|
Химический состав, пищевые свойства и особенности биологического действия пива
Основные компоненты пива.
Пиво, как и вино, представляет собой натуральный алкогольный напиток, который содержит большое количество соединений, образующихся в процессе ферментации и поступающих в него из растительного сырья. Основными компонентами пива являются вода (91-93%), углеводы (1,5-4,5%), этиловый спирт (3,5-4,5%) и азотсодержащие вещества (0,2-0,65%). Прочие компоненты обозначают как минорные [19].
Углеводы пива (около 26 г/л) на 75-85% состоят из декстринов. На простые сахара (глюкоза, сахароза, фруктоза) приходится 10-15% от общего количества углеводов. И лишь 2-8% углеводов представлены другими, сложными сахарами (полисахариды, фрагменты пектина и др.).
Этиловый спирт (около 30 г/л), наряду с углеводами, является главным компонентом, обеспечивающим калорийность этого напитка, которая составляет около 400-450 ккал/л. Для сравнения: калорийность молока, кока-колы или фруктовых соков колеблется в пределах 600-700 ккал/л. Учитывая это, нельзя согласиться с бытующим представлением о том, что умеренное потребление пива способствует увеличению массы тела и даже способно привести к ожирению. Вместе с тем, пиво обладает способностью стимулировать аппетит и способствовать избыточному потреблению пищи [29, 39]. Вероятно, именно этот механизм лежит в основе роста массы тела у некоторых любителей этого напитка. Необходимо, однако, отметить, что углекислый газ, содержащийся в пиве, побуждает пить его небольшими глотками, препятствует быстрому употреблению больших объемов напитка, формирует ощущение насыщения и утоления жажды. Показано также, что углекислый газ стимулирует желудочную секрецию и кровоток в мышцах, мозге, печени, легких и почках [43]
Этанол, поступающий в организм с пивом, не оказывает дегидратирующего эффекта благодаря высокому содержанию воды в этом напитке. Несмотря на большое количество жидкости, потребляемое любителями пива, существенных нарушений осмотического давления крови и других жидких сред организма у них не наблюдается, что обуславливается изотоническими свойствами напитка [11].
Пиво, в отличие от вина, содержит незначительное количество высших спиртов (50 - 100 мг/л), а метиловый спирт в нем практически отсутствует [12, 15].
Азотсодержащие вещества пива представлены в основном полипептидами и аминокислотами. Большая часть их поступает в напиток из солода. Лишь 20-30% аминокислот являются продуктами жизнедеятельности дрожжей. В пиве представлены все основные аминокислоты. Однако, их пищевая ценность из-за малого количества незначительна [18, 35].
Минорные соединения пива.
Минорные, или присутствующие в незначительных количествах компоненты пива классифицируют следующим образом: минеральные соединения, витамины, органические кислоты, фенольные соединения, горькие вещества, ароматические соединения, биогенные амины и эстрогены [19].
Минеральные соединения поступают в напиток из солода, других исходных материалов и с водой. В биологически значимых количествах в пиве присутствуют ионы калия, натрия, кальция, магния, фосфора, серы и хлора [18]. Пиво отличается от других алкогольных напитков и, в частности, от вина высоким содержанием калия (160 - 450 мг/л). Пиво, употребляемое в количестве 1 л в день, способно примерно на 30% обеспечить суточную потребность в этом элементе. При этом в пиве относительно мало натрия (около 120 мг/л). Данное обстоятельство используют некоторые врачи, которые рекомендуют пациентам, страдающим гипертонической болезнью и нуждающимся в ограничении натрия, пить пиво в умеренном количестве - 0,5-1,0 л в день [18].
Необходимо отметить, что при массивном употреблении пива избыточное поступление калия и воды резко увеличивает образование мочи и усиливает выделение почками натрия и хлора, приводя в итоге к деминерализации организма [14, 20, 35]. Интуитивно чувствуя эту опасность, многие подсаливают напиток перед употреблением. По той же причине к пиву традиционно подают соленые закуски.
По содержанию кальция (около 80 мг/л), магния (около 80 мг/л), фосфора (около 140 мг/л), а также железа, меди, цинка и других, содержание которых не превышает 1 мг/л, пиво почти не отличается от апельсинового сока [29].
Витамины поступают в пиво в основном из солода, богатого витаминами группы В. Поэтому в пиве, в отличие от натурального вина, содержится довольно большое количество вит. В1, или тиамина (0,005-0,15 мг/л) и вит. В2, или рибофлавина (0,3-1,3 мг/л). Употребление пива в количестве 1 л в день способно обеспечить 40-60% суточной потребности в этих витаминах. Вместе с тем, большое количество тиамина в пиве имеет и негативную сторону, поскольку этот витамин ускоряет процесс деградации фенольных соединений пива и способствует выпадению их в осадок [6, 18, 31].
Пиво богато и другими витаминами. Содержание вит. С или аскорбиновой кислоты составляет 20-50 мг/л. Аскорбиновую кислоту в пиво часто добавляют в процессе производства для предотвращения процессов спонтанного окисления других компонентов. 1 л пива примерно на 70% обеспечивает суточную потребность в этом витамине. Аналогичным образом пиво может служить основным источником никотиновой кислоты (5-20 мг/л) и фолиевой кислоты (около 110 мг/л). Для удовлетворения суточной потребности в этих витаминах достаточно употреблять его по 0,5 стакана в день.
В пиве относительно мало вит. В6, или пиридоксина (0,4-1,7 мг/л), пантотеновой кислоты (0,4-1,7 мг/л) и биотина (около 5 мг/л). Необходимо отметить, что многие витамины присутствуют в пиве в фосфорилированной форме и потому хорошо усваиваются [6, 18, 30, 31, 35, 42].
Органические кислоты присутствуют в пиве в виде солей. В наибольшем количестве представлены соли лимонной кислоты (около 130 мг/л), которая выступает в качестве антиоксиданта и повышает стабильность напитка. Установлено, что лимонная кислота пива снижает продукцию мочевой кислоты, стимулирует образование мочи и поэтому предупреждает образование камней в почках [32, 33].
Помимо лимонной кислоты, в пиве содержатся соли пировиноградной (около 60 мг/л), уксусной (около 90 мг/л), глюконовой (около 30 мг/л) и щавелевой (около 15 мг/л) кислот. Эти кислоты хорошо абсорбируются в кишечнике и активно включаются в процессы обмена веществ [32].
Фенольные соединения. Содержание полифенолов в пиве примерно в 10 раз ниже, чем в натуральном виноградном вине и колеблется в пределах 150-300 мг/л [6]. Около 90% фенольных соединений поступает в пиво из солода, а остальные - из хмеля. Среднее содержание полифенолов и их отдельных представителей отражено в таблице 1. Больше всего в пиве содержится антоцианидинов (14-77 мг/л), в состав которых входят лейкоцианидины, протоцианидины и лейкоантоцианидины. В некоторых сортах пива присутствует одно из наиболее биологически активных фенольных соединений - кверцетин. Помимо соединений, указанных в таблице, в пиве обнаруживаются и другие полифенолы (эллагиковая, протокатехиновая, ваниллиновая, салициловая, параоксибензойная кислоты, а также фенол, ортокрезол и кумарины) в концентрациях 1 мг/л и ниже.
Таблица 1
Фенольные соединения пива [33]
|
Компоненты |
Среднее содержание, мг/л |
|
Суммарное количество
Антоцианидины
Катехины
Эпикатехины
Рутин
Кверцетин
Кверцетрин
Хлорогеновая кислота
Каффеиновая кислота
Куиновая кислота
Р-кумариновая кислота
Феруловая кислота
Синапиковая кислота
Камферол
Мирицитрин
Галлиевая кислота |
150 - 300
46
5 - 55
9 - 24
1 - 6
5 - 125
1
2 - 20
2 - 20
1 - 5
1 - 7
2 - 21
1 - 20
5 - 20
1
5 - 29 |
Фенольные соединения пива можно отнести к наиболее ценным в биологическом отношении его компонентам. С действием именно этих соединений связывают положительные эффекты натурального виноградного вина на здоровье. Достачно хорошо изучены их антиоксидантное и мембраностабилизирующее действие, способность блокировать процесс атероматоза, ингибировать агрегацию тромбоцитов, предупреждать образование тромбов и нормализовывать липидный обмен [24, 25, 37]. С этими эффектами связывают снижение риска развития ишемической болезни сердца и увеличение продолжительности жизни у лиц, регулярно потребляющих вино в умеренном количестве [5,6 ].
Тем не менее, почти все авторы, проводившие анализ связи риска развития болезней сердечно-сосудистой системы с потреблением пива, сходятся в том, что оно увеличивает вероятность развития ишемической болезни сердца [28, 36, 40, 43 ]. Аналогичным образом, исследование влияния разных алкогольных напитков на сосудистый тонус показало, что потребление пива ассоциируется с более высоким уровнем систолического и диастолического АД. У лиц, потребляющих крепкие алкогольные напитки и, особенно, вино в эквивалентных по этанолу дозах, гипертензия менее выражена [27]. Последнее может быть связано с ограниченным содержанием полифенолов в пиве и с негативным действием других компонентов.
Следует отметить также, что потребление пива и крепких алкогольных напитков, в отличие от вина, ассоциируется с повышенным риском развития злокачественных образований в нижних отделах мочевыводящих путей, что также связывают с низким содержанием полифенолов [26]. Вместе с тем, установлено, что фенольные соединения, наряду с другими минорными компонентами пива, обеспечивают его бактерицидное, бактериостатическое действие и облегчают абсорбцию минеральных веществ и других компонентов пищи [18, 32 ].
Темные и непрозрачные сорта пива содержат больше полифенолов по сравнению со светлыми и прозрачными. Технологи пивоваренного производства уделяют много внимания фенольным соединениям, поскольку последние нарушают коллоидную структуру напитка, способствуют образованию осадка и помутнению пива.
Горькие вещества поступают в пиво из хмеля и придают напитку специфический горьковатый привкус. Эти вещества подразделяют на мало- и высокосмолистые. В зависимости от технологии приготовления и хранения пива, они могут подвергаться полимеризации, окислению и, соответственно, изменять свои изначальные свойства. Малосмолистые вещества, которых особенно много в пиве, состоят из a -кислот, или гумулонов, b -кислот, или лупулинов и группы пока еще неохарактеризованных соединений.
Гумулоны, при их содержании менее 7% от общего количества малосмолистых веществ, обеспечивают только специфические ароматические свойства напитка. Увеличение их содержания сопровождается появлением в пиве горечи. Гумулоны присутствуют в пиве в основном в виде изомерных форм, прежде всего в виде изо-гумулонов, которые отличаются более высокой растворимостью и горьким вкусом. Другая изомерная их форма - ко-гумулоны участвуют прежде всего в формировании аромата пива. Однако при увеличении их содержания до 30% от общего количества гумулонов, они начинают проявлять себя как горечь. Лупулины также обладают горьким вкусом и выступают в качестве естественных консервантов напитка [13, 21].
Горькие вещества пива, наряду с другими экстрактивными веществами хмеля, относятся к категории психоактивных соединений. Они оказывают седативное, снотворное, а в больших дозах - и галлюциногенное действие. Помимо этого, они обладают бактерицидными, бактериостатическими свойствами и оказывают стимулирующее действие на секрецию желудочного сока. Последнее лежит в основе индивидуальной непереносимости пива, которое у людей с повышенной чувствительностью к действию стимуляторов желудочной секреции вызывает неприятные ощущения в области желудка и рефлюкс-реакцию [14, 32]. Вероятно, с этим обстоятельством связано и то, что большинство любителей пива предпочитает светлые сорта напитка с пониженным содержанием горьких веществ.
Показано также, что изо- a -кислоты смолистых веществ пива обладают способностью блокировать рЕ2 рецепторы остекластов и предотвращать тем самым развитие остеопороза [43].
Ароматические соединения пива. Аромат и цвет пива, помимо горьких веществ, определяют и другие соединения, поступающие в напиток из хмеля и входящие в состав хмелевого масла. На сегодняшний день идентифицировано более 70-и компонентов, отнесенных к этому классу веществ. Восстановленная фракция ароматических соединений, выделенных из хмелевого масла, включает в себя монотерпены (мирицен) и сескьюитерпены ( b -кариофиллин, гумулин, фарнисин и др.). Окисленная фракция состоит из терпеновых спиртов (линалуол, гераниол), других спиртов, альдегидов, кетонов, эфиров и их производных. Примерно на 80-90% ароматические соединения состоят из мирицина, гумулина и кариофиллина [10]. Сведения о способности этих веществ оказывать биологическое действие отсутствуют.
Биогенные амины были обнаружены в пиве относительно недавно. Они сразу привлекли к себе внимание из-за способности оказывать выраженное биологическое действие. Еще тридцать лет назад было отмечено что пиво противопоказано больным, принимающих ингибиторы моноаминоксидазы [38, 41]. Смысл этих рекомендаций стал ясен после того, как в пиве были идентифицированы кадаверин, путресцин, гистамин и тирамин. Концентрации этих веществ в напитке невелики - 1-3 мг/л. Часть их, по-видимому, разрушается в кишечнике. Тем не менее, при употреблении пива в большом количестве биогенные амины провоцируют развитие гипертензии, вызывают головную боль и могут привести к поражению почек [16].
Фитоэстрогены представляют собой растительные аналоги женских половых гормонов и также попадают в напиток из хмеля. Содержание их в хмеле достигает значительных величин - от 20 до 300 мг на 1 кг растительной массы. В пиве их меньше (1 - 36 мг/л). Тем не менее, этого количества достаточно для оказания отчетливого гормонального воздействия на организм человека [35]. Весьма вероятно, что изменения эндокринного статуса (феминизация мужчин и маскулинизация женщин) у лиц, злоупотребляющих пивом, связаны, в основном, с эффектами фитоэстрогенов.
Пищевые добавки.
В пивоваренной, равно как и в других отраслях пищевой промышленности, широко применяют различные технологические и пищевые добавки, которые предназначены для ускорения процесса производства, увеличения сроков хранения продукта, улучшения вкуса и других его потребительских свойств.
На этапе приготовления сусла используют ферменты, которые способствуют расщеплению крахмала и сложных сахаров до простых сахаров. Биологического действия такие ферменты не оказывают, поскольку денатурируются при кипячении сусла.
Для консервации напитка и увеличения сроков его хранения в него добавляют различные вещества, угнетающие рост дрожжей, посторонних микроорганизмов и подавляющие активность ферментов. Без таких добавок пиво быстро мутнеет, теряет вкус, а часть минорных компонентов выпадает в осадок. Раньше в качестве консерванта использовали формалин. Однако после обнаружения его мутагенного и тератогенного действия применение формалина было запрещено.
В настоящее время широко применяют разнообразные стабилизаторы коллоидной стойкости, которые предупреждают расслоение пива и способствуют длительному сохранению “пивной шапки”. Вплоть до конца 1960-х годов для этой цели нередко использовали явно небезразличные для здоровья поверхностно-активные вещества. Наибольшую печальную известность приобрел хлорид кобальта, который явился причиной смерти значительного числа регулярных потребителей пива. В серии клинических, морфологических и физиологических исследований, проведенных в тот период, было установлено, что хлорид кобальта вызывает развитие специфического поражения сердечной мышцы - кобальтовой кардиомиопатии. Механизм развития данной патологии связан со способностью кобальта блокировать окислительное декарбоксилирование на этапе окисления пирувата до ацетил-КоА и снижать уровень кальция в миокарде [9,10].
|
