калорийность и состав. Польза и вред отрубей



Свойства отрубей

Пищевая ценность и состав | Витамины | Минеральные вещества

Сколько стоит отруби ( средняя цена за 1 кг.)?

Москва и Московская обл.

295 р.

 

В современном мире все больше людей начинают уделять своему здоровью пристальное внимание. В печатных изданиях, а так же в интернете можно найти сотни тысяч книг о здоровом питании, в которых даются различные советы и рекомендации. Однако, почти все диетологи признают исключительную пользу отрубей не только для хорошей фигуры, но и для здоровья.

Мало, кто догадывается, что невероятно полезный продукт является всего лишь побочным эффект процесса изготовления муки. Отруби — это оболочка зерна, которую удаляют, когда перемалывают злаки в муку. От вида злака зависит вид отрубей. Бывают пшеничные, овсяные, ржаные, ячменные, гречневые и рисовые отруби.

Состав отрубей

Встречаются довольно редкие виды отрубей — горчичные, которые используют для всем известных горчичных компрессов или «горчичников», а так же льняные отруби, которые больше используют в качестве кулинарных приправок. Химический состав отрубей богат на содержание витаминов, полезных минералов и природных веществ.

Исследователи утверждают, что витаминно-минеральный состав отрубей содержит до 90% полезных компонентов, которые изначально присутсвуют в цельном зерне злака. Это еще раз доказывает исключительную пользу отрубей для здоровья человеческого организма. Показатели калорийности отрубей различаются в зависимости от вида злаковых культур, на основе которых был получен продукт.

Польза отрубей

В состав отрубей входит большое количество пищевых волокон, а так же углеводов. Эти вещества дарят прекрасные насыщающие свойства, что в совокупности с уровнем калорийности отрубей позволяет отнести продукт к разряду диетических. Не только диетологи оценили полезные свойства отрубей. Врачи назначают регулярное употребление отрубей людям, которые страдают заболеваниями кишечника, а так же при дисбактериозе.

Полезные антисептические свойства отрубей давно известны медецине. Если вы чувствуете дискомфорт в желудке, то отвар из отрубей поможет вам справится с недугом. Отруби полезны людям, которые стараются контролировать свой вес и страдают ожирением. Дело все в прекрасных насыщающих способностях отрубей, которую надолго избавляют человека от чувства голода.

Вред отрубей

При использовании продукта существуют некоторые правила и рекомендации, в противном случае вред от отрубей будет значительней, чем польза. Отруби не гранулированные предварительно нужно обработать кипятком, и только после получаса в горячей воде продукт можно употреблять в пищу или добавлять в блюда в качестве ингредиента. Отруби следует обязательно запивать водой при употреблении.

Когда отруби попадают в наш организм, мы должны обязательно разбавить их водой, чтобы продукт начал набухать и заполнять желудок. Отруби медленно перевариваются и дарят чувство сытости. Если не запить отруби водой, вы не получите полезного эффекта. По выше описанной  причине,  здоровью людей, которые страдают язвенными болезнями, колитами, энтеритами, а так же эрозиями желудочно-кишечного тракта, может быть нанесен существенный вред отрубями всех видов.

Калорийность отрубей 165 кКал

Энергетическая ценность отрубей (Соотношение белков, жиров, углеводов — бжу):

Белки: 16 г. (~64 кКал)
Жиры: 4.3 г. (~39 кКал)
Углеводы: 64.5 г. (~258 кКал)

Энергетическое соотношение (б|ж|у): 39%|23%|156%

Рецепты с отрубями



Пропорции продукта. Сколько грамм?

в 1 чайной ложке 3 грамма
в 1 столовой ложке 12 граммов
в 1 стакане 94 грамма
в 1 упаковке 500 граммов

 

Пищевая ценность и состав отрубей

Моно- и дисахариды

0.41 г

ПНЖК — Полиненасыщенные жирные кислоты

0.8 г

Пищевые волокна

43.6 г

Витамины

Минеральные вещества

Аналоги и похожие продукты

Просмотров: 46916

виды, полезные свойства и калорийность, состав отрубей

Отруби по своей сути — это ни что иное, как верхняя оболочка зерновых культур, добываемая на мукомольном производстве. Благодаря этому, отруби содержат в достаточном количестве и пищевые волокна, и клетчатку, необходимые для правильного здорового питания любого человека. Диетологи дружно рекомендуют их к ежедневному употреблению.

Это интересно! Отруби (в основном пшеничные и ржаные) — ценный корм для всех видов сельскохозяйственных животных. Чаще всего отруби скармливаются молочному скоту, затем употребляются в больших количествах при откармливании и выращивании молодняка.

Виды

Отруби бывают разных видов, в зависимости от того, из чего они были изготовлены: пшеничные, ячменные, кукурузные, овсяные, рисовые, гречневые и т.д. Каждые из них обладают рядом преимуществ.

Прежде чем выбирать для своего питания какие-либо отруби, ознакомьтесь с тем, для чего они полезны и предназначены:

• Пшеничные отруби встречаются чаще всего. Они особенно богаты витаминами группы В — это благоприятно отражается на нервной системе.
• Ячменные отруби помогают снижать уровень холестерина и сахара в крови, что может быть полезно для желающих похудеть и улучшить своё здоровье.
• Кукурузные отруби обладают наибольшим количеством нерастворимой клетчатки. Это позволяет во много раз снизить риск таких заболеваний, как непроходимость кишечника, рак толстой кишки.
• Овсяные отруби тоже встречаются довольно часто. Они очень полезны для диабетиков: они существенно снижают не только уровень холестерина, но и инсулина в крови.
• Рисовые отруби схожи по своему действию с овсяными отрубями, но их действие усилено во много раз. Так же помогают очищать кровь от холестерина. Полезны для сердечников.
• Гречневые отруби больше других подходят для людей, страдающих аллергией на глютен, потому что в этих отрубях глютена и клейковины нет. Гречневые отруби содержат аминокислоты, которые помогает очищать кровь от свободных радикалов, оздоравливая и омолаживая организм.

Состав

Если говорить об общем составе отрубей, то чего в них только нет! Состав отрубей наполнен витаминами группы B, РР, бета-каротином, в них так же присутствуют такие микроэлементы, как калий, магний, хром, медь, селен и другие. Но, помимо этого, отруби содержат в себе целлюлозу, клетчатку, пищевые волокна.

Польза

Полезные свойства отрубей трудно недооценить, ведь отруби действуют на организм человека подобно ёршику для узкой бутылки, то есть очищают его в той или иной степени от загрязнений. Принимая на регулярной основе достаточное количество отрубей, можно забыть о таком неприятном недуге, как запор.

Так же отруби помогают при лишнем весе, помогая не переедать и восстанавливать естественный обмен веществ. Проблему сухости кожи и лишённых блеска волос тоже частично решат отруби, как и помогут при угрях и прыщах.

Вред

Конечно, имея такой внушительный список полезных свойств, у отрубей не может не быть противопоказаний. К примеру, самое банальное: переизбыток отрубей вреден. Просто при избытке отрубей, они не успевают усваиваться в желудке, что приводит к задержке стула, тошноте, вздутию, метеоризму.

Важно помнить, что отруби действуют на организм человека, как активированный уголь (абсорбент). Это негативно сказывается при приёме лекарственных средств, то есть ослабляет их действие, что тоже может быть не желательно при определенных обстоятельствах.

Противопоказания

Индивидуальные противопоказания приёма отрубей:

• из-за возможности повышенного газообразования;

• обострение гастрита, язвенной болезни, колитов, спаечной болезни;
• индивидуальный подбор дозировки отрубей, прием которых следует обогащать минеральными веществами: цинк, кальций, железо и др.

Хранение

Хранить отруби лучше всего в герметично закрытых упаковках или контейнерах, не допуская попадание влаги. Так же лучше избегать прямых солнечных лучей. Обычно срок годности покупных отрубей ограничен 2 годами со дня производства.

Ограничения по употреблению

Важно правильно вводить отруби в свой рацион. Нельзя употреблять отруби без воды, потому что в противном случае отруби будут «забирать» влагу из организма, что приведёт к обезвоживанию.
Максимальное количество потребляемых отрубей в день — 30 г. При этом начинаем вводить их в своё меню, начиная с 1 ч. л. 1 раз в день. Можно добавлять их в выпечку, вторые и даже первые блюда.

состав, польза и вред для организма, как принимать

© mira_y — stock.adobe.com

Отруби – продукт, который обладает ценными питательными свойствами, дарит чувство сытости на долгое время и при этом не трансформируется в жировые отложения. К самым популярным видам отрубей относятся пшеничные, овсяные, ржаные и кукурузные. Не менее полезны рисовые, льняные, гречишные и ячменные. В отрубях содержится уникальный набор полезных компонентов и пищевых волокон, которые улучшают работу организма в целом и способствуют похудению.

Что это такое

Люди нередко слышат о полезных и лечебных свойствах отрубей, но далеко не все знают, что это такое. Отруби – это побочный продукт, получаемый в процессе переработки цельнозерновой муки.

Отруби представляют собой твердую оболочку (кожуру) зерна или зернового зародыша. Твердая оболочка удаляется с зерна в процессе очищения (размола) и отбеливания и практически на 100% состоит из растительной клетчатки.

Кожура зерна различается по степени измельчения и может быть крупной, в таком случае отруби грубыми, и мелкой, тогда побочный продукт называется тонким.

Организмом человека отруби практически не усваиваются, а следовательно, не приводят к набору веса, но создают чувство сытости. Проходя по пищеводу, отруби сначала оседают в желудке и разбухают, а затем беспрепятственно проходят по кишечнику, попутно выводя продукты распада, токсины и шлаки.

Состав, БЖУ и калорийность

В зависимости от разновидности отрубей изменяется химический состав, калорийность продукта и соотношение БЖУ. Отруби – полезный продукт, его необходимо включить в рацион людям, придерживающимся здорового и правильного питания (ПП), а также спортсменам из-за богатого содержания клетчатки, витаминов и полезных минералов в составе.

Пищевая ценность наиболее распространенных разновидностей отрубей на 100 г:

Разновидность	Пищевые волокна, г	Калорийность, ккал	Белки, г	Углеводы, г	Жиры, г
Овсяные	15,3	245,6	17,4	50,6	7,1
Рисовые	20,9	315,8	13,3	28,6	20,7
Льняные	–	250,1	30,1	9,9	10,1
Пшеничные	43,5	165,5	16,1	16,7	3,8
Ржаные	43,5	114,3	12,3	8,6	3,4
Кукурузные	79,1	223,6	8,3	6,7	0,9

В столовую ложку помещается 15 г отрубей, следовательно, калорийность этого количества высчитывается в зависимости от разновидности продукта.

Соотношение БЖУ на 100 граммов соответственно:

Отруби	БЖУ
Кукурузные	1/0,1/0,9
Ржаные	1/0,3/0,7
Пшеничные	1/0,2/1
Льняные	1/0,3/0,4
Рисовые	1/1,7/2,2
Овсяные	1/0,4/2,8

Для диетического питания лучше всего подходят ржаные, овсяные, пшеничные отруби.

Химический состав отрубей на 100 г оформлен в виде таблицы:

Наименование элементов	Овсяные	Рисовые	Пшеничные	Ржаные	Кукурузные
Селен	45,2 мкг	15,6 мкг	77,5 мг	–	16,8 мкг
Железо	5,42 мг	18,55 мг	14,1 мг	10,1 мг	2,8 мг
Медь	0,4 мг	0,79 мг	0,99 мг	0,8 мг	0,3 мг
Марганец	5,56 мг	14,3 мг	11,4 мг	6,9 мг	0,14 мг
Калий	566,1 мг	1484 мг	1256 мг	1206 мг	44,1 мг
Магний	235,1 мг	782 мг	447,8 мг	447,6 мг	63,5 мг
Фосфор	734,1 мг	1676 мг	951,1 мг	310,1 мг	72,1 мг
Кальций	57,8 мг	56 мг	151 мг	229,2 мг	41,6 мг
Натрий	4,1 мг	5 мг	8,1 мг	61,0 мг	7,2 мг
Тиамин	1,18 мг	2,8 мг	0,76 мг	0,53 мг	0,02 мг
Холин	32,1 мг	32,3 мг	74,3 мг	–	18,2 мг
Витамин РР	0,94 мг	33,9 мг	13,6 мг	2,06 мг	2,74 мг
Витамин В6	0,17 мг	4,1 мг	1,3 мг	–	0,16 мг
Витамин Е	1,01 мг	4,9 мг	10,3 мг	1,6 мг	0,43 мг
Витамин К	3,3 мкг	1,8 мкг	1,9 мкг	–	0,32 мкг

Кроме того, в составе каждой из разновидностей продукта присутствует большое количество клетчатки, растительные волокна, а также поли- и мононенасыщенные жирные кислоты.

Польза отрубей для организма

Витамины, клетчатка, а также микро- и макроэлементы, которые входят в состав абсолютно всех отрубей, приносят пользу для женского и мужского организма, а именно:

1. Систематическое употребление отрубей в самостоятельном виде или в качестве пищевой добавки, например, в хлебе, служит профилактикой таких заболеваний, как хронический колит и дивертикулез.
2. Продукт снижает уровень «вредного» холестерина в крови и нормализует давление.
3. Отруби служат профилактическим средством развития атеросклероза.
4. Полезные свойства отрубей при сахарном диабете заключаются в положительном воздействии на процесс расщепления крахмала в крови и способности понижать гликемический индекс продукта.
5. Можно сбросить лишние килограммы, если включить в рацион отруби, например, ржаные или пшеничные, за счет снижения чувства голода.
6. Отруби разгоняют метаболизм. Клетчатка сама по себе не инициирует процесс сжигания подкожного жира, но она влияет непосредственно на причину возникновения лишнего веса, а именно – на процесс обмена веществ.
7. Улучшится работа сердца, если принимать твердые оболочки зерен хотя бы пару раз в неделю. Выведется лишняя жидкость из организма и сойдет отечность.
8. Продукт полезен при гипертонической болезни, так как он обладает сосудорасширяющими свойствами.
9. Лечебное воздействие отруби (любой разновидности: кукурузные, льняные, рисовые, овсяные и т. п.) оказывают на работу кишечника, избавляют от запоров и выводят шлаки и токсины из толстой кишки. При систематическом употреблении продукт нормализует работу ЖКТ в целом.

Оболочки зерен рекомендуется есть в период восстановления после тяжелой болезни или операционного вмешательства, а также после выматывающих спортивных марафонов или соревнований.

Наиболее полезны перемолотые отруби, а не гранулированные, так как в состав последних могут быть добавлены сахар, соль или усилители вкуса. Качественный продукт практически не имеет запаха и не обладает ярко выраженным вкусом.

© Rozmarina — stock.adobe.com

Как правильно принимать отруби при похудении

Есть отруби в неограниченном количестве нельзя, даже несмотря на обширный список полезных свойств продукта. Принимать продукт для похудения правильно в количестве 20-40 граммов в день, но не более.

Употреблять оболочки зерен разрешается только в сочетании с водой, в противном случае никакого полезного эффекта не будет. Необходимо взять отруби (овсяные, ржаные и т. п.), залить кипятком, настаивать в течение 20-30 минут. Затем слить лишнюю жидкость и только после этого добавлять в любые блюда.

Пищевые волокна, способствующие процессу похудения, работают только в том случае, если продукт впитает в себя влагу и увеличится в объеме.

Первый прием диетических отрубей для взрослого человека должен начинаться с 1 чайной ложечки в сутки, и только после 2 недель приема можно увеличить дозу до 2 столовых ложек в день.

Процесс похудения ускоряется за счет того, что твердые оболочки зерен улучшают работу кишечника, способствуют выведению лишней жидкости из организма и ускоряют обмен веществ. После употребления еды с отрубями в желудке надолго сохраняется чувство сытости – отруби разбухают и заполняют большую часть объема желудка.

Существует множество разнообразных диет с использованием продукта, однако в каждой из них отруби – вспомогательное средство, а не основной источник энергии и не единственный продукт питания.

© Olaf Speier — stock.adobe.com

Вред отрубей для здоровья и противопоказания

Превышение суточной нормы употребления отрубей может вызвать побочные эффекты и нанести вред здоровью человека. Противопоказано употреблять любую из разновидностей отрубей при обострении следующих заболеваний:

• гастрит;
• язва желудка;
• энтерит.

После того как обострение пройдет, можно вернуть отруби в рацион в размере 1 чайной ложки. Кроме этого, категорически запрещено есть продукт при наличии аллергии на злаки.

Систематическое злоупотребление продуктом приведет к обострению заболеваний ЖКТ, метеоризму, расстройству желудка, гиповитаминозу.

Увеличить суточную дозу приема отрубей можно только по рекомендации диетолога, и делать это рекомендуется постепенно.

© nolonely — stock.adobe.com

Итоги

Отруби – полезный диетический продукт, который помогает похудеть и поддерживать тело в форме после достижения желаемых результатов. Систематическое употребление продукта положительно отразится на здоровье, ускорит обмен веществ и нормализует работу кишечника. Отруби богаты клетчаткой, пищевыми и растительными волокнами, витаминами и микро- и макроэлементами, которые необходимы для правильного функционирования организма.

Оцените материал

Эксперт проекта. Стаж тренировок — 12 лет. Хорошая теоретическая база по процессу тренировок и правильному питанию, которую с удовольствием применяю на практике. Нужна рекомендация? Это ко мне 🙂

Редакция cross.expert

Пшеничные отруби — описание, состав, калорийность и пищевая ценность

Твердая оболочка пшеничного зерна, которая отделяется от него при производстве муки. В отрубях содержится большое количество жирных кислот, поэтому цельнозерновая мука прогоркает в течение короткого временного промежутка.

Раньше отруби вообще не употреблялись в пищу и считались кормом для скота. Сейчас они занимают одно из главнейших мест в системе здорового питания, при борьбе с лишним весом и в разнообразных диетах.

Состав

Пшеничные отруби состоят из зародыша зерна, цветочной оболочки зерен и алейронового слоя пшеничного эндосперма. Они содержат все самые полезные элементы, находящиеся в зернах пшеницы.

Употребление

Пшеничные отруби добавляют при приготовлении теста, коктейлей, киселей, каш, вторых блюд, салатов, супов, рыбных и мясных фаршей, используют в качестве панировки для котлет, мяса, овощей, рыбы.

Перед тем как добавлять отруби в блюда, их нужно залить на полчаса горячей водой, затем слить жидкость и использовать.

При употреблении в сухом виде, отруби нужно запивать большим количеством жидкости.

Рекомендуется начинать употребление отрубей с 1–3 чайных ложек, постепенно увеличивая порции.

Если вечером или по ночам мучает голод, диетологи рекомендуют съедать пару ложек пшеничных отрубей со стаканом кефира или йогурта. Это некалорийный ужин, который поможет избавиться от ночного чувства голода.

Полезные свойства

Пшеничные отруби улучшают работу кишечника, помогают профилактике запоров, участвуют в процессе кроветворения, метаболизме, энергетическом, углеводном, жировом, белковом, водно-солевом обмене.

Они способствуют укреплению иммунитета, улучшению зрения, поддержанию здорового вида волос, кожи, ногтей, обновляют клетки организма, оказывают общеукрепляющее действие.

Пшеничные отруби благотворно сказываются на работе органов пищеварительной, нервной, сердечно-сосудистой систем, укрепляют мышцы, предотвращают появление рака толстой кишки и геморроя, помогают бороться с дисбактериозом, стимулируют выработку желудочного сока, усиливают активность поджелудочной железы и печени, адсорбируют вредные кислоты и «плохой» холестерин, замедляют усвоение углеводов, приводят в норму количество эстрогенов в женском организме, улучшают потенцию.

Ограничения по употреблению

Не рекомендуется употреблять более 3–4 столовых ложек пшеничных отрубей в день. При их избыточном поступлении в организм может нарушиться баланс кальция и других минералов.

С осторожностью следует употреблять пшеничные отруби при язвенной болезни, язвенном колите, спаечной болезни брюшной полости, обострении холецистита, панкреатита, гепатита, хронического гастрита, гастродуоденита.

Отруби состав, калорийность, гликемический индекс и витамины.

Гликемический индекс отрубей равен 56, что является средним показателем. Несмотря на это, методы приготовления влияют на их гликемический индекс.

Согласно данным Международных таблиц значений гликемического индекса, ГИ канадского маффина с изюмом и отрубями, равен 52±3. (1)

ГИ канадского овсяного хлеба с отрубями (с содержанием 50% овсяных отрубей) равен 44. ГИ шведского овсяного хлеба, приготовленный на 45% из овсяных отрубей и на 50% из пшеничной муки, составляет 50. (1)   

ГИ турецкого пшеничного и ржаного хлеба, состоящий на 75% из пшеничной муки, на 10%  из ржаной муки и на 15% из пшеничных отрубей, равен 40. (1)

ГИ австралийского белого хлеба, приготовленный на 95% из пшеничной муки и на 5%  из овсяных отрубей, равен 74. (1)

ГИ британских хлопьев с отрубями (с высоким содержанием клетчатки) варьируется в диапазоне 43±10, а ГИ канадских хлопьев с отрубями — 65±8. (1)

ГИ 15 г финских овсяных отрубей, содержащих 2 г ß-глюкана (употребляется в виде напитка с глюкозой и водой), составляет 84±6. (1)

ГИ американских изюмных отрубей варьируется в диапазоне 61±5, а ГИ австралийских изюмных отрубей — 19±3. (1)

Согласно результатам американских исследований, потребление цельного зерна связано с снижением риска развития сахарного диабета 2 типа, и эта связь более выражена для отрубей, чем для цельного зерна. Результаты проспективных исследований поддерживают увеличение потребления цельного зерна и отрубей для профилактики диабета 2 типа. (2)

По результатам другого исследования, гуаровая камедь и пшеничные отруби хорошо переносились и вызвали значительное снижение уровня глюкозы в крови после приема пищи. (3)

Исследования показали, что мука из овсяных отрубей с высоким содержанием β-глюкана имела низкий гликемический ответ и действовала как активный ингредиент, снижающий постпрандиальный гликемический ответ на пероральную глюкозную нагрузку у людей с сахарным диабетом 2 типа. (4)

В заключении, отруби следует включить в здоровый рацион как здоровых людей, так и и в рацион диабетиков, сочетая с другими полезными продуктами.

Для списка данных по гликемическому индексы для других продуктов посетите нашу страницу Полная таблица гликемического индекса.

Источники.

1. https://care.diabetesjournals.org/content/diacare/suppl/2008/09/18/dc08-1239.DC1/TableA1_1.pdf
2. https://journals.plos.org/plosmedicine/article?id=10.1371/journal.pmed.0040261
3. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/3030619/
4. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0939475305000463

Специальность: Ереванский государственный медицинский университет

Обновлено: Май 25, 2021

Отруби Хрустящие Лито

 

Наименование продукта:	Отруби «Пребиотик» С Лактулозой «Лито»
Вес:	200г
Кол-во в упаковке (шт):	35
Объем упаковки (м³):	0.0734
Штрих код:	4603907003035
Состав:	зерно пшеницы, зерно овса, сухая лактулоза, соль, селенопиран (органический селен)
Срок годности:	12 месяцев
Производитель:	ООО «Биокор»
Наименование продукта:	Отруби Хрустящие Пшеничные «Морская Капуста» С Кальцием Экструдированные «Лито»
Вес:	200г
Кол-во в упаковке (шт):	35
Объем упаковки (м³):	0.0734
Штрих код:	4603907003097
Состав:	отруби пшеничные, морская капуста сушеная, карбонат кальция, соль
Срок годности:	12 месяцев
Производитель:	ООО «Биокор»
Наименование продукта:	Отруби Хрустящие Пшеничные «Расторопша» С Кальцием Экструдированные «Лито»
Вес:	200г
Кол-во в упаковке (шт):	35
Объем упаковки (м³):	0.0734
Штрих код:	4603907002076
Состав:	пшеничные отруби, шрот расторопши «Биокор», карбонат кальция, соль
Срок годности:	12 месяцев
Производитель:	ООО «Биокор»
Наименование продукта:	Отруби Хрустящие Пшеничные «Яблоко» С Кальцием Экструдированные «Лито»
Вес:	200г
Кол-во в упаковке (шт):	35
Объем упаковки (м³):	0.0734
Штрих код:	4603907003080
Состав:	отруби пшеничные, яблоки сушеные, карбонат кальция, соль
Срок годности:	12 месяцев
Производитель:	ООО «Биокор»
Наименование продукта:	Отруби Хрустящие Пшеничные С Кальцием  Экструдированные «Лито»
Вес:	200г
Кол-во в упаковке (шт):	35
Объем упаковки (м³):	0.0734
Штрих код:	4603907002052
Состав:	отруби пшеничные, карбонат кальция, соль
Срок годности:	12 месяцев
Производитель:	ООО «Биокор»
Наименование продукта:	Отруби Хрустящие Ржаные С Кальцием Экструдированные «Лито»
Вес:	200г
Кол-во в упаковке (шт):	35
Объем упаковки (м³):	0.0734
Штрих код:	4603907002069
Состав:	отруби ржаные, карбонат кальция, соль
Срок годности:	12 месяцев
Производитель:	ООО «Биокор»

 

Свойства: Биологическое действие отрубей «Лито» обусловлено наличием природных пищевых волокон и выражается в комплексном воздействии на систему пищеварения, эффективной энтеросорбции и участием в регуляции углеводного, липидного, пигментного обмена и иммунной системы. Уникальным является комбинация пищевой клетчатки отрубей и волокон овощей и фруктов, так как каждая культура содержит особенное сочетание разных видов клетчатки, а также сопутствующих природных веществ — витаминов, минералов.
Природная клетчатка — это сочетание пищевых волокон, которые не перевариваются ферментами желудочно-кишечного тракта человека, но успешно ферментируются и участвуют в питании микрофлоры в толстом кишечнике. Комплексное воздействие на систему пищеварения заключается в усилении перистальтики (механическое раздражение стенок желудка и кишечника при набухании), улучшении желчеотделения и секреции ферментов. Набухание волокон начинается уже в желудке: раздражая нервные окончания желудка, волокна создают иллюзию сытости, уменьшают аппетит.

Рекомендации: Отруби «Лито» рекомендуются в качестве источника пищевых волокон. Употребление в сутки 65 г продукта обеспечивает 100% суточной потребности в пищевой клетчатке. Взрослым и детям старше 12 лет принимать во время еды, запивая достаточным количеством жидкости.

Противопоказания: Отруби «Лито» не рекомендуется принимать при острых и хронических заболеваниях желудочно-кишечного тракта с синдромом диареи, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки и других эрозивных поражениях ЖКТ в стадии обострения, спаечной болезни брюшной полости.

самый полный гид от TEA.ru

Еще каких-то лет 30 назад отруби считались не более чем кормом для животных. Но уже тогда первые диетологи и представители пищевой промышленности поняли, что в этом продукте кроется большой потенциал и польза для человека. Сегодня, услышав слово «отруби», мы вспоминаем о здоровом питании, ценной клетчатке и советах тренера по фитнесу.

В этой статье мы собрали самую важную информацию обо всем, что касается отрубей, и правилах их употребления.

Что такое отруби

Все злаки проходят два вида обработки, направленных на удаление лишнего. Сначала снимается шелуха (так называемая мякина, несъедобная «обертка» каждого зернышка). Затем убирается внешний защитный слой, который является частью самого зерна, его «кожей», в результате чего производители получают зерно, полностью (или почти полностью) лишенное оболочки, а побочным продуктом такой очистки становятся отруби.

Отруби – это твердый внешний слой зерна, содержащий различные питательными вещества и клетчатку.

Зачем вообще нужно снимать оболочку, если она так богата полезными нутриентами? Ответ прост: не прошедшие обработку злаки быстрее портятся и приобретают горький привкус. То есть таким образом производители продлевают срок годности продукта.

Немного истории

До ХХ века отруби в России (да и по всей Европе) считались примерно таким же мусором, как и мякина. После очистки все, кроме зерен, было принято выкидывать или в лучшем случае отдавать в качестве корма домашним животным. Только к концу двадцатого столетия исследователям в области питания удалось доказать, что оболочка зерна представляет собой ценный продукт, который можно и нужно употреблять в пищу. С этого момента началась новая веха в истории отрубей, отмеченная уважением и признанием.

Химический состав отрубей

Трудно не признать ценность продукта, в котором так много микроэлементов, антиоксидантов, незаменимых жирных кислот, белков и медленных углеводов. Химический состав отрубей разных видов может существенно отличаться, но почти все отруби в той или иной мере содержат следующие вещества:

• витамины группы В, а также А, Е и PP,

• кальций,

• калий,

• фосфор,

• железо,

• медь,

• марганец,

• цинк,

• селен.

Пищевая ценность отрубей

Отруби сильно различаются по калорийности. Самыми «легкими» можно назвать ржаные (чуть более 100 ккал), самые питательные – это ячменные (свыше 400 ккал на 100 г).

Какие бывают отруби

Различных видов отрубей существует очень много, ведь получать их можно почти из любого злака, придавая им разную форму. В целом можно выделить четыре критерия выбора: по виду злака, по способу обработки, по внешней форме и по составу.

По виду злака

Овсяные

Овсяные отруби – отличный источник антиоксидантов, особенно фитиновой и феруловой кислот, а также авенантрамидов. Они весьма питательны (около 250 ккал, более 17 г белка, 50 г углеводов и 7 г жиров на 100 г продукта), содержат дневную норму марганца.

Пшеничные

Пшеничные отруби содержат значительное количество холина, цинка и меди, в них более половины суточной нормы селена и пятикратная норма марганца. Они также обладают низкой калорийностью (около 160 ккал на 100 г), но при этом являются хорошим источником растительного белка (около 15 г на 100 г) и клетчатки (40 г на 100 г). Особенно рекомендованы людям с проблемами сердца и сосудов.

Ржаные

Ржаные отруби наименее питательные из всех, в них всего 114 ккал и около 12 г белка на 100 г, зато много калия, кальция, фосфора и магния. Этот вид отрубей полезен тем, кто страдает от хронического гастрита, дисбактериоза, панкреатита и проблем с печенью.

Гречневые

В гречневых отрубях содержится небольшое количество калорий (всего 120 ккал на 100 г), при этом они богаты пищевыми волокнами (тройная суточная норма), но не могут похвастаться самым лучшим витаминным и минеральным составом.

Рисовые

Очень сытные (более 300 ккал) отруби с рекордным содержанием марганца (семикратная суточная норма на 100 г), а также большим количеством магния и фосфора (двойная суточная норма). Рекомендованы людям, имеющим предрасположенность к диабету, поскольку способны нормализовать уровень сахара в крови.

Ячменные

Самые калорийные отруби (более 400 ккал на 100 г) с высоким содержанием углеводов, которые по большей части состоят из клетчатки. Полезны тем, кто следит за уровнем холестерина.

Амарантовые

Один из самых калорийных видов отрубей – порядка 350 ккал на 100 г. Амарантовые отруби содержат много витаминов, кальций, калий, магний, железо и фосфор. Они рекомендованы людям с повышенной кислотностью желудка, поскольку способны снижать ее, обладая обволакивающими свойствами.

Кукурузные

В кукурузных отрубях много клетчатки (тройная суточная норма) и углеводов. Их питательность составляет около 300 ккал. Больше всего эти отруби содержат таких веществ, как феруловая кислота, железо, селен, медь, магний, витамин Е.

Льняные

Льняные отруби – один из рекордсменов по содержанию белка (около 30 г на 100 г продукта). В них также содержится значительное количество полезных жирных кислот. Калорийность составляет около 250 ккал. В льняных отрубях много витаминов группы В, железа и кальция.

По способу обработки

Мелкого помола

Мягкие и похожие по виду на мелкую стружку отруби. Легче перевариваются и легко растворяются в любой жидкости. Хороши для желудка.

Грубого помола

Отруби более крупной формы подходят людям, у которых нет проблем с желудком, особенно полезны для кишечника.

По внешней форме

Рассыпные

Отруби в таком виде удобно класть в каши, коктейли, смузи или выпечку. По большому счету они универсальны и подходят для любого случая.

Прессованные

Такой вариант нравится любителям готовых завтраков – прессованные отруби похожи на кукурузные палочки или злаковые шарики. Их удобно добавлять в тарелку с другими видами хлопьев.

По составу

Натуральные

Натуральные отруби – это продукт, в котором нет ничего, кроме собственно отрубей. Хороши своей простотой и подходят тем, кто любит сам добавлять дополнительные вкусы.

С добавками

Такие отруби могут содержать соль, ламинарию, расторопшу, витаминные комплексы, частицы орехов или фруктов, даже пряности и… хвою. Отруби с добавками очень удобно использовать как основу для смузи, коктейлей и завтраков.

Полезные свойства отрубей и противопоказания

Отруби разных злаков обладают различными полезными свойствами: например, льняные содержат больше белка, рисовые богаты ценными жирами, в пшеничных много витамина В, а в амарантовых – железа и фосфора. Однако есть ряд общих свойств, которые характерны всем видам отрубей без исключения. И главное из них – это влияние на состояние желудочно-кишечного тракта и других органов брюшной полости.

Улучшение пищеварения

Клетчатка, которая в большом количестве содержится в отрубях, позволяет улучшить перистальтику кишечника и создает в нем полезную микрофлору. Кроме того, отруби положительно влияют и на работу печени, поджелудочной и желудка.

Подавление голода и контроль веса

Попадая в желудок, отруби имеют свойство разбухать и увеличиваться в размерах. За счет этого у человека очень быстро появляется ложное чувство сытости. Такое явление помогает ограничить лишний прием пищи.

Очищение организма

Являясь источником грубой клетчатки, отруби хорошо очищают кишечник от налипшей на его стенки пищи, работают своего рода «веником» и препятствуют отложению «запасов». Кроме того, ингредиенты отрубей помогают выводить лишние токсины и болезнетворные бактерии.

Другие полезные свойства отрубей

Косвенным образом употребление отрубей в пищу может повлиять на следующие улучшения:

• нормализацию гормонального фона;

• снижение уровня холестерина в крови и укрепление сердечно-сосудистой системы;

• восстановление и укрепление иммунной системы;

• снижение количества ОРЗ и ОРВИ;

• улучшение состояния волос, ногтей и кожи;

• снижение риска заболевания диабетом.

Противопоказания для употребления отрубей

Хотя в целом отруби являются полезным и безопасным продуктом, врачи не рекомендуют их людям с такими проблемами, как:

• обострение гастрита,

• язвенная болезнь желудка и двенадцатиперстной кишки,

• панкреатит,

• заболевания кишечника,

• диарея,

• спайки в брюшной,

• аллергия на продукт.

Также не следует превышать суточную допустимую норму употребления отрубей, которая составляет в среднем 30–40 г для взрослого человека. При этом необходимо следить, чтобы вместе с отрубями в желудок попадало достаточное количество жидкости, помогающей растворению пищевых волокон этого продукта и продвижению их по пищеварительному тракту. Лучше всего съедать отруби в первой половине дня.

Отруби для похудения

Одна из самых популярных причин добавления отрубей в рацион питания – это необходимость сбросить или контролировать вес. Сами по себе отруби не являются «волшебной пилюлей» и не помогают похудеть, но в комплексном подходе к решению этого вопроса они оказывают хорошую помощь.

Отруби – сытная, но в большинстве случаев не особенно калорийная пища, которая, с одной стороны, помогает надолго заглушить голод, а с другой – очищает кишечник, выводя лишние шлаки, и нормализует его работу. При этом в отрубях содержится достаточно полезных веществ, чтобы они могли составлять хороший процент дневной нормы углеводов.

Как готовить и есть отруби

Отруби хорошо переносят термическую обработку, поэтому употреблять их в пищу можно как в сыром виде, так и в приготовленном.

Самый простой способ ввести отруби в свой рацион – это добавить их в молочные продукты (йогурт, кефир, ряженку, мацони). Для такого метода не нужно искать специальный рецепт или рассчитывать норму в граммах, достаточно просто смешать несколько ложек отрубей с густым молочным продуктом – и получится питательный полноценный завтрак, богатый белками, жирами и углеводами. В качестве альтернативного варианта можно брать за основу смузи и смешивать отруби с соком и мякотью фруктов, овощей, ягод и зелени.

Если же вкус таких блюд не кажется вам особенно привлекательным, стоит выбрать второй метод – с термической обработкой. Отруби можно добавлять в любое тесто по вашему вкусу – блинное, хлебное, для булочек или оладий. Также многие хозяйки кладут отруби в фарш для котлет, ежиков или фрикаделек. Очень хороши они и в составе каши.

Еще один простой и быстрый способ добавить отруби в меню – посыпать ими готовый салат. Это уже вариант на любителя и подходит далеко не всем, но попробовать стоит: вдруг это то, что вам нужно? Также некоторым хозяйкам нравится добавлять отруби в суп (особенно суп-пюре).

Как выбирать и хранить отруби

Выбирая отруби, отдавайте предпочтение не красивой упаковке, а дате изготовления: чем свежей отруби, тем больше в них сохранилось полезных веществ. Да, со временем (и особенно при контакте с кислородом) отруби теряют свои ценные свойства, кроме того, их очень любят мелкие насекомые, которые имеют обыкновение заводиться в домашних крупах. Именно поэтому хранить отруби надо в герметичной таре и лучше всего – в холодильнике.

Если вы покупаете отруби по низкой цене, убедитесь, что они не содержат крупных грубых частиц, которые будут плохо перевариваться. Диетологи считают, что отруби мелкого помола полезны для желудка, а грубого – для кишечника. При покупке отрубей с добавками проследите за тем, чтобы в составе не было усилителей вкуса, ароматизаторов, красителей и консервантов.

Прежде чем активно вводить отруби в свой рацион, пожалуйста, проконсультируйтесь с вашим лечащим врачом, особенно если у вас есть какие-либо противопоказания.

Пшеничные отруби — обзор

8.3.1 Пшеничные отруби

Пшеничные отруби производятся как побочный продукт при помоле пшеницы в белую муку. Пшеница обычно измельчается с помощью вальцовой мельницы, при которой получается несколько потоков продукта, которые мельник может объединить в муку или фракции отрубей. Таким образом, состав пшеничных отрубей разных заводов существенно различается. Мировое потребление пшеницы в 2011 году составило около 693 миллионов тонн (WASDE, 2012). Помол одного миллиона тонн пшеницы может дать урожай до 0.25 миллионов тонн пшеничных отрубей (Javed et al. , 2012). Состав и количество пшеничных отрубей зависят от степени извлечения при помоле, то есть от того, сколько ядра восстанавливается в муке. Пшеничные отруби содержат внешние слои ядра пшеницы и состоят в основном из нерастворимого AX, целлюлозы, крахмала, белка, β -глюкана и лигнина (Hemery et al. , 2007). Он хорошо известен своими эффектами увеличения объема фекалий и сокращения времени прохождения через кишечник. EFSA принимает медицинские заявления, связанные с этими эффектами, при условии, что либо пища «с высоким содержанием клетчатки», либо 10 г пшеничных отрубей потребляются ежедневно, соответственно (EFSA, 2010).

Согласно Gebruers et al. (2008; 2010), содержание пищевых волокон в разной пшенице колеблется от 11,5 до 18,3%. Общая концентрация AX колеблется от 6,1 до 22,1% и от 1,4 до 2,8% во фракциях отрубей и муки, соответственно. В среднем отруби AX составляют около 29% от общего содержания пищевых волокон в пшенице. Урожайность отрубей обратно пропорциональна содержанию AX в отрубях и положительно связана с содержанием пищевых волокон в непросеянной муке. Во время помола примерно 80–85% пищевых волокон обычно восстанавливается во фракции отрубей.

Камал-Элдин и др. (2009) охарактеризовал два образца товарных пшеничных отрубей из Северных стран. Содержание пищевых волокон в этих продуктах из пшеничных отрубей варьировалось от 40 до 53% по сухому веществу, а содержание крахмала от 9 до 25%. Зольность образцов пшеничных отрубей составляла 5,5–6,5%. Около 55% пищевых волокон в пшеничных отрубях составляют AX; остальное — целлюлоза (9–12%), лигнин (3–5%), фруктан (3–4%) и смешанный β -глюкан (2,2–2,6%). Около 95% пищевых волокон в пшеничных отрубях нерастворимы (Cornell and Hoveling, 1998; Pomeranz, 1988).

Пшеничные отруби состоят из нескольких слоев: наружного околоплодника, внутреннего околоплодника, семенной оболочки, гиалинового слоя и алейронового слоя (рис. 8.2). Перикарпий состоит из промежуточных клеток, поперечных клеток и трубчатых клеток. Общий околоплодник составляет около 5% зерна. Он состоит в основном из нерастворимого AX, целлюлозы и лигнина. Самый внешний слой околоплодника называется внешним эпидермисом. Он имеет толщину 15–20 мкм и м и состоит из длинных узких ячеек, расположенных поочередно (Hemery et al., 2007; Хан и Шури, 2009). Слой панциря составляет около 1% зерна и состоит в основном из AX и лигнина. Доля целлюлозы ниже, чем в околоплоднике (Hemery et al. , 2007). Теста содержит почти все зерновые алкилрезорцины (Landberg et al. , 2008), класс фенольных липидов, которые, как сообщается, проявляют антиоксидантные свойства и противораковую активность (Kozubek and Tyman, 1999).

Рис. 8.2. Различные слои пшеничных отрубей показаны от алейрона до наружного околоплодника.

(Surget and Barron, 2005).

Пшеничные отруби, особенно алейрон, представляют собой интересный слой, так как они содержат большую часть антиоксидантного потенциала зерна пшеницы (Mateo Anson et al. , 2009; Verma et al. , 2008; Adom et al. , 2005) из-за высокого содержания лигнанов и фенольных кислот (Buri et al. , 2004; Esposito et al. , 2005; Zhou et al. , 2004). Алеурон составляет около 7% сухой массы зерна пшеницы, но содержит большую часть витаминов группы В и около половины общего содержания минералов (Antoine et al., 2003; Померанц, 1988). По сравнению с другими периферическими слоями, алейроновый слой имеет высокое содержание белка с лучшим балансом аминокислот (особенно более высоким уровнем лизина), чем белки эндосперма (Buri et al. , 2004; Rhodes and Stone, 2002). .

Недавно было разработано электрическое разделение пшеничных отрубей для разделения смесей алейрона и других частиц внешнего слоя. Заряженные частицы отделены друг от друга из-за их различных диэлектрических свойств и / или разной электрической поляризации (Behrens and Bohm, 2004; Bohm and Kratzer, 2005; Hemery et al., 2011а, б). Кроме того, фракцию алейрона можно разделить с помощью ферментативных подходов (Bohm et al. , 2003).

В зависимости от процесса помола фракция пшеничных отрубей может также содержать зародыши. Зародыши пшеницы составляют от 2,5 до 3,5% ядра. Он состоит из оси зародыша и щитка, который функционирует как орган хранения пшеницы. Зародыш содержит около 25% белка, 18% сахара и 16% липидов. Сахара — это в основном сахароза и рафиноза. Зародыш не содержит крахмала, но богат витамином B (Delcour and Hoseney, 2010).Растительные стерины также концентрируются в зародышах (Nyström et al. , 2007).

Границы | Размер частиц кукурузных отрубей определяет состав сообщества и метаболический выход кишечной микробиоты человека при ферментации in vitro

Введение

В кишечнике человека обитают триллионы микроорганизмов, и их физиологическое значение для здоровья человека становится все более понятным. Микробные партнеры, которые живут в теле человека и на нем, в совокупности называются его микробиотой (Clemente et al., 2012). Считается, что кишечник человека населен примерно 38 триллионами микробных клеток (Sender et al., 2016), которые кодируют примерно в 100 раз больше уникальных генов, чем геном человека (Ley et al., 2006), составляя важные микробные сообщества. достаточно, чтобы его можно было назвать «забытым органом» (O’Hara and Shanahan, 2006). Известно, что состав и функция микробиома в значительной степени определяются факторами окружающей среды, такими как диета, состояние здоровья хозяина (включая различия между здоровыми состояниями, такими как беременность), воздействие ксенобиотиков и прием антибиотиков (Dethlefsen et al., 2008; Björkholm et al., 2009; Turnbaugh et al., 2009; Корен и др., 2012). Известно, что из вышеперечисленных факторов диета в значительной степени определяет размер популяции различных видов микробов, обитающих в кишечнике (Ley et al., 2008).

Микробы толстой кишки сбраживают углеводы и белки, которые не перевариваются человеком в тонком кишечнике (Koropatkin et al., 2012), метаболизируя эти устойчивые пищевые гликаны (т.е. пищевые волокна) в короткоцепочечные жирные кислоты [SCFAs, в основном ацетат, пропионат и бутират (Cummings et al., 1987)], которые в значительной степени поглощаются хозяином (Ohira et al., 2017). Потребление пищевых волокон тесно связано с поддержанием разнообразной микробиоты; Разнообразие резко снижается у мышей, получавших диету с низким МАК (углеводы, доступные для микробиоты), в течение нескольких поколений по сравнению с контрольной группой, получавшей высокий МАК (Sonnenburg et al., 2016). Различия в общем потреблении пищевых волокон также связаны с изменениями численности видов микробов из-за их различной способности метаболизировать клетчатку (Sonnenburg et al., 2010). Однако становится все более очевидным, что эффекты микробиома зависят не только от общего потребления пищевых волокон, но и от разнообразных структур потребляемых волокон. Известно, что специфичность потребления структур пищевых волокон различными видами микробов определяет размер их популяции в кишечнике (Dominianni et al., 2015). Различия между организмами в их способности потреблять различные пищевые волокна свидетельствуют о том, что тонкая структура волокон является потенциальным механизмом предсказуемой модуляции микробиоты кишечника.

Широкое распространение западной диеты с высоким содержанием сахара / жира и низким содержанием клетчатки связано с изменениями в составе и метаболической активности этих микробиомов кишечника человека по сравнению с теми, кто питается более традиционными диетами (Turnbaugh et al., 2009). В западных странах примерно 50% пищевых волокон поступает из зерновых (в основном из пшеницы, кукурузы, овса, ячменя и ржи) (Lambo et al., 2005; Gebruers et al., 2008). Тем не менее, один часто упускаемый из виду коррелят общего снижения потребления пищевых волокон по мере западного развития рациона — это уменьшение размера частиц потребляемых зерен.По мере того, как культуры переходят от более традиционных методов измельчения к механизированным стальным валковым мельницам и автоматическим просеивающим устройствам, эффективность производства мелких частиц возрастает (Teague, 1952). Кроме того, разделение различных потоков продуктов (то есть фракций зародышей, отрубей и эндосперма) теперь возможно с использованием современных методов помола, тогда как мука ранее включала все содержимое зерна злаков, если только мука не просеивалась после помола (Teague, 1952). Современная рафинированная мука состоит в основном из мелких частиц эндосперма, а зародыши и отруби удаляются в процессе помола.В некоторых странах, таких как США, производство «цельной» муки обычно включает раздельное измельчение отрубей до мелких частиц и добавление их обратно в рафинированную муку. Это сокращение частиц зерна при вестернизации может частично объяснить различия микробиома среди западных и незападных популяций (Cordain et al., 2005).

Влияние размера частиц на микробную ферментацию пищевых волокон до конца не изучено. Предыдущие исследования были сосредоточены на сравнении грубых и тонких пшеничных отрубей, чтобы оценить влияние размера на время прохождения и слабость (Kirwan et al., 1974; Бродрибб и Гровс, 1978; Jenkins et al., 1999). Бродрибб с соавторами измерили вес стула после употребления грубых и мелких пшеничных отрубей и обнаружили большее увеличение при употреблении грубых отрубей, чем при употреблении мелких (Brodribb and Groves, 1978). Они представили три возможных причины этого эффекта: во-первых, более крупные отруби обладают более высокой водоудерживающей способностью; во-вторых, более грубые отруби могут быть менее усвояемыми кишечными бактериями; и в-третьих, более крупные частицы волокна могут улавливать больше газа, производимого кишечными бактериями, тем самым увеличивая объем стула (Walker, 1947).Что касается микробной ферментации, Стюарт и Славин обнаружили, что грубые (средний размер = 1239 мкм) и мелкие (средний размер = 551 мкм) отруби пшеницы вызывали различную продукцию SCFA (Stewart and Slavin, 2009) в in vitro ферментации фекальной микробиотой. . Было показано, что у мышей фракции пшеничных отрубей, различающиеся по размеру частиц, по-разному влияют на структуру фекального микробиома, выделение жира, а также иммунные и воспалительные реакции (Suriano et al., 2017).

Недавно мы сообщили, что фракции частиц пшеничных отрубей разного размера, выбранные для разных микробных сообществ и ферментированные для достижения различных метаболических исходов (Tuncil et al., 2018б). Избирательные эффекты частиц отрубей наблюдались на очень тонких таксономических уровнях, даже в пределах операционных таксономических единиц (ОТЕ, вычислительные аналоги видов), идентифицированных из тех же родов. Эти эффекты, вероятно, были вызваны различиями в химическом составе частиц разного размера. Чтобы определить, были ли размерные эффекты ограничены частицами пшеничных отрубей или зависимость от размера была более общим свойством ферментации отрубей микробиотой кишечника, мы измельчали ​​кукурузные отруби до одинаковых размеров и провели тот же эксперимент по ферментации.Здесь мы демонстрируем, что эффекты размера частиц возникают при ферментации in vitro кукурузных отрубей фекальной микробиотой.

Материалы и методы

Кукурузные отруби

частиц кукурузных отрубей были подарком компании Bunge Milling (Сент-Луис, Миссури, США). Для получения фракций кукурузных отрубей по размеру частицы просеивали, используя просеивающую машину (Portable Sieve Shaker Model RX-24, просеивающая машина и сита были от W. S. Tyler Combustion Engineering, Inc., Mentor, OH, США).Фракция самого большого размера, полученная при просеивании, составляла от 500 до 850 мкм. Эти кукурузные отруби дополнительно измельчали ​​с использованием циклонной мельницы (FOSS North America, Eden Prairie, MN, США) для получения частиц меньшего размера, чтобы гарантировать, что все фракции размера были получены из одного и того же исходного источника кукурузных отрубей. Мы получили четыре размера частиц кукурузных отрубей: (1) 180–250 мкм (2) 250–300 мкм (3) 300–500 мкм и (4) 500–850 мкм с использованием просеивающих машин и сит от WS Tyler Combustion Engineering, Inc., Ментор, Огайо, США. Эти фракции использовались для дальнейших экспериментов.

Переваривание отрубей в верхних отделах желудочно-кишечного тракта

Мы моделировали прохождение через верхние отделы желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) частиц кукурузных отрубей разного размера, полученных после измельчения и просеивания путем переваривания in vitro , как описано ранее (как метод A) (Yang et al., 2013). Мы выбрали этот метод для моделирования пищеварения, потому что недавно мы определили, что этот метод в целом более эффективен при удалении крахмала из кукурузы (Tuncil et al., 2018а). Во время пищеварения верхних отделов ЖКТ частицы кукурузных отрубей обрабатывали пепсином, панкреатином и амилоглюкозидазой в течение 30 минут, 6 и 6 часов соответственно. После этого следовали диализ в течение 36 часов и сублимационная сушка перед ферментацией in vitro .

Анализ состава нейтральных моносахаридов

Мы проанализировали нейтральные моносахариды из кукурузных отрубей разного размера после переваривания верхних отделов желудочно-кишечного тракта с помощью газовой хроматографии на капиллярной колонке (SP2330, Supelco, Bellefonte, PA, США) в сочетании с масс-спектроскопией (ГХ-МС; газовый хроматограф модели 7890A и Инертный масс-селективный детектор 5975C, Agilent Technologies, Inc., Санта-Клара, Калифорния, США), как описано ранее (Tuncil et al., 2018a). В качестве газа-носителя использовался гелий.

Анализ общего содержания крахмала и белка

После переваривания верхних отделов желудочно-кишечного тракта было проанализировано содержание общего крахмала и белка в кукурузных отрубях, имеющих различные размеры частиц. Общее содержание крахмала определяли количественно спектрофотометрически с использованием набора для анализа общего крахмала (K-TSTA; Megazyme International, Wicklow, Ирландия) в соответствии с инструкциями производителя.Содержание белка в образцах определяли методом Дюма (N × 6,25) с использованием анализатора азота LECO TruMac (LECO Corporation, Сент-Джозеф, Мичиган, США) (Tuncil et al., 2018a).

In vitro Ферментация

Мы выполнили in vitro анаэробных ферментаций частиц кукурузных отрубей различного размера с использованием фекальной микробиоты в качестве инокулята в анаэробной камере (Coy Laboratory Products, Inc., Грасс-Лейк-Чартер-Тауншип, Мичиган, США).Образцы кукурузных отрубей разного размера (1) 180–250 мкм (2) 250–300 мкм (3) 300–500 мкм и (4) 500–850 мкм взвешивали (44 ± 1 мг) и помещали в пробирки Балча (Chemglass Науки о жизни, Вайнленд, Нью-Джерси, США). В анаэробную камеру подавалась следующая газовая смесь: 90% N ₂ , 5% CO ₂ и 5% H ₂ . Пробирки, содержащие среду и либо частицы кукурузных отрубей, либо FOS (положительный контроль ферментации), либо отсутствие источника углерода (бланк), помещали в анаэробную камеру на ночь для удаления кислорода; резазурин использовался в качестве индикатора кислорода.Для всех экспериментов, как и ранее, мы использовали кишечную минеральную среду с фосфатным буфером, содержащую микроэлементы (8,0 мМ NaCl, 6,3 мМ KCl, 3,3 мМ мочевина, 3,3 мМ NH ₄ Cl, 0,7 мМ Na ₂ SO ₄ , 40 мМ натрий-фосфатный буфер (pH 7,0), 1 мг резазурина, 0,25 г / л цистеина HCl, 333 мкМ CaCl ₂ , 492 мкМ MgCl ₂ и 1X P1 металлов и микроэлементов) (Tuncil et al., 2018a) .

В день инокуляции мы добавили 4 мл кишечной минеральной среды во все пробирки с кукурузными отрубями разного размера (44 мг на пробирку), пустые пробирки и положительный контроль ферментации, содержащий фруктоолигосахариды (FOS; Sigma-Aldrich, St .Луис, Миссури, США). Мы собрали и объединили пробы фекалий у трех здоровых доноров (двое мужчин, 27 и 32 лет соответственно; одна женщина, 31 год, все трое были всеядными) и объединили их, как описано ранее (Tuncil et al., 2018b). Мы объединили образцы фекалий, поскольку объединение обеспечивает разнообразный пул видов, который не ограничивается идиосинкразическим кишечным микробиомом человека (Tuncil et al., 2018b). Предыдущее исследование показало, что объединение фекальной микробиоты показывает аналогичные микробные реакции по сравнению с аналогичными экспериментами с использованием отдельных доноров (Aguirre et al., 2014). Протоколы сбора и использования стула человека были рассмотрены и одобрены институциональным наблюдательным советом Университета Пердью (протокол IRB № 1701018645). Доноры придерживались своей обычной диеты и не принимали никаких антибиотиков как минимум за 12 недель до начала исследования. Чтобы предотвратить потерю жизнеспособности бактерий, образцы фекалий собирали и запечатывали как можно быстрее в пробирки Falcon объемом 50 мл, хранили на льду и быстро переносили в анаэробную камеру. Мы инокулировали частицы отрубей и среду фекальной суспензией в течение 2 часов после получения фекальной микробиоты от доноров.Мы смешали образцы фекалий и минеральную среду кишечника в соотношении 1:10 (вес / объем), а затем профильтровали через четыре слоя марли. После фильтрации мы объединили фекальные суспензии от отдельных доноров в равных соотношениях (Aguirre et al., 2014). Мы добавили 0,4 мл объединенной смеси фекальных масс в каждую пробирку Балча, закрыли пробирки бутилкаучуковыми пробками, закрыли их алюминиевыми крышками (обе от Chemglass Life Sciences, Вайнленд, Нью-Джерси, США) и инкубировали при 37 ° C. в инкубаторе с встряхиванием (Innova 42, New Brunswick Scientific, Эдисон, Нью-Джерси, США) при 150 об / мин под углом примерно 45 °.Ферментацию проводили в трех экземплярах.

Измерения общего количества газа, pH и SCFA

Через 6, 12, 24, 36 и 48 часов после инокуляции мы измерили общее образование газа в результате ферментации как избыточное давление, используя градуированный шприц и пропустив иглу через резиновую пробку перед тем, как открыть пробирки. Для измерения pH супернатант переносили в отдельную пробирку Falcon на 15 мл и измеряли с помощью pH-метра. Мы собрали по две аликвоты из каждой пробирки, по одной для SCFA (0.4 мл) и другие для экстракции ДНК (1 мл) и хранили аликвоты при -80 ° C. Внутренний стандарт (157,5 мкл 4-метилвалериановой кислоты, 1,47 мл 85% фосфорной кислоты, 39 мг пентагидрата сульфата меди в общем объеме 25 мл) немедленно добавляли к образцам аликвот SCFA перед встряхиванием.

Мы измерили SCFAs, как описано ранее (Tuncil et al., 2018b). Вкратце, 4 мкл супернатантов анализировали на капиллярной колонке из плавленого кремнезема (Nukon ^TM , SUPELCO №: 40369-03A, Bellefonte, PA, United States) с использованием газового хроматографа (GC-FID 7890A, Agilent Technologies, Inc. .) (Tuncil et al., 2017). Мы использовали 4-метилвалериановую кислоту (Fisher Scientific) в качестве внутреннего стандарта и ацетат, пропионат и бутират (Fisher Scientific, Хэмптон, штат Нью-Хэмпшир, США) для построения стандартных кривых.

Экстракция ДНК

Для выделения ДНК использовали набор FastDNA SPIN ^® для фекалий (MP Biomedical, Санта-Ана, Калифорния, США; код продукта: 116570200). Мы следовали протоколу, описанному в руководстве пользователя, со следующими изменениями: в качестве первого шага перед выполнением протокола мы разморозили образец, центрифугировали образцы при 13000 об / мин в течение 10 минут и удалили супернатант.Затем мы добавили 825 мкл фосфатного буфера, как на первом этапе протокола, чтобы ресуспендировать осадок, пипетируя его несколько раз. В остальной части протокола мы следовали руководству пользователя.

Секвенирование 16S рРНК

Мы амплифицировали область V4 – V5 гена 16S рРНК с помощью ПЦР с использованием универсальных бактериальных праймеров: 515-FB (GTGYCAGCMGCCGCGGTAA) и 926-R (CCGYCAATTYMTTTRAGTTT), как описано ранее (Tuncil et al., 2018b). Параметры цикла ПЦР были: (1) начальная денатурация: 95 ° C в течение 5 минут, (2) денатурация: 98 ° C в течение 20 секунд, отжиг: 60 ° C в течение 15 секунд, удлинение: 72 ° C в течение 30 секунд для каждого 22 цикла, и (3) окончательное удлинение: 72 ° C в течение 10 мин.После этого образцы выдерживали при 4 ° C. Из этого амплифицированного продукта мы удалили оставшиеся непривязанные праймеры, димеры праймеров и дНТФ с помощью набора для очистки AxyPrep Mag PCR Cleanup Kit (Corning, Inc., Корнинг, штат Нью-Йорк, США), за которым последовало штрих-кодирование продукта ПЦР с использованием двойного индексирования TruSeq. подход в течение пяти циклов и заключительный этап очистки для удаления избыточных праймеров и димеров праймеров, если таковые имеются, как подробно описано ранее (Tuncil et al., 2018b). Мы количественно оценили очищенные ампликоны со штрих-кодом, используя набор Qubit dsDNA HS Assay Kit (Invitrogen, Карлсбад, Калифорния, США), и сгруппировали и объединили ампликоны в соответствии с сходством в концентрации.Основная лаборатория Purdue Genomics провела контроль качества пулов, пропустив 1 мкл каждого пула на биоанализаторе Agilent с высокочувствительным чипом (Agilent, Санта-Клара, Калифорния, США), а затем количественно оценила загрузку пула с помощью набора для количественного анализа библиотеки KAPA для Платформы Ilumina. Затем проводили секвенирование с использованием цикла Ilumina MiSeq с 2 × 250 циклами и химическим анализом V2 (Ilumina, Inc., Сан-Диего, Калифорния, США).

Обработка последовательностей и анализ сообщества

Последовательности

обрабатывали, как описано ранее (Tuncil et al., 2018б). Вкратце, мы использовали mothur v. 1.39.5 в соответствии с MiSeq SOP (доступ 12/1/2017) со следующими модификациями: последовательности были скринированы с максимальной длиной 411 и максимальной длиной гомополимера 9. Для классификации мы использовали Отформатированная в формате mothur версия обучающего набора RDP v. 16, к которому были добавлены видовые эпитеты и классифицированные последовательности с отсечкой начальной загрузки 95%. Мы удалили последовательности, классифицированные как хлоропласты, митохондрии или Eukarya . Группы были разделены на 2462 чтения, чтобы нормализовать усилия по отбору образцов по выборкам.Показатели экологического α-разнообразия были рассчитаны с использованием калькуляторов nseqs, охват, рыдания, чао, симпсоневен, инсимпсон и Шеннона в mothur. Показатели β-разнообразия были получены с использованием калькуляторов braycurtis, thetayc и jclass и нанесены на график с помощью калькулятора pcoa в mothur. Линейный дискриминантный анализ был выполнен с использованием LEfSe v. 1.6 при LDA-обрезании 3,5.

Статистический анализ данных

Мы использовали GraphPad Prism версии 8.0.1 (GraphPad Software, Inc., Ла-Хойя, Калифорния, США) для статистического анализа.ANOVA (дисперсионный анализ) при α = 0,05 был выполнен, чтобы определить, были ли какие-либо существенные различия между обработками. За тестом ANOVA следовал тест множественного сравнения Тьюки при α = 0,05 для анализа SCFA и анализы нейтрального моносахарида, крахмала и белкового состава, чтобы определить, значительно ли различались средние значения между обработками. График PCoA был создан с использованием R, версии 3.5.1, с использованием веганского пакета.

Результаты

Производство SCFA в результате ферментации кукурузных отрубей зависит от размера частиц

Чтобы проверить нашу гипотезу о том, что ферментация кукурузных отрубей зависит от размера частиц, мы выполнили in vitro ферментацию с кукурузными отрубями, измельченными до различных размеров частиц.После ферментации in vitro и мы измерили общее образование газа, pH и состав SCFA через 0, 6, 12, 24, 36 и 48 часов. Быстро ферментирующий FOS использовали в качестве положительного контроля. На рис. 1 показаны изменения pH и газообразования в зависимости от времени ферментации; За исключением культур размером 180–250 мкм, которые были значительно повышены как по продукции газа, так и по кислоте, культуры, потребляющие частицы разного размера, незначительно отличались друг от друга. За исключением положительного контроля FOS, все культуры оставались выше pH 6.0 на протяжении всего времени курса. На рисунке 2 показаны значительные различия между фракциями разного размера в ацетате, пропионате, бутирате и общем количестве SCFA, образующихся с течением времени. Ацетат, пропионат и бутират были произведены в соотношении примерно 75:13:12, соответственно, во всех фракциях размера и во всех временных точках. Фракция наименьшего размера (180–250 мкм) подвергалась гораздо более интенсивной ферментации, вызывая наибольшее количество всех трех SCFA (ацетат, пропионат и бутират) во все моменты времени. Три других размера (250–300, 300–500, 500–850 мкм) производили менее половины количества всех SCFA по сравнению с самой мелкой фракцией.Даже с учетом гораздо меньших различий в продукции SCFA между тремя крупными размерами, ацетат, пропионат и бутират были значительно выше в культурах размером 250–300 мкм. Ферментация фракций 300–500 и 500–850 мкм давала очень небольшое количество продуктов метаболизма (например, газа, SCFA), которые незначительно отличались друг от друга и лишь приблизительно вдвое превышали концентрации, наблюдаемые в контроле без углерода. Эти данные убедительно свидетельствуют о том, что судьба частиц различалась для фракций по размеру, в первую очередь из-за большей скорости и степени ферментации микробиотой самой мелкой фракции.

Рис. 1. (A) Газ, полученный из кукурузных отрубей, размер которых различается фекальной микробиотой в in vitro ферментация с течением времени, измеренная как избыточное давление в пробирках Балча после ферментации в течение 6, 12, 24, 36 и 48 час (B) pH культуры в моменты времени при ферментации кукурузных отрубей, размер которых варьируется в зависимости от фекальной микробиоты. Отрицательный контроль (пустой) не содержал источника углерода, положительный контроль (FOS) содержал эквивалентное количество фруктоолигосахарида.Планки погрешностей представляют собой стандартную ошибку среднего.

Рис. 2. Производство короткоцепочечных жирных кислот (SCFA) из частиц кукурузных отрубей, размер которых меняется в зависимости от времени ферментации. Ось абсцисс представляет время в часах, а ось ординат представляет концентрацию SCFA в мМ. Заготовки не содержат источника углерода. Гистограммы представляют концентрации SCFA через 24 и 48 часов. Общее количество SCFA представляет собой сумму концентраций ацетата, пропионата и бутирата (мМ). Планки погрешностей представляют собой стандартную ошибку среднего значения трех культур.Значения столбцов с одинаковыми буквами существенно не различаются при использовании критерия Тьюки при p <0,05; разные буквы представляют собой статистически значимые различия.

Различные размеры частиц кукурузных отрубей, отобранных для определения различных структур микробного сообщества

Размер частиц также существенно повлиял на структуру сообщества ферментирующей микробиоты. На рис. 3 показаны изменения в структуре микробного сообщества за 12, 24 и 48 часов ферментации in vitro .Через 12 ч разделения между сообществами, потребляющими частицы разного размера, были небольшими; однако к 24 часам частицы наименьшего размера (180–250 мкм) начали отделяться в структуре сообщества от трех других частиц большего размера, которые сгруппировались вместе. Через 24 ч стали выявляться различия между сообществами, ферментирующими частицы отрубей размером более 250 мкм. Мы наблюдали явное разделение между фракцией 180–250 мкм, фракцией 250–300 мкм и фракцией 500–850 мкм через 48 часов; однако два повтора фракции 300–500 мкм больше напоминали фракцию 250–300 мкм, а еще один — фракцию 500–850 мкм.Эти данные свидетельствуют о том, что дивергентные структуры микробного сообщества развиваются при ферментации частиц кукурузных отрубей разного размера.

Рис. 3. Различия в структуре микробного сообщества между фекальной микробиотой, ферментирующей кукурузные отруби, от трех здоровых доноров. Анализ главных компонентов (PCoA) сообществ, ферментирующих фракции кукурузных отрубей разного размера, был определен секвенированием ампликона 16S рРНК, а показатели β-разнообразия были основаны на несходстве Брея-Кертиса, рассчитанном с использованием относительной численности OTU через 12, 24 и 48 часов ферментация in vitro .Первоначальный представляет фекальное сообщество в посевном материале. Бланк представляет собой контроль без углерода.

Микробные предпочтения в отношении размеров частиц кукурузных отрубей при точном таксономическом разрешении

Как и в нашем предыдущем исследовании ферментации фракций частиц пшеничных отрубей (Tuncil et al., 2018b), в случае кукурузных отрубей мы также наблюдали, что содержание OTU связано с размером частиц кукурузных отрубей (Рисунок 4). Мы использовали LEfSe для выявления статистически значимых линейных дискриминантов трех размерных фракций: малых (180–250 мкм), средних (250–300 мкм) и больших (500–850 мкм) (рис. 5).Мы исключили группу 300–500 мкм из LEfSe, поскольку ее реплики не были четко отделены от категорий меньшего и большего размера. Относительное количество прочтений, приписываемых таксономически, соответствовало размеру частиц; мелкие частицы обычно предпочитали членов семейств Ruminococcaceae и Porphyromonadaceae (в частности, род Parabacteroides ), а средние частицы предпочитали семейство Bacteroidaceae . Однако, как мы наблюдали для пшеничных отрубей (Tuncil et al., 2018b), взаимосвязь таксонов с размером частиц кукурузных отрубей часто наблюдалась на тонких таксономических уровнях. Например, хотя члены семейства Bacteroidaceae в целом были линейными дискриминантами частиц среднего размера (типичным примером является Bacteroides ovatus ), B. uniformis был обогащен мелкими частицами и член Bacteriodes не классифицирован на уровень видов был обогащен крупными частицами. Линейные дискриминанты для крупных частиц также включали Coprococcus eutactus и представителей Coriobacteraceae , не классифицированных на уровне рода.

Рис. 4. Относительное содержание 50 верхних OTU, возникающих при ферментации частиц кукурузных отрубей, различающихся по размеру. Содержание OTU было преобразовано в журнал ₂ для отображения на тепловой карте. Значения в процентах представляют собой долю считываний в пределах OTU, соответствующих присвоенной таксономии OTU. Бланк представляет собой контроль субстрата без углерода, а фруктоолигосахарид (FOS) представляет собой быстро ферментирующий положительный контроль.

Рис. 5. Линейный дискриминантный анализ таксонов, представляющих малые, средние и большие размеры кукурузных отрубей.Мы также включили в анализ исходные и пустые сообщества, чтобы избежать искажения таксонов для определения фракций, которые были перепредставлены в контрольных группах. (A) Таксоны с оценкой LDA> 3,5 во фракциях малого (180–250 мкм), среднего (250–300 мкм) и большого (500–850 мкм) размера через 48 лет после инокуляции; линейные дискриминанты начального и холостого состояний не показаны. (B) Кладограмма, показывающая таксоны, которые чрезмерно представлены в малых, средних и крупных фракциях кукурузных отрубей при LDA> 3.5 по сравнению с содержанием в исходном посевном материале и холостом опыте (без углеродного субстрата).

Мы также наблюдали видовые предпочтения в отношении размера частиц кукурузных отрубей на уровне отдельных OTU. ОТЕ, отнесенные к категории Ruminococcaceae , были разделены по предпочтениям в отношении мелких и крупных частиц; OTU5 ( Ruminococcus bromii ), OTU33 ( Ruminococcus callidus ), OTU35 и OTU49 (оба Ruminococcaceae sp.) Были линейными дискриминантами для мелких частиц, тогда как OTU32 ( Ruminococcaceae sp.) был обогащен крупными частицами. Точно так же OTU в семействе Lachnospriaceae показали различия в предпочтениях по размеру; OTU37 ( Lachnospiraceae sp.) Предпочитал более мелкие частицы, тогда как OTU22 ( Lachnospiraceae sp.) И OTU47 ( Roseburia sp.) Были наиболее распространены на частицах среднего размера. Как наблюдалось для более высоких таксономических классификаций, OTU в пределах Parabacteroides также были линейными дискриминантами мелких частиц и B. eggerthii средних частиц.Взятые вместе, эти данные позволяют предположить, что предпочтения по разным размерам частиц кукурузы являются свойствами отдельных видов или, потенциально, штаммов видов.

Размер частиц кукурузных отрубей различается по химическому составу

Чтобы попытаться идентифицировать механизмы, влияющие на размер частиц кукурузных отрубей на структуру и функции микробного сообщества, мы исследовали химический состав каждой размерной фракции, чтобы выяснить различия между разными размерами частиц кукурузных отрубей.На рисунке 6 показан нейтральный моносахаридный состав частиц кукурузных отрубей разного размера. Самый маленький размер (180–250 микрон) показал значительно более высокую ( p <0,05) долю глюкозы по сравнению с фракциями большего размера. Пропорции маннозы и галактозы также были значительно ( p <0,05) выше в диапазоне размеров 180–250 микрон по сравнению с более крупными размерами. Напротив, наименьший размер частиц кукурузных отрубей показал значительно ( p <0.05) меньшее содержание арабинозы и ксилозы по сравнению с более крупными размерами. Не было обнаружено значительных различий ни в одном из пяти сахаров (глюкоза, манноза, галактоза, арабиноза и ксилоза) по трем большим размерам частиц кукурузных отрубей. Арабиноза и ксилоза являются строительными блоками полимера арабиноксилана, при этом ксилоза является основной цепью, а арабиноза - точками разветвления (Rumpagaporn et al., 2015), что позволяет предположить относительно более низкое содержание арабиноксилана во фракции наименьшего размера.Кроме того, соотношение арабиноза: ксилоза было несколько выше в диапазоне наименьших размеров частиц. Это, в сочетании со статистически значимым повышением содержания галактозы и маннозы, позволяет предположить, что арабиноксиланы внутри фракции наименьшего размера могут быть значительно более разветвленными, чем частицы наибольшего размера.

Рис. 6. Нейтральный моносахаридный состав частиц кукурузных отрубей. Содержание арабинозы, ксилозы, галактозы, маннозы и глюкозы представлено в мольных процентах.Различные буквы для каждого типа сахаров указывают на значительные различия в средних значениях теста Тьюки и p <0,05.

Целлюлоза и крахмал являются основными источниками глюкозы в кукурузных отрубях, поэтому мы проверили общее содержание крахмала (рис. 7A), чтобы определить, объясняет ли это более высокое содержание глюкозы во фракции наименьшего размера. Как показано на Фигуре 7A, мы измерили значительно больше крахмала (примерно в три раза) в частицах наименьшего размера, даже после in vitro расщепления верхнего GI; различия между другими размерами отрубей не были значительными.Это согласуется с результатами нейтральной моносахаридной композиции на Фигуре 6, предполагая, что повышенное содержание глюкозы (по сравнению с более крупными частицами) происходит из крахмала, а не из целлюлозы. Помимо увеличения содержания доступного крахмала, диапазон наименьших размеров частиц содержал примерно вдвое больше белка, чем диапазон более крупных размеров (рис. 7B). Как и в случае с крахмалом, мы не наблюдали значительной разницы между другими тремя крупными размерами кукурузных отрубей по содержанию белка. Следует отметить, что в анализе крахмала мы использовали ферментативный механизм, который, следовательно, мог быть ингибирован физическим структурированием, которое отделяет ферменты от перевариваемых крахмалов.Следовательно, физическая структура может влиять на измеряемое количество крахмалов из разных фракций, если она защищена от ферментативного гидролиза. Напротив, анализ белка был основан на полном сгорании, поэтому измеренные различия между фракциями размера частиц для белка нечувствительны к физическому структурированию.

Рис. 7. Общее содержание крахмала (A) и содержание белка (B) кукурузных отрубей разного размера после расщепления in vitro , имитирующего верхний желудочно-кишечный тракт.Планки погрешностей представляют собой стандартную ошибку среднего значения трех культур. Нет значимой разницы между средними значениями, обозначенными той же буквой при p <0,05 с использованием критерия Тьюки.

Обсуждение

Польза пищевых волокон для хозяина и выработка метаболитов при микробной ферментации зависят как от типа волокна, так и от резидентной микробиоты хозяина (Rumpagaporn et al., 2015; Tuncil et al., 2017). Известно, что SCFA не только служат источником энергии для хозяина, но и обладают полезными для здоровья свойствами, включая антиканцерогенные и противовоспалительные свойства (Canani et al., 2011). Поскольку многие заболевания толстой кишки локализуются в дистальном отделе толстой кишки, снижение скорости прохождения через кишечник и поддержание продукции SCFAs на протяжении всего прохождения через толстую кишку может предложить эту стратегию для модуляции риска заболевания. Таким образом, усиление ферментации и продукции SCFA в дистальном отделе толстой кишки может снизить риск рака толстой кишки и других воспалительных заболеваний кишечника (Lewis and Heaton, 1997). Ферментация нерастворимых субстратов может обеспечить физическую среду обитания для микробиоты и / или потенциально поддерживать рост некоторых более медленно растущих популяций бактерий, увеличивая микробное разнообразие.Поскольку частицы отрубей являются основным источником пищевых волокон, изменение ферментационных свойств, основанное на физическом структурировании источников пищевых волокон, может повлиять на здоровье человека в масштабах всего населения.

Считается, что микробное использование пищевых волокон зависит от многих взаимосвязанных структурных переменных, таких как растительный источник, тип сахара, типы связей, длина цепи, размер частиц, аномеры, эпимеры и связь с другими соединениями (Hamaker and Tuncil, 2014). Среди этих переменных лишь несколько исследований продемонстрировали различную реакцию кишечных микробов на различные размеры частиц пищевых волокон.Предыдущее исследование, проведенное в нашей лаборатории, показало, что фракции пшеничных отрубей разного размера приводят к различным метаболическим результатам, в частности, к выработке SCFA (Tuncil et al., 2018b). Секвенирование 16S рРНК также показало, что различные микробные сообщества возникают при ферментации фракций пшеничных отрубей разного размера (Tuncil et al., 2018b). В этом исследовании мы проверили нашу гипотезу о том, что зависящая от размера ферментация кишечной микробиотой превзошла пшеничные отруби, выполнив аналогичную ферментацию in vitro с использованием частиц кукурузных отрубей одинакового размера, насколько это возможно.Как и в этом исследовании, мы обнаружили, что предпочтения по размеру отрубей кукурузы имели место при точном таксономическом разрешении, особенно для представителей рода Bacteroides , которые различались по своим предпочтениям в размере. Несмотря на то, что не является широко селективным для представителей Parabacteroides , как это наблюдалось в этом исследовании, мы ранее наблюдали увеличение Parabacteroides distasonis в самых маленьких фракциях пшеничных отрубей. Эти данные предполагают, что, несмотря на наличие специфичных для отрубей вариаций, сходные микробные реакции на размер частиц также наблюдаются для разных отрубей.

По сравнению с фракциями размера отрубей пшеницы, мы увидели, что общая ферментация с точки зрения производства всех трех SCFAs (ацетата, пропионата и бутирата) была значительно ниже для фракций кукурузных отрубей одинакового размера (Tuncil et al., 2018b). Относительно низкая ферментируемость кукурузных отрубей была хорошо задокументирована в предыдущих исследованиях нашей лаборатории и другими исследователями (Mongeau et al., 1991; Tuncil et al., 2018a) и может возникать из-за ранее продемонстрированной низкой ферментируемости кукурузы. арабиноксилан (Rumpagaporn et al., 2015). Однако, поскольку пшеничные отруби гораздо чаще потребляются в западном мире, другой возможной причиной этого является то, что западная микробиота кишечника была выбрана для предпочтений пшеничных отрубей из-за степени воздействия. Предпочтения на уровне видов в отношении типа отрубей и размера частиц подразумевают, что возможно, что зависящие от размера селективные эффекты для одного члена рода или вида и, следовательно, увеличиваются до относительной численности этого вида, могут сильно влиять на общее поведение ферментации в микробиоме.

Кроме того, хотя различия в метаболическом исходе были более значительными для пшеничных отрубей, мы также наблюдали некоторую зависимость от размера продукции SCFA из кукурузных отрубей разного размера. Это было наиболее очевидно для диапазона наименьших размеров частиц, но ферментация в диапазоне 250–300 мкм также привела к увеличению продукции всех трех SCFA. Однако, в отличие от ферментации пшеничных отрубей, зависящей от размера, кукурузные отруби имеют тенденцию к ферментации примерно с одинаковыми молярными отношениями SCFA, но с различным общим содержанием SCFA.Это также можно объяснить относительно более низкой ферментируемостью отрубей кукурузы по сравнению с другими зерновыми культурами западной микробиоты (Tuncil et al., 2018a). Соответственно, относительные изменения численности со временем при ферментации кукурузных отрубей были значительно меньше, чем для пшеничных, что позволяет предположить, что, хотя организмы демонстрировали дифференциальный рост, этот рост был меньшим по величине. Несмотря на относительно более низкий метаболизм кукурузных отрубей размером 300–500 мкм по сравнению с другими зерновыми культурами того же размера, некоторые сходства в микробных ответах между нашим предыдущим исследованием и настоящим очевидны.Например, OTU в пределах Ruminococcaceae и B. ovatus показали значительный рост на частицах отрубей среднего размера в обоих исследованиях.

Транзит через верхние отделы желудочно-кишечного тракта может существенно повлиять на химический состав и микробную реакцию как в зависимости от отрубей, так и в зависимости от размера частиц. Предыдущее исследование в нашей лаборатории показало, что эффекты двух методов переваривания in vitro были специфичными для отрубей (Tuncil et al., 2018a), что позволяет предположить, что прохождение через желудочно-кишечный тракт может по-разному влиять на судьбу отрубей в толстой кишке.Однако это также предполагает возможность того, что различные методы переваривания in vitro и могут частично повлиять на наши результаты микробиома. В нашем исследовании размера частиц пшеничных отрубей мы использовали Lebet et al. (1998) для имитации пищеварения в верхних отделах желудочно-кишечного тракта, но в этой статье использовали Yang et al. (2013), поскольку мы определили, что он более эффективен для удаления крахмала с частиц кукурузных отрубей размером 300-500 мкм, но менее эффективен для удаления белка (Tuncil et al., 2018a).Однако мы не оценивали эффективность удаления крахмала и белка во всех диапазонах размеров частиц. Значительные различия в наблюдаемом содержании крахмала и белка между фракциями по размеру предполагают (1) различия в анатомическом происхождении частиц разного размера или (2) размер частиц может влиять на эффективность методов переваривания in vitro , имитирующих верхний отдел желудочно-кишечного тракта, которые должны будут строго оценены в будущей работе.

Еще одно ключевое отличие этого исследования от нашей предыдущей (Tuncil et al., 2018b) заключается в том, что в данном случае мы измельчали ​​фракцию кукурузных отрубей самого крупного размера до различных размеров, чтобы попытаться уменьшить различия в химическом составе между фракциями. Несмотря на это, как мы наблюдали ранее для фракций пшеничных отрубей, частицы наименьшего размера (180–250 мкм) удерживали значительно больше крахмала и давали больше SCFAs по сравнению с более крупными частицами. Отсутствие удаления этих крахмалов при переваривании in vitro и предполагает, что они могут быть классифицированы как устойчивые крахмалы типа I в соответствии с нашей процедурой.Однако следует отметить, что ферментативный метод количественного определения крахмала может быть чувствительным к доступности крахмала, и, следовательно, физические барьеры, препятствующие доступу ферментов к крахмалу в более крупных частицах, могут влиять на результат, что приводит к занижению количества крахмалов, присутствующих в более крупных частицах отрубей. Однако содержание глюкозы (определяемое кислотным гидролизом) согласуется с более крупными частицами кукурузы, содержащими меньше крахмала в целом по . Такое повышенное содержание крахмала может быть предпочтительным для членов Parabacteroides , численность которых, как было показано, увеличивается в испытаниях по кормлению людей устойчивыми крахмалом (Upadhyaya et al., 2016). Тем не менее, следует отметить, что эффекты размера частиц в этом исследовании не зависели исключительно от содержания крахмала и белка; частицы среднего размера (250–300 мкм) существенно не отличались по содержанию моносахаридов, белка или крахмала от более крупных фракций, однако реакция микробного сообщества была отличной от более крупных частиц. Это говорит о том, что могут быть другие ограничения ресурсов, зависящие от размера, которые влияют на взаимодействие с кишечной микробиотой.

Мы также измерили содержание белка и обнаружили, что самые маленькие частицы также содержат значительно большее количество белка; поскольку в этой работе использовался метод полного сжигания, никаких эффектов доступности не будет.Эти данные в сочетании с данными о содержании глюкозы и крахмала предполагают очень существенные общие различия в составе мельчайших частиц отрубей по сравнению с более крупными фракциями. Это примечательно, учитывая, что весь диапазон размеров частиц был получен путем измельчения самой крупной фракции (500–850 мкм). С другой стороны, три более крупные фракции имели более высокое содержание арабинозы и ксилозы, которые являются компонентами полимера арабиноксилана (Rumpagaporn et al., 2015) и предполагают относительно более высокое содержание арабиноксилана в более крупных частицах отрубей.Таким образом, микробные генотипы, которые обладают генами гидролиза этих сложных разветвленных структур арабиноксилана, могут быть отобраны на основе более крупных размеров частиц кукурузных отрубей.

Взятые вместе, эти данные вместе с нашей предыдущей работой по размеру частиц пшеничных отрубей предполагают, что в отрубях есть предпочтительные точки разрыва, которые лабильны к циклонному измельчению и которые потенциально выделяют небольшие участки эндосперма или алейрона, прикрепленные к отрубям, в виде частиц, которые попадают в диапазон наименьшего размера, который мы измерили.Части с высоким содержанием арабиноксилана могут быть относительно труднее сломать с использованием этих методов. Существуют ли аналогичные предпочтительные точки излома при использовании других методов измельчения и эквивалентны ли они разделению отрубей, следует изучить в будущей работе, чтобы определить, влияет ли выбор метода измельчения на микробные реакции на генерируемые частицы, стандартизированные по размеру частиц.

Здесь мы показываем, что различные размеры частиц кукурузных отрубей вызывают разные структуры микробного сообщества и метаболические результаты при ферментации in vitro .Поскольку аналогичные реакции ранее наблюдались для пшеничных отрубей (Tuncil et al., 2018b), мы предполагаем, что различия в физических размерах и структуре отрубей, возникающие в результате измельчения и обработки, могут быть общей особенностью, влияющей на их ферментацию микробиотой кишечника. Эти данные также предполагают, что размер частиц является переменной, которую можно настраивать. Это показывает, что микробные сообщества кишечника по-разному отдают предпочтение нерастворимым волокнам в зависимости от их размера. Это говорит о том, что не только химические вариации, но и физические вариации, такие как размер частиц, должны быть учтены в области исследований взаимодействия волокна и микробиоты.Более того, эксперименты по ферментации in vitro и , хотя и очень важны для понимания возможных взаимодействий между микробиотой и компонентами пищи, ограничены в их возможностях предсказать, как эти взаимодействия могут происходить в более сложных средах in vivo , где они подчиняются хост-процессам. Поэтому мы полагаем, что влияние размера частиц на микробиом кишечника должно быть более тщательно изучено на людях и соответствующих моделях животных, чтобы изучить их потенциальный микробиом и воздействие на здоровье.

Заявление о доступности данных

Наборы данных, созданные для этого исследования, можно найти в Архиве чтения последовательностей Национального центра биотехнологической информации США (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/sra) как BioSamples SAMN13945813 – SAMN13945869 в BioProject PRJNA603892.

Заявление об этике

Исследования с участием людей были рассмотрены и одобрены Протоколом № 1701018645 Институционального наблюдательного совета Университета Пердью. Пациенты / участники предоставили письменное информированное согласие на участие в этом исследовании.

Авторские взносы

RT, YT и SL разработали исследование. RT и YT провели эксперименты и анализ образцов. RT и SL выполнили данные последовательности и статистический анализ. Рукопись написали RT, YT, BH и SL.

Финансирование

Эта работа была частично поддержана Министерством сельского хозяйства США через грант IND011670G (2019-67017-29183) и проект Hatch IND011670 для SL, а также через институциональные фонды, предоставленные факультетами пищевых наук и диетологии Университета Пердью.Спонсоры не повлияли на решение о публикации.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Мы благодарим доктора Конни Уивер за полезные идеи. Мы хотели бы поблагодарить доктора Ашвану Фрикер, доктора Мин Сю Чен, Арианну Ромеро Марсия и Тяньминь Яо за обсуждение во время экспериментальной установки и написания рукописи.

Сноски

Список литературы

Агирре, М., Рамиро-Гарсия, Дж., Коенен, М. Э. и Венема, К. (2014). Объединять или не объединять? Влияние использования индивидуальных и объединенных образцов фекалий для исследований ферментации in vitro . J. Microbiol. Методы 107, 1–7. DOI: 10.1016 / j.mimet.2014.08.022

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Björkholm, B., Bok, C.M., Lundin, A., Rafter, J., Hibberd, M. L., and Pettersson, S.(2009). Кишечная микробиота регулирует метаболизм ксенобиотиков в печени. PLoS One 4: e6958. DOI: 10.1371 / journal.pone.0006958

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бродрибб А. Дж. И Гровс К. (1978). Влияние размера частиц отрубей на массу стула. Кишечник 19, 60–63. DOI: 10.1136 / gut.19.1.60

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Канани Р. Б., Костанцо М. Д., Леоне Л., Педата М., Мели Р. и Калиньяно А. (2011).Возможные положительные эффекты бутирата при кишечных и внекишечных заболеваниях. World J. Gastroenterol. 17, 1519–1528. DOI: 10.3748 / wjg.v17.i12.1519

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Клементе, Дж. К., Урселл, Л. К., Парфри, Л. В., и Найт, Р. (2012). Влияние микробиоты кишечника на здоровье человека: комплексный взгляд. Ячейка 148, 1258–1270. DOI: 10.1016 / j.cell.2012.01.035

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кордайн, Л., Итон, С. Б., Себастьян, А., Манн, Н., Линдеберг, С., Уоткинс, Б. А. и др. (2005). Истоки и эволюция западной диеты: значение для здоровья в 21 веке. Am. J. Clin. Nutr. 81, 341–354. DOI: 10.1093 / ajcn.81.2.341

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Каммингс, Дж. Х., Помаре, Э. У., Бранч, У. Дж., Нейлор, К. П., и Макфарлейн, Г. Т. (1987). Короткоцепочечные жирные кислоты в толстой кишке, воротной вене, печеночной и венозной крови человека. Кишечник 28, 1221–1227.DOI: 10.1136 / gut.28.10.1221

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Детлефсен, Л., Хусе, С., Согин, М. Л., и Релман, Д. А. (2008). Всестороннее воздействие антибиотика на микробиоту кишечника человека, что выявлено глубоким секвенированием 16S РРНК. PLoS Biol. 6: e280. DOI: 10.1371 / journal.pbio.0060280

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Dominianni, C., Sinha, R., Goedert, J. J., Pei, Z., Yang, L., Hayes, R. B., et al. (2015). Пол, индекс массы тела и потребление пищевых волокон влияют на микробиом кишечника человека. PLoS One 10: e0124599. DOI: 10.1371 / journal.pone.0124599

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гебруерс, К., Дорнез, Э., Борос, Д., Анна, Ф., Дынковска, В., Бедо, З. и др. (2008). Изменения содержания пищевых волокон и их компонентов в пшенице на экране разнообразия HEALTHGRAIN. J. Agric. Food Chem. 56, 9740–9749. DOI: 10.1021 / jf800975w

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хамакер, Б. Р., Тунсил, Ю.Э. (2014). Взгляд на сложность структур пищевых волокон и их потенциальное влияние на микробиоту кишечника. J. Mol. Биол. 426, 3838–3850. DOI: 10.1016 / j.jmb.2014.07.028

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Jenkins, D. J. A., Kendall, C. W. C., Vuksan, V., Augustin, L. S. A., Li, Y.-M., Lee, B., et al. (1999). Влияние размера частиц пшеничных отрубей на слабость и брожение толстой кишки. J. Am. Coll. Nutr. 18, 339–345. DOI: 10.1080 / 07315724.1999.10718873

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кирван В. О., Смит А. Н., МакКоннелл А. А., Митчелл В. Д. и Иствуд М. А. (1974). Действие различных препаратов отрубей на функцию толстой кишки. Br. Med. J. 4, 187–189. DOI: 10.1136 / bmj.4.5938.187

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Корен О., Гудрич Дж. К., Каллендер Т. К., Спор А., Лайтинен К., Клинг Бэкхед Х. и др. (2012). Ремоделирование кишечного микробиома и метаболические изменения хозяина во время беременности. Ячейка 150, 470–480. DOI: 10.1016 / j.cell.2012.07.008

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Коропаткин, Н. М., Кэмерон, Э. А., Мартенс, Э. К. (2012). Как метаболизм гликанов формирует микробиоту кишечника человека. Nat. Rev. Microbiol. 10, 323–335. DOI: 10.1038 / nrmicro2746

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ламбо, А. М., Эсте, Р., и Найман, М. Э. Г.-Л. (2005). Пищевые волокна в ферментированных концентратах овса и ячменя, богатых β-глюканом. Food Chem. 89, 283–293. DOI: 10.1016 / j.foodchem.2004.02.035

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лебет В., Арригони Э. и Амадо Р. (1998). Процедура пищеварения с использованием ферментов млекопитающих для получения субстратов для исследований ферментации in vitro . LWT Food Sci. Technol. 31, 509–515. DOI: 10.1006 / fstl.1998.0402

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Льюис, С. Дж., И Хитон, К. У. (1997). Повышение концентрации бутирата в дистальном отделе толстой кишки за счет ускорения кишечного транзита. Кишечник 41, 245–251. DOI: 10.1136 / gut.41.2.245

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лей, Р. Э., Лозупоне, К. А., Хамади, М., Найт, Р., и Гордон, Дж. И. (2008). Миры внутри миров: эволюция микробиоты кишечника позвоночных. Nat. Rev. Microbiol. 6, 776–788. DOI: 10.1038 / nrmicro1978

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лей, Р. Э., Петерсон, Д. А., и Гордон, Дж. И. (2006). Экологические и эволюционные силы, формирующие микробное разнообразие в кишечнике человека. Ячейка 124, 837–848. DOI: 10.1016 / j.cell.2006.02.017

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Mongeau, R., Yiu, S.H., и Brassard, R. (1991). Химический и флуоресцентный микроскопический анализ разложения волокон овса, твердой красной яровой пшеницы и кукурузных отрубей у крыс. J. Agric. Food Chem. 39, 1966–1971. DOI: 10.1021 / jf00011a016

CrossRef Полный текст | Google Scholar

О’Хара, А. М., и Шанахан, Ф. (2006). Флора кишечника как забытый орган. EMBO Rep. 7, 688–693. DOI: 10.1038 / sj.embor.7400731

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Охира, Х., Цуцуи, В., Фудзиока, Ю. (2017). Являются ли короткоцепочечные жирные кислоты в кишечной микробиоте защитными игроками от воспаления и атеросклероза ? Дж. Атеросклер. Тромб. 24, 660–672. DOI: 10.5551 / jat.RV17006

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Румпагапорн, П., Реус, Б. Л., Каур, А., Паттерсон, Дж. А., Кешаварзян, А., и Хамакер, Б. Р. (2015). Структурные особенности растворимых арабиноксилановых волокон зерновых связаны с медленной скоростью ферментации in vitro фекальной микробиотой человека. Carbohydr. Polym. 130, 191–197. DOI: 10.1016 / j.carbpol.2015.04.041

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Sender, R., Fuchs, S., and Milo, R. (2016). Пересмотренные оценки количества клеток человека и бактерий в организме. PLoS Biol. 14: e1002533. DOI: 10,1371 / журнал.pbio.1002533

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Зонненбург, Э. Д., Смитс, С. А., Тихонов, М., Хиггинботтом, С. К., Вингрин, Н. С., Зонненбург, Дж. Л. (2016). Вымирание кишечной микробиоты, вызванное диетой, складывается из поколения в поколение. Природа 529, 212–215. DOI: 10.1038 / природа16504

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Зонненбург, Э. Д., Чжэн, Х., Йоглекар, П., Хиггинботтом, С. К., Фирбанк, С. Дж., Болам, Д. Н., и др. (2010).Специфика использования полисахаридов в кишечнике Bacteroides видов определяет изменения микробиоты, вызванные диетой. Ячейка 141, 1241–1252. DOI: 10.1016 / j.cell.2010.05.005

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Стюарт, М. Л., Славин, Дж. Л. (2009). Размер частиц и фракция пшеничных отрубей влияют на выработку короткоцепочечных жирных кислот in vitro . Br. J. Nutr. 102, 1404–1407. DOI: 10.1017 / S00071145099

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Суриано, Ф., Bindels, L. B., Verspreet, J., Courtin, C. M., Verbeke, K., Cani, P. D., et al. (2017). Жиросвязывающая способность и модуляция микробиоты кишечника определяют влияние фракций пшеничных отрубей на ожирение. Sci. Отчет 7: 5621. DOI: 10.1038 / s41598-017-05698-y

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тиг, У. Д. (1952). Мука для мужского хлеба: история мукомольного производства. Миннеаполис: Университет Миннесоты Press.

Google Scholar

Тунчил, Ю.E., Nakatsu, C.H., Kazem, A.E., Arioglu-Tuncil, S., Reuhs, B., Martens, E.C. и др. (2017). Задержка использования некоторых быстро ферментирующихся растворимых пищевых волокон кишечной микробиотой человека, когда они представлены в смеси. J. Funct. Продукты питания 32, 347–357. DOI: 10.1016 / j.jff.2017.03.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тунчил, Ю. Э., Таккар, Р. Д., Ариоглу-Тунчил, С., Хамакер, Б. Р., и Линдеманн, С. Р. (2018a). Реакция фекальной микробиоты на частицы отрубей специфична для типа злаков и методов переваривания in vitro , которые имитируют прохождение через верхние отделы желудочно-кишечного тракта. J. Agric. Food Chem. 66, 12580–12593. DOI: 10.1021 / acs.jafc.8b03469

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тунсил, Ю. Э., Таккар, Р. Д., Марсия, А. Д. Р., Хамакер, Б. Р., и Линдеманн, С. Р. (2018b). Дивергентное производство короткоцепочечных жирных кислот и последовательность микробиоты толстой кишки возникают при ферментации фракций пшеничных отрубей разного размера. Sci. Реп. 8: 16655. DOI: 10.1038 / s41598-018-34912-34918

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Тернбо, П.Дж., Ридаура, В. К., Фейт, Дж. Дж., Рей, Ф. Э., Найт, Р., и Гордон, Дж. И. (2009). Влияние диеты на микробиом кишечника человека: метагеномный анализ на гуманизированных гнотобиотических мышах. Sci. Пер. Med. 1; 6ra14. DOI: 10.1126 / scitranslmed.3000322

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Упадхьяя, Б., Маккормак, Л., Фардин-Киа, А. Р., Джуенеманн, Р., Ниченаметла, С., Клаппер, Дж. И др. (2016). Влияние диетического резистентного крахмала типа 4 на микробиоту кишечника человека и иммунометаболические функции. Sci. Реп. 6: 28797. DOI: 10.1038 / srep28797

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Уокер, А. Р. П. (1947). Влияние недавних изменений пищевых привычек на перистальтику кишечника. South Afr. Med. J. 21, 590–596.

Google Scholar

Янг Дж., Кешаварзян А. и Роуз Д. Дж. (2013). Влияние ферментации пищевых волокон из зерновых культур на продукцию метаболитов фекальной микробиотой людей с нормальным весом и людей с ожирением. Дж.Med. Еда 16, 862–867. DOI: 10.1089 / jmf.2012.0292

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки вашего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Характеристика компонентов клеточной стенки пшеничных отрубей после предварительной гидротермальной обработки и фракционирования | Биотехнология для производства биотоплива

Сырье

Молотые пшеничные отруби (WB; Triticum aestivum L. cv. Avalon) были получены от G.R. Wright and Sons Ltd, Миддлсекс, Великобритания, и после определения содержания сухого вещества хранили в морозильной камере до использования.

Гидролиз крахмала

Гидротермальная предварительная обработка была проведена на очищенных и промытых пшеничных отрубях (рис. 1).Пшеничные отруби обрабатывали двухстадийным ферментативным гидролизом, состоящим из разжижения термостабильными α-амилазами (Termamyl 120 L) и осахаривания амилоглюкозидазой (AMG 300 L) для удаления крахмала. Гидролиз проводили при соотношении отруби / вода 1: 5. Приблизительно 6 кг отрубей (четыре партии) гидролизовали с использованием Buchi Rotavapor R-153 (Büchi Labortechnik AG, Flawil, Швейцария). Сначала суспензию отрубей с добавлением 4 мл суспензии Termamyl 120 л / кг обрабатывали при 85 ° C и pH 6 в течение 4 часов.Во-вторых, AMG 300 L был добавлен в соотношении 12 мл / кг суспензии с первого этапа при pH 5, и суспензия была обработана при 55 ° C в течение 48 часов для обеспечения полного переваривания крахмала. Суспензию фильтровали через фильтровальную бумагу Munktell (качество 5), и твердый материал промывали собственным объемом деионизированной воды (× 3).

Гидротермальная предварительная обработка (HT)

Для каждой предварительной обработки в реактор загружали 400 г (сухой вес) отрубей с обесцвечиванием (отношение твердого вещества к воде 1:10), и воду прокачивали через слой уплотненного материала при температуре расход циркуляции 4–5 л / мин.Реактор (внутренний диаметр 106 мм, материал AISI 316) имел общий объем 6 л, с электронагревателем и циркуляционным насосом для жидкой фазы (Micropump Inc. Series 2200. Затем обезглавленные отруби предварительно обрабатывали при двух температурах выдержки (180 ° C). /1,1 МПа и 200 ° C / 1,55 МПа) в течение 10 и 15 минут соответственно. инфракрасные сушильные весы Mettler Toledo LP16 (Mettler Toledo Ltd., Beaumont Leys, Leicester, UK), как описано в [17].

Получение спиртонерастворимых остатков (AIR)

AIR получали из контрольных и предварительно обработанных пшеничных отрубей, как описано в [17].

Фракционирование клеточной стенки

Последовательная экстракция (постепенно усиливающейся щелочью) проводилась модификацией метода [26]. Предварительно обработанные AIR вместе с контролем (2 г) суспендировали в горячей воде (60 ° C, 200 мл) и экстрагировали компоненты клеточной стенки (встряхивание, 2 часа, 25 ° C).Экстракты центрифугировали (10000 × g, 1 час), супернатант фильтровали через фильтровальную бумагу Whatman GF / C (Whatman, Maidstone, UK) и сушили вымораживанием. Нерастворимый остаток дополнительно экстрагировали 0,5 моль / л КОН с 20 ммоль / л NaBH ₄ в течение 2 ч (встряхивание, 25 ° C), центрифугировали (10000 × g, 60 мин) и супернатант фильтровали. Фильтрат сначала нейтрализовали уксусной кислотой, подвергали интенсивному диализу (размер трубки 30/32 дюйма, Medicell International, Лондон, Великобритания, 7 дней, меняя три раза в день), а затем сушили вымораживанием.Остаток дополнительно экстрагировали, как указано выше, в 1 и 4 моль / л КОН, содержащем 20 ммоль / л NaBH ₄ , фильтровали и нейтрализовали. Все фильтраты после диализа сушили вымораживанием, как указано выше. Высушенные вымораживанием экстракты, нерастворимые остатки и AIR биохимически анализировали в двух экземплярах.

Анализ углеводов

Сахара были выделены из фракций путем гидролиза с H ₂ SO ₄ ( w = 72%) в течение 3 часов с последующим разбавлением до 1 моль / л (гидролиз Saemen).Гидролизованные моносахариды анализировали как их альдитолацетаты с помощью ГХ, как описано в [17].

Анализ крахмала

Образцы анализировали на крахмал с использованием набора Megazyme total starch (α-амилаза K-TSTA 05/2008; Megazyme International Ireland Ltd, Ирландия, Великобритания) в соответствии с инструкциями производителя. Анализы проводили в трех экземплярах.

Распределение молекулярной массы (Mw)

Лиофилизированные щелочные фракции (2 мг) растворяли в растворе аммиака ( w = 30%) и нагревали (60 ° C, 1 час) для растворения экстрактов.HPSEC выполняли на системе Dionex (Саннивейл, США) Ultimate 3000 UPLC, оснащенной тремя последовательными колонками TSKgel SuperAW (6,0 мм ID × 150 мм на колонку; 4 мкм) (SuperAW4000, SuperAW3000, SuperAW2500; Tosoh Bioscience, Штутгарт, Германия). , в сочетании с гвардейской колонной (Tosoh Bioscience, Штутгарт, Германия). Колонки элюировали при 40 ° C 0,2 моль / л нитрата натрия со скоростью 0,6 мл / мин. Элюат контролировали с помощью детектора показателя преломления (RI) Shodex RI-101 (Kawasaki, Япония). Стандарты декстрана (Sigma-Aldrich, Poole, Dorset, UK) использовали для калибровки Mw.

Лигнин и фенольные кислоты

Лигнин Класона количественно определяли гравиметрически, как описано в [17]. Образцы анализировали в трех экземплярах. Общее содержание экстрагируемого щелочью гидроксициннамата в AIR и нерастворимых остатках после фракционирования определяли омылением 5 мг образца в 4 моль / л гидроксида натрия, как описано в [17].

Уксусная кислота, фурфурол и гидроксиметилфурфурол (HMF)

Продукты разложения были количественно определены в предварительно обработанных жидкостях с использованием системы ВЭЖХ Shimadzu (Hertogenbosch, Нидерланды) с термостатом колонок CTO-10A-vp и автоинжектором SIL-10 AD-vp, оснащенным защитная колонка (картридж Bio-Rad H, Bio-Rad Laboratories Ltd, Hemel Hempstead, Herts., UK) и колонку Aminex HPX-87H (300 × 7,8 мм; Bio-Rad Laboratories Ltd, Hemel Hempstead, Herts., UK). Элюирование происходило при 80 ° C 5 ммоль / л H ₂ SO ₄ при 0,6 мл / мин. Элюат контролировали с помощью детектора показателя преломления RID-10A (Shimadzu, Kyoto, Japan).

Световая и автофлуоресцентная микроскопия

AIR образцов наблюдали в их естественном состоянии и фотографировали с помощью стереомикроскопа Wild M8. Для большего увеличения образцы наблюдались с помощью микроскопа Olympus BX60 (Olympus, Токио, Япония), подключенного к ProRes © Capture Pro 2.1 камера и программное обеспечение (Jenoptik, Йена, Германия). Автофлуоресценция регистрировалась с использованием куба УФ-фильтра с конфигурацией куба фильтра: полосовой пропускания фильтра возбуждения 330–385 нм, барьерного фильтра 420 нм.

Одновременное осахаривание и ферментация (SSF)

Культивирование дрожжей

Ethanol Red® получали после предварительного культивирования в аэробных условиях при 30 ° C в среде для размножения дрожжей (YP; Difco, Лоуренс, Канзас, США), содержащей 1% дрожжевого экстракта, пептон 2% и глюкоза 2%.Клетки дрожжей переносили в среду YP с добавлением 5% глюкозы и культивировали в аэробных условиях при 30 ° C в течение ночи. Клетки собирали, промывали 0,9% раствором NaCl для удаления любых остаточных питательных веществ, ресуспендировали в десятикратном концентрированном азотном основании дрожжей (YNB; Formedium, Ханстентон, Великобритания), которое не содержало глюкозы, и инокулировали (10% об. / Об.) В колбах для ферментации. чтобы получить исходную концентрацию дрожжей 5 г / л (сухой вес). Активные культуры для инокуляции получали выращиванием организма в YM (питательная среда Sigma-Aldrich, Пул, Дорсет, Великобритания) с добавлением: 0.3% дрожжевой экстракт, 0,3% солодовый экстракт, 0,5% пептон и 1% декстроза (Difco, Lawrence, Kansas, USA) встряхивание (роторный шейкер, 200 об / мин, 18 ч, 25 ° C).

Ферментация

Ферментации проводили на промытой предварительно обработанной суспензии пшеничных отрубей (10%) в закрытых универсальных бутылях (20 мл, VWR International Ltd, Лестер, Лестершир, Великобритания), содержащих 9 мл YNB без питательных веществ в натрий-ацетатном буфере pH 5,0 ( автоклавирование, 121 ° C, 90 мин), 1 мл YNB в натрий-ацетатном буфере pH 5,0 (автоклавирование, 121 ° C / 90 мин) и 1 мл суспензии дрожжевых клеток (10%).Нагрузку целлюлазы (Cellic® CTec2, Novozymes, Bagsvaerd, Дания), соответствующую 20 FPU / г сухого источника целлюлозы, переносили в систему до процесса SSF, который проводили при 35 ° C в течение 96 часов (анаэробно, встряхивание). По истечении времени реакции за дезактивацией фермента (100 ° C, 10 мин) следовала количественная оценка с помощью ВЭЖХ (Waters®, Waters Ltd, Хартфордшир, Великобритания), снабженной детектором показателя преломления с использованием колонки Bio-Rad Aminex HPX-87P (Bio -Rad Laboratories Ltd, Хемел Хемпстед, Великобритания) при 65 ° C и воде MQ (Millipore®, Millipore Ltd, Уотфорд, Великобритания) в качестве подвижной фазы при скорости потока 0.6 мл / мин. Положительный (копировальная бумага) и отрицательный (вода MQ) контроли были приготовлены с использованием той же процедуры, что и тестовые образцы, а пики этанола в отрицательных контролях вычитались из тестовых пиков перед табуляцией. Значения этанола выражали как теоретический выход (из данных по углеводам в таблице 2).

Расчеты

Расчеты были выполнены с использованием Microsoft Office Excel (2010; Microsoft, Berkshire, UK). Процентный выход углеводов был рассчитан из мономерных количеств, приведенных в таблице 1.Процентные изменения в результате предварительной обработки были рассчитаны на основе исходного исходного материала (контрольный AIR). Конечный баланс массы был получен из сухой биомассы, поступающей в систему гидротермальной предварительной обработки (ГТ), количества добавленной воды и конечной массы твердого остатка, полученного после предварительной обработки, вместе с жидкими фракциями. Ключевые сахара были рассчитаны как мономерные эквиваленты, присутствующие в контрольном и предварительно обработанном AIR, с учетом содержания сухого вещества (DM) и рассчитаны обратно по отношению к исходному исходному материалу, входящему в поток предварительной обработки.В качестве отправной точки количество, указанное в таблице 1, было умножено на содержание DM, чтобы определить начальное количество каждого сахара. Таким образом, для каждой предварительной обработки ключевые сахара были рассчитаны следующим образом:

Например, для выхода глюкозы

$$ \ left (г / кг \ right) = \ frac {\ mathrm {HT} \ \ mathrm {biomass} \ ( ж) \ ast 1000 \ ast \ mathrm {D} \ mathrm {M} \ ast \ mathrm {amount} \ \ mathrm {of} \ \ mathrm {глюкоза} \ \ mathrm {in} \ \ mathrm {H} \ mathrm {T} \ \ mathrm {AIR} \ (g)} {\ mathrm {Запуск} \ \ mathrm {biomass} \ (g)} $$

Выходы этанола рассчитывали следующим образом:

Этанол ( г, ) = присутствующая глюкоза (%) × масса материала × 0.511 (коэффициент конверсии этанола) × 1,111 (гидролизная вода).

Характеристики отрубей и хлебопекарные качества из цельнозерновой пшеничной муки

Характеристики отрубей и хлебопекарные качества из цельнозерновой пшеничной муки — PubAg

Перейти к основному содержанию

Область основного содержимого

Характеристики отрубей и хлебопекарные качества из цельнозерновой пшеничной муки

Автор:

Cai, Liming, Choi, Induck, Lee, Choon-Ki, Park, Kwang-Keun, Baik, Byung-Kee

Источник:

ARS USDA Submissions 2014 v.91 № 4 с. 398

ISSN:

0009-0352

Тема:

абсорбция, зольность, качество хлебопечения, хлеб, сорта, пищевые волокна, тесто, содержание клетчатки, твердая красная яровая пшеница, содержание липидов, буханки, помол, смешивание, фенольные соединения, фитиновая кислота, содержание белка, водоудерживающая способность, пшеничные отруби , пшеничная мука, цельнозерновые продукты, США

Аннотация:

Вариации физических и композиционных характеристик отрубей среди различных источников и классов пшеницы и их связь с хлебопекарными качествами цельнозерновой пшеничной муки (WWF) были исследованы с отрубями, полученными при помоле Quadrumat из 12 U.С. сорта пшеницы и помол шести корейских сортов пшеницы Бюлер. Отруби были охарактеризованы по составу, включая белок, жир, золу, пищевые волокна, фенольные смолы и фитат. В отрубах мягкой и клубной пшеницы США было меньше нерастворимых пищевых волокон (IDF) и фитатов (40,7–44,7% и 10,3–17,1 мг фитата / г отрубей соответственно) по сравнению с отрубями твердой пшеницы США (46,0–51,3% и 16,5%). –22,2 мг фитата / г отрубей соответственно). Отруби различных сортов пшеницы смешивали с мукой твердой красной яровой пшеницы в соотношении 1: 4 для подготовки WWF для определения свойств теста и качества выпечки хлеба.WWF с отрубями из твердой пшеницы США, как правило, демонстрировали более высокое водопоглощение теста и более длительное время замеса теста, и они производили меньший объем буханки хлеба, чем WWF отрубей из мягкой и клубной пшеницы США. WWF двух сортов твердой пшеницы США (ID3735 и Scarlet) произвели гораздо меньшие буханки хлеба (<573 мл), чем буханки других сортов твердой пшеницы США (> 625 мл). Содержание IDF, содержание фитатов и водоудерживающая способность отрубей значительно коррелировали с объемом буханки хлеба WWF, тогда как никакой связи между содержанием белка в отрубях и объемом буханки хлеба не наблюдалось.Похоже, что отруби из мягкой пшеницы и клубни из США, вероятно, из-за относительно низкого содержания IDF и фитатов, оказывают меньшее негативное влияние на свойства смешивания теста WWF и объема буханки хлеба, чем отруби из твердой пшеницы в США.

Agid:

59740

Рукоять:

10113/59740

http://dx.doi.org/10.1094/CCHEM-09-13-0198-R

Состав овсяных отрубей и муки, приготовленных с помощью трех различных механизмов сухого помола

июль 1997 г. Объем 74 Число 4
Страницы 403 — 406

Авторы

Дуглас К.Doehlert ^{1 , 2} а также Уэйн Р. Мур ³

Принадлежности

¹ USDA, Лаборатория качества твердой красной весенней и твердой пшеницы ARS, Харрис-Холл, Государственный университет Северной Дакоты, Фарго, Северная Дакота 58105. Упоминание названий фирм или торговых продуктов не означает, что они одобрены или рекомендованы Министерством сельского хозяйства США по сравнению с другими не упомянутыми фирмами или аналогичными продуктами. ² Автор, ответственный за переписку.Эл. Почта: [email protected] ³ Департамент зерновых культур, Харрис-холл, Государственный университет Северной Дакоты, Фарго.

Перейти к статье:

Родственная статья

---

Принята к печати 6 марта 1997 г.

Аннотация

РЕФЕРАТ

Три механизма помола овса были испытаны для производства овсяных отрубей в лабораторных условиях. Овсяные отруби, соответствующие определению AACC, и коммерчески полученный продукт получали с помощью валковой или ударной мельницы крупы с последующим просеиванием для удержания более крупных частиц.Эти препараты отрубей были обогащены в 1,7 раза β-глюканом и золой, в 1,4 раза белком и в 1,1 раза липидами. Обработка отрубей дополнительно обогатила их белком, β-глюканом и золой. Темперирование овса (до 12% влажности в течение 20 мин) улучшило выход отрубей при вальцовой мельнице почти в два раза, но мало повлияло на состав отрубей. На выход отрубей ударной мельницы существенно влияет размер сита. Овсяные отруби, полученные на мельнице по добыче жемчуга, были лишь слегка обогащены β-глюканом и белком, но были более обогащены золой и маслом, чем отруби от валковых или ударных мельниц.Жемчужная мельница непосредственно изолировала внешние слои крупы, но из-за ее низкого состава β-глюканов она не соответствовала определению AACC для овсяных отрубей, что указывает на относительно равномерное распределение β-глюкана в крупе.

Jn Статья Ключевые слова

---

ArticleCopyright

Эта статья находится в общественном достоянии и не защищена авторскими правами. Его можно свободно перепечатывать с обычным указанием источника. Американская ассоциация химиков злаков, Inc., 1997.

Дизайн сайтов

Advanced Internet Technologies, Inc. работает более 25 лет. Мы специализируемся на предоставлении высококачественных и доступных по цене индивидуальных веб-сайтов. Мы стремимся предоставить нашим клиентам, занимающимся веб-дизайном, единственный в своем роде веб-сайт.

Веб-сайт с индивидуальным веб-дизайном представляет вашу организацию, бизнес, цель, местоположение и репутацию и может обеспечить вам отличную окупаемость ваших инвестиций. Веб-сайт — это ваша виртуальная витрина, стоимость которой составляет лишь малую часть обычных операций и которая может расширить ваш географический охват далеко за пределы вашего региона.

Покупка нестандартного веб-дизайна — важное решение, потому что это означает, что вам нужно будет работать с командой веб-дизайнеров, которая еще больше улучшит и повысит ценность вашего бренда. Мудрое решение принимает во внимание множество факторов, чтобы создать реальную добавленную стоимость для вашей организации. Мы определили ваши проблемные области и потребности, которые вдохновили нас на предложение веб-дизайна по доступной цене без ущерба для премиального качества. Всего за 99 долларов в месяц мы предоставляем все следующие функции и многое другое:

1. Веб-дизайн и разработка на заказ
2. Специализированный менеджер проекта
3. Регистрация домена
4. Дизайн логотипа
5. Структурированные данные
6. SSL-сертификат
7. Ежемесячный веб-хостинг
8. SEO на странице
9. Мобильный отклик
10. Кросс-браузерная совместимость
11. Google Page Speed ​​Testing
12. Инструменты Google Analytics
13. Круглосуточная поддержка в США
14. Ежемесячное обслуживание веб-сайта
15. Веб-аналитика
16. Панель управления cPanel

Вам не нужно искать дальше, если вы ищете лучший веб-дизайн.Взгляните на нашу обширную страницу портфолио и изучите наши прошлые проекты, чтобы лично убедиться в наших уникальных веб-дизайнах. Если вы найдете веб-сайт, который вам нравится, и если вам нужны рекомендации по выбору подходящего веб-сайта, не стесняйтесь обращаться к одному из наших опытных представителей по работе с клиентами для получения дополнительной информации по телефону (877) 404-4149. Вы также можете написать нам по адресу [электронная почта защищена] или назначить встречу, чтобы поговорить с нами сегодня. Вы также можете связаться с нами в чате или через наши страницы в социальных сетях.Мы организуем бесплатную консультацию и вместе с вами рассмотрим наш процесс веб-дизайна.

.