Hydrokoloidy: Hydrokoloidy o właściwościach prozdrowotnych

Termin „hydrokoloid” jest stosowany przede wszystkim w przemyśle spożywczym i odnosi się do roztworów koloidalnych, których cząsteczki są hydrofilowymi polimerami rozproszonymi w wodzie. Hydrokoloidami są głównie polisacharydy, chociaż nie zawsze. Są to zwykle substancje pochodzenia roślinnego, niekiedy zwierzęcego lub mikrobiologicznego (otrzymywane na drodze fermentacji). Nie można jednak zapominać o obecności syntetycznych hydrokoloidów (modyfikowane chemicznie polisacharydy pochodzenia roślinnego, jak np. syntetyczne gumy). Hydrokoloidy spożywcze to naturalne składniki żywności, które mogą być w niej obecne również jako dodatki do żywności (tabela 1).

Hydrokoloid ma zdolność do tworzenia żelu lub stabilizowania układu koloidalnego w obecności wody lub innych rozpuszczalników polarnych. Hydrokoloidy spożywcze są uważane za kluczowe składniki żywności ze względu na to, że umożliwiają poprawę lepkości, stabilizowanie, żelowanie, a także zagęszczanie – poprawę sensorycznych właściwości żywności. Są stosowane w wielu produktach spożywczych, w tym w słodyczach (jako środki powlekające i teksturujące), napojach (emulgatory), produktach mlecznych (zagęszczacze i stabilizatory), ciastkach (środki wypełniające, wzmacniacze sensoryczne, poprawa trwałości), mrożonych owocach i warzywach (krioprotektanty). Substancje te znajdują szerokie zastosowanie nie tylko w przemyśle spożywczym (hydrokoloidy spożywcze), ale również farmaceutycznym, kosmetycznym oraz w innych dziedzinach, w których ich zdolność do wiązania wody, tworzenia stabilnych emulsji lub żeli, a także wpływania na konsystencję i teksturę jest wykorzystywana w celu poprawy jakości produktów i procesów. Ostatnimi czasy hydrokoloidy spożywcze zwróciły uwagę świata naukowego dzięki swoim zaletom prozdrowotnym oraz odpowiednim zastosowaniom farmaceutycznym i spożywczym – dlatego od pewnego czasu potencjalne skutki zdrowotne i mechanizmy ich działania są przedmiotem większej dyskusji. Dane literaturowe sugerują, że niektóre hydrokoloidy spożywcze mogą znacząco zmieniać zakres i strukturę mikroflory jelitowej oraz głównych bioaktywnych metabolitów, w tym krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA). W ten sposób mogą bezpośrednio/pośrednio wpływać na zdrowie człowieka.

Podstawową właściwością hydrokoloidów, która sprawia, że można je uznać za prozdrowotne składniki żywności, jest to, że są błonnikiem pokarmowym. Termin „błonnik pokarmowy” został po raz pierwszy użyty ponad pięćdziesiąt lat temu, jednak dopiero niedawno sformułowano jego międzynarodowo uznaną definicję. W literaturze naukowej aspekt błonnika pokarmowego jest uznawany od dawna. Wiadomo powszechnie, że dieta bogata w błonnik pokarmowy przynosi znaczne korzyści zdrowotne. Doprowadziło to do oficjalnych zaleceń, że pewna ilość błonnika pokarmowego powinna być codzienną częścią diety. Większość zaleceń dla dorosłych sugeruje spożycie błonnika powyżej 25 g/dzień. Poziom ten różni się w zależności od kraju ze względu na metody analityczne stosowane do pomiaru zawartości błonnika pokarmowego i jego przyjętą definicję. W świecie zachodnim spożycie często nie osiąga zalecanego poziomu.

Uznaje się, że hydrokoloidy zawierają dużą część błonnika pokarmowego analizowanego za pomocą uznanych od dawna metod analizy. Zawartość błonnika w hydrokoloidach waha się zazwyczaj od 60% do 95%, a to sprawia, że są one dobrym źródłem błonnika w diecie. 

W tabeli 2 wymieniono niektóre z głównych hydrokoloidów mających znaczenie komercyjne. Chociaż zawartość błonnika w hydrokoloidach jest bardzo ważną cechą, nie była ona głównym powodem, dla którego zaczęto stosować ich dodatek do żywności. Najczęstszym powodem była bowiem ich skuteczność w poprawianiu niektórych parametrów jakości żywności (m.in. zdolność do tworzenia żelów i zwiększania lepkości). Zastosowanie hydrokoloidów spożywczych wyłącznie jako źródła błonnika jest ograniczone, gdyż cena rynkowa niektórych hydrokoloidów jest stosunkowo wysoka (używanie niektórych z tych składników może być zbyt drogie i wpływać na komercyjny sukces produktów spożywczych). A to sprawia, że hydrokoloidy muszą być dokładnie dawkowane, aby nie zaburzyć np. smaku czy konsystencji danego produktu. Dane w tabeli 2 wskazują, że wiele z tych składników można stosować tylko w niewielkich ilościach (ok. 1 procenta wagowego), aby uniknąć nadmiernego (negatywnego) wpływu na produkt. Spośród hydrokoloidów wymienionych w tabeli 2 guma akacjowa i inulina są bardziej odpowiednie jako dodatki do stosowania w większych ilościach, gdyż mają mniejszy wpływ na lepkość.

Hydrokoloidy spożywcze jako frakcja błonnika pokarmowego wykazują wiele zdrowotnych korzyści dla organizmu konsumenta. Mogą pomagać w obniżaniu ryzyka chorób serca, wzmacniać układ odpornościowy, wspierać zarządzanie wagą oraz dbać o zdrowie jelit. Te korzystne efekty wynikają z właściwości tych składników (tj. zdolność do rozpuszczania się, tworzenia żeli i zdolność do selektywnej fermentacji w organizmie przez mikroflorę jelitową). Każdy hydrokoloid ma swoje unikalne cechy prozdrowotne, które mogą się różnić w zależności od tego, jaki jest tryb produkcji dodatku lub jakie jest jego pochodzenie. Na przykład guma akacjowa ma niską lepkość i brak zdolności do żelowania, podczas gdy pektyna jest silnie lepka i może tworzyć żel w określonych warunkach pH (np. przy niskim pH w żołądku). Guma guar to inny hydrokoloid o wysokiej lepkości – dostępne są jej preparaty o różnym stopniu hydrolizy cząsteczek hydrokoloidu, które mają znacznie różny efekt lepkościowy niż natywne cząsteczki gumy guar.