Химический состав пищевых продуктов

Жидкие жиры при охлаждении загустевают, а некоторые из них, например оливковое масло и другие, мутнеют, так как выпадает осадок кристаллов глицеридов высокомолекулярных предельных кислот. Жиры различаются и по температуре застывания.

В пищевых жирах могут происходить реакция гидролиза, окисления и восстановления.

Азотистые вещества: белки, продукты распада белков (аминокислоты, азотистые основания, амиды кислот), алкалоиды, соли азотной и азотистой кислот и др.

Белки - сложные органические соединения; служат основным структурным материалом клетки живого организма. Б, содержащие весь комплекс незамени­мых аминокислот, называют полноценными (их много в мясе, рыбе, молочных продуктах, яйцах). Б, в состав кото­рых не входит хотя бы одна из незаменимых аминокислот, называют неполноценными. Под действием ферментов Б расщепляются - появляется неприятный гнилост­ный запах. В воде большинство Б набухают и увеличиваются в объеме. При нагревании свыше 60°С Б свертываются - денатуриру­ют, выпадают в осадок. Денату­рация наблюдается и при варке яиц, а также при производстве КМП и сыров (образуется сгусток). Кроме того, денатурация Б происходит в процессе длительного хранения круп, бобовых культур, мороженого мяса, рыб. В результате «старения» Б постепенно уплотняются, теряют способность к набуханию и растворимости, и продукты приобретают жесткую кон­систенцию, труднее развариваются и усваиваются. Суточная потребность взрослого человека в Б составляет 80-100 г.

Небелковые вещества - аминокислоты, аммиак и его производные (находятся в продуктах вместе с Б, т.к. образуются в процессе гидро­лиза Б), нитраты и нитриты (+ при посоле колбасного фарша, вет­чинных изделий, икры для сохранения розового цвета, содержание их нормируется в продуктах, т.к. в значительных количествах они вредны для организма и могут вызвать пищевые отравления).

Красящие вещества. Естественные кра­сители - каротиноиды, прида­ющие П и О желтую, оранжевую и красную окраску. Зеленый цвет О, листьев, растений и некоторых П объясняется присутствием в них пигмента хлорофилла. Синюю, фиолетовую, красную окраску придают плодам антоцианы. Эти пигменты содержаться в кожице сливы, винограда, мякоти черники, брусники, свеклы. Флавоновые пигменты – по своей химичекой природе относятся к гликозидам. Молекулы их состоят из остатков сахаров (глюкозы, галактозы, рамнозы) и аглюкона – производных флаовна или оксифлавона (флавонола). Пигменты этой группы находятся в сухих чешуях лука (кверцетин), чае и других растительных продуктах, окрашивая их в желтый и оранжевый цвета. Хромопротеиды – пигменты, обуславливающие красную окраску крови и мышечной ткани животных, голубую окраску крови ракообразных и головоногих моллюсков.

Кроме красящих веществ, естественно находящихся в пищевых продуктах, при переработке и хранении в них могут образовываться темноокрашенные соединения - меланины, флобафены, меланоидины и продукты карамелизации сахаров.

Искусственные красители - индигокармин (синий), тартразин (желтый) и ультрамарин (голубой).

Красящие вещества нестойки при выпечке, жарении, кипячении; разрушаются  при порче продукта.

Витамины. Потребность человека в различных витаминах по сравне­нию с Б, У и Ж очень мала и составляет всего несколько сот мг в сутки. По растворимости делятся на 2 группы: жирорастворимые и водорастворимые витамины.

Жирорастворимые витамины

Витамин А - необходим для нормального зрения, повыша­ет сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям, бла­гоприятствует восстановлению крови, улучшает память. Много ви­тамина А в молоке, сливочном масле, желтке яиц, печени трески, палтуса, минтая. В продуктах растительного происхождения (мор­ковь, красный перец, томаты, абрикосы, персики) находится провитамин А — каротин желто-оранжевого цвета, кото­рый в организме человека превращается в витамин А. Суточная потребность  для взрослого человека 1 мг. Хорошо сохраняются при варке пищи, а также в квашеных и соленых продуктах, но разруша­ются при сушке под действием солнечных лучей.

Витамин Д - необходим организму для образования костных тка­ней, так как соли Са и Р усваиваются нормально только при его наличии, предохраняет зубы от кариеса. Источники — рыбий жир, молоко, сливки, яичные желтки, печень рыб, пивные дрожжи и грибы. Суточная потребность взрослого человека  2,5-10 мкг, для детей – 20-40 мкг (тысяч­ная доля миллиграмма). Устойчив к нагреванию и окисли­тельным процессам.

Витамин Е — необходим для нормальной деятельности нервной системы и щитовидной железы, участвует в энергетическом обмене. Содержится в зародышах пшеницы, кукурузы, ржи, ячменя, салатах, в молоке, растительных маслах. Стоек и не разрушается при переработке сырья, но быстро разрушается при прогоркании жиров. Суточная потребность  - 10-20 мг.

Витамин К. Недостаток его вызы­вает пониженную свертываемость крови. Обладает сильным боле­утоляющим и антимикробным действием, способствует заживлению ран, ожогов, обморожений. Источники - салат, зеленые листья капусты, томаты, картофель, сви­ная печень. Разрушается в щелочной среде и под действием прямых сол­нечных лучей. Суточная норма для взрослого человека — 2 мг.

Водорастворимые витамины

Витамин С (аскорбиновая кислота) — участвует в обмене веществ, повышает стой­кость организма к инфекционным заболеваниям. Недостаток его вы­зывает плохое самочувствие, снижение умственной и физической работоспособности. Отсут­ствие витамина С в пище вызывает заболевание цингой, при которой десны начинают кровоточить, зубы расшатываться и выпадать. Су­точная потребность — 50-75 мг%. Источники - овощи, фрукты, ягоды. Больше всего его в ягодах шиповника, в зеленых грецких орехах, черной смороди­не, цитрусовых, стручковом перце и др. Основным источником вита­мина С  являются картофель и капуста. Они хотя и не очень богаты витамином С, но употребляются в больших количе­ствах и поэтому обеспечивают суточную потребность в этом витамине. Витамин С очень нестоек, легко разрушается под действием света, воздуха, при тепловой обработке пищи. Он хорошо сохраняется в кис­лой среде - в квашенной капусте и в маринованных продуктах.

Витамин В1 (тиамин) регулирует углеводный и жировой обмен в организме человека. Недостаток его приводит к потере массы тела, аппетита, понижению умственной и физической работоспособности. Суточная потребность взрослого человека — 2—3 мг. Наибо­лее богаты им дрожжи, ржаной хлеб, мука низших сортов, печень, почки, все виды овощей. Витамин В1 устойчив к нагреванию, сохраняется в кислой среде, не разрушается при высушивании, но быстро разрушается в щелочной среде.

Витамин В2 (рибофлавин) играет важную роль в о-в процессах. Недостаток его приводит к вялости, бессоннице, ослаблению зрения, нару­шению пищеварения, задержке роста, выпадению волос, поврежде­нию кожи и слизистых оболочек. Наиболее богаты витамином дрожжи, молоко, печень, яйца, зерновые, орехи, шпинат, свекла, абрикосы. Ежедневная потребность в нем — 2—3 мг. Витамин устойчив к нагреванию, но не устойчив к действию света.

Витамин В3 (пантонтеновая кислота). При недостатке его нарушается деятельность почек, нервной системы. Много его в пивных дрожжах, печени, яичном желтке, цветной капусте. Суточная потребность  5—10 мг.

Витамин В6. При недостатке в организме поражается кожа, развивается бессонница, появляется нервное раздражение. Суточная потребность - 2—3 мг. В значительном количестве содержится в дрожжах, яичном желтке, бобовых, кукурузе и пшенице.

Витамин В12 способствует процессу кроветво­рения. Суточная потребность  0,002-0,005 мг. Наиболее богаты им пе­чень, почки, говядина, молоко, сыр, яичный желток, морские водоросли.

Витамин В9 (фолиевая кислота). Источники: зеленые части растений, листья салата, рожь, кукуруза, бобы. Су­точная потребность — 0,2—0,4 мг.

Витамин В15 улучшает жировой обмен, применяется при лечении болезней печени, сердца, лег­ких, кожи, глаз.  Источники: дрожжи, рисовые отруби, капустный и картофельный соки, фрукты, кровь и печень животных.

Витамин РР — влияет на деятельность нервной системы, состояние кожи, слизистой оболочки. Ежедневная потребность 15-23 мг. Много его в хлебе из обойной муки, горохе, бобах, капусте, картофеле, печени, почках, мясе, сливках, молоке, дрожжах, помидорах. Устойчив к повышению t.

Витамин Н (Биотин). При недостатке его возникают заболевания кожи. Суточная норма потребления – 0,15-0,3 мг. Много в печени, яичном желтке, дрожжах.

Витамин U противоязвенный витамин. Содержится в соке капусты, картофеле, зеленом чае, молоке.

Ферменты – вещества белковой природы, катализирующие процессы распада и синтеза в животных и растительных организмах. Они играют огромную роль в процессах питания и обмена веществ. Не меньшее значение имеют ферменты в процессах хранения и производства пищевых продуктов.

По характеру своего действия относятся к биокатализаторам и вырабатываются только в клетках животных, растений и микроорганизмов, но проявляют свое действие не только в клетках, но и будучи выделенными из них. Ферменты делятся на однокомпонентные, являющимися простыми белками, и двухкомпонентные, в которых белок соединен с небелковой частью, называемой коферментом.

Ферменты делятся на 6 основных классов:

1. гидролазы – катализируют процессы расщепления (а в специальных условиях и синтеза) сложных веществ с присоединением к ним воды:

      карбогидразы – ферменты, вызывающие гидролиз углеводов. Карбогидразы, действующие  на полисахариды (крахмал, инулин, гликоген и др.), составляют группу полиаз; карбогидразы, действующие на ди-, трисахариды и глюкозиды, входят в группу олигаз.

К полиазам относятся - и -амилазы, целлюлаза, инулаза и др. важными ферментами этой группы являются амилазы, катализирующие гидролиз крахмала и гликогена. -Амилаза находится в слюне, крови, тканях животных, проросшем зерне. -Амилаза встречается в зернах злаков и катализирует расщепление крахмала с образованием главным образом мальтозы и небольшого количества декстринов.

Олигазы – представлены мальтазой катализирующей гидролиз мальтозы в глюкозу; сахарозой, расщепляющей сахарозу в инвертный сахар; лактазой, разлагающей лактозу в глюкозу и галактозу.

Эстеразы – катализируют гдролиз сложных эфиров, отногятся липазы, фосфатазы, пектазы и др. Под действием липаз происходит гидролиз жиров с образованием глицерина и жирных кислот.

Протеазы – ускоряют гидролиз белков и продуктов их распада – полипептидов. К ним относятся ферменты пепсин и трипсин, катализирующие гидролиз большинства белков до полипептидов и небольшого количества аминокислот.

2. оксидоредуктазы – участвующие в реакциях биологического окисления и восстановления и, следовательно, связанные с процессами дыхания и брожения, составляют группу оксидоредуктаз.

              Дегидрогеназы – катализируют отщепление и перенос водорода с одного вещества на другое.

              Оксидазами – являются аэробные дегидрогеназы, которые, отнимая водород отокисляемого субстрата и передавая его кислороду воздуха, образуют при этом воду или перекись водорода.

              Каталаза – предназначена для разрушения перекиси водорода, образующейся в процессе дыхания.

              Липоксигеназа – катализирует окисление кислородом воздуха некоторых ненасыщенных высокомолекулярных жирных кислот и образуемых ими сложных эфиров - прогоркание муки и крупы.

3. трансфераза – катализирует реакции переноса химических групп от молекул одних органических соединений на молекулы других, в результате чего образуются новые вещества.

4. лиазы – катализируют реакции негидролитического расщепления молекул в животных и растительных тканях и играет важную роль в превращениях органических веществ.

5. изомеразы – катализируют превращение некоторых органических веществ в их изомеры. Играют большую роль в обмене веществ, катализируя превращение важных промежуточных продуктов брожения и дыхания.

6. лигазы (синтетазы) – катализируют реакции соединения друг с другом двух молекул органических веществ, присоединение отдельных аминокислот к транспортным РНК и ацетильных остатков к коферменту.

Органические кислоты – обладают антисептическим действием: сорбиновая кислота (рябина), муравьиная кислота (мед, крапива, яблоки). Салициловая кислота – в плодах и ягодах. Вкусовые свойства продукта. В процессе хранения под действием микроорганизмов и ферментов кислотность продукта увеличивается, что свидетельствует о недоброкачественности продукта. Поэтому кис­лотность для продуктов является обязательным по­казателем при оценке их качества и нормируется стандартом.

      Лимонная кислота;

      Яблочная кислота (более резкий вкус чем у лимонной);

      Тартроновая – способствует выведению холестерина из организма, препятствует превращению углеводов в жиры, содержится в капусте, бобах, сое и др.

      Винная;

      Молочная – в квашеных овощах  плодах, молочных продуктах;

      Уксусная – в малых количествах в плодовых и овощных соках;

      Щавелевая – щавель, шпинат, ревень;

      Бензойная  - клюква, брусника

      Масляная – в прогорклом сыре и масле и придает им неприятный вкус и запах

      Янтарная – незрелые ягоды

      Фосфорная – во всех пищевых продуктах.

Дубильные вещества - содержаться в большинстве П и Я (айва, хурма, рябина). Имеют вяжущий вкус, что утоляет жажду. Количество их при созревании П и О уменьшается, а при хранении и замораживании - разру­шаются. При соприкосновении с воздухом дубильные вещества окис­ляются и приобретают темно-коричневый цвет. Этим объясняется потемнение плодов на разрезе. Дубильные вещества играют положи­тельную роль в производстве виноградных вин. Соединяясь с белка­ми они образуют нерастворимые вещества и способствуют осветлению вин.  Придают винам терпкий вкус и стойкость при хранении. Дубильные вещества обладают бактерицидным дей­ствием, способствуют укреплению стенок кровеносных сосудов, за­живлению ран.