РЕФЕРАТ

На тему: «Зниження харчової цінності нутрієнтів під час зберігання і перероблення»

Вступ

Харчування – фізична потреба людини. Їжа є вихідним матеріалом для побудови і відновлення кожної клітини організму людини. Підраховано, що за своє життя людина споживає в середньому близько 1,3 т білків, 12,5 т вуглеводів і 75 т води. За всю історію існування людини харчування завжди було і залишається найсуттєвішим чинником, який здійснює постійний вплив на здоров'я.

Потреба організму в енергії, пластичному матеріалі й елементах, необхідних для формування внутрішнього середовища, задовольняється травною системою.

Щоб зрозуміти, як правильно харчуватися, особливо за певних порушень стану здоров'я чи за небезпеки забруднення харчової продукції ксенобіотиками, необхідно чітко уявляти собі весь шлях харчових продуктів від порожнини рота до кожної клітини організму.

1. Якісний склад харчового раціону

Організм людини складається з білків (19,6%), жирів (14,7%), вуглеводів (1%), мінеральних речовин (4,9%), води (58,8%). Він постійно витрачає ці речовини на утворення енергії, необхідної для функціонування внутрішніх органів, підтримання тепла і здійснення всіх життєвих процесів, у тому числі фізичної та розумової праці. Щоб організм людини функціонував, його структурні елементи мають безперервно відновлюватися, тобто має здійснюватися обмін речовин. У середньому кожні 60 діб у людини змінюється 50% усіх тканинних білків, а деякі ферменти печінки можуть відновлюватися впродовж годин і навіть хвилин. Можна сказати, що нині кожен із нас хімічно інший, ніж був учора.

Регенерація можлива лише за безперервного потоку харчових речовин і джерел енергії, а також біологічно активних сполук з їжею. Обмін речовин перебуває в тісному зв'язку з енергетичним, адже організм людини постійно потребує енергії, без якої життєдіяльність припиняється. Таким чином, здоров'я людини великою мірою визначається його харчовим статусом.

Харчовий статус людини – ступінь забезпечення організму енергією та основними харчовими речовинами.

Поліпшення структури харчування і харчового статусу людини зумовлено фізіологічною роллю поживних речовин, які входять до складу харчових продуктів. Важливо знати норми фізіологічної потреби організму в харчових речовинах, а також мати уявлення про негативні наслідки споживання їх надлишкових і недостатніх кількостей.

Основні харчові речовини – органічні і неорганічні сполуки, необхідні для нормального росту, підтримання і відновлення тканин, а також для розмноження. Тому їхній вміст у харчовому раціоні людини має бути не нижчим зазначеного мінімального рівня. Водночас якщо приймання харчових речовин перевершує необхідний рівень, це може призвести до різних інтоксикацій організму, включаючи летальний кінець.

Харчові речовини поділяють на дві основні групи:

макронутрієнти – білки, жири, вуглеводи і макроелементи;

мікронутрієнти – вітаміни і мікроелементи.

2. Зниження харчової цінності продукції під час зберігання і перероблення

Під час зберігання, транспортування і перероблення харчової продукції' в ній відбуваються незворотні хімічні перетворення, що призводять до зниження харчової цінності.

Харчова цінність продукту визначається кількістю і співвідношенням нутрієнтів, які містяться в ньому, якісністю й біологічною цінністю, засвоюваністю, смаком, запахом і фізіологічною цінністю, тобто сукупністю всіх корисних якостей продукту.

Біологічна цінність – показник якості харчового білка, що відображає ступінь відповідності його амінокислотного складу потребам організму в амінокислотах для синтезу білка.

Енергетична цінність (калорійність) їжі характеризує частку енергії, яка вивільняється в організмі людини з харчових речовин харчових продуктів для забезпечення його фізіологічних функцій.

За енергетичною цінністю харчові продукти поділяють на:

1. Особливо високоенергетичні – 400–900 ккал/100 г.

2. Високоенергетичні – 250–400 ккал/100 г.

3. Середньоенергетичні – 100–250 ккал/100 г.

4. Низькоенергетичні – до 100 ккал/100 г.

Відповідно до гігієнічних вимог щодо якості і безпеки продовольчої сировини та харчових продуктів, харчова цінність їхніх окремих видів і груп визначається переважно вмістом у кожному з них окремих харчових речовин та енергетичною цінністю.

Для підвищення безпеки і засвоюваності продуктів, передусім тваринного походження, бульбо- і коренеплодів, проводять їхню термічну обробку – і низькотемпературну (охолодження, підморожування, заморожування), і високотемпературну (варіння, пастеризація, стерилізація та ін.).

Близько 80% харчових продуктів споживається після теплового оброблення, що сприяє розм'якшенню їхніх тканин. Теплове оброблення знищує мікроорганізми і сприяє руйнуванню деяких токсинів.

Однак разом із позитивною дією теплове оброблення і негативно впливає на харчові продукти: руйнуються окремі поживні речовини, мінеральні солі, розчинні у воді вітаміни, звітрюються ароматичні речовини, втрачається природний колір продуктів, можуть утворюватися антипоживні сполуки, що мають різну будову і властивості. Деякі сполуки цієї групи мають потенційно шкідливий вплив на здоров'я людини.

3. Зміни білків

За термічного оброблення, стерилізації, консервування і подальшого зберігання харчових продуктів відбуваються глибокі ушкодження білків:

• за короткочасного нагрівання відбувається денатурація білків і з втратою, і без втрати ними харчової цінності. При цьому біологічні, фізичні і хімічні властивості білкової молекули змінюються, ферментативна активність білків втрачається;

• повільне нагрівання білків за наявності у продукті відновлюваних цукрів зумовлює створення зв'язків між аміногрупами амінокислот і цукрами. Утворені цукроамінні комплекси не гідролізуються травними ферментами; вміст амінокислоти лізину знижується;

• тривале нагрівання білків зменшує вміст й інших амінокислот. Треба зазначити, що зменшення вмісту лізину може відбутися і за відсутності редукуючих речовин. Вільні аміногрупи лізину й аргініну, що входять до структури білка, можуть вступати в реакції з вільними кислотними групами аспарагінової і глутамінової кислот, а також із жирними кислотами і продуктами окиснення жирів;

– дуже тривале нагрівання білків призводить до деструкції амінокислот, включаючи повний їхній розпад й утворення перехресних зв'язків між окремими амінокислотами, у результаті чого утворюються поліамінокислотні комплекси.

Під час нагрівання суміші казеїну, що містить 4% вологи, з глюкозою впродовж 24 год за температури 90 °С знижується кількість 10 амінокислот: метіоніну – на 25%, аспарагінової і глутамінової кислот, треоніну, серину, гліцину, гістидину й аргініну – на 25–30%, лізину й аланіну – на 85%. Втрати збільшуються за підвищення вологості казеїну.

За оброблення харчових продуктів у лужному середовищі і наявності окиснювачів білки істотно змінюють свої фізичні та хімічні властивості.

За рН нижче від 8 у киплячій воді та за рН вище за 10 і температури 25'С у білку, отриманому з оселедця, між амінокислотами формуються внутрішні зв'язки, утворюється дипептид лізиналанін, який може чинити токсичну дію на організм людини.

З підвищенням жорсткості теплового оброблення розпад білків інтенсифікується. Так, соєвий білковий ізолят і білки насіння сої, оброблені за рН 12, повністю руйнуються через 4 год за 60 °С та через 12 год за 40 °С. Найчутливіший до підвищеної температури цистин.

Білок соняшникового насіння, оброблений 0,2 рН розчином лугу, також ушкоджується, втрачаючи амінокислоти, – аргінін, треонін, серин, лізин і цистин, водночас утворюються сполуки лізиналанін, алоізолейцин та орнітин.

Під час зберігання білкових харчових продуктів, до складу яких входять жири, вміст амінокислот знижується дуже різко. Наприклад, вміст лізину знижується на 90% у консервах з оселедця, які зберігалися 12 місяців за 25 °С. Ці зміни не відбуваються за наявності в атмосфері нітрогену або за відсутності жирів. Причиною таких процесів є утворення гідропероксидів ненасиченими жирними кислотами під час взаємодії з киснем. Розщеплюючись самовільно, гідропероксиди утворюють низькомолекулярні жирні кислоти, спирти, альдегіди і кетони, які активно вступають у реакцію з різними групами білків.

4. Зміни ліпідів

Хімічні реакції, які відбуваються під час нагрівання ліпідів, можуть призвести до утворення різних гідрокси-, епокси – та пероксисполук; деякі з них вирізняються токсичністю через їхню високу здатність ушкоджувати структуру живої клітини.

Окисні та гідролітичні зміни жирів можуть суттєво погіршити аромат їжі навіть тоді, коли жирів міститься небагато. Так, наприклад, у картоплі і шпинаті (вміст жирів 0,1–0,6%) ненасичені жирні кислоти окиснюються дуже легко, утворюючи леткі продукти з різким запахом.

Автоокиснення ненасичених жирних кислот у складі олій і жирів розпочинається утворенням гідропероксидів. Цей процес каталізується купрумом, ферумом та іншими металами зі змінною валентністю і гематиновими речовинами. Він також прискорюється під дією світла, тепла й оброблення жирів різними випромінюваннями. Реакція окиснення жирів породжує ланцюг прискорених змін, що супроводжуються утворенням гідропероксидів, які потім руйнуються з утворенням коротколанцюгових альдегідів, кетонів і кислот, що мають неприємний гіркуватий запах.

Під час утворення пероксидів виникають вільні радикали, що реагують з білками, вітамінами і ферментами, а також іншими жирами, які ще не зазнали змін. Особливо сприйнятливий до впливу пероксидів жиророзчинний вітамін А (ретинол).

Рослинні продукти, і особливо стручкова квасоля, горох, зернові вироби, а також насіння олійних рослин містять ліпоксигеназу (фермент), що окиснює ненасичені жирні кислоти оксигеном атмосфери з утворенням пероксидів.

Під час смаження харчових продуктів руйнування жирів і жирних кислот, що входять до їхнього складу, відбувається дуже швидко. Водночас утворюється низка летких сполук – карбонілів, гідроксикислот, кетокислот, епоксикислот, а також високомолекулярних оксиполімерів. Полімеризація продуктів окиснення згодом може відбуватиметься за відсутності оксигену з утворенням циклічних сполук і високомолекулярних полімерів. Встановлено, що полімерні сполуки можуть сприяти появі токсичності в нагрітих жирах і у смажених продуктах, що їх містять.

Зміни жирів можуть тривати і за низьких температур. Окиснення жирів, яке вже розпочалося, не зупиняється. Пероксиди легко розпадаються за кімнатної температури і навіть за нижчих температур, зумовлюючи руйнування більшої частини токоферолів у харчових продуктах під час зберігання і в замороженому стані, і за кімнатної температури.

За звичайного термічного оброблення (варіння) або мікрохвилями жири молока, м'яса і яєць суттєво не змінюються. За технологічного оброблення харчових продуктів і консервування зменшення поживної цінності жирів зазвичай незначне або майже відсутнє.

5. Зміни вітамінів

Вміст вітамінів у харчовій сировині коливається в дуже широких межах. Це не дає змоги зробити достовірні висновки про зниження їхньої кількості за теплового оброблення. Умови і тривалість зберігання сировини, умови транспортування і перероблення кожного виду харчової продукції вносять свої особливості у процеси біохімічної зміни вітамінів.

Ретинол (вітамін А). У продуктах тваринного походження він трапляється в активній формі – у вигляді ретинолу, а в рослинах – у провітамінній формі – у вигляді різних каротиноїдів, головним чином у вигляді (і-, а – чи ^.-каротиноїдів, з молекули яких утворюється дві або одна молекули ретинолу. У готових харчових продуктах ретинол і каротиноїди містяться в розчиненому в жирах стані. Швидкість їхнього окиснення і втрати вітамінних властивостей залежать від швидкості окиснення жирів. Чинники, які прискорюють окиснення жирів, також руйнують ретинол. Антиокиснювачі, які захищають жири від окиснення і руйнування, захищають також ретинол і каротини.

Стабільність вітаміну А залежить від виду продукту. Відзначена висока стабільність ретинолу, розчиненого в олії, у складі маргарину, незбираного сухого молока, картопляних чіпсів, у безалкогольних напоях і концентрованих соках.

Під час варіння продуктів у воді руйнується 16% вітаміну А через ЗО хв, 40% – через 1 год і 70% – через 2 год. Смаження за 200 °С свіжого і топленого масла, збагачених вітаміном А, призводить до руйнування 40% вітаміну через 5 хв, 60% – через 10 хв і 70% – через 15 хв. Під час виробництва топленого масла, приготованого з коров'ячого молока, втрати каротину і ретинолу при 150 °С через 15 хв становлять відповідно 40 і 30%.

Молоко, освітлюване денним світлом упродовж 6 год, втрачає до 10% вітаміну А.

Вміст вітаміну А змінюється також під час сушіння і стерилізації плодоовочевої продукції. Високотемпературне оброблення спричиняє ізомеризацію ретинолу, водночас А-вітамінна активність каротиноїдів знижується на 15–20% у зелених овочах, на 30–35% в овочах жовтого кольору.

Тіамін (вітамін Ві) нестійкий у нейтральному і лужному розчинах, де на нього негативно впливають іони металів, наприклад, купруму. Втрата активності відбувається і за екстракції вітаміну водою. Водночас він стійкий за низького рН і навіть під час нагрівання до 120 °С.

Тіамін стійкий у харчових продуктах, які містять агар, желатин і декстрин. Стабілізаційний вплив здійснює також додавання зернових продуктів до консервів зі свинячого м'яса.

Діоксид сульфуру повністю руйнує тіамін. За рН 3,0 руйнування починається і відбувається швидко, а за рН 5 і вище швидкість деградації збільшується. Супьфу-ристий ангідриду кількості 0,1% за 4 °С через 48 год руйнує до 90% вітаміну Ві.

Під час заморожування харчових продуктів ферменти тіаміназа і поліфенолоксидаза руйнують тіамін. Так, під час заморожування моркви втрати вітаміну становлять 50% уже через 90 днів зберігання, а в замороженого свіжого шпинату вся кількість тіаміну руйнується через 37 год.

Основні втрати тіаміну спостерігаються під час миття водою плодоовочевої сировини. Нарізані і тонко подрібнені харчові продукти внаслідок цього втрачають 20–70% тіаміну.

У багатьох харчових продуктах рослинного походження містяться речовини фенольної природи, що прискорюють руйнування тіаміну. До них належать хлорогенова і пірокатехінова кислоти, 3,4-дигідроксицинаменова кислота.

Встановлено, що за температур 21, 32 і 38 °С зберігання абрикосів, стручкової квасолі, шпинату, томатного й апельсинового соків відбувається зниження вмісту тіаміну в них на 25–65%.

Рибофлавін (вітамін Вг) трапляється в зв'язаній і вільній формах у харчових продуктах. У зв'язаному стані міститься з фосфатами у вигляді мононуклеотиду і флавінаденіндинуклеотиду. У молоці рибофлавін міститься у вільній формі. Це найдефіцитніший вітамін у дієті населення країн, що розвиваються.

Він легко екстрагується під час миття продуктів та їх бланшування, але порівняно стійкий проти окиснення і низького рН. Рибофлавін у кислому середовищі не руйнується навіть за 130 °С, але легко руйнується за лужних умов. Він чутливий до світла, особливо якщо міститься в молоці. У кислому і нейтральному середовищах під дією світла він перетворюється на луміхром, а в лужному – луміфлавін. Останній руйнує вітамін С молока; навіть незначні втрати рибофлавіну (близько 5%) можуть призвести до істотних втрат вітаміну С у цьому продукті – до 50%.

Фолієва кислота в харчових продуктах трапляється в різних формах у вигляді вільних і зв'язаних фолатів, які різняться біологічною активністю і стабільністю.