Химический состав продовольственных товаров
1.2. Химический состав продовольственных товаров
Для восполнения затраченной в процессе жизнедеятельности энергии, для нормального обмена веществ организму человека необходимы химические вещества, которые он получает с пищей. Знание химического состава пищевых продуктов помогает изучить их потребительские свойства, организовать рациональное питание, создать экономически чистые продукты, установить правильные условия и сроки хранения.
В состав пищевых продуктов входят неорганические (вода, минеральные вещества) и органические вещества (углеводы, белки, жиры, витамины, органические кислоты и т.д.).
Вода
Вода (Н2О) играет важную роль в жизни человека. Она составляет 2/3 массы тела и участвует в обмене веществ и других биологических процессах организма. В сутки человек теряет 2-3 литра воды, а потеря организмом 20% воды приводит к смерти (если без пищи человек может существовать месяц, без воды лишь 10 суток). Суточная потребность человека в воде составляет 2-2,5 литра (40 мл на 1 кг массы).[1]
Вода входит во все пищевые продукты в различных количествах. Много воды в плодах и овощах − 70-95%, мясе − 58-78 %, рыбе − 60-84%, молоке − 88%, хлебе 48-50%. Мало − в муке, крупе (12-15%), крахмале (13-20%), поваренной соли (3%), сахаре-песке (0,14%) и др.
В процессе перевозки и хранения содержание воды в пищевых продуктах изменяется, (некоторые увлажняются, некоторые − теряют воду) в зависимости от особенностей продукта и условной внешней среды. Уменьшение или увеличение содержания воды влияет на качество продукта. Например, товарный вид, вкус плодов и хлеба ухудшаются при снижении влажности, а крупы, сахара, макаронных изделий − при её увеличении.
Многие продукты гигроскопичны (поглощают пары воды). Это сахар, соль, чай, сухари, сухофрукты и др. Чем больше воды в продукте, тем ниже её питательность, меньше срок хранения, т.к. в водной среде активизируются микроорганизмы. Поэтому влажность является важным показателем качества продуктов и нормируется стандартами. Влажность продукта устанавливается высушиванием и выражается в процентах.
В продуктах вода находится в свободном и связанном состоянии. В свободном виде она содержится в клеточном соке, между клетками и на поверхности. Она легко удаляется из продукта и приводит к естественной убыли при хранении. Связанная вода находится в соединении с другими веществами продуктов, т.е. в составе коллоидов или кристаллов. Она с трудом удаляется из продуктов, и удаление её приводит к потере качества (например, очерствение хлеба).
Минеральные вещества
Минеральные (зольные) элементы находятся в пищевых продуктах в виде органических и неорганических соединений в небольших количествах. Так, в сахаре − 0,03-0,05%, плодах и овощах − 0,2-2,7%, мясе и рыбе − 0,7-1,9%, какао-порошке − 6%. В организме человека их содержится около 3 кг (5% массы тела). Суточная потребность в минеральных веществах составляет 20-30 г и обеспечивается полностью с пищей. Они поддерживают постоянное осмотическое давление в клетках, регулируют кислотно-щелочное равновесие организма, входят в состав крови, участвуют в построении костной, мышечной тканей. Недостаток минеральных веществ в организме приводит к заболеваниям.
По количественному содержанию в продуктах минеральные вещества делят на:
Рекомендуемые материалы
· макроэлементы (содержатся в сравнительно больших количествах, в десятых и сотых долях % или более 1 мг%)[2]. Из них наиболее необходимы человеку кальций, магний, фосфор, железо, натрий, хлор, калий, сера);
· микроэлементы − находятся в продуктах в небольших количествах (не более 1 мг%). Это йод, бром, медь, кобальт, барий, марганец, свинец, фтор, алюминий, мышьяк, молибден и др.);
· ультрамикроэлементы − содержатся в ничтожно-малых количествах (в микрограммах на 100 г продукта): уран, торий, радий. Они становятся ядовитыми и опасными, если содержатся в повышенных дозах.
О количестве минеральных веществ продукта судят по количеству золы, оставшейся после его полного сжигания. Показатель − массовая доля золы в стандартах нормируется в процентах и является показателем качества муки, сахара, крахмала и др. При загрязнении продуктов песком, землёй зольность повышается.
Стандарты также учитывают наличие металлопримесей (в муке, крупе, чае) и солей тяжёлых металлов (цинк, медь, олово, кобальт, свинец), т.к. они токсичны, например, в консервах свинец не допускается, а остальные допускаются в определённых нормах.
Растительные продукты богаче минеральными веществами, чем продукты животного происхождения:
Кальцием (Са) богаты орехи, шпинат, молочные продукты, яйца, хлеб, бобовые, морковь. Суточная потребность организма в кальции 0,8 г. Необходим он для построения костей, зубов, для нормальной деятельности нервной системы и сердца. Влияет кальций на рост и сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям.
Фосфора (Р) много в сырах, яйцах, мясе, рыбе, икре, хлебе, бобовых, картофеле, орехах. Суточная потребность в фосфоре 1,2 г. Он входит в состав костной ткани (зубы, кости), участвует в обменных процессах, влияет на функции нервной системы; усвоение пищи.
Магний (Мg) входит в состав хлорофилла и содержится во всех растительных продуктах, морской капусте, морской рыбе, арбузах, горохе. Потребность организма в магнии 0,4 г в сутки. Он влияет на деятельность сердца, обладает сосудорасширяющим свойством.
Железо (F) входит в состав гемоглобина крови, участвует в окислительных процессах организма. Источником железа для организма является печень, почки, яйца, овсяная крупа, хлеб, ягоды, яблоки. Потребность в железе 0,018 г в сутки.
Натрий (Na) регулирует водный обмен, задерживает влагу в организме, поддерживает величину осмотического давления в тканях. Содержание в продуктах незначительно, поэтому его вводят с поваренной солью (NaCl). Суточная потребность организма в натрии 4-6 г (10-15 г поваренной соли).
Калий (К) содержится в сухофруктах (кураге, урюке, изюме, черносливе), горохе, фасоли, мясе, рыбе, молоке. Необходимо его человеку 5 г в сутки для регулирования водного обмена (усиливает выведение жидкости из организма), улучшения работы сердца.
Хлор (Cl) регулирует осмотическое давление в тканях организма и участвует в образовании соляной кислоты (HCl) в желудке. Поступает в организм с поваренной солью (NaCl). Потребность в хлоре 5-7 г в сутки.
Сера (S) входит в состав гормона инсулина, витамина В1, некоторых аминокислот. Потребность человека − 1 г в сутки. Источники серы: горох, овсяная крупа, сыр, яйца, мясо, рыба.
Медь (Cu) и кобальт (СО) участвуют в процессах кроветворения. Содержатся в печени, рыбе, свекле. Суточная потребность 2 мг.
Йод (J) участвует в построении и работе щитовидной железы. Содержится в морской капусте, морской рыбе, морепродуктах, яйцах, картофеле, моркови, свекле и т.д. Суточная потребность 0,15 мг.
Фтор (F) и марганец (Мg) участвуют в образовании костей и зубов. Содержатся в питьевой воде (фтор), листовых овощах, крупе, хлебе, печени, яйцах, молоке (марганец). Потребность в марганце 5 мг в сутки.
Цинк (Zn) влияет на работу поджелудочной железы, способствует росту организма. Содержится в яйцах, печени, картофеле, луке репчатом, яблоках, капусте. В сутки человеку необходимо 12-15 мг.
Углеводы
Углеводы − это сложные органические вещества в состав которых входит углерод, водород и кислород. Для организма человека они являются основным энергетическим веществом. При окислении в организме человека 1 г углеводов выделяет 3,75 ккал (15,7 кДж) энергии. Большинство углеводов легко и полностью усваивается организмом. Углеводы, кроме того, являются строительным материалом важнейших соединений клеток (нуклеиновых кислот и др.). Суточная потребность организма человека в углеводах составляет 400-500 г. При избыточном потреблении углеводов в организме человека они превращаются в жиры, повышают содержание холестерина в крови, нарушают работу поджелудочной железы (развивается диабет).
В процессе хранения пищевых продуктов (плодов, овощей, муки, крупы и т.д.) происходит потеря массы за счёт расхода углеводов в процессе дыхания.
По строению молекул углеводы подразделяются на 3 класса:
· моносахариды;
· олигосахариды;
· полисахариды.
Моносахариды (простые сахара) состоят из одной молекулы углевода (C6H12O6), к ним относятся:
· глюкоза (виноградный сахар);
· фруктоза (плодовый сахар);
· галактоза.
Общие свойства сахаров:
В чистом виде они представляют собой кристаллические вещества, сладкого вкуса, белого цвета, хорошо растворяются в воде и способны кристаллизоваться из водных растворов (мёд, засахаривание варенья). Легко усваиваются организмом. Гигроскопичны, под действием микроорганизмов сбраживаются, обладают восстанавливающими (редуцирующими) свойствами. Из-за высокой гигроскопичности количество редуцирующих сахаров строго регламентируется стандартами в сахаре, карамели, мармеладе, пастиле и других продуктах. При нагревании до высоких температур сахара карамелизуются (образуют вещество тёмного цвета и горького вкуса − карамелен). А редуцирующие сахара при взаимодействии с аминокислотами образуют меланоидины (вещества бурого цвета). Этим объясняется появление тёмной корочки при выпечке хлеба, цвет жареного кофе, солода, жжёного сахара и т.д. Способны к гидролизу.
Глюкоза − содержится в ягодах, плодах, овощах, мёде, обычно совместно с фруктозой. Входит в состав дисахаридов и полисахаридов (сахарозы, лактозы, мальтозы, крахмала, клетчатки). В промышленности её получают гидролизом крахмала.
Фруктоза − находится в плодах, ягодах, овощах, мёде. Это самый сладкий (в 2,2 раза слаще глюкозы) и гигроскопичный сахар. Её получают гидролизом инулина. Она медленно всасывается в кровь, поэтому полезнее других сахаров, особенно для больных диабетом.
Галактоза − в свободном виде в природе не встречается, обладает меньшей сладостью, входит в состав лактозы (молочного сахара) и пектиновых веществ.
Дисахариды (олигосахариды) − это углеводы, построенные из 2 молекул моносахаридов C12H22O11. К ним относят сахарозу, мальтозу, лактозу. Они обладают всеми свойствами сахаров.
Сахароза (свекловичный сахар) − содержится в плодах, овощах, сахарной свекле, сахарном тростнике. Не обладает восстанавливающими свойствами (не относится к редуцирующим веществам). При гидролизе расщепляется на глюкозу и фруктозу в равных количествах. Эта смесь называется инвертным сахаром (он очень гигроскопичен в отличие от сахарозы). Реакция инверсии применяется при производстве искусственного мёда.
Мальтоза (солодовый сахар) − содержится в проросшем зерне, солоде, патоке. Состоит из 2 молекул глюкозы.
Лактоза (молочный сахар) − содержится в молоке. Состоит из глюкозы и галактозы. Обладает менее сладким вкусом и меньшей растворимостью. Сбраживается до молочной кислоты, на чём основано производство сметаны, творога, простокваши и т.д.
Полисахариды − не сахароподобные вещества, молекула которых состоит из множества молекул моносахаридов (C6H10O5)n. К ним относятся крахмал, клетчатка, инулин, гликоген. Они не обладают сладким вкусом, не растворимы в воде. Способны к гидролизу. Усваиваются медленно, а клетчатка вообще не усваивается.
Крахмал − содержится в зерне, муке, крупе (60-70%), картофеле (18-20%) и других овощах. В горячей воде крахмал набухает и образует коллоидный раствор (клейстер). Гидролизуется до глюкозы. Этот процесс называют осахариванием и применяют в производстве патоки. При хранении крахмального клейстера происходит постоянное разрушение коллоида с выделением воды (старение или ретроградация), чем объясняется черствение хлеба. Крахмал окрашивается йодом в синий цвет. Этим свойством пользуются для определения наличия крахмала в продуктах (молоке, колбасных изделиях).
Клетчатка − (целлюлоза) входит в состав оболочек растительных клеток. Содержится в кожице плодов, овощей, кочерыге капусты (0,5-2,5%), оболочках зерна (отрубях) (до 11-13%). Повышенное содержание её в продукте снижает его усвояемость и пищевую ценность, ухудшает вкус. Клетчатка не растворяется в воде, не усваивается организмом человека, но положительно влияет на процесс пищеварения, усиливая перистальтику кишечника. Потребность человека в клетчатке 25 г в сутки.
Гликоген − (животный крахмал) состоит из глюкозы, содержится в печени, мышечной ткани животных как запасное вещество. Влияет на качество мяса и рыбы при созревании. Растворим в воде, клейстера не образует, йодом окрашивается в буро-красный цвет. В продуктах содержится до 0,5-1% (мясо, яйца, рыба).
Инулин − содержится в чесноке, топинамбуре, цикории, артишоке. При его гидролизе образуется фруктоза. Используется для получения фруктового сахара (рекомендуется для больных диабетом). В горячей воде растворяется, образуя при этом коллоидный раствор.
Жиры
Жиры (липиды) − это сложные эфиры (триглицериды) трёхатомного спирта глицерина (10%) и жирных кислот (90%).
Жирные кислоты бывают насыщенные до предела водородом (предельные) и ненасыщенные (непредельные), имеющие двойные связи и способные присоединять другие атомы.
Наиболее распространёнными насыщенными кислотами являются пальмитиновая и стеариновая, кроме того миристиновая, капроновая, каприловая и др. В основном они твёрдые и входят в состав животных жиров (бараний, говяжий).Ненасыщенные кислоты − олеиновая, линолевая, линоленовая, арахидоновая -жидкие и содержатся преимущественно в растительных жирах. По биологической ценности эти кислоты приравниваются к витамину F. По происхождению жиры бывают животные и растительные, по консистенции − твёрдые и жидкие.
Консистенция жира зависит от состава жирных кислот. Если в жире преобладают предельные кислоты, то жир твёрдый и температура плавления его выше. Такой жир труднее усваивается организмом (животные жиры, кроме рыбьего). Жиры, в которых больше ненасыщенных кислот − жидкие, легкоплавкие, легче усваиваются (растительные масла, кроме какао-масла и кокосового). Температура плавления бараньего жира 44-51°С, свиного 33-46°С, коровьего масла 28-34°С, подсолнечного 16-19°С. Поэтому коровье и растительные масла могут использоваться в пищу без тепловой обработки.
Жиры обладают высокой энергетической ценностью (1 г выделяет 9,0 ккал (37,7 кДж)), участвуют в процессах обмена, используются для построения клеток и жировой ткани, служат источниками для организма жирорастворимых витаминов (А, Д, Е, К) и являются запасным веществом. При недостатке жиров замедляется рост, уменьшается сопротивляемость организма к заболеваниям, сокращается продолжительность жизни. Суточная потребность человека в жирах 90-100 г.
Богаты жирами растительные масла, маргарин, животные жиры, коровье масло (80-99%), орехи (67-70%), шоколад (35-40%). Мало жира содержится в плодах (0,2-0,4%), овощах (0,1-0,5%), злаковых культурах (1,5-2%). Не содержат жиры сахар, леденцовая карамель, крахмал.
Жиры не растворимы в воде, но растворяются в химических растворителях (бензине, эфире, керосине). С водой могут образовывать эмульсии (т.е. распределяться в виде мельчайших капелек) − маргарин, майонез. Под действием света и тепла жиры окисляются кислородом воздуха, приобретая неприятный вкус и запах (прогоркают). Наиболее быстро прогоркают жиры, содержащие непредельные жирные кислоты. Для растительных масел в стандартах есть показатель (йодное число). Йодное число показывает степень ненасыщенности кислот. Чем выше йодное число, тем больше ненасыщенных кислот в жире, тем быстрее он прогоркает. При определённых условиях ненасыщенные жирные кислоты могут присоединять водород, в результате жир становится твёрдым (гидрожир или саломас). Этот процесс называют гидрогенизацией. Саломас является основным сырьём для маргарина и кулинарных жиров
При высоких температурах (при жарке) жиры дымят (кроме кулинарных жиров); с образованием ядовитого летучего вещества − акролеина. Жиры способны к гидролизу (реакция омыления), при этом в жирах появляется салистый вкус и неприятный запах, повышается кислотность. В стандартах степень свежести жира определяется показателем «кислотное число».
Природные жиры содержат жироподобные вещества (липоиды):
· фосфоглицериды (фосфатиды);
· стерины;
· воска.
Наиболее часто встречаются из фосфатидов − лецитин, из стеринов − холестерин. Лецитин способствует усвоению белков, углеводов, снабжает организм человека фосфором, препятствует развитию атеросклероза, малокровия, ожирения печени. Содержится в яичном желтке, сое, коровьем масле, нерафинированных растительных маслах. Холестерин (в животных жирах) в организме под действием ультрафиолетовых лучей превращается в витамин D, способен обезвреживать яды, но его избыток способствует развитию атеросклероза, поэтому потребление животных жиров надо ограничивать.
Белки
Азотистые вещества делят на белковые и небелковые. К небелковым относятся аммиак, нитраты, содержание которых нормируется стандартами, т.к. они вредны для организма человека.
Белки − это сложные азотистые вещества, состоящие из аминокислот (всего 20). Многие из них синтезируются в организме из других веществ, поэтому называются заменимыми; 8 аминокислот не синтезируются, поэтому должны поступать в организм в готовом виде с пищей. Эти 8 аминокислот называют незаменимыми (метионин, триптофан, лейцин, лебцин, изолейцин, фенилаланин, валин, треонин). Если белки содержат все 8 незаменимых аминокислот, они называются полноценными. Это белки молока, куриных яиц, сои, гречихи, пшеницы, мышечной ткани мяса, рыбы и т.д. Если хотя бы одна из незаменимых аминокислот отсутствует, белки называются неполноценными (белки проса, кукурузы, соединительной ткани мяса, рыбы).
В организме человека белки регулируют все жизненные процессы, образуют ферменты, гормоны, витамины; входят в состав тканей, восстанавливают клетки, т.е. являются основой жизни. При расщеплении 1 г белка выделяется 4 ккал (16,7 кДж) энергии. Суточная потребность человека в белках 80-100 гр.
Много белков содержатся в мясе (12-20%), рыбе (20-24%), молоке (3,5-4%), бобовых культурах (20-23%). Мало в овощах (0,5-5%), масле сливочном (0,6%). Совсем нет − в растительных маслах, сахаре, крахмале.
По происхождению белки бывают животными и растительными. Сочетание животных и растительных белков повышает ценность белкового питания. В зависимости от состава белки делят на:
- простые (протеины);
- сложные (протеиды).
Простые состоят только из аминокислот. По растворимости они подразделяются на:
· альбумины − растворимые в воде, содержатся в молоке, яйцах, крови, бобовых и зерновых культурах;
· глобулины − растворимы в растворах некоторых солей. Содержатся в мясе (миозин), молоке, картофеле;
· проламины − растворяются в этиловом спирте. Содержатся в пшенице, рисе (глиадин);
· глютелины − растворяются в щелочных растворах. Находятся в пшенице (глютенин). Он образует клейковину муки;
· протеноиды − нерастворимые белки. Входят в состав хрящей, сухожилий (эластин, коллаген), волос, кожи, ногтей, шерсти (кератин) и др.
Сложные белки − состоят из простых белков и небелковых веществ. Наиболее распространёнными из них являются:
· фосфопротеиды − содержат молекулы фосфорной кислоты. К ним относятся казеин молока, вителлин яичного желтка, ихтулин − икры рыб;
· хромопротеиды − это соединения белка с красящим веществом. Например, миоглобин мышечной ткани мяса.
Кроме того, к протеидам относятся нуклеопротеиды (с нуклеиновой кислотой), липопротеиды (с жирами или липидами), гликопротеиды (с молекулами углеводов).
Все белки способны увеличиваться в объёме (набухать), т.е. поглощать большое количество воды и образовывать гели (коллоиды). Например, при варке макаронных изделий, набухании баранок, сухарей, замесе теста. При длительном хранении эта способность уменьшается в результате «старения» белков (синерезис). Они отдают влагу, уплотняются, теряют способность к набуханию и растворимости. При этом продукт приобретает жёсткую твёрдую консистенцию, трудно разваривается и усваивается (бобовые культуры, черствение хлеба).
Растворимые белки при нагревании (60-70%) денатурируют (свёртываются), при этом теряется способность растворяться. Это наблюдается при варке яиц, кипячении молока (пенка), варке мяса (пена в бульоне), получении молочно − кислых продуктов и сыров. Денатурация белков может происходить и под действием кислот, ферментов, спиртов, солей тяжёлых металлов и т.д.
При взбивании белки пенятся. Это свойство используется при изготовлении пудингов, муссов, пастилы. При нагревании с редуцирующими сахарами белки образуют тёмноокрашенные вещества (меланоидины) - окраска чая, кофе, пива и т.д. Белки способны к гидролизу. При этом образуются промежуточные продукты (пептоны, полипептиды, аминокислоты). Например, при созревании сыров, в организме человека (в процессе пищеварения). Под действием гнилостных бактерий распад идёт глубже до простых (конечных) продуктов (аммиак, сероводород, индол, скатол и др.) с появлением неприятного запаха. Это процесс гниения белков.
Витамины (жизненные амины)
Это органические вещества, регулирующие жизненные процессы, происходящие в организме человека. Большинство витаминов организм человека не синтезирует, поэтому должен получать их с пищей. Они регулируют обмен веществ, повышают сопротивляемость организма к заболеваниям, способствуют усвоению белков, жиров, углеводов. Суточная потребность в витаминах невысока (0,1-0,2 г), но недостаток их в питании приводят к заболеванию − авитаминозу, избыток − гиповитаминозу, переизбыток − гипервитаминозу. Вырабатываются витамины растениями (в основном) и по растворимости делятся на водорастворимые и жирорастворимые. Обозначаются буквами латинского алфавита, но каждый имеет название.
Водорастворимые − наиболее известные С, Р, РР, группы В (В1, В2, В3, В6, В9, В12, В15), Н, У.
Витамин С (аскорбиновая кислота). Содержится в свежих овощах и плодах, особенно в облепихе, шиповнике, чёрной смородине, квашеной капусте и др. При нагревании и длительном хранении продуктов − разрушается. При отсутствии его в организме человека нарушаются окислительно-восстановительные процессы, прекращается синтез белковых веществ мозга, появляется заболевание − цинга. Суточная норма потребления 70-100 мг.
Витамин Р (рутин). Способствует укреплению стенок кровеносных сосудов. Содержится в шиповнике, черноплодной рябине, чае, цитрусовых плодах, облепихе. Потребность 35-50 мг.
Витамин РР (никотиновая кислота). Необходим для обмена веществ, недостаток его вызывает заболевание пеллагрой «шершавая кожа». Находится в хлебе, молоке, моркови, яблоках, картофеле, яблоках, мясе. Потребность 15-25 мг в сутки.
Витамин В1 (тиамин). Недостаток этого витамина приводит к потере аппетита, снижению работоспособности, вызывает заболевание «бери-бери». Потребность в этом витамине 1,5-2 мг. Богаты им дрожжи, хлеб, отруби, печень, почки, нежирная свинина, бобовые, все виды овощей.
Витамин В2 (рибофлавин). Недостаток его вызывает ослабление зрения, задержку роста, выпадение волос, слезоточивость. Потребность человека в этом витамине 2-3 мг в сутки. Содержится в сыре, яйцах, молоке, мясе, рыбе, овощах, мёде, орехах.
Витамин В3 (пантотеновая кислота). Нормализует работу центральной нервной системы и органов пищеварения. Суточная потребность 15 мг. Содержится в мясе, рыбе, хлебе, грибах, плодах, овощах.
Витамин В6 (пиридоксин). Необходим для обмена веществ. Недостаток его вызывает заболевание кожи (дерматиты), прекращение роста. Человеку необходимо в сутки 3 мг. Содержится в дрожжах, мясе, рыбе, сыре, овощах.
Витамин В9 (фолиевая кислота). Необходим для кровообращения. Его недостаток вызывает малокровие, атеросклероз. Суточная потребность 0,1-0,5 мг. Много его в зелёных овощах (салат, шпинат, зелёный лук, петрушка). Разрушается при тепловой обработке продуктов.
Витамин В12 (цианокобаламин). Необходим для кровообращения, обмена веществ. Недостаток его в организме приводит к малокровию, анемии. Содержится в мясе, молоке, желтке яиц, морской капусте. Суточная потребность 0,05 мг.
Витамин В15 (пангамовая кислота). Необходим для работы сердца, печени, кровообращения, окислительных процессов организма. Потребность 2 мг. Содержится в отрубях, рисе, дрожжах, печени, капустном и картофельном соке.
Витамин Н (биотин). Регулирует работу нервной системы. При недостатке этого витамина возникают заболевания кожи (экзема). Потребность организма в нём 0,15-0,3 мг. Богаты им печень, почки, молоко, цветная капуста, бобы.
Витамин У. Нормализует функции пищеварительных желез, способствует заживлению язв желудочно-кишечного тракта. Содержится в соке капусты белокочанной, картофеля, в молоке.
Жирорастворимые витамины - А, D, Е, F, К.
Витамин А (ретинол). Оказывает влияние на рост организма, остроту зрения. Суточная потребность 1-2 мг. Содержится в печени, мясе, молоке, желтке яиц, икре рыб, в растительных продуктах жёлто-оранжевого цвета (морковь, помидоры и др.). Красящее вещество каротин в организме человека превращается в витамин А, поэтому каротин называют «провитамин А».
Витамин D (кальциферол). Участвует в образовании костной ткани, предупреждает развитие рахита. Суточная потребность у детей 15-25 мг, у взрослых 1-2 мг. Находится в рыбьем жире, желтке яиц, молоке.
Витамин Е (токоферол). Влияет на функцию размножения. Содержится в растительных маслах, молоке, икре рыб, в плодах и овощах. Потребность в этом витамине 10-12 мг в сутки.
Витамин К (филлохинон). Способствует свёртыванию крови. Суточная потребность составляет 1-3 мг. Содержится в картофеле, моркови, шпинате, салате, томатах, яйцах, свиной печени. Разрушается при высокой температуре, под действием света.
Витамин F (ненасыщенные жирные кислоты − линолевая, линоленовая и архидоновая в комплексе). Участвует в жировом обмене, регулирует уровень холестерина в крови. Содержится в растительных маслах, жире рыб, свином сале. Суточная потребность в нём 5-8 г.
К витаминоподобным веществам относят холин и инозит. Недостаток этих веществ вызывает ожирение печени, нарушение обмена веществ. Холин содержится в сое, пшенице, ячмене, желтке яиц. Инозит − в печени, мозгах, дрожжах.
Ферменты (энзимы)
Это белковое вещества, являющиеся биологическими катализаторами (ускоряют различные процессы, протекающие в живых организмах). Они способствуют перевариванию, усвоению пищевых продуктов. Образуются ферменты в любой живой клетке (микроорганизмами, животными, растениями), но сохраняют активность и вне её. Ферменты действуют строго специфично, т.е. ускоряют только определённый процесс. Поэтому название фермента зависит от названия вещества, на которое они действуют с добавлением оконгания «аза». Например, фермент, расщепляющий лактозу называется лактаза, действующий на сахарозу − сахараза.
Ферменты очень активны. Ничтожной дозы достаточно для превращения огромного количества вещества из одного состояния в другое. Так, один грамм сычужного фермента свёртывает тонну молока.
Ферменты чувствительны к температуре. Наиболее активны они при 30-50°С. При повышении выше 80°С − разрушаются (инактивируются). Низкие температуры снижают их активность. Поэтому для предупреждения порчи продуктов их хранят на холоде или подвергают тепловой обработке. Каждый фермент активен при определённой реакции. Например, сычужный фермент наиболее активен в кислой среде. Влажность продукта также усиливает активность ферментов, высушивание − уменьшает.
Ферменты влияют на качество продуктов как положительно (например, созревание: мяса после убоя животных, сельди при посоле, сыров, ферментация чая, табака, стабилизация пива), так и отрицательно (разрушение витаминов). Такие процессы как гниение, брожение, окисление, прогоркание также протекают под действием ферментов.
По характеру действия на вещества ферменты подразделяют на группы:
· оксиредуктазы − окислительно-восстановительные ферменты. Они участвуют в процессах дыхания (плодов, овощей, муки, зерна, крупы, яиц), брожения, окисления дубильных веществ и т.д.;
· трансферазы − ферменты переноса. Принимают участие в промежуточном обмене веществ, усвоении белков организмом;
· гидролазы − участвуют в процессах расщепления сложных веществ с присоединением воды. К ним относятся: липаза − расщепляет жиры на жирные кислоты и глицерин; протеаза − расщепляет белки до аминокислот; сахараза, мальтаза, амилаза (расщепляет крахмал в декстрины, мальтозу и глюкозу), лактаза и др.;
· лиазы − ферменты расщепления органических веществ без участия воды. К ним относятся каталаза, карбоксилаза. Принимают участие в порче мяса, молока, рыбы, в спиртовом брожении, т.к. катализируют отщепление воды, углекислого газа и др.;
· изомеразы − катализируют превращение органических веществ в их изомеры. Эти ферменты используются в производстве глюкозы и фруктозы, играют роль в процессе дыхания, брожения;
· лигазы − ферменты синтеза. Катализируют образование сложных веществ из простых.
Прочие вещества продовольственных товаров
Органические кислоты − придают продуктам определённый вкус, улучшают их сохраняемость, способствуют лучшему усвоению и перевариванию пищи. Суточная потребность человека в кислотах − 2 г. Они могут:
· быть составной частью продукта (ягоды, плоды, овощи);
· образовываться при производстве продуктов (творог, сыр, квашеная капуста, тесто и т.д.);
· добавляться в продукты при приготовлении или переработке (кондитерские изделия, маринады и др.). Кислоты используются как консерванты. Например, уксусная, сорбиновая, бензойная.
В процессе хранения в некоторых пищевых продуктах кислотность увеличивается, что свидетельствует о том, что продукты недостаточно свежие и доброкачественные. Поэтому стандартами на некоторые продукты установлены нормы содержания кислот в % или градусах кислотности (например, молоко, квашеные овощи, хлеб и пищевые жиры).
Чаще встречаются в пищевых продуктах следующие кислоты:
· муравьиная (мёд, яблоки);
· уксусная (плоды, пиво, соки);
· масляная (порча молочных продуктов, квашеных овощей и т.д.);
· бензойная (клюква, брусника);
· молочная (квашеные овощи, молочно-кислые продукты);
· щавелевая (щавель, шпинат, ревень);
· лимонная (цитрусовые плоды, ананасы, клюква, гранаты, табак);
· яблочная (плоды и овощи);
· винная (виноград, вино);
· салициловая (малина, земляника);
· сорбиновая (рябина).
Дубильные вещества (танины, катехины) − содержатся в растительных продуктах, обеспечивают терпкий вяжущий вкус (кизил, рябина, чай и др.). Окисляясь кислородом воздуха, темнеют (потемнение яблок, чая, картофеля). Используют их для осветления соков и вин, они обладают бактерицидным действием, укрепляют стенки кровеносных сосудов, утоляют жажду.
Красящие вещества − придают продуктам цвет. К ним относятся:
· хлорофилл − зелёный пигмент (в плодах и овощах, чае);
· каратиноиды − жёлто-оранжевые пигменты (каротин, ксантофил, ликопин), находятся в овощах, плодах;
· антоцианы − окрашивают плоды и овощи в красный, фиолетовый, синий цвета (виноград, слива, свекла и т.д.);
· флавоновые пигменты (жёлтая или оранжевая окраска) − чешуя лука, кожица яблок.
При производстве продуктов используются
1. Натуральные красители:
· каротин − для масла коровьего, маргарина;
· колер − для вин, ликёро-водочных изделий, безалкогольных напитков.
2. Синтетические красители:
· индигокармин, ультрамарин − для сахара-рафинада.
Красящие вещества нестойки. Изменяется цвет продуктов при длительном хранении, вследствие чего снижается их качество.
Ароматические вещества − придают аромат (запах) продуктам. Аромат является показателем качества. В продуктах они содержатся в виде эфирных масел. Содержатся эфирные масла в плодах, овощах, чае, пряностях. В некоторых продуктах накапливаются при их обработке (кофе, хлеб, копчёная рыба, сыр и др.). При производстве продуктов ароматические вещества (природные и искусственные − эссенции) могут добавлять, например, в ароматизированные вина, печенье, пряники. Мясо и рыба содержат экстрактивные вещества, которые при варке придают аромат бульону.
Приятный аромат пищи возбуждает аппетит и улучшает усвоение. При порче продуктов появляются неприятные запахи (гниение мяса, рыбы, яиц и т.д.).
Гликозиды − это производные углеводов. Если в соединение входит глюкоза, то они называются глюкозидами. Они обладают резким запахом, горьким вкусом. В малых дозах возбуждает аппетит, в больших − для организма человека вредны. Содержатся в основном в растительных продуктах, чаще в кожице и семенах:
- соланин и чаконин − в позеленевшем картофеле;
- капсаицин − красном перце;
- синигрин − горчице, хрене;
- вакцинин − клюкве, бруснике;
- гесперидин − в цитрусовых плодах.
Алкалоиды − это небелковые азотистые вещества, возбуждающие нервную систему человека, снимающие усталость. В больших дозах − яды. Содержатся в чае (танин), кофе (кофеин), какао (теобромин), в чёрном перце (пиперин), табаке (никотин).
Фитонциды − это вещества, выделяемые некоторыми растениями, губительные для микроорганизмов. Поэтому используется в медицине и при хранении продуктов. Наиболее активные фитонциды в луке, чесноке, хрене, редьке, цитрусовых плодах. При длительном хранении данных продуктов количество и активность фитонцидов падает.
Вопросы для самопроверки:
1. Роль воды в процессе обмена веществ и её влияние на пищевую ценность продуктов.
2. Как влияет содержание воды в продукте на качество и сохраняемость его?
3. Что такое зольность продукта? Как она влияет на качество?
4. Какую роль в питании играют сахара, крахмал, клетчатка?
5. От чего зависит усвояемость и питательная ценность жиров и белков?
6. В каких по происхождению продуктах содержится больше водорастворимых и жирорастворимых витаминов? Назовите витамины каждой группы.
7. Какую роль играют ферменты?
Методология и теория исторической науки - лекция, которая пользуется популярностью у тех, кто читал эту лекцию.
8. От чего зависит цвет, вкус, аромат пищевых продуктов?
9. Назовите основные потребительские свойства пищевых продуктов.
10. Чем обуславливается пищевая ценность пищевых продуктов?
11. Что такое калорийность продуктов? Определите энергетическую ценность 100 г сахара-рафинада, если он содержит 99,9% сахарозы; 0,1% − воды.
[1] Суточная потребность в основных пищевых веществах приводится в соответствии с «Нормами физиологических потребностей в пищевых веществах и энергии для различных групп населения», утвержденными Министерством здравоохранения 1991 г.
[2] Мг% − количество веществ в 100г продукта.
