إذا ما قورن بمركبات شبيه السليولوز. المركبات الهلامية (الجل) والتي تشكل ألياف مثل هذه المركبات تتركب أساسا من دعامة حمض الجلاكتورونات والذي يحتوي على وحدات من  سكر الرامنوز rhamnose في الفراغات البينية والسلاسل الجانبية الخاصة بالأرابينوز و الجلاكتوز. أما البكتينات فتوجد في التفاح ، أحماض السيترات الخاصة بالفواكه، الفراولة، والقليل من الفواكه الأخرى. الدبق والصمغ (على سبيل المثال صمغ الغوار guar gum ) والتي تعبر شبيهة التركيب بالبكتين ماعدا أن وحدات الجلاكتوز مصحوبة بأنواع أخرى من السكريات (مثل الجلوكوز) و البولي سكرايد. تتواجد مادة الدبق في لحاء (افرازات) النبات وحبوبه.

يتميز تركيب حمض الجلوكتورات بكونها ماصة للماء حيث يتكون على إثرها مادة هلامية (جل)، وبالتالي تكون هامة للحصول على المادة الماسكة للمربات وحلوى الهلام.

حيث يتم طبخ هلام البكتين مع السكر وعصير الفاكهة أو لبها حيث تكون صالحة للاستخدام لشهور في درجة حرارة الغرفة. حيث غالبا ما يتم عزل مثل هذه الأنواع من المربات وحلوى الهلام عن طريق تغليفها بالشمع لمنع أي نمو للبكتيريا أو للفطريات . كما يتم إضافة البكتين إلى الزبادي منزوع الدسم ليضيف إليها التناسق والتخانة. جودة الدبق والصمغ من حيث التخانة تعتبر ذات قيمة تجارية لأهمية إضافتها خلال تصنيع الطعام مثل المثلجات (الآيس كريم).

تتركب مركبات الفراكتو-أوليجو-سكريدات  (FOSs) الأنولينات و الفركتانات من بولمرات لجلوكوز. حيث يحتوي الأنولين على مجموعة محورة من بولمرات الفركتوز والتي تعتبر ذات انتشار واسع في النباتات بهدف تخزين النشويات. يعتبر مركب أوليجو فركتوز مجموعة مشتقة من الأنولين إلا أنها تحتوي على أقل من 10 وحدات فركتوز.  

تعتبر قليل الفركتوز FOS من المركبات التي قلما تهضم والتي تقع في قمة القسم GI وبالتالي فإنها تمد الجسم بحوالي 1 كيلو كالوري لكل جرام (Roberfroid et al, 19993). حيث أنه هذه المركبات تتميز بكونها تحتوي على الفركتوز ، مركبات قليل الفركتوز FOS والتي تحتوي على المذاق الحلو ، سواء كان صافي المذاق أو ذات مذاق شبه حلو في حالة إذا ما كانت تحتوي على السكروز.

تتوافر مركبات قليل الفركتوز FOS في أكثر من 36.000 فصيلة من مملكة النبات; وبالتالي فإن الأنظمة الغذائية التي تحتوي في طياتها على القليل من الفواكه والخضروات تتميز بكونها تحتوي على كميات أعلى من هذه المركبات. يستهلك المواطن الأمريكي حوالي من 1 إلى 4 جرام من مركبات قليل الفركتوز FOS يوميا بينما يستهلك المواطن الأوربي من 3 إلى 10 جرام يوميا. أما مصادر مركبات قليل الفركتوز FOS الأساسية فتشمل الحنطة، البصل، الثوم، الموز و الهندباء; كما يوجد القليل من المصادر الأخرى والتي نذكر منها الطماطم، الشعير، نبات الجاودار، الهليون والخرشوف.

يستخدم كل من الأنولين ومركبات قليل الفركتوز FOS ذات الصلة على نطاق واسع في عمليات تصنيع منتجات الأغذية المصنعة الصالحة للتوزيع التجاري حيث من شأن هذه المواد أن تكسب تلك المنتجات المذاق الحلو ، النكهة الصافية وكذلك الطبيعة الغير ماصة للنكهات. عندما يتم استخدام مركبات قليل الفركتوز  FOS كمكون فإنه إما أن يتم تخليقه أو تصنيعه من السكروز وذلك عن طريق إضافة مونوميتر الفركتوز إلى جزيء السكروز الخام أو عن طريق استخراجه من جذور نبات الهندباء (Niness, 1999). حيث يستمد حلاوته من الفركتوز والذي يستخدم لتحويل النكهة من كونها ذات طاقة قليلة إذا ماحسبت بالكالوري وكذلك يستخدم لزيادة القوام ولإضافته إلى الأغذية قليلة الدسم. تتميز هذه المركبات بكونها لا تمتص في مقدمة الأمعاء الدقيقة، ومن هنا تستخدم مركبات قليل الفركتوز FOS كبديل عن السكر وذلك لمرضى السكري. كما يمكن إضافتها إلى الألبان لتنتج مائدة عامرة من منتجات الألبان والقشدة ذات المذاق الدسم الذائب في الفم. كما تتميز مركبات قليل الفركتوز FOS بكونها تحتوي على الالياف دون الحاجة إلى زيادة كثافة المنتج.

يتميز الناتج ذو الكفاءة العالية والذي يحتوي على بولمر ذات سلسلة أطول (حوالي 25 وحدة من الفركتوز لكل جزيء) ونسبة أقل في محتوى السكر حيث يتم خلطه بمقدار ضعف نسبة الدهن الشبيه من حيث الخصائص بمواصفات الأونلين كما لا يتم إضافة أي نكهات للتحليه. هنا جدير بالذكر أن هناك اختبارات مكثفة تم اجراؤها على على مركبات قليل الفركتوز FOS المصنعة والطبيعية(والذي يتم تسويقها تحت اسم تجاري Nutraflora) وعليه فقد أظفرت هذه الإختبارات إلى أن هذه المركبات تعتبر آمنة على الصحة ولا يوجد لها أي تأثيرات عكسية ضارة وذلك للجرعات التي لاتزيد عن 2170 مجم/كجم/اليوم (Spiegel et al, 1994). كما تتميز مركبات قليل الفركتوز FOS بقدرتها على زيادة النمو البكتيري حيث تضاف إلى الزبادي الذي يحتوي على بكتيريا التخمر حيث تعتبر هذه المركبات بمثابة مواد محفزة مفيدة صحيا لتحفيز التفاعل البكتيري (أنظر الباب رقم 12).

بالرغم من أن مركبات قليل الفركتوز FOS لا تهضم تقريبا في الأمعاء الدقيقة وتنتقل إلى الأمعاء الغليظة غير مهضومة، إلا أنها بمجرد أن تصل إلى الأمعاء الغليظة يتم تحليلها بواسطة الإحلال بالمياه بواسطة البكتيريا الهاضمة الموجودة في الأمعاء إلى سلسلة قصيرة من الأحماض الدهنية الطيارة و الغازات كالميثان وثاني أكسيد الكربون والتي تتميز بكونها ذات تأثيرات وظيفية قليلة أنظر الباب رقم 30).

تعتبر اللينجنات ألياف خشبية توجد في الساق والبذور الخاصة بالفاكهة و الخضروات وطبقة النخالة الخاصة بالغلال. تعتبر هذه المركبات ليست كربوهيدرات فعليا إلا أنها نوع من أنواع بولمرات كحوليات وأحماض بروبيلات الفينيل ، حيث يحتوي بعضهم على شحنة موجبة أو شحنة سالبة. حيث تتميز مجموعة الفينيل بوجود رابطة ثنائية مصرفة مما يجعلها مركبات مضادة للأكسدة بشكل منفرد. تحتوي بذور الكتان أيضا على نشاط الفايتواستروجين حيث تستطيع تشكيل ما يشبه الأستروجين في تأثيره على المركز المستقبل له في الأعضاء الجنسية والعظام. كما أن تأثير الكتان على الوقاية من أمراض السرطان وبعض من الأمراض العضال المتأصلة لازال محل الدراسة والتحقيق (Stark and Madar, 2002).

يستخرج البولي سكريد ذو الأصل الطحلبي من الأعشاب البحرية والطحالب (مثال: كاراجينان) حيث يستخدم لإكساب القليل من الأغذية القوام والثبات الملائمين. يعتبر الكاراجينان من مركبات البولي سكريد أو تحديدا من كبريتات البولي جالاكتانت والذي يتم استخراجه من الأعشاب البحرية والطحالب الكبيرة (Evans, 1989). تعتبر مركبات البولي سكريد الصمغية هي المسئولة عن كمال تركيب النباتات البحرية في الطبيعة. كما أن كلا من مركبات الألجينات (مادة لانجينية موجودة في الطحالب) و كاراجينان والأجار تمنع جفاف جدران الخلايا النباتية وأيضا تقدم التكثيف الاختياري لعدد من الأيونات، كما تسهل الالتصاق الحيوي للنبات في الصخور والركامات الأخرى. تستخدم مركبات البولي سكريد بشكل تجاري حيث أنها تستخدم لإضافة البروتينات إلى الهلام كما أنها تحفظ الأغذية المخلطة. كما تمنع المكونات المعلقة من الترسيب. كما يستخدم كاراجينان كمكون في عمليه تصنيع البودنج كما يستخدم تجاريا لإضافة القوام لوصفات الرضع، المثلجات، بودنج الحليب، و منتجات كريمة القشدة الحامضة.

كما أنه جدير بالذكر أن الجرعات الزائدة قد تم تسجيلها ووجد أنها تحث نشاطmucosal thymidine kinase على الفئران (Calvert and Satchithanandam, 1992)، والتي ينتج عنها تكاثر في الماكوزا و زيادة في خطر مرض السرطان. وهذا تحذير للوقاية (Tobakman, 2001).

يتسبب الكاراجينان في ضمور وأضرار في الخلايا البيضاء للإنسان لتصل إلى 0.00014% (Tobakman, 1997).

نظرا للاستخدام واسع النطاق في عمليات تصنيع الغذاء وعدم التأكد من حساسية هذا المركب على الإنسان وبالتالي يجب عمل المزيد من الدراسات بخصوص هذا الشأن.

الكيتين الخاص بالبوليمر أحادي وحدة التركيب الخاص بــ N أسيتيلات – β – D – أمينات الجلوكوز، حيث أنها عبارة عن مركبات البولي سكريد والتي تنتج بواسطة الأنواع الدنيا من الحيوانات والتي تستخدم من لتدعيم التركيب. حيث أن هذا البولمر ذات انثناءات مثل السليولوز ماعدا الهيدروكسيلات الموجودة في C-2 في كل سائل متبقي والتي يتم استبدالها بواسطة مجمعة من أمينات الأستيل. يوجد الكيتين في القليل من الأحياء كالطحالب والفطريات والخمائر. كما أنها توجد بشكل أساسي في الهيكل الخارجي من الحيوانات الرخوية والمفصليات وكذلك اللافقاريات البحرية والتي تشمل الكركند والقريدس. حيث يكون الكيتين شبكة تتركز فيها المعادن مثل الكولاجين الذي يكون شبكة لترسيب المعادن في العظام.

يعتبر الشيتوسان بولمر من الجلوسيمين والذي يتم انتاجه من عمليات اشتقاق الأسيتيل من الكيتين (Shiau and Yu, 1998).

تم دراسة كلا من الكيتين و الشيتوسان وذلك نظرا لتأثيرها على الكوليسترول حيث أن الشحن السالبة تقوم بتقييد الشحنة الموجبة للدهون وتمنع امتصاصهم. حيث أنه تم تجربة مركبات  hypercholesteromic (مضادات الكلوستيرول) لمدة 20 أسبوع حيث يقل مستوى الكلسترول في الدم (تحكم 64%) مما يمنع التصلب في شريان الأورطى (أورمرود وآخرون، 1998).

إلا أن الشيوسان ومن ناحية أخرى يؤدي إلى سوء امتصاص للفيتامينات  الذائبة في الدهون ومعادن العظام في الفئران (Deuchi et al, 1995). وهنا تجدر الإشارة إلى ضرورة عمل دراسات لعمل تقييم لاستخدام مثل هذه المواد على المدى الطويل من الاستهلاك. 

للمزيد من الدراسات اضغط هنا