Известно, что клеточные стенки растений представляют собой комплексную матрицу, состоящую из целлюлозы и лиг­нина гемицеллюлоз.

Гемицеллюлозы — класс полисахаридов, не усваиваемых организмом человека. Основной представитель гемицеллюлоз в пищевых продуктах — ксилан. Этот полимер состоит в основ­ном из β-D-(1,4)-ксилопиранозильных единиц, часто содержит β-L-арабинофуранозильные боковые цепи от третьей позиции нескольких D-ксилозных колец. Другие типичные составляю­щие — метиловые эфиры D-глюкуроновой кислоты, D- и L-ra- лактоза, ацетильные эфирные группы.

Использование гемицеллюлоз в хлебопекарных процессах основано на способности связывать воду. При приготовлении теста из пшеничной муки они улучшают качество замеса, умень­шают энергию перемешивания, участвуют в формировании структуры теста, в частности клейковины, что в итоге увеличи­вает объем хлеба. Гемицеллюлозы также тормозят черствение хлебобулочных изделий.

Вторая важная функция гемицеллюлоз в пищевых продук­тах заключается в том, что они как пищевые волокна образуют часть неперевариваемого комплекса, что чрезвычайно важно для перистальтики кишечника. Эффект этих полисахаридов в отно­шении желчных кислот и метаболизма стероидов недостаточно изучен; известно, однако, что они важны для удаления желчных кислот и снижения уровня холестерина в крови. Установлено, что пищевые волокна, в том числе гемицеллюлозы, снижают риск сердечно-сосудистых заболеваний и злокачественных новооб­разований прямой кишки, а у больных диабетом — потребность в инсулине.

Целлюлоза — моноглюкан, состоящий из линейных цепей β-D-(1,4)-глюкопиранозных единиц. Исключительная линей­ность целлюлозы дает возможность молекулам ассоциироваться, что происходит в растениях. Целлюлоза имеет аморфные и кри­сталлические области, и именно аморфные зоны подвергаются воздействию растворителей и химических реагентов. При про­изводстве пищевых продуктов находит применение микрокри­сталлическая целлюлоза, которую получают путем кислотного гидролиза целлюлозы. В этом случае аморфные зоны гидролизо- ваны кислотой, остаются только небольшие кислотоустойчивые области. Микрокристаллическая целлюлоза используется как наполнитель и реологический компонент в низкокалорийных пищевых продуктах.

В пищевых технологиях находят применение целлюлоза и ее производные: микрокристаллическая целлюлоза, метилцел­люлоза, карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ), гидроксипропилцел- люлоза, гидроксипропилметилцеллюлоза, метилэтилцеллюлоза. Эти соединения добавляют в мороженое, кондитерские изделия и соусы. Производные целлюлозы применяют в качестве дие­тических волокон при создании сбалансированных продуктов питания.

Чистая целлюлоза не растворяется в воде. Чтобы целлю­лоза стала растворимой, ее подвергают химической модифи­кации путем введения реакционно-способных метил-, карбок- симетил-, гидроксипропил- и других групп в гидроксильные остатки молекулы. Благодаря этому получают продукты разрыхленной структуры. Среди производных целлюлозы наибольшее значение имеют метил- и карбоксиметилцеллю- лоза. Их получают, воздействуя алкилирующими реактивами, например галоидными алкилами или диалкил-сульфатами, на алкилцеллюлозу.

Метилцеллюлоза (Е461) представляет собой волокнистый порошок от белого до серо-белого цвета. При содержании менее двух метильных остатков на один глюкозный метилцеллюло­за растворима в холодной воде, а в теплой переходит в гель. Растворимость метилцеллюлозы уменьшается с повышением температуры до точки кипения. Студнеобразование в растворах метилцеллюлозы вызвано главным образом гидрофобным взаи­модействием неполярных группировок макромолекул.

Карбоксиметилцеллюлоза (Е466) (КМЦ) — это белый во­локнистый порошок, растворимый в воде. Ее получают из чистой целлюлозы хлопка. КМЦ адсорбирует воду в 50-кратном коли­честве, образуя коллоидные системы.

Микрокристаллическая целлюлоза (Е460) — это частично гидролизованная кислотой целлюлоза, которая в отличие от натуральной целлюлозы имеет укороченную молекулярную цепь без ассоциативных связей. Водные дисперсии микрокри­сталлической целлюлозы гелеподобны при концентрации около 1%, причем с увеличением концентрации дисперсионных систем (около 1,2-1,5%) псевдопластичность становится более заметной. Кроме того, вязкость систем возрастает во времени, особенно через 18 ч хранения.

В эмульсии типа вода—масло использование микрокристал­лической целлюлозы в качестве загустителя снижает содержа­ние в них масла до 20%.

ФАО/ВОЗ по пищевым добавкам установлены допустимые суточные дозы производных целлюлозы в количестве до 30 мг/кг массы тела.

Модифицированные крахмалы применяются в хлебопе­чении, для получения безбелковых диетических продуктов дифференцированно. Свойства их в результате разнообразных способов обработки (физического, химического, биологического) заметно отличаются от обычного крахмала. Так, модифицирован­ные крахмалы существенно отличаются от обычного крахмала по степени гидрофильности, способности к клейстеризации и студнеобразованию. Однако максимальный уровень пищевых добавок в продуктах регламентируется нормативной докумен­тацией (приложение 1).