Цели изучения дисциплины «Методы исследования свойств сырья и продуктов питания» - изучение состава, качества и безопасности пищевых продуктов и продовольственного сырья.

Пищевая продукция - продовольственное сырье, пищевые продукты и их ингредиенты, этиловый спирт и алкогольная продукция.

Пищевые продукты - продукты, используемые человеком в пищу в натуральном или переработанном виде.

Продовольственное сырье - объекты растительного, животного, микробиологического, а также минерального происхождения, используемые для производства пищевых продуктов.

Предприятие должно нести полную ответственность за качество продукции и ее конкурентоспособность на рынке.

Качество пищевой продукции - совокупность характеристик, которые обуславливают потребительские свойства пищевой продукции и обеспечивают ее безопасность для человека.

Свойство продукции - это объективная особенность продукции, проявляющаяся при ее изготовлении, хранении, транспортировании и потреблении.

К основным свойствам продовольственных товаров относятся пищевая ценность, сохраняемость и кулинарно-технологические свойства.

Пищевая ценность продовольственных товаров - это комплексное свойство. Ее составные элементы - энергетическая, биологическая, физиологическая и органолептическая ценность, а также усвояемость и доброкачественность продуктов питания.

Под энергетической ценностью понимают количество калорий, которые может дать организму продукт в зависимости от содержания в нем белков, жиров, углеводов.

Основная потребность организма человека в энергии покрывается за счет жиров, углеводов и белков, содержащихся в пище. Небольшую часть энергии человек получает за счет органических кислот, спирта и др.

Энергетическая ценность 1 г белка составляет 4,0 ккал, 1 г жира - 9,0 ккал, 1 г углеводов - 3,75 ккал.

Для расчета теоретической энергетической ценности продовольственных товаров необходимо знать химический состав этих товаров, т.е. процентное содержание в них белков, жиров и углеводов, и массу товара. Рассчитанная л аким образом калорийность называется теоретической, т.к. она не учитывает процента усвояемости основных веществ.

Усвояемость - степень использования составных компонентов продовольственных товаров организмом человека. При смешанном питании усвояемость белков составляет 84,5%, жиров - 94%, углеводов - 95,6%.

Практическую калорийность рассчитывают путем умножения калорийности белков, жиров, углеводов на процент усвояемости.

Под биологической ценностью продукта понимают сбалансированность аминокислот, полиненасыщенных жирных кислот, витаминов, минеральных и балластных веществ.

Физиологическая ценность обусловлена веществами, оказывающими активное воздействие на организм человека. Выделяют три группы физиологически активных веществ, действующих на нервную систему желудочно-кишечный тракт, иммунную систему человека. Например, кофеин чая и кофе возбуждающе действует на сердечную и нервную деятельность человека. Тартроновая кислота огурцов, кабачков, капусты способствует выведению из организма холестерина.

Органолептическая ценность это комплексное сочетание свойств продукта: внешний вид (форма, цвет и окраска, состояние поверхности) консистенция, вкус и запах. Причем, последние три имеют первостепенное значение при потреблении продукта.

Доброкачественность продовольственных товаров сочетает в себе органолептическую ценность (цвет, вкус, аромат, консистенция и др.) ибезопасность.

Безопасность- это отсутствие недопустимого риска, связанного с возможностью нанесения ущерба здоровью (жизни) человека. На безопасность продуктов питания влияет наличие в пище вредных химических веществ (солей тяжелых металлов, пестицидов, нитратов, канцерогенных веществ), болезнетворных (патогенных) микробов и токсинов. К пестицидам относятся такие вещества, как ДДТ, хлорофос, дихлорофос и другие химические средства защиты растений от вредителей. В стандартах на продукцию предусмотрев контроль за остаточным количеством пестицидов и содержанием нитратов, а также токсичных микроэлементов.

Сохраняемость- одно из свойств качества продукции, относящееся в группе надежности. Надежность - способность изделия выполнять требуемые функции в заданных условиях в течение заданного периода времени.

Показатель качества продукции это количественная характеристика одного или нескольких свойств продукции. Показатели качества бываю! единичные (размер) или комплексные (внешний вид), определяющие (например, внешний вид, размер, вкус, запах для различных видов плодов и овощей) и специфические (степень зрелости, длина кочерыжки для капустных овощей, позеленение картофеля).

По методам определения свойства пищевой продукции подразделяются за группы:

Органолептические (цвет, вкус, запах, консистенция);

Физико-механические (влажность, плотность, вязкость, пористость и др.);

Физико-химические (содержание соли, сахара, кислотность);

Микробиологические (коли-титр для молочных продуктов, допустимое количество сальмонелл);

Технологические (увеличение массы макаронных изделий после варки).
По функциональному назначению свойства пищевой продукции подразделяются на:

Экологические;

Эргономические, отражающие взаимодействие системы «человек- продукция»;

Группы надежности (показатели сохраняемости) - способности продукта сохранять качество при определенных условиях и сроках хранения;

Свойства транспортабельности (при перевозках);

Эстетические (стабильности товарного вида, изображение фирменных знаков);

Свойства безопасности потребления, обеспечивающие безвредность;

Свойства физиологического назначения, характеризующие диетические и лечебные свойства продукции.

Методы определения свойств пищевой продукции включают органолептический, основанный на анализе восприятий органов чувств, измерительный, осуществляемый на основе технических средств измерения. экспертный, осуществляемый на основе решения, принимаемого экспертами, и социологический, осуществляемый на основе сбора и анализа мнений тактических и возможных потребителей продукции. Наиболее часто в торговой практике и на предприятиях-изготовителях применяют органолептический и измерительный методы определения показателей качества.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

В зависимости от сырья и особенностей использования пищевые продукты подразделяют на следующие группы: овощи и плоды; сахар, крахмал, мед, кондитерские изделия; продукты переработки зерна; вкусовые продукты; рыбные продукты; мясные продукты; молочные продукты; пищевые жиры.

В общественном питании пищевые продукты классифицируют по условиям хранения: мясорыбные; молочно-жировые; гастроно­мические; сухие; овощи и плоды.

Пищевые продукты подразделяют на виды и сорта. Вид продукта обусловлен его происхождением или получением, а сорт - уровнем качества в соответствии с требованиями стандарта. Виды и сорта продуктов составляют ассортимент.

Тема: Пищевая ценность продуктов питания.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Для поддержания нормальной жизнедеятельности человеку не­обходима пища. Пища содержит вещества, которые служат для построения клеток организма человека, обеспечивают его энерги­ей и способствуют протеканию всех жизненных процессов в орга­низме.

Химический состав большинства пищевых продуктов сложен и разнообразен.

В состав пищевых продуктов входят: вода, минеральные вещества, углеводы, жиры, белки, витамины, ферменты, органические кисло­ты, дубильные вещества, гликозиды, ароматические, красящие со­единения, фитонциды, алкалоиды.

Все эти вещества называют пищевыми. От их содержания и ко­личественного соотношения зависят: химический состав, пищевая ценность, цвет, вкус, запах и свойства пищевых продуктов.

По химическому составу все пищевые вещества подразделяют на неорганические - вода, минеральные вещества и органические - углеводы, жиры, белки, витамины, ферменты и др.

Вода (Н 2 0) является составной частью всех пищевых продуктов. Она играет важную роль в жизнедеятельности организма человека, являясь самой значительной по количеству составной частью всех его клеток (2 / 3 массы тела человека). Вода - это среда, в которой существуют клетки организма и поддерживается связь между ними, это основа всех жидкостей в организме человека (крови, лимфы, пищеварительных соков). При участии воды происходят обмен ве­ществ, терморегуляция и другие биологические процессы. Вместе с потом, выдыхаемым воздухом и мочой вода выводит из организма человека вредные продукты обмена.

В зависимости от возраста, физической нагрузки и климатических условий суточная потребность человека в воде составляет 2... 2,5 л. С питьем в организм поступает 1 л воды, с пищей - 1,2 л, около 0,3 л образуется в организме в процессе обмена веществ.

В продуктах вода может находиться в свободном и связанном со­стояниях. В свободном виде она содержится в клеточном соке, меж­клеточном пространстве, на поверхности продукта. Связанная вода находится в соединении с веществами продуктов. При их кулинарной обработке вода из одного состояния может переходить в другое. Так, при варке картофеля свободная вода переходит в связанную в про­цессе клейстеризации крахмала.

Чем больше воды в продукте, тем ниже его пищевая ценность и меньше срок хранения, так как вода является хорошей средой для развития микроорганизмов и ферментативных процессов, в результате которых происходит порча пищевых продуктов. Все скоропортящиеся продукты (молоко, мясо, рыба, овощи, фрукты) содержат много влаги, а нескоропортящиеся (крупа, мука, сахар) - мало.

Содержание воды в каждом пищевом продукте - влажность - должно быть определенным. Уменьшение или увеличение содержа­ния воды влияет на качество продукта. Так, товарный вид, вкус и цвет моркови, зелени, плодов и хлеба ухудшаются при снижении влажности, а крупы, сахара и макаронных изделий - при ее увеличении. Многие продукты способны поглощать пары воды, т. е. обладают гигроскопичностью (сахар, соль, сухофрукты, сухари). Так как влаж­ность влияет на пищевую ценность, товарный вид, вкус, цвет пище­вых продуктов, а также на сроки и условия хранения, она является важным показателем в оценке их качества.

Влажность продукта устанавливают высушиванием его опреде­ленной навески до постоянной массы.

Вода, используемая для питья и приготовления пищи, должна соответствовать определенным требованиям стандарта. Она долж­на иметь температуру 8... 12 °С, быть прозрачной, бесцветной, без посторонних запахов и привкусов. Общее количество минераль­ных солей должно быть не более норм, установленных стандар­том.

Присутствие солей магния и кальция придает воде жесткость. Жесткость зависит от содержания ионов кальция и магния в 1 л воды. По стандарту она не должна превышать 7 мг/л (7 мг в 1 л воды). В жесткой воде плохо развариваются овощи и мясо, так как находя­щиеся в продуктах белковые вещества образуют со щелочными со­лями кальция и магния нерастворимые соединения. В жесткой воде ухудшается вкус и цвет чая. При кипячении жесткая вода образует накипь на стенках пищеварочных котлов и кухонной посуды, что вызывает необходимость частой их чистки.

По санитарным нормам в 1 л питьевой воды допускается не более трех кишечных палочек, в 1 мл - не более 100 микробов. В питьевой воде не должно быть патогенных бактерий.

МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА

Минеральные (неорганические) вещества являются обязательной составной частью пищевых продуктов, в которых они представлены в составе минеральных солей, органических кислот и других орга­нических соединений.

В организме человека минеральные вещества относятся к числу незаменимых, хотя они не являются источником энергии. Значение этих веществ состоит в том, что они участвуют в построении тканей, в поддержании кислотно-щелочного равновесия в организме, в нор­мализации водно-солевого обмена, в деятельности центральной нервной системы, входят в состав крови.

В зависимости от содержания в пищевых продуктах минеральные вещества подразделяют на макроэлементы, находящиеся в продуктах в сравнительно больших количествах, микроэлементы, содержа­щиеся в малых дозах, и ультрамикроэлементы, количество которых ничтожно мало.

Макроэлементы. К ним относят кальций, фосфор, магний, желе­зо, калий, натрий, хлор, серу.

Кальций (Са) необходим организму для построения костей, зубов, нормальной деятельности нервной системы и сердца. Он влияет на рост человека и повышает сопротивляемость организма инфекци­онным заболеваниям. Солями кальция богаты молочные продукты, яйца, хлеб, овощи, бобовые. Суточная потребность организма в кальции составляет в среднем 1 г.

Среднесуточная физиологическая потребность человека в основ­ных пищевых веществах здесь и далее приводится в соответствии с СанПиН 2.3.2.1078 - 01 для условного (среднего) человека при энер­гетической ценности рациона питания 2 500 ккал в сутки.

Фосфор (Р) входит в состав костей, влияет на функции централь­ной нервной системы, участвует в обмене белков и жиров. Наиболь­шее количество фосфора содержится в молочных продуктах, осо­бенно в сырах; кроме того, фосфор имеется в яйцах, мясе, рыбе, икре, хлебе, бобовых. Суточная потребность организма в фосфоре состав­ляет в среднем 1 г.

Магний (Мд) влияет на нервно-мышечную возбудимость, деятель­ность сердца, обладает сосудорасширяющим свойством. Магний является составной частью хлорофилла и содержится во всех про­дуктах растительного происхождения. Из животных продуктов его больше всего в молоке и мясе. Суточная потребность организма в магнии составляет 0,4 г.

Железо (Fe) играет важную роль в нормализации состава крови. Оно необходимо для жизнедеятельности животных организмов, входит в состав гемоглобина и является активным участником окис­лительных процессов в организме. Источником железа являются продукты растительного и животного происхождения: печень, поч­ки, яйца, овсяная крупа, ржаной хлеб, яблоки, ягоды. Суточная по­требность организма в железе составляет 0,014 г.

Калий (К) регулирует водный обмен в организме человека, уси­ливая выведение жидкости, улучшает работу сердца. Калия много в сухих фруктах (кураге, урюке, изюме, черносливе), горохе, фасоли, картофеле, мясе, молоке, рыбе. Суточная потребность организма в калии составляет 3,5 г.

Натрий (Na), как и калий, регулирует водный обмен, задерживая влагу в организме, поддерживает величину осмотического давления в тканях. Содержание натрия в пищевых продуктах незначительно, поэтому его вводят с поваренной солью (NaCl). Суточная потреб­ность организма в натрии составляет 2,4 г (10... 15 г поваренной соли).

Хлор (Cl) участвует в регулировании осмотического давления в тканях и в образовании соляной кислоты (НС1) в желудке. В основ­ном хлор поступает в организм за счет поваренной соли, добавляе­мой в пищу. Суточная потребность организма в хлоре составляет 5...7 г.

Сера (S) входит в состав некоторых аминокислот, витамина В 1г гормона инсулина. Источниками серы являются горох, овсяная кру­па, сыр, яйца, мясо, рыба. Суточная потребность организма в сере составляет 1 г.

Микроэлементы и ультрамикроэлементы. К ним относят медь, кобальт, йод, фтор, цинк, селен и др.

Медь (Си) и кобальт (Со) участвуют в кроветворении. Они со­держатся в небольших количествах в животной и растительной пище: говяжьей печени, рыбе, свекле и др. Суточная потребность организма в меди составляет 1,25 мг, в кобальте - 0,1... 0,2 мг.

Йод (I) участвует в построении и работе щитовидной железы. При недостаточном поступлении йода нарушаются функции щитовидной железы и развивается зоб. Наибольшее количество йода содержит­ся в морской воде, морской капусте и рыбе. Суточная потребность организма в йоде составляет 0,15 мг.

Фтор (F) принимает участие в формировании зубов и костного скелета. В основном фтор находится в питьевой воде. Суточная по­требность организма в фторе составляет 0,7 ... 1,5 мг, в цинке - 15 мг, в селене - 0,07 мг.

Некоторые микроэлементы, поступающие в организм в дозах, превышающих норму, могут вызывать отравления. Стандартами не допускается содержание в продуктах свинца, цинка, мышьяка, а количество олова и меди строго ограничивается. Так, в 1 кг продукта допускается содержание меди не более 5 мг (кроме томатной пасты), а олова - не более 200 мг.

Общая суточная потребность организма взрослого человека в минеральных веществах составляет 20... 25 г.

Важно еще благоприятное соотношение минеральных веществ в пище. Так, соотношение кальция, фосфора и магния в пище должно быть 1:1:0,5. Наиболее соответствует такому соотношению этих минеральных веществ молоко, свекла, капуста, лук, менее благопри­ятное это соотношение в крупе, мясе, рыбе, макаронах.

К минеральным веществам щелочного действия относят Са, Мg, К и Na. Этими элементами богаты молоко, овощи, фрукты, картофель. К минеральным веществам кислотного действия относят Р, S и О, которые в значительных количествах содержатся в мясе, рыбе, яйцах, хлебе, крупе. Это необходимо учитывать при приго­товлении блюд и подборе гарниров к мясу и рыбе для поддержания кислотно-щелочного равновесия в организме человека. Лучшему усвоению минеральных веществ способствует присутствие вита­минов.

О количестве минеральных веществ в продукте судят по количе­ству золы, оставшейся после полного сжигания продукта.

При сжигании продуктов органические вещества сгорают, а ми­неральные остаются в виде золы (зольные вещества). Состав золы и ее количество в различных продуктах неодинаковы. Содержание золы в каждом продукте определенно и колеблется от 0,05 до 2 %: в сахаре - 0,03...0,05, молоке - 0,6...0,9, яйцах - 1,1, пшеничной муке - 0,5...1,5.В продуктах растительного происхождения (крупе, овощах, фруктах) зольных веществ больше, чем в продуктах живот­ного происхождения (мясе, рыбе, молоке). Количество золы может быть повышенным при загрязнении продукта песком и землей. Золь­ность является показателем качества некоторых пищевых продуктов, например муки. Максимальные нормы содержания зольных веществ в продуктах приводятся в стандартах.

УГЛЕВОДЫ

Углеводы - это органические вещества, в состав которых входят углерод, водород и кислород. Название этих веществ объясняется тем, что многие из них состоят из углерода и воды. Синтезируются углеводы зелеными растениями из углекислоты и воды под действи­ем солнечной энергии. Поэтому они составляют значительную часть тканей растительного происхождения (80... 90 % сухого вещества) и в небольших количествах содержатся в тканях животного проис­хождения (до 2 %).

Углеводы преобладают в пище человека. Они являются основным источником жизненной энергии, покрывая 58 % всей потребности организма в энергии. Углеводы входят в состав клеток и тканей че­ловека, содержатся в крови, участвуют в защитных реакциях орга­низма (иммунитет), влияют на жировой обмен.

В зависимости от строения углеводы подразделяют на моносаха­риды (простые сахара), дисахариды, состоящие из двух молекул моносахаридов, и полисахариды - высокомолекулярные вещества, состоящие из многих моносахаридов.

Моносахариды. Это простые сахара, состоящие из одной моле­кулы углевода. К ним относят глюкозу, фруктозу, галактозу, маннозу. Состав их выражается формулой С 6 Н 12 0 6 . В чистом виде моносаха­риды представляют собой кристаллическое вещество белого цвета, сладкого на вкус, хорошо растворимое в воде.

Глюкоза (виноградный сахар) - самый распространенный моно­сахарид. Содержится она в ягодах, плодах, в небольшом количестве (0,1 %) в крови человека и животных. Глюкоза имеет сладкий вкус, хорошо усваивается организмом человека, не претерпевая никаких изменений в процессе пищеварения, используется организмом как источник энергии, для питания мышц, мозга и поддержания необ­ходимого уровня сахара в крови. В промышленности глюкозу полу­чают из картофельного и кукурузного крахмала путем гидролиза.

Фруктоза (фруктовый сахар) находится в плодах, ягодах, овощах, меде. Она очень гигроскопична. Сладость ее в 2,2 раза выше сладости глюкозы. Хорошо усваивается в организме человека, не повышая содержание сахара в крови.

Галактоза - составная часть молочного сахара. Она обладает незначительной сладостью, предавая молоку сладковатый вкус, для организма человека благоприятна, в свободном виде в природе не встречается, в промышленности получают путем гидролиза молоч­ного сахара.

Манноза содержится во фруктах.

Дисахариды. К дисахаридам относятся углеводы, построенные из двух молекул моносахаридов: сахароза, мальтоза, лактоза. Состав их выражается формулой C 12 H220 n .

Сахароза (свекловичный сахар) состоит из молекулы глюкозы и фруктозы, входит в состав многих плодов и овощей. Особенно мно­го ее в сахарной свекле и сахарном тростнике, которые являются сырьем для производства сахара. В сахаре-рафинаде содержится 99,9 % сахарозы. Она представляет собой бесцветные кристаллы сладкого вкуса, очень хорошо растворимые в воде.

Мальтоза (солодовый сахар) состоит из двух молекул глюкозы, в естественных пищевых продуктах имеется в небольшом количе­стве. Содержание ее повышают искусственно путем проращивания зерна, в котором мальтоза образуется из крахмала путем его гидро­лиза под действием ферментов зерна.

Лактоза (молочный сахар) состоит из молекулы глюкозы и моле­кулы галактозы, находится в молоке (4,7 %), придавая ему сладковатый вкус. По сравнению с другими дисахаридами она менее сладкая.

Дисахариды при нагревании со слабыми кислотами, под действи­ем ферментов или микроорганизмов гидролизуются, т.е. расщепляются на простые сахара. Так, сахароза расщепляется на равные количества глюкозы и фруктозы:

C12H22O11+H20->C6H1206+C6H12O6

Этот процесс называется инверсией, а полученная смесь моносахаридов - инвертным сахаром. Инвертный сахар об­ладает высокой усвояемостью, сладким вкусом и большой гигроско­пичностью. Он содержится в меде, а в кондитерской промышлен­ности используется в производстве карамели, халвы и помадки для предупреждения их засахаривания в процессе приготовления.

Гидролиз сахарозы под действием кислот фруктов и ягод проис­ходит при варке киселя, запекании фруктов, а гидролиз мальтозы - в процессе пищеварения под действием ферментов пищеваритель­ных соков.

Моно- и дисахариды называют сахарами. Все сахара растворимы в воде. Это следует учитывать при хранении и кулинарной обра­ботке продуктов. Растворимость Сахаров влияет на их способ­ность к кристаллизации (засахаривание). Чаще кристалли­зуется сахар, глюкоза (засахаривание меда, варенья), не кристал­лизуется фруктоза вследствие ее большой растворимости. При нагревании Сахаров до высоких температур образуется вещество темного цвета и горького вкуса (карамелен, карамелан, карамелин). Такое изменение Сахаров называют карамелизацией. Процес­сом карамелизации объясняется появление румяной корочки при жаренье, выпекании и запекании изделий. Потемнение молочных консервов или корки хлеба при выпечке объясняется образованием темноокрашенных меланоидов в результате реакции Сахаров и ами­нокислот белков.

Микроорганизмы сбраживают сахара. Под действием мо­лочнокислых бактерий лактоза сбраживается до молочной кислоты, что происходит при производстве кисломолочных продуктов (про­стокваши, творога). Под действием дрожжей протекает спиртовое брожение Сахаров с образованием этилового спирта и углекислого газа, что наблюдается при брожении теста.

Полисахариды. Это высокомолекулярные углеводы, имеющие общую формулу (С 6 Н 10 О 5)„. К ним относят крахмал, клетчатку, гликоген, инулин. Полисахариды не обладают сладким вкусом и называются несахароподобными углеводами. Эти вещества, кроме клетчатки, являются резервным источником энергии для организ­ма.

Крахмал - представляет собой цепь, состоящую из многих моле­кул глюкозы. Это наиболее важный углевод для человека, в питании которого он составляет 80 % от общего количества употребляемых углеводов, является источником энергии и вызывает чувство насы­щения у человека.

Крахмал содержится во многих растительных продуктах: в зерне пшеницы - 54,5 %, риса - 72,9 %, гороха - 44,7 %, картофеле - 15%. В них он откладывается в качестве запасного вещества в виде свое­образных зерен, имеющих слоистое строение, различных по форме и величине.

Различают крахмал картофельный, пшеничный, рисовый и куку­рузный. Самые крупные зерна у картофельного крахмала, самые мелкие - у рисового.

Крахмал не растворяется в воде. В горячей воде зерна крахмала набухают, связывая большое количество воды и образуя коллоидный раствор в виде вязкой густой массы - клейстера. Этот процесс на­зывается клейстеризацией крахмала и происходит он при варке каш, макаронных изделий, соусов, киселей. При клейстериза-ции крахмал способен поглощать 200... 400 % воды, что приводит к увеличению массы продукта, т. е. выхода готовых блюд. В кулинарии это увеличение массы часто называют приваром (привар каш, макаронных изделий).

Под действием кислот и ферментов крахмал гидролизуется (расщепляется) до глюкозы. Этот процесс происходит при перева­ривании крахмала в организме человека, при этом глюкоза образу­ется и усваивается постепенно, что обеспечивает организм энерги­ей на длительный период. Крахмал является для организма основным источником глюкозы.

Процесс гидролиза крахмала под действием кислот называют осахариванием, его применяют в пищевой промышленности при производстве патоки. Процесс частичного осахаривания крахмала (до получения промежуточных продуктов - декстринов) происходит при брожении теста, образовании плотной корочки при выпечке изделий из теста и при жаренье картофеля.

Крахмал окрашивается йодом в синий цвет, что дает возможность определить наличие его в продуктах.

Клетчатка - полисахарид, называемый целлюлозой и входящий в состав оболочек клеток растительных тканей. Клетчатка в воде не растворяется, организмом человека почти не усваивается. Она от­носится к группе пищевых волокон (балластных веществ), необхо­дима для регулирования двигательной функции кишечника, выве­дения из организма холестерина, создания условий для развития полезных бактерий, необходимых для пищеварения. Много клет­чатки (до 2 %) содержится в овощах, плодах, крупах, мучных изделиях низших сортов. В последнее время в лабораторных условиях производят гидролиз клетчатки с помощью кислот до получения простых Сахаров, что в будущем найдет промышленное приме­нение.

Гликоген - животный крахмал, содержащийся в основном в печени и мышцах. В организме человека гликоген участвует в об­разовании энергии, расщепляясь до глюкозы. Гликоген пищевых продуктов не является энергетическим источником, так как его со­держится в них очень мало (0,5 %). Гликоген растворим в воде, окра­шивается йодом в буро-красный цвет, клейстера не образует.

Инулин при гидролизе превращается во фруктозу, растворяется в горячей воде, образуя коллоидный раствор. Содержится в топи­намбуре и корне цикория, которые рекомендуются в питании боль­ных сахарным диабетом.

Энергетическая ценность 1 г углеводов составляет 4 ккал (энер­гетическая ценность основных пищевых веществ и пищевых про­дуктов здесь и далее приводится по данным справочника «Химиче­ский состав российских продуктов питания»).

Суточная потребность человека в усвояемых углеводах составля­ет в среднем 365 г (из них 15... 20 % должны составлять сахара), пи­щевых волокон - 30 г. При недостатке в пище углеводов организм расходует в качестве энергетического вещества собственные жиры, а затем и белки, при этом человек худеет. При избытке в пище угле­водов организм человека легко превращает их в жиры и человек полнеет.

Количество углеводов в пищевых продуктах различно: в карто­феле - в среднем 16,3, свежих овощах - 8, крупе - 70, хлебе ржа­ном - 45, молоке - 4,7 %.

Пектиновые вещества. Эти вещества являются производными углеводов и входят в состав овощей и плодов. К ним относят прото­пектин, пектин, пектиновую и пектовую кислоты. Эти вещества как пищевые волокна стимулируют процесс пищеварения и способству­ют выведению из организма вредных веществ.

Протопектин входит в состав межклеточных пластин, соединя­ющих клетки между собой. Его много в незрелых плодах и овощах, при созревании которых протопектин под действием ферментов переходит в пектин, что приводит к размягчению плодов и овощей. При нагревании с водой или с разбавленными кислотами протопек­тин также переходит в пектин. Этим объясняется размягчение ово­щей и плодов при тепловой обработке.

Пектин растворим в воде, находится в клеточном соке плодов и овощей. При кипячении с сахаром (65%) и кислотами (1 %) он способен образовывать желе. Это свойство пектина используют в про­изводстве мармелада, желе, джема, варенья, пастилы и др.

Пектиновая и пектовая кислоты образуются из пектина под действием ферментов при перезревании плодов, придавая им кислый вкус.

Пектиновыми веществами богаты яблоки, абрикосы, сливы, алы­ча, черная смородина. В среднем в них содержится 0,01... 2 % пекти­новых веществ.

ЖИРЫ

Жиры - это сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и жирных кислот. Они имеют большое значение для питания челове­ка. В организме человека жиры выполняют ряд важных функций. Жиры участвуют почти во всех жизненно важных процессах обме­на в организме и влияют на интенсивность многих физиологических реакций - синтез белка, углеводов, витамина D, гормонов, а также на рост и сопротивляемость организма к заболеваниям. Жиры предохраняют организм от охлаждения, участвуют в построении тканей. Как и углеводы, жиры служат источником энергии (возме­щая в сутки 30 % энергозатрат человека) и жирорастворимых вита­минов.

Пищевая ценность жиров и их свойства зависят от входящих в их состав жирных кислот, которых известно около 70. Жирные кис­лоты подразделяют на насыщенные (предельные), т. е. до преде­ла насыщенные водородом, и ненасыщенные (непредельные), имеющие в своем составе двойные ненасыщенные связи, поэтому они могут присоединять другие атомы.

Наиболее распространенными насыщенными жирными кисло­тами являются пальмитиновая (С 15 Н 31 - СООН) и стеариновая (С 17 Н 35 -СООН). Эти кислоты содержатся в основном в животных жирах (бараньем, говяжьем).

К наиболее часто встречающимся ненасыщенным жирным кислотам относят олеиновую (С 17 Н 33 -СООН), линолевую (С 17 Н 31 -СООН),линоленовую (Ci 7 H 29 - СООН) и арахидоновую (С 19 Н 31 - - СООН). Они содержатся преимущественно в растительных жирах, а также в свином, рыбьем жире. Биологическая ценность линолевой, линоленовой и арахидоновой жирных кислот приравнивается к витамину F, их называют полиненасыщенными жирными кислотами. В организме человека они не синтезируются и долж­ны поступать с пищевыми жирами.

Химический состав жирных кислот влияет на консистенцию жира, в состав которого они входят. В зависимости от этого жиры при комнатной температуре бывают твердыми, мазеобразными, жидкими. Чем больше в составе жиров насыщенных жирных кислот, тем выше температура их плавления, такие жиры называют туго­плавкими. Жиры, в составе которых преобладают ненасыщенные жирные кислоты, характеризуются низкой температурой плавления, их называют легкоплавкими. Температура плавления баранье­го жира 44...51 °С, свиного - 33...46 "С, коровьего масла - 28...34 °С, подсолнечного масла- 16... 19 "С. От температуры плавления жиров зависит их усвояемость в организме. Тугоплавкие жиры усваивают­ся организмом хуже, так как температура их плавления выше тем­пературы человеческого тела, они пригодны в пищу только после тепловой обработки в горячем виде. Легкоплавкие жиры можно ис­пользовать без тепловой обработки (сливочное и подсолнечное масла).

По происхождению различают жиры животные, получаемые из жировой ткани животных продуктов, и растительные - из семян растений и плодов.

Жиры не растворяются в воде, но растворимы в органических растворителях (керосине, бензине, эфире), что находит применение при извлечении растительного масла из семян подсолнечника.

С водой жиры могут образовывать эмульсии, т. е. распределяться в воде в виде мельчайших шариков. Это свойство жира используют в пищевой промышленности при производстве майонеза, маргарина.

В процессе хранения, особенно под действием света и повышен­ной температуры, жиры окисляются (прогоркают) кислородом воз­духа, приобретая неприятный вкус и запах. Наиболее быстро про­горкают жиры, содержащие ненасыщенные жирные кислоты.

Жиры, в состав которых входят ненасыщенные жирные кислоты, при определенных условиях могут присоединять водород. Процесс присоединения водорода жирами называют гидрогенизацией. В ре­зультате жиры жидкой консистенции превращаются в твердые. Их называют саломасом и используют как основу при производстве маргарина и кулинарных жиров.

При высокой температуре в процессе жаренья жиры дымят с об­разованием ядовитого вещества акролеина. Для жаренья следует применять жиры с высокой температурой дымообразования (160... 190 °С), например, свиной топленый жир, подсолнечное масло, кулинарные жиры.

Под действием воды, высокой температуры, кислот, щелочей и ферментов жиры гидролизуются, т.е. расщепляются, с образованием жирных кислот и глицерина. Этот процесс происходит при интенсивном кипении мясных бульонов. Полученные в результа­те гидролиза жирные кислоты придают бульону мутность, сали­стый вкус и неприятный запах. В организме человека в процессе пищеварения жиры гидролизуются под действием фермента ли­пазы.

Природные жиры содержат жироподобные вещества - ф о с-фатиды (в виде лецитина, кефалина) и стерины (в виде холе­стерина, эргостерола), а также жирорастворимые витамины (A, D и Е) и ароматические соединения, что повышает их пищевую цен­ность.

Энергетическая ценность 1 г жира составляет 9 ккал.

Жиры значительно улучшают вкус блюд, способствуют равно­мерному прогреванию продуктов при жаренье. Растворяя красящие и ароматические вещества овощей при жаренье и пассеровании, жиры придают блюдам цвет и аромат. Распределяясь по всей массе продукта, жиры способствуют образованию особо нежной структу­ры, что улучшает органолептические свойства и повышает общую питательную ценность пищи.

Среднесуточная физиологическая норма потребления жиров со­ставляет 83 г, из них 30 % должны составлять растительные масла - источники ненасыщенных жирных кислот и 20 % - сливочное масло - легкоусвояемое, богатое витаминами.

Жиры имеются почти во всех продуктах, но в разном количестве: в мясе их 1...49%, рыбе - 0,5...30%, молоке - 3,2%, сливочном масле - 82,5 %, подсолнечном масле - 99,9 %.

БЕЛКИ

Белки - это сложные органические соединения, в состав которых входят углерод, водород, кислород, азот; могут входить также фос­фор, сера, железо и другие элементы. Это наиболее важные биоло­гические вещества живых организмов. Они являются основным материалом, из которого строятся клетки, ткани и органы человека. Белки могут служить источником энергии, покрывая 12% от всей потребности в энергии человека, и составляют основу гормонов и ферментов, способствующих основным проявлениям жизни (пище­варению, росту, размножению и т. д.).

Белки состоят из аминокислот, соединенных между собой в длинные цепочки. В настоящее время известно более 150 природ­ных аминокислот. Около 20 из них содержатся в пищевых продуктах. В организме человека белок пищи расщепляется до аминокис­лот, из которых затем синтезируются белки, свойственные челове­ку. Аминокислоты, содержащиеся в белках, по биологической ценности подразделяют на заменимые и незаменимые.

Заменимые аминокислоты (аргинин, цистин, тирозин, аланин, серии и др.) могут быть синтезированы в организме из других ами­нокислот, имеющихся в составе пищи. Незаменимые аминокислоты синтезироваться организмом не могут, и они обязательно должны поступать с пищей.

Незаменимых аминокислот восемь - метионин, триптофан, ли­зин, лейцин, фенилаланин, изолейцин, валин, треонин. Наиболее дефицитными и ценными являются метионин, триптофан и лизин, содержащиеся в животной пище.

В зависимости от состава белки условно подразделяют на две группы - простые (протеины) и сложные (протеиды).

Простые белки состоят только из аминокислот. К ним от­носят альбумины (содержатся в молоке, яйцах), глобулины (в мясе, яйце), глютенины (в пшенице).

Сложные белки состоят из простых белков и небелковой части (углеводов, фосфатидов, красящих веществ и др.). Наиболее распространенными сложными белками являются казеин молока, вителлин яйца и др.

По происхождению белки бывают животными и расти­тельными. Животные белки в основном полноценные, особенно белки молока, яиц, мяса, рыбы. Растительные белки являются не­полноценными, за исключением белков риса и сои. Сочетание белков животного и растительного происхождения повышает ценность белкового питания.

Белки обладают определенными свойствами. Нагревание, ультразвук, высокое давление, ультрафиолетовое излучение и хи­мические вещества могут вызывать денатурацию (свертывание) белков, при которой они уплотняются и теряют способность свя­зывать воду. Этим объясняется потеря влаги мясом и рыбой при тепловой обработке, что приводит к уменьшению массы готового продукта.

Белок молока - казеин - денатурирует под действием молочной кислоты при молочнокислом брожении, что положено в основу приготовления кисломолочных продуктов. Образование пены на по­верхности бульонов, жареных мясных и рыбных изделий объясня­ется также свертыванием растворимых белков (альбумина, глобу­лина).

Денатурированные белки не растворяются в воде, теряют способ­ность набухать, лучше перевариваются в организме человека.

Неполноценный белок - коллаген мяса и рыбы - нерастворим в воде, разведенных кислотах и щелочах, а при нагревании с водой образует глютин, который при охлаждении застывает, образуя сту­день. На этом свойстве основано приготовление заливных блюд и студней.

Под действием ферментов, кислот и щелочей белки гидролизуются до аминокислот с образованием ряда промежуточных про­дуктов. Этот процесс происходит при изготовлении соусов на мясных бульонах, заправленных томатом или уксусом.

Белки способны набухать, что можно заметить при изготовлении теста, а при взбивании - образовывать пену. Это свойство исполь­зуют при изготовлении пудингов, муссов, самбуков. Под действием гнилостных микробов белки подвергаются гниению с образованием аммиака (NH 3) и сероводорода (H 2 S).

Энергетическая ценность 1 г белка составляет 4 ккал.

Среднесуточная физиологическая потребность человека в белках составляет 75 г, причем белки животного происхождения как полно­ценные должны составлять 55 % суточной нормы.

В питании человека очень важна сбалансированность основных пищевых веществ. Оптимальным в питании считается соотношение белков, жиров и углеводов для основных групп населения как 1:1,1:4.

В настоящее время ученые всего мира работают над проблемами создания синтетической пищи. Из трех основных питательных ве­ществ (белков, жиров, углеводов) синтез белка представляет особый интерес, так как необходимость изыскания дополнительных ресур­сов его получения вызвана относительным белковым голоданием на нашей планете. Эта проблема решается путем химического синтеза отдельных аминокислот и получения с помощью микробов белка для животноводства.

ВИТАМИНЫ

Витамины - это низкомолекулярные органические соединения различной химической природы. Они играют роль биологических регуляторов химических реакций обмена веществ, протекающих в организме человека, участвуют в образовании ферментов и тканей, поддерживают защитные свойства организма в борьбе с инфек­циями.

Предположение о существовании в продуктах особых веществ высказал в 1880 г. русский врач Н.И.Лунин. Польский ученый К. Функ в 1911 г. выделил в чистом виде из отрубей риса вещество, содержащее аминную группу NH 2 , которому дал название «вита­мин» (жизненный амин). Большой вклад в изучении витаминов внесли коллективы отечественных ученых под руководством Б. А. Лаврова, А. В. Палладина.

В настоящее время открыто несколько десятков веществ, которые по действию на организм человека можно отнести к витаминам, но непосредственное значение для питания имеют 30 из них. Многие витамины обозначают буквами латинского алфавита: А, В, С, D и др. Кроме того, каждый из них имеет название, соответствующее хими­ческому строению. Например, витамин С - аскорбиновая кислота, витамин D - кальциферол, витамин В) - тиамин и т.д.

Витамины, как правило, не синтезируются организмом человека, поэтому основным источником большинства из них являются про­дукты питания, а в последнее время - и синтезированные витамин­ные препараты. Некоторые витамины могут синтезироваться в ор­ганизме (В 2 , В 6 , В 9 , К и РР). Суточная потребность организма челове­ка в витаминах исчисляется в миллиграммах.

Отсутствие витаминов в пище вызывает заболевания - авита­минозы. Недостаточное потребление витаминов вызывает гипови­таминоз, а избыточное потребление жирорастворимых витаминов в виде аптечных препаратов - гипервитаминоз.

Витамины находятся почти во всех пищевых продуктах. Некото­рые продукты подвергают витаминизации в процессе производства: молоко, сливочное масло, муку, продукты детского питания, конди­терские изделия и др.

В зависимости от растворимости витамины подразделяют на водорастворимые - группа В, С, Н, Р, РР, холин и жирораствори­мые - A, D, Е и К. К витаминоподобным веществам относят вита­мины F и U.

Водорастворимые витамины. К витаминам этой группы относят B, В 2 , В 6 , В 9 , В 12 , В 15 , С, Н, Р, РР, холин и др.

Витамин В, [тиамин) играет важную роль в обмене веществ, особенно в углеводном, в регулировании деятельности нервной си­стемы. При недостатке в пище этого витамина наблюдаются рас­стройства нервной системы, кишечника. Отсутствие витамина в питании приводит к авитаминозу - заболеванию нервной системы «бери-бери». Суточная норма потребления витамина составляет 1,5 мг. Этот витамин содержится в растительной и животной пище, особенно в дрожжах, в хлебе пшеничном 2-го сорта, горохе, крупе гречневой, свинине, печени. Витамин устойчив к тепловой обработ­ке, но разрушается в щелочной среде.

Витамин В 2 [рибофлавин) принимает участие в процессе роста, в белковом, жировом и углеводном обменах, нормализует зрение. При недостатке в пище витамина В 2 ухудшается состояние кожи, слизистой оболочки, зрение и снижается функция желудочной се­креции. Суточная норма потребления витамина составляет 1,8 мг. Содержится этот витамин в яйцах, сыре, молоке, мясе, рыбе, хлебе, крупе гречневой, овощах и фруктах, дрожжах. При тепловой обра­ботке он не разрушается. Потери витамина происходят при замора­живании продуктов, их оттаивании, высушивании и хранении на свету.

Витамин В 6 [пиридоксин) принимает участие в обмене веществ. При его недостатке в питании наблюдается расстройство нервной системы, дерматиты (кожные заболевания), склеротические изме­нения в сосудах. Суточная норма потребления витамина составляет 1,8... 2,2 мг. Содержание витамина В 6 во многих пищевых продуктах невелико, но потребности человека можно удовлетворить при пра­вильном сбалансированном пищевом рационе. Витамин устойчив к кулинарной обработке.

Витамин В 9 [фолиевая кислота) обеспечивает нормальное кро­ветворение в организме человека и участвует в обмене веществ. При недостатке фолиевой кислоты в питании у людей развиваются раз­личные формы малокровия. Суточная норма потребления витамина составляет 0,2 мг. Правильно сбалансированные дневные рационы содержат 50... 60 % суточной потребности витамина В 9 . Недостающее количество дополняется за счет синтеза витамина бактериями ки­шечника. Много этого витамина имеется в зеленых листьях (салате, шпинате, петрушке, зеленом луке). Витамин очень неустойчив к тепловой обработке.

Витамин В п [кобаламин), как и фолиевая кислота, играет боль­шую роль в процессах регулирования кроветворения, в обмене белков, жиров и углеводов. При недостатке витамина В 12 в организ­ме развивается злокачественное малокровие. Суточная норма потребления витамина составляет 0,003 мг. Этот витамин содержится в продуктах только животного происхождения: в мясе, печени, мо­локе, сыре, яйцах. Витамин устойчив к кулинарной обработке.

Витамин В 15 (пангамовая кислота) участвует в окислительных процессах организма, оказывая благоприятное действие на сердце, сосуды, кровообращение, особенно в пожилом возрасте. Суточная норма потребления витамина составляет 2 мг. Содержится он в ри­совых отрубях, дрожжах, в печени и крови животных.

Витамин С (аскорбиновая кислота) играет большую роль в окислительно-восстановительных процессах организма, оказывает влияние на белковый, углеводный и холестериновый обмен. Недо­статок витамина С в питании снижает сопротивляемость человече­ского организма к различным заболеваниям. Отсутствие его вызы­вает цингу. Суточная норма потребления витамина составляет 70... 100 мг.

Содержится витамин С в основном в свежих овощах и плодах, особенно много его в шиповнике, черной смородине и перце крас­ном, имеется он также в зелени петрушки и укропа, луке зеленом, капусте белокочанной, красных помидорах, яблоках, картофеле и др. Картофель, свежая и квашеная капуста, хотя и содержат этого вита­мина немного, но являются важным его источником, так как эти продукты употребляют почти ежедневно.

Витамин С нестоек при кулинарной обработке и хранении про­дуктов. Губительно на витамин действуют свет, воздух, высокая температура, вода, в которой он растворяется, окисляющиеся части оборудования. Хорошо он сохраняется в кислой среде (квашеной капусте). В процессе приготовления пищи следует учитывать фак­торы, отрицательно влияющие на сохраняемость витамина: так, нельзя длительно хранить очищенные овощи в воде. При варке овощи следует заливать горячей водой, полностью погружая их, варить при закрытой крышке при равномерном кипении, не допу­ская переваривания. Для холодных блюд овощи следует варить неочищенными. Витамин С разрушается при протирании вареных овощей, при повторном подогреве овощных блюд и длительном их хранении.

Витамин Н (биотип) регулирует деятельность нервной системы. При недостатке этого витамина в питании отмечаются нервные рас­стройства с поражениями кожи. Суточная норма потребления вита­мина составляет 0,15... 0,3 мг. Он частично синтезируется бактерия­ми кишечника. В продуктах биотин имеется в небольших количествах (в печени, мясе, молоке, картофеле и др.). Витамин устойчив к кули­нарной обработке.

Витамин Р (биофлавоноид) обладает капилляроукрепляющим действием и снижает проницаемость стенок кровеносных сосудов. Он способствует лучшему усвоению витамина С. Суточная норма потребления витамина составляет 35... 50 мг. Содержится этот вита­мин в достаточном количестве в тех же растительных продуктах, в которых находится витамин С.

Витамин РР (никотиновая кислота) является составной частью некоторых ферментов, участвующих в обмене веществ. Недостаток в пище витамина РР вызывает утомляемость, слабость, раздражитель­ность и заболевание «пеллагрой» (шершавая кожа), которое харак­теризуется расстройством нервной системы и болезнью кожи. Су­точная норма потребления витамина составляет 20 мг. Витамин РР может синтезироваться в организме человека из аминокислоты (триптофана). Этот витамин содержится в продуктах растительного и животного происхождения: хлебе, картофеле, моркови, гречневой и овсяной крупах, говяжьей печени и сыре. При разнообразном пи­тании человек получает достаточное количество этого витамина. При кулинарной обработке продуктов потери витамина незначительны.

Холин оказывает влияние на белковый и жировой обмен, обез­вреживает вредные для организма вещества. Отсутствие холина в пище способствует жировому перерождению печени, пораже­нию почек. Суточная норма потребления витамина составляет 500... 1 000 мг. Холин находится в продуктах животного и раститель­ного происхождения (кроме овощей и фруктов): в печени, мясе, желтке яиц, молоке, зерне и рисе.

Жирорастворимые витамины. Витамин А (ретинол) оказывает влияние на рост и развитие скелета, зрение, состояние кожи и сли­зистой оболочки, сопротивляемость организма инфекционным за­болеваниям. При недостатке витамина А прекращается рост, выпа­дают волосы, организм истощается, притупляется острота зрения, особенно в сумерках («куриная слепота»). Суточная норма потре­бления витамина составляет 1 мг.

Содержится витамин А в продуктах животного происхождения: в рыбьем жире, печени, яйцах, молоке, мясе. В продуктах раститель­ного происхождения желто-оранжевого цвета и в зеленых частях растений (шпинате, салате) находится провитамин А - каротин, который в организме человека в присутствии жира пищи превраща­ется в витамин А. Потребность в витамине А на 75 % удовлетворяет­ся за счет каротина. Суточная норма потребления каротина состав­ляет 3... 5 мг.

Витамин А и каротин стойки к кулинарной обработке. Каротин хорошо растворяется в жирах при пассеровании овощей. Губительно действуют на витамин А солнечный свет, кислород воздуха и кислоты.

Витамин D (кальциферол) участвует в образовании костной ткани, способствует удержанию в ней солей кальция и фосфора, стимулирует рост. При недостатке этого витамина в организме детей развивается тяжелое заболевание «рахит», а у взрослых изменяют­ся костные ткани. Суточная норма потребления витамина составля­ет 0,0025 мг. Витамин D содержится в животной пище: в печени трески, палтусе, сельди, треске, печени говяжьей, сливочном масле, яйцах, молоке и др. Но в основном он синтезируется в организме, образуясь из провитамина (вещества, содержащегося в коже) в результате воздействия ультрафиолетовых лучей. Взрослые люди в обычных условиях не испытывают недостатка в этом витамине. Из­быточное поступление витамина D (в виде аптечных препаратов) может привести к отравлению.

Витамин Е (токоферол) влияет на процессы размножения. При недостатке этого витамина происходят изменения в половой и цен­тральной нервной системах человека, нарушается деятельность желез внутренней секреции. Суточная норма потребления витами­на составляет 10 мг. Витамин Е находится как в растительных, так и в животных продуктах, поэтому недостатка в нем человек не испы­тывает. Особенно его много в зародышах злаков и растительных маслах. Содержание витамина в продуктах при нагревании снижа­ется. Витамин Е обладает антиокислительным действием и широко применяется в пищевой промышленности для замедления окисления жиров.

Витамин К (филлохинон) участвует в процессе свертывания крови. При недостатке его замедляется свертывание крови и появля­ются подкожные внутримышечные кровоизлияния. Суточная норма потребления витамина составляет 2 мг. Витамин синтезируется бак­териями в кишечнике человека. Витамин К в основном содержится в зеленых листьях салата, капусты, шпината, крапивы. Он разрушается под действием света, высокой температуры и щелочей.

Витаминоподобные вещества. Наибольшее значение из них имеют витамины F и U.

Витамин F (ненасыщенные жирные кислоты: линолевая, линоленовая, арахидоновая) участвует в жировом и холестериновом обмене. Суточная норма потребления витамина составляет 5...8 г. Лучшее соотношение ненасыщенных жирных кислот в свином сале, арахисовом и оливковом маслах.

Витамин U (метилметионин) нормализует секреторную функ­цию пищеварительных желез и способствует заживлению язв желудка и двенадцатиперстной кишки. Содержится витамин в соке свежей капусты.

ФЕРМЕНТЫ

Ферменты (энзимы) - это биологические катализаторы белковой природы, которые обладают способностью активизировать различ­ные химические реакции, происходящие в живом организме.

Образуются ферменты в любой живой клетке и могут проявлять активность вне ее.

Известно около 1 ООО ферментов, и каждый из них обладает ис­ключительной специфичностью действия, т. е. катализирует только одну определенную реакцию. Поэтому название ферментов скла­дывается из названия вещества, на которое они действуют, и окон­чания «аза». Например, фермент, расщепляющий сахарозу, называ­ют сахарозой, фермент, расщепляющий лактозу, - лактазой.

Ферменты обладают очень большой активностью. Ничтожной дозы их достаточно для превращения огромного количества вещества из одного состояния в другое. Так, 1,6 г амилазы пищеварительного сока человека за 1 ч могут расщепить 175 кг крахмала, air пепсина желудочного сока - 50 кг яичного белка.

Ферменты обладают определенными свойствами. Так, некоторые ферментативные процессы обратимы, т. е. в зависимости от условий одни и те же ферменты могут ускорять как процесс распада, так и процесс синтеза вещества.

Очень чувствительны ферменты к изменению температуры. Наи­высшую активность они проявляют при 40...50 "С. Поэтому для предупреждения порчи продуктов от действия ферментов их хранят на холоде или подвергают тепловой обработке.

Активность ферментов зависит от влажности среды, повышение которой приводит к ускорению ферментативных процессов, а это влечет за собой порчу продуктов. Она зависит также от реакции среды (рН). Так, пепсин желудочного сока действует только в кислой среде. Скорость ферментативных процессов зависит также от со­стояния вещества, на которое действует фермент, и от присутствия в среде других веществ. Так, свернувшийся при тепловой обработке белок мяса расщепляется ферментом быстрее сырого белка, а при­сутствие в супах пассерованной муки замедляет разрушение вита­мина С под действием ферментов.

Ферменты играют большую роль в производстве пищевых про­дуктов, в процессе их хранения и кулинарной обработки. В производстве сыров используют сычужные ферменты, в получении кисломолочных продуктов, квашеных овощей и брожении теста принимают участие ферменты, выделяемые бактериями и дрож­жами.

Большое влияние ферменты оказывают на качество продуктов. В одних случаях это влияние положительное, например при созре­вании мяса после убоя животных и при посоле сельди, в других случаях - отрицательное, например потемнение яблок, картофеля при чистке, нарезании. Для предохранения от потемнения яблоки следует немедленно отправлять в тепловую обработку, а картофель погружать в холодную воду. Ферменты разрушают витамин С, окис­ляя его при хранении и неправильной варке овощей и фруктов, ко­торые следует погружать при варке в кипящую воду или бульон, в которых ферменты быстро разрушаются. Под действием ферментов окисляются жиры. Прокисание супов, гниение фруктов, брожение компотов и варенья вызывают ферменты, выделяемые попавшими в пищу микробами. Отрицательное действие ферментов можно пре­кратить путем повышения или понижения температуры воздуха при хранении продуктов.

В настоящее время учеными проводится большая работа по изуче­нию ферментативных процессов и дальнейшему применению их в пищевой промышленности. Разработаны способы размягчения соеди­нительной ткани мяса с помощью фермента прототерризина, изуча­ются ферментативные процессы, замедляющие черствение хлеба.

Ферментные препараты применяются в медицине, животновод­стве, при переработке сельскохозяйственного сырья. Получают ферменты из культур микроорганизмов, а также из растительного и животного сырья.

- 23.00 Кб

1. Реологические, теплофизические, электрофизические, оптические и сорбционные свойства пищевого сырья.

Различие свойств пищевых продуктов обусловлено большим разнообразием структур и химического состава. Пищевые продукты бывают твердые, полутвердые и жидкие. Твердые могут иметь кристаллическую структуру (поваренная соль, твердые жиры) или аморфную (карамельные изделия). Хлеб, крупа, макаронные изделия, печенье, ткани мяса, рыбы, плодов и овощей характеризуются капиллярно-пористо-коллоидной структурой, кусковой сахар - капиллярно-пористой. Крахмал, мармелад, желатин - концентрированные студни. Мясной и рыбный фарш, овощное и плодовое пюре, тесто, сгущенное молоко, майонез - полужидкие продукты. Жидкие продукты - мед, молоко, растительное масло, вино, пиво, соки, напитки представляют собой либо коллоидные растворы, либо эмульсии, суспензии, полярные и неполярные растворы.

Большинство пищевых продуктов (мясо и мясные продукты, рыба, зерно, плоды, а также продукты их переработки) - сложные гетерогенные системы.

Свойства пищевых продуктов зависят от температуры, давления, технологии получения и других факторов. В характеристике качества пищевых продуктов свойства играют важную роль, обусловливая условия их перевозки и хранения. Некоторые показатели качества позволяют судить не только о свойствах, но и о биологических особенностях, химическом составе и органолептических достоинствах.

Способы кулинарной обработки зависят от свойств пищевого сырья. Свойства пищевых продуктов в связи со сложностью исследования гетерогенных систем изучены еще недостаточно.

Основные физические свойства. К ним относятся форма, размер, масса (масса единицы продукции, плотность, объемная или насыпная масса).

Форма плодов и овощей - показатель ботанического вида и сорта. Форма хлебобулочных и кондитерских изделий и сычужных сыров характеризует качество сырья и правильность проведения технологического процесса. Для сычужных сыров, колбасных изделий, макарон, яблок, овощей нормируется размер; рыбу по размеру делят на крупную, среднюю, мелкую и т. Д

Масса единицы продукции устанавливается при оценке качества многих пищевых продуктов. Масса в кг устанавливается при определении размера некоторых рыб, при заготовке и реализации свежей капусты - масса кочана, а для шоколада, печенья, вафель и некоторых других кондитерских изделий массу ограничивают. Для злаковых зерен и кофе показателем качества является масса 1000 зерен, для ореха - 100 шт., для карамели и конфет регламентируется количество штук изделий в 1 кг.

Плотность есть масса (в кг) единицы объема (в м3) однородного продукта, выраженная в кг/м3. В жидких продуктах определяют относительную плотность - безразмерную величину, которую находят делением массы продукта (при 20°С) на массу равного объема дистиллированной воды при той же температуре. Вследствие теплового расширения тел при повышении температуры продукта плотность уменьшается.

По плотности определяют, например, массовую долю сахара в винограде, используемом в виноделии, содержание поваренной соли в рассолах квашеной капусты и соленых огурцов, крепость спиртных напитков, содержание крахмала в клубнях картофеля (чем больше плотность клубней картофеля, тем больше в них крахмала).

Плотность может характеризовать химический состав жиров и молока. Так как с увеличением содержания кислорода в молекуле жирной кислоты плотность ее выше, то плотность предельных высокомолекулярных жирных кислот будет меньше, чем низкомолекулярных, а непредельных жирных кислот - возрастать с увеличением числа двойных связей. Поэтому по плотности жира можно судить о его жирнокислотном составе.

Объемную или насыпную массу продукта в кг/м3 определяют как отношение массы его к занимаемому им объему вместе с пустотами и порами. Объемную массу продукта необходимо учитывать при определении емкости тары, складских помещений, размещении продуктов для хранения, транспортных средств при перевозках.

Структурно-механические свойства пищевых продуктов. Эти свойства характеризуют сопротивляемость пищевых продуктов механическому воздействию. Они зависят не только от химического состава, но и от строения, или структуры, продукта. К ним относятся: прочность, твердость, упругость, пластичность, релаксация, вязкость, липкость.

Механические свойства продуктов проявляются в процессе их деформации, когда изменяется форма и размер тела под действием внешних сил.

Реология - наука о деформации и течении различных тел - дает возможность понять явления, которые происходят при производстве и хранении пищевых продуктов. При определении реологических свойств продовольственных товаров замеряют количество механической энергии, расходуемой во времени на создание в продуктах обратимых (упругих) или остаточных (пластических) деформаций, которые характеризуют силы химических связей между молекулами и звеньями, входящими в состав структуры. Эти данные позволяют судить о скорости протекающих в продуктах химических и биохимических процессов.

Прочность - способность продукта сопротивляться механическому разрушению - определяется при определении качества макарон, сахара-рафинада, сухарей и других продуктов.

Твердость - краевая прочность тела - свойство тела препятствовать проникновению в него другого (более твердого) тела. Для определения твердости на поверхность продукта воздействуют твердым наконечником, имеющим форму шарика, конуса, пирамиды или иглы. Определяют твердость сахара, зерна, плодов, овощей и других продуктов.

Упругость - способность мгновенно восстанавливать форму тела после приложения внешней силы (надавливания) и эластичность - способность восстанавливать форму после надавливания через некоторое время - имеют значение при хранении и перевозке товаров (хлеб, плоды, овощи) и при определении качества (мякиша хлеба, клейковины муки, свежести мяса и рыбы и др.).

Пластичность - способность продукта к необратимым деформациям - характеризует качество карамельной массы, теста и др.

Релаксация - свойство продуктов твердо-жидкой структуры, характеризующее время перехода упругих деформации в пластические при постоянной нагрузке. Определенной величиной релаксации обладают сыр, творог, мышечная ткань, мясной фарш. Это свойство имеет большое значение при перевозке хлеба и хлебобулочных изделий, плодов и овощей, кондитерских товаров и др.

Явление ползучести - свойства постепенного нарастания пластической деформации, особенно нагретого продукта без увеличения нагрузки, - характерно для коровьего масла, маргарина, сычужных сыров, мороженого, мармелада, повидла и других кондитерских изделий.

Вязкость характеризует внутреннее трение, происходящее при относительном движении соседних слоев сиропов, патоки, меда, майонеза, соков, растительных масел и других жидкостей и зависящее от сил сцепления между частицами и молекулами вещества (в значительной мере от температуры продукта).

Липкость (адгезия) - способность продуктов проявлять в различной мере силы взаимодействия с другим продуктом или с поверхностью тары, в которой находится продукт. Свойствами липкости обладают сливочное масло, сыр, мясной фарш, вареная колбаса, ирис, хлебный мякиш и другие продукты, которые при разрезании прилипают к лезвию ножа, крошатся или ломаются. Липкость продуктов определяют для управления этим свойством в процессе производства и хранения товаров.

Для характеристики структурно-механических свойств пищевых продуктов в товароведении применяют термин «консистенция». Под консистенцией понимают вязкость, липкость, эластичность и другие свойства, обнаруживаемые при осязании и разжевывании пищевого продукта.

Оптические свойства. Это прозрачность, цветность, рефракция и оптическая активность, которые определяются зрением.

Прозрачность - важный показатель качества продуктов, характеризует способность их пропускать свет. Прозрачность характерна для ликеро-водочных изделий, пива, минеральных вод, рафинированных растительных масел, столовых виноградных вин, шампанского. Старые вина, десертные и ликерные вина могут иметь легкое помутнение, допускается незначительное помутнение для нерафинированных масел.

Цвет пищевых продуктов обусловлен естественными красящими веществами (пигментами) или добавлением искусственных красителей, должен соответствовать виду товара, быть однородным по всей массе. При тепловой обработке (варке) цвет продуктов (мяса, овощей) изменяется.

По способности продуктов и их растворов преломлять луч света, характеризуемой коэффициентом преломления света, судят о качестве некоторых (сахара, жира) продуктов и количестве отдельных составных частей (массовая доля сухих веществ в томатопродуктах, соках, кофе и др.).

По оптической активности, т. е. способности вращать плоскость поляризованного луча света, судят о видах сахаров и их количестве в растворе. Оптически активны крахмал, гликоген, сахар, амины, кислоты и другие вещества.

Теплофизические свойства. Эти свойства выявляются при действии на пищевые продукты тепловой энергии и характеризуются теплоемкостью, теплопроводностью, температурой плавления, затвердевания, замерзания. Знание теплофизической характеристики необходимо для обеспечения качества при варке, выпечке, пастеризации, стерилизации, замораживании, размораживании, перевозке и хранении продуктов.

Качество многих продуктов определяется скоростью их охлаждения в начале хранения. Теплоемкость - количество тепла, поглощенное телом при нагревании на 1 °С. Теплоемкость, рассчитанная на 1 кг продукта, называется удельной теплоемкостью и выражается в Дж/(кг-град). Она зависит от химического состава, структуры, биологических особенностей и многих внешних причин. Низкой теплоемкостью отличаются продукты с большой массовой долей жира, большой - имеющие много влаги.

Коэффициентом теплопроводности называется количество тепловой энергии, которая протекает через 1 м2 поверхности продукта на толщину 1 м при разнице температур в 1°С за единицу времени. Вода и продукты с большим содержанием влаги отличаются большей теплопроводностью, чем жиросодержащие, пористые и сыпучие продукты.

Продукты с высокой теплопроводностью способны быстро нагреваться и быстро охлаждаться. Охлаждение внутренних слоев партии продукта с низкой теплопроводностью (жирная свинина) тормозится, что может вызвать его порчу.

Температура плавления жиров несколько выше температуры затвердевания. Эти характеристики используются при изучении состава и качества жиров.

Температура замерзания продукта должна учитываться при охлаждении, замораживании и хранении продуктов свежими. Хранение при температуре ниже точки замерзания отрицательно сказывается на качестве молочных продуктов, вин и других напитков.

Сорбционные свойства продуктов. Сорбцией называется процесс, при котором продуктом поглощаются из окружающей среды пары или газы. Процесс, обратный сорбции, называется десорбцией. Так как при сорбции и десорбции паров и газов происходит изменение качества пищевых продуктов, то важно знать, какое количество пара, газа способны поглотить продукты в различных условиях хранения, а также как влияют поглощенные вещества на свойства продуктов.

Увлажнение продуктов происходит в том случае, если давление водяных паров в воздухе превышает давление водяных паров на поверхности продукта в результате испарения части свободной воды самого продукта. Продукты поглощают в этом случае влагу как за счет адсорбции (образования тонкого слоя на его поверхности), абсорбции (путем объемного поглощения гидрофильными веществами), так и в результате капиллярной конденсации (при наличии макро- и микрокапилляров).

Поглощение продуктом газов или паров с образованием химических соединений называется хемосорбцией. Когда давление водяных паров на поверхности продукта больше, чем давление водяных паров в воздухе, происходит десорбция влаги продуктом. Сорбция или десорбция влаги продуктом происходит до приобретения им равновесной влажности, когда давление водяного пара в воздухе и на поверхности продукта становится равным.

Гигроскопичность - способность продукта сорбировать влагу из окружающей среды. Зависит этот показатель от пористости рыхлых тел и в большей мере от свойств веществ данного продукта. Поглощать влагу способны сухие и относительно сухие продукты (сухое молоко, сухофрукты, чай, кофе), богатые белком, крахмалом, фруктозой и инертным сахаром; продукты, богатые жиром или содержащие очень много влаги, не поглощают ее.

Массовая доля гигроскопичной влаги в продукте зависит от его химического состава, а также от относительной влажности воздуха, которую измеряют психрометром или гигрографом.

Относительная влажность воздуха, выражаемая в процентах, есть отношение абсолютного количества влаги в воздухе к количеству воды при наибольшем насыщении для данной температуры, т. с. степень насыщения воздуха водяным паром.

Описание работы

Различие свойств пищевых продуктов обусловлено большим разнообразием структур и химического состава. Пищевые продукты бывают твердые, полутвердые и жидкие. Твердые могут иметь кристаллическую структуру (поваренная соль, твердые жиры) или аморфную (карамельные изделия). Хлеб, крупа, макаронные изделия, печенье, ткани мяса, рыбы, плодов и овощей характеризуются капиллярно-пористо-коллоидной структурой, кусковой сахар - капиллярно-пористой. Крахмал, мармелад, желатин - концентрированные студни.

Сорбционные свойства характеризуют способность пищевых продуктов поглощать из окружающей среды пары воды и летучие вещества. Эти свойства играют большую роль при перевозках и хранении пищевых продуктов.

Различают четыре типа сорбции: адсорбцию - поглощение веществ поверхностью продукта; абсорбцию - поглощение веществ всей массой продукта; хемосорбцию - химическое взаимодействие между веществом и продуктом; капиллярную конденсацию - образование жидкой фазы в микро- и макрокапиллярах твердых продуктов.

Процесс, обратный сорбции, - десорбция - определяет переход веществ из поверхностного слоя в окружающую среду.

Сорбция и десорбция паров и газов приводят к изменению качества продукта, который может усыхать из-за недостатка влаги в окружающей атмосфере, приобретать неприятный запах или терять аромат при нарушении условий хранения.

На практике наибольшее значение имеют сорбция и десорбция водяных паров.

Увлажнение пищевого продукта, т.е. сорбция им водяных паров, наблюдается тогда, когда парциальное давление пара у поверхности продукта меньше парциального давления пара в воздухе.

Процесс испарения (десорбция) происходит при большем давлении паров у поверхности продукта по сравнению с давлением пара в воздухе. Если давления паров в воздухе и в окружающей среде равны, то наступает состояние динамического равновесия. Влажность продукта, соответствующая состоянию равновесия, называется равновесной влаж­ностью. Она зависит главным образом от химического состава и состояния продукта, а также от относительной влажности и температуры воздуха.

Гигроскопичность - свойство продуктов поглощать влагу из окружающей среды и удерживать ее капиллярами и всей поверхностью. Гигроскопичность пищевых продуктов зависит от их структуры и состава, а также от температуры и влажности окружающей среды. Как правило, порошкообразные пищевые продукты (сухое молоко, кофе), чай, су­шеные фрукты и овощи отличаются высокой гигроскопичностью.

Значительно повышает гигроскопичность продукта содержание в нем веществ, способных активно поглощать пары воды из окружающей атмосферы. К таким веществам относятся фруктоза, обусловливающая гигроскопичность меда, соли кальция и магния, присутствующие в качестве примесей в поваренной соли и обусловливающие ее гигроскопичность.

Таким образом, пищевые продукты характеризуются комплексом простых и сложных свойств - химических, физических, технологических, физиологических и т.д. Совокупность этих свойств определяет их полезность для человека, т.е. потребительские свойства. Полезность продуктов питания характеризуют их пищевая, биологическая, физиологическая, энергетическая ценность, доброкачественность, органолептические свойства.

Пищевая ценность продукта - это наиболее широкое понятие, включающее содержание в продукте основных химических веществ: углеводов, жиров, белков в пищевом продукте, степень их усвоения и энергетическую ценность, их вкусовые достоинства. Пищевая ценность продукта тем выше, чем больше она удовлетворяет потребность организма в пищевых веществах и чем полнее соответствует принципам сбалансированного питания.

Биологическая ценность продукта отражает прежде всего качество белков в нем, аминокислотный состав и перевариваемость. В более широком смысле в это понятие включают содержание в пищевом продукте жизненно важных биологически активных веществ - микроэлементов, незаменимых жирных кислот, витаминов и др.

Физиологическая ценность продукта характеризуется наличием в нем полезных элементов, необходимых для осуществления процессов основного обмена веществ в организме. Она отражает также влияние потребляемых продуктов на нервную, сердечно-сосудистую, пищеварительную и другие системы организма, устойчивость к инфекционным заболеваниям. Например, кофеин в чае и кофе, теобромин в шоколаде, спирт в напитках возбуждающе действуют на нервную и сердечно-сосудистую систему. Иммунные тела в молоке, антимикробные вещества в яйце повышают сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям. Пищевые кислоты (молочная, яблочная) подавляют гнилостные процессы в кишечнике.

Энергетическая ценность продукта - это энергия, которая высвобождается из пищевых веществ продуктов в процессе биологического окисления и используется для обеспечения физиологических функций организма.

Доброкачественными считаются такие пищевые продукты, которые не содержат вредных для организма человека веществ (соли тяжелых металлов, ядовитые органические соединения, ядовитые алкалоиды, гликозиды, токсины – яды, выделяемые некоторыми плесневыми грибами), а также не имеют несвойственных им привкусов и запахов. В пищевых продуктах не допускаются патогенные микроорганизмы, плесневые грибы, вредители. Строго регламентируется содержание меди, олова, никеля, металлопримесей, не допускаются соли свинца, ртути, мышьяка.

Органолептические свойства продуктов характеризуются показателями, определяемыми органами чувств: внешний вид, консистенция, вкус и запах. Они тесно связаны с усвояемостью продукта. Наиболее важным показателем является вкус. Как правило, высокими вкусовыми достоинствами отличаются продукты, универсальные по химическому составу и содержащие ценные пищевые кислоты и ароматические вещества.

Усвояемость пищевого продукта – степень усвоения пищевого продукта в процентах.

На усвояемость переваренной пищи влияют; химический состав, ее кулинарная обработка, внешний вид, объем, режим питания, условия приема пищи, состояние пищеварительного аппарата и др.

Усвояемость пищи животного происхождения в среднем составляет 90%, растительного – 65%, смешанной – 85%. Наилучшим образом перевариваются углеводы, усвояемость их достигает 98-99%. Переваривание белков осуществляется сложнее. Белок из продуктов животного происхождения усваивается в кишечнике на 90% и более, а из растительных - на 60-80%. Снижение усвояемости белков растительного происхождения связано с тем, что оболочки растительных клеток содержат значительное количество клетчатки, не поддающейся действию ферментов пищеварительных соков.

Жир усваивается с различной интенсивностью. Жиры с более низкой точкой плавления усваиваются быстрее, твердые жиры с высокой точкой плавления - значительно хуже. Сливочное масло усваивается на 98%.

Для более полного усвоения пищевых веществ в организме большое значение имеет правильное соотношение их в пищевом рационе. Недостаток какого-либо пищевого вещества, например белка, снижает усвояемость других пищевых веществ, а избыток жира также оказывает отрицательное влияние на весь процесс усвоения.

Кулинарная обработка пищи способствует пищеварению, а, следовательно, и ее усвоению. Пища протертая, отварная усваивается лучше пищи кусковой и сырой. Внешний вид, вкус, запах пищи усиливают выделение пищеварительных соков, способствуя ее усвояемости. Режим питания и правильное распределение суточного объема пищи в течение дня, условия приема пищи (интерьер столовой, вежливое, доброжелательное обслуживание, чистота посуды, опрятный внешний вид поваров), настроение человека также повышают ее усвояемость.

Сохраняемость - способность товара сохранять потребительские свойства при хранении и транспортировании в течение установленных сроков, а также после них. Показателями сохраняемости являются – срок календарной продолжительности хранения, потери, выход стандартной продукции;

Готовность к употреблению - степень обработки, удобство в приготовлении;

Безопасность - отсутствие в пищевых продуктах вредных для организма человека веществ (соли тяжелых металлов, токсины, яды), несвойственных привкусов и запахов.