Продукты питания содержат различные органические кислоты, которые объединяют в группу пищевых кислот. Пищевые кислоты накапливаются в растительном сырье в результате биохимических превращений на стадии развития растения, также кислоты могут накапливаться вследствие биохимических изменений в ходе технологического процесса приготовления продуктов питания (спиртовое брожение, молочнокислое брожение). Пищевые кислоты могут быть внесены в пищевую систему в ходе технологического процесса для регулирования рН, придания определенного вкуса (напитки), для формирования определенной консистенции (молочные продукты, кондитерские изделия).
Вносимые пищевые кислоты в процессе производства продуктов отнесены к группе пищевых добавок. Их использование не лимитируется в гигиеническом отношении, а регламентируется технологическими инструкциями на конкретные пищевые продукты. Повышенной токсичностью обладает фумаровая кислота, для которой установлен уровень ДСД допустимой суточной дозы – 6 мг/кг массы тела человека.
Ощущение, что наши ноги были в огне, когда мы изо всех сил пытаемся зациклиться на вершине холма или сделать эти последние два хруста. Вы знаете, ощущение, которое заставляет вас сказать: Ого! Вы достигли своего порога молочной кислоты. В наших клетках есть два основных способа сделать энергию: аэробную и анаэробную. Большую часть времени мы используем аэробную систему, но когда в этой системе заканчивается кислород, как это происходит при более интенсивных физических упражнениях, начинают действовать анаэробные энергетические механизмы.
Конечным продуктом анаэробных упражнений является молочная кислота. Когда-то считалось, что молочная кислота является концом энергетической истории. Однако новые исследования показывают, что молочную кислоту можно использовать для получения больших количеств гликогена, заменителя глюкозы, который может быстро подпитывать ваши мышцы при отсутствии глюкозы.
Уксусная кислота используется в виде эссенций 70 - 80 % концентрации и в виде столового уксуса 9 % концентрации. Применяются также соли уксусной кислоты – ацетаты. Основная область применения уксусной кислоты – приготовление овощных консервов.
Молочная кислота используется в виде 40 % раствора и концентрата 70 % раствора. Соли молочной кислоты называются лактатами. Молочная кислота применяется в производстве пива (подкисление затора), безалкогольныз напитков, кондитерских изделий, кисломолочных продуктов.
Во время упражнений с низкой интенсивностью организм обычно способен справляться с потребностями в кислороде с помощью мышечных клеток. Однако, когда наблюдается рост спроса, организм быстро наращивает свою способность разрушать глюкозу для энергии. Этот метаболический овердрайв вызывает увеличение молекулы, называемой пируватом. При интенсивном физическом спросе пируват может идти одним из двух способов. Он может быть использован для экстремальной энергетической обработки прямо сейчас и сейчас или может быть превращен в молочную кислоту и использован позже.
Лимонная кислота используется в виде кристаллов белого цвета, полученных биохимическим синтезом из плесневого гриба Aspergillus niger. Соли лимонной кислоты называются цитраты. Лимонная кислота имеет мягкий вкус, меньше раздражает слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта. В высоких концентрациях лимонная кислота содержаться в цитрусовых плодах. Применяется в производстве напитков, соков, кондитерских изделий, рыбных консервов.
Вы можете использовать столько пирувата, и если клетки не могут не сжечь его достаточно быстро, больше пируват закончится как молочная кислота. Теперь у вас много избытка молочной кислоты. Это порог молочной кислоты. Вы тренируетесь вне возможностей мышечных клеток, чтобы не отставать. Накопление молочной кислоты приводит к повышению кислотности в ваших мышечных клетках, что приводит к усталости мышц. Ключом к увеличению вашего молочного порога является улучшение способности вашего организма к окислению молочной кислоты для производства энергии.
Яблочная кислота используется в виде кристаллов белого или желтоватого цвета. Соли яблочной кислоты называются малаты. Яблочная кислота имеет мягкий вкус, не раздражает слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта. В высоких концентрациях яблочная кислота содержаться во фруктах. Применяется в производстве напитков, кондитерских изделий.
Во-первых, нам нужно обеспечить наши клетки достаточным количеством кислорода и возможностью его использования. Это увеличивает аэробные энергетические механизмы и помогает окислять молочную кислоту. Лучший способ сделать это - это, конечно, тренировать и обустраивать ваше тело регулярными упражнениями. Когда вы это делаете, ваши клетки учатся и становятся более эффективными на своих рабочих местах. Тем не менее, благодаря простому добавлению, вы можете поддерживать усилия своего тела по достижению высокого уровня молочной кислоты быстрее.
Винная кислота используется в виде кристаллов белого или желтоватого цвета. Получают при переработке отходов виноделия. Соли винной кислоты называются тартраты. Винная кислота имеет мягкий вкус, меньше раздражает слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта. Содержится в винограде. Применяется в производстве напитков, кондитерских изделий.
Креатин: это дополнение не является ни минералом, ни витамином, ни травой, а скорее «органической кислотой». Когда креатин попадает в вашу мышечную ткань, он «наполняет» кислотность, которая приводит к усталости мышц. Креатин также уменьшает образование молочной кислоты.
Гидроксиметилбутират: помогает мышечным клеткам сжигать жирные кислоты для энергии, что снижает порог молочной кислоты за счет снижения потребности в углеводных источниках энергии. Марганец: этот необходимый минерал хорошо документирован в его способности окислять молочную кислоту.
Реже в производстве продуктов питания используются кислоты: адипиновая, янтарная, фумаровая.
Фосфорная кислота является представителем минеральных кислот, однако она широко представлена в в пищевом сырье и продуктах питания, особенно распространены соли фосфорной кислоты – фосфаты. Фосфорная кислота входит в состав сложных органических соединений: фосфолипиды, нуклеиновые кислоты, АТФ (аденозинтрифосфат). В высоких концентрациях фосфаты содержаться в молочных, мясных продуктах, в орехах. Применяется в производстве напитков, кондитерских изделий.
Теперь, в следующий раз, когда вы бежите, быстро гуляете или едете на велосипеде, вы можете уверенно смотреть на этот холм на горизонте и шептать себе: «Я могу это сделать!». Лактоацидоз, наиболее распространенный вид метаболического ацидоза, характеризуется снижением рН крови.
В отсутствие адекватного снабжения кислородом клетки ткани должны зависеть от менее эффективного анаэробного метаболизма глюкозы для ее производства энергии, и этот альтернативный метаболический путь приводит к накоплению молочной кислоты. Механизм молочнокислого ацидоза в дефиците витамина В1 объясняется тем, что тиамин является важным фактором для фермента пируватдегидрогеназы, что позволяет окислять пируват до ацетил-СоА. В отсутствие тиамина эта реакция не может продолжаться, и вместо этого пируват превращается в лактат.
Пищевые продукты содержат различные аминокислоты: аланин, валин, серин, лизин, метионин и др., входящие в состав белков. Продукты питания содержат различные липиды, в состав которых входят жирные кислоты : пальмитиновая, стеариновая, олеиновая, линолевая, линолековая и другие. Ароматическая кислота – бензойная кислота является природным консервантом, она содержится в некоторых ягодах.
В результате накопление лактата вызывает лактоацидоз. Лактоацидоз из-за дефицита тиамина встречается редко, потому что дефицит тиамина встречается редко. Диета, содержащая нормальное количество углеводов, обеспечивает больше, чем ежедневное требование, и в любом случае организм хранит достаточное количество тиамина в течение 2-3 недель на диете, полностью лишенной тиамина.
В развитых странах дефицит тиамина, обусловленный исключительно недостаточной диетой, редко встречается. Но, поскольку эти две статьи ясно демонстрируют, что это может произойти в контексте длительного парентерального питания без добавления витамина. В первом из двух работ описаны три случая лактоацидоза из-за дефицита тиамина у взрослых пациентов. Во всех трех случаях пациенты нуждались в парентеральном кормлении для основного состояния, и во всех трех случаях в парентеральный корм не включалось добавление витамина.
ТЕМА 6 ВИТАМИНЫ
6.1 Классификация витаминов
6.2 Водорастворимые витамины
6.3 Жирорастворимые витамины
6.1 Классификация витаминов
Витамины - биорегуляторы биохомических и физиологических процессов, протекающих в живых организмах. Витамины являются низкомолекулярными органическими соединениями различной химической природы. Для нормальной жизнедеятельности человеку витамины необходимы в небольших количествах. Нормы суточного потребления витаминов приведены в таблице 6.1. Так как витамины не синтезируются организмом, они должны поступать в необходимом количестве с пищей в качестве ее обязательного компонента. Отсутствие или недостаток витаминов в организме человека вызывает болезни недостаточности – авитаминозы. При избыточном приеме витаминов, значительно превышающем физиологические нормы, могут развиваться гипервитаминозы. Это характерно для жирорастворимых витаминов, доля которых в суточном рационе человека невысока.
Через несколько недель или месяцев после начала этой терапии они внезапно стали тяжело больными тяжелой гипотензией, почечной недостаточностью и быстро ухудшающимся неврологическим состоянием. Газы крови в это время выявили тяжелый метаболический ацидоз в сочетании с заметно выраженным лактатом, что позволило диагностировать лактоацидоз.
Без какого-либо другого объяснения внезапного и катастрофического снижения состояния пациента, возможность дефицита тиамина принималась и внутривенно вводили 100 мг тиамина. Во всех трех случаях это имело удивительно быстрый эффект. В течение 2-4 часов наблюдалось заметное улучшение показателей содержания в крови и лактата, и через 12 часов после инъекции эти параметры находились в пределах контрольного диапазона, и острые сердечно-сосудистые и неврологические симптомы пациентов были устранены.
В качестве единицы измерения витаминов пользуются размерностью мг % = 0,001 г (миллиграммы витаминов в 100 г продукта), мкг % = 0,001 мг % (микрограммов витаминов в 100 г продукта).
Ряд витаминов представлены не одним, а несколькими соединениями, обладающими сходной биологической активностью, например: пиридоксин витамин В 6 включает пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин.
Вторая статья описывает аналогичный ход событий, происходящих у двух преждевременных новорожденных с респираторным дистрессом. Парентеральное питание без добавления витамина было дано в течение 40 дней и 45 дней соответственно, когда их состояние внезапно ухудшилось катастрофически.
Анализ газов крови в это время выявил тяжелый лактоацидоз. Как и во взрослых случаях введение тиамина приводило к быстрому выздоровлению. В течение 24 часов нормальные газы крови и клиническое состояние были восстановлены в обоих случаях. При обсуждении историй болезни взрослых и новорожденных соответствующие авторы подробно описывают патогенез дефицита тиамина и связь с лактоацидозом.
Различают собственно витамины и витаминоподобные вещества . К витаминоподобным веществам относятся: биофлавоноиды (витамин Р), пангамовая кислота (витамин В 15), парааминобензойная кислота (витамин Н 1), ортовая кислота (витамин В 13), холин (витамин В 4), инозит (витамин Н 3), метилметионинсульфоний (витамин U), липолевая кислота, карнитин (витамин В). Витаминоподобные соединения также участвуют в биохимических процессах организма человека.
Исследование: пилинг молочной кислотой vs. раствор Джесснера для лечения мелазмы
Оба набора авторов указывают на то, что описанные медицинские чрезвычайные ситуации были, с ретроспективностью, полностью предотвратимы с добавлением витамина. Они советуют, что внезапное ухудшение развития лактоацидоза среди пациентов, получающих парентеральное питание, должно вызывать подозрение на дефицит тиамина.
Каким образом молочная кислота помогает сохранить макияж на лице?
Множество факторов может диктовать, как работает ваш кишечный тракт - количество бактерий, живущих в пределах кишечника в любой момент времени, колеблется! Поскольку эти организмы все еще находятся в живом состоянии, находясь внутри вашего кишечника, он уступает место очень сложному процессу, который требует баланса. Самое главное, однако, состоит в том, что у живых бактерий есть среда, в которой они могут функционировать и жить. К счастью, бактерии в кишечнике способны жить в среде, которая немного более кислая, чем остальная часть тела и щелочной уровень. Это достигается естественным источником молочной кислоты. Дрожжи, используемые в этой формуле, являются живыми, чтобы позволить организму получить все преимущества питательной ценности дрожжей, а также существовать в кислой пищеварительной среде, которая помогает в продвижении хорошего самочувствия. Другие ингредиенты включают кукурузу, сыворотку и мед, которые обеспечивают естественные источники магния и кальция для организма. Специфический вклад молочной кислоты в здоровую кишечную среду включает процессы ферментации, а также рост здоровых бактерий. Желудок содержит кислоты и пепсин, фермент, который деградирует белки из пищевых продуктов в пептиды, работая как пищеварительная протеаза, которая способствует пищеварению по всему телу. Желудок разбивает их на пептоны и протеазы, прежде чем они попадают в область тонкого кишечника. В тонком кишечнике, в котором содержится более щелочной рН, организм переваривает белки. Во время этого, только частично переваренные белки еще более уменьшаются в отдельные блоки аминокислот. Входит здесь молочная кислота дрожжей, действующая как единственный ацидофильный организм, который может ферментировать углевод в молочную кислоту. Другие организмы нуждаются в лактозе для производства молочной кислоты, но молочная кислота дрожжей уже содержит ингредиенты, такие как сыворотка, которые позволяют ей хорошо работать и поддерживать здоровый рост бактерий, которые могут принести пользу организму. Каждая 100 пластинчатая бутылка дрожжей молочной кислоты стандартным способом должна длиться около 1 месяца при рекомендуемой дозировке 1 вафли на каждый прием пищи или по указанию. Рекомендуется, чтобы этот продукт был пережеван, а затем проглочен, чтобы правильно переваривать. Как вы можете ожидать от стандартного процесса, каждый продукт оценивается дипломированными микробиологами и химиками для обеспечения максимального качества и безопасности. Некоторые стандартные добавки могут содержать прозрачную желатиновую капсулу, а не цветную желатиновую капсулу. Если вы привыкли принимать эти добавки в цветных желатиновых капсулах, пожалуйста, имейте в виду, что никаких изменений в составе композиции или капсуле каждого дополнения нет. Обратите внимание, что если у вас все еще есть добавки стандартного процесса, в которых есть цветная желатиновая капсула, у них нет проблем со здоровьем. Эти заявления не были оценены Управлением по контролю за продуктами и лекарствами. Эти продукты не предназначены для диагностики, лечения или лечения любого заболевания или состояния здоровья. Проконсультируйтесь со своим врачом перед началом любого упражнения или программы питания или перед использованием этих или любых продуктов во время беременности или если у вас тяжелое заболевание. Фирменное наименование: общее.
По растворимости витамины разделены на две группы:
водорастворимые, такие как В 1 , В 2 , В 5 , В 6 , В 12 ,С;
жирорастворимые , такие как А, Е, Д, К.
6.2 Водорастворимые витамины
Витамин С или аскорбиновая кислота.
В химическом отношении представляет собой? - лактон - 2,3 дегидро – 4 - гулоновой кислоты.
Антицинготный фактор. Участвует в окислительно-восстановительных реакциях, повышает иммунитет человека. Все необходимое количество витамина С человек получает с пищей. Основные источники витамина С это овощи, фрукты, ягоды: капуста содержит 50 мг %, картофель - 20 мг %, черная смородина - 300 мг %, шиповник до 1000 мг %. Витамин С крайне нестоек, легко разрушается кислородом воздуха, на свету, в присутствии ионов тяжелых металлов. Более устойчив витамин в кислой среде, чем в щелочной, поэтому его содержание в овощах и плодах при хранении быстро снижается. Исключение составляет свежая капуста. При тепловой обработке разрушается 25 - 60 % витамина С.
Витамин В 1 (тиамин). Необходим для нормальной деятельности центральной нервной системы. Участвует в регулировании углеводного обмена. Действующей в организме формой витамина В 1 является его производное в виде тиаминдифосфата или фермента кокарбоксилаза. Основные источники витамина В 1 – зернопродукты, такие как крупы, мука грубого помола и т. д., где содержание витамина составляет 0,5 мг %, в горохе содержится до 0,8 мг %, в мясе 0,5 мг %. Витамин В 1 стоек к действию света, кислорода, в кислой среде, к повышенным температурам. Легко разрушается в щелочной среде, расщепляется также ферментом тианаза. При технологической переработке разрушается 15 - 20 % витамина В 1 .
Витамин В 2 (рибофлавин). Участвует в окислительно-восстановитель-ных реакциях, так как входит в состав окислительно-восстановительных ферментов. При недостатке витамина возникает заболевание кожи (себорея, псориаз), воспаление слизистой оболочки рта, появляются трещины в углах рта, развиваются заболевания кровеносной системы и желудочно-кишечного тракта. Витамин В 2 присутствует в молочных продуктах: в молоке – 0,15 мг %, в сыре – 0,4 мг %, в печени -2,2 %, в зернопродуктах - 0,1 %, в овощах и фруктах - 0,04 мг %. Небольшое количество витамина В 2 в организме человека синтезирует кишечная микрофлора. Витамин В 2 устойчив к повышенным температурам, но разрушается на свету и в щелочной среде. Небольшое снижение витамина В 2 приводит к существенным потерям витамина С. При технологической переработке частично разрушается.
Витамин В 3 (пантатеновая кислота). Участвует в реакциях биохимического ацилирования, обмена липидов, жирных кислот, углеводов. Недостаток витамина приводит к дерматитам, выпадению волос. Небольшое количество витамина В 3 синтезирует кишечная микрофлора. Витамин В 3 присутствует в субпродуктах 2,5 - 9 мг %, в зернопродуктах и бобовых культурах - 2 мг %, в яйце - 2 мг %, в дрожжах – 4 - 5 %. При технологической переработке теряется до 30 % витамина, преимущественно при бланшировании и варке.
Витамин В 5 (витимин РР, никотиновая кислота, ниацин). Этот витамин встречается в виде никотиновой кислоты и в виде никотинамида. Оба вещества обладают выраженной витаминной активностью. Участвует в окислительно-восстановительных реакциях, так как ниацин входит в состав ферментов дегидрогеназ. Недостаток витамина РР вызывает утомляемость, бессонницу, снижение иммунитета, нарушение функций нервной и сердечно-сосудистой системы. Аминокислота триптофан является одним из источников ниацина, так как из 60 мг триптофана синтезируется 1 мг ниацина. Основной источник ниацина- субпродукты (до 12 мг %), мясо и рыба содержат около 4 мг % витамина. Молоко, зернопродукты, овощи и фрукты бедны витамином РР. Витамин РР устойчив к действию света, кислорода воздуха, в щелочной среде. При технологической переработке до 25 % витамина экстрагируется в воду.
Витамин В 6 (пиридоксин, перидоксамин, адермин). Участвует в биосинтезе и метаболизме аминокислот, белков, ненасыщенных жирных кислот. Витамин В 6 необходим для нормальной деятельности нервной системы, кровеносной системы, печени. При недостатке витамина развиваются дерматиты. Витамин присутствие в мясе - 0,4 мг %, в фасоли - 0,9 мг % а картофеле - 0,3 мг %. Витамин В 6 устойчив к повышенным температурам, кислотам, щелочам, но разрушается на свету. При переработке теряется до 20 % витамина В 6 . Частично витамин синтезируется кишечной микрофлорой.
Витамин В 9 (фолиевая кислота, фолацин). Кроветворный фактор, участвует в деятельности сердечно - сосудистой системы, в биосинтезе аминокислот, нуклеиновых кислот, холина, пуриновых и пиримидиновых оснований. При недостатке витамина нарушается деятельность системы кроветворения, пищеварительной системы, снижается иммунитет организма. Фолевая кислота присутствует в зеленных культурах – 110 мкг %, в печени - 240 мкг %, в дрожжах – 550 мкг %, меньше в зернопродуктах и молочных продуктах - 10 - 20 мкг %. Фолиевая кислота неустойчива при термической обработке. При переработке молока и овощей теряется 75 - 90 % витамина, однако при переработке мясопродуктов витамин более устойчив.
Витамин В 12 (цианкобаламин). Витамин участвует в процессах кровообращения, превращения аминокислот, совместно с фолиевой кислотой, участвует в биосинтезе нуклеиновых кислот. При недостатке витамина В 12 наступает слабость, развивается анемия, нарушается деятельность нервной системы. Витамин В 12 содержится в продуктах животного происхождения: в печени – 160 мкг %, в мясе – 6 мкг %, в молоке 0,6 мкг %. Витамин разрушается при длительном действии света, при окислении, более устойчив при нейтральных рН. При технологической переработке теряется 10 - 20 % витамина В 12 .
Витамин Н (биотин)
. Витамин участвует в биосинтезе липидов, аминокислот, углеводов, нуклеиновых кислот, входит в состав ферментов, катализирующих реакции карбоксилирования - декарбоксилирования. При недостатке витамина наблюдаются нервные расстройства, возникает депигментация кожи, дерматит. Основные источники биотина: печень и почки – 80 - 140 мкг %, яйца - 28 мкг %, молоко и мясо – 3 мкг %, бобовые культуры – 20 мкг %, пшеничный хлеб – 4,8 мкг %. Витамин неустойчив при окислении в кислой и щелочной среде. При технологической переработке витамин почти не разрушается.
6.3 Жирорастворимые витамины
Витамин А (ретинол).
Витамин является непредельным одноатомным спиртом, участвует в биохимических процессах, связанных с деятельностью мембран клеток, влияет на рост костей, зрение человека. При недостатке витамина замедляется рост костей, наблюдается поражение слизистой оболочки дыхательных путей, пищеварительной системы, страдает зрение. Витамин А обнаружен в продуктах животного происхождения в рыбьем жире – 14 мкг %, в печени трески – 4 мкг %, в молоке – 0,025 мкг %.
В растительных продуктах содержится провитамин А – ? – каротин, имеющий красно-оранжевый цвет. Из одной молекулы? - каротина в организме человека образуется две молекулы витамина А. Больше всего? - каротина находится в моркови – 10 мг %, в томатах – 1 мг %, он присутствует в овощах и фруктах, имеющих красно-оранжевую окраску.
Витамин А быстро разрушается при действии света, воздуха, в присутствии тяжелых металлов. При быстром окислении липидов происходит и окисление витамина А, растворенного в липидах. При переработке сырья теряется до 30 % витамина А, но при сушке теряется до 90 %. В соках и напитках витамин хорошо сохраняется при хранении.
Таблица 6.1
Суточная потребность человека в витаминах
| Витамин | Сут. пот-ребность | Функция витамина |
| Витамин С Аскорбиновая кислота | 70 мг | Антицинготный фактор. Участвует в окислительно-восстановительных реакциях, повышает иммунитет человека. |
| Витамин В 1 Тиамин | 1,7 мг | Необходим для нормальной деятельности центральной нервной системы. Участвует в регулировании углеводного обмена. |
| Витамин В 2 Рибофлавин | 2 мг | Участвует в окислительно-восстановитель-ных реакциях. |
| Витамин В 3 Пантатеновая кислота | 6 мг | Участвует в реакциях биохимического аци-лирования, обмена липидов, жирных кислот, углеводов. |
| Витамин В 5 Ниацин, РР | 19 мг | Участвует в окислительно-восстанови-тельных реакциях. |
| Витимин В 6 Пиридоксин | 2,2 мг | Участвует в синтезе и метаболизме амино-кислот, белков, ненасыщенных жирных кислот. |
| Витамин В 9 Фолиевая кисло-та, Фолацин | 200 мкг | Кроветворный фактор, участвует в синтезе аминокислот, нуклеиновых кислот, холина, пуриновых и пиримидиновых оснований. |
| Витамин В 12 Цианкобаламин | 3 мкг | Фактор кроветворения, участвует в превращениях аминокислот. |
| Витамин Н Биотин | 250 мкг | Участвует в реакциях карбоксилирования-декарбоксилирования, обмена аминокислот, липидов, углеводов, нулеиновых кислот. |
| Витамин А Ретинол | 2 мг | Участвует в деятельности мембран клеток, влияет на рост костей, зрение человека. |
| Витамин Д Эргостерол | 2,5 мкг | Регулирует содержание кальция и фосфора в крови, участвует в формировании костей. |
| Витамин Е Токоферол | 10 мг | Предотвращает окисление липидов. Активный антиокислитель. |
| Витамин К Филлохинон | 3 мг | Регулирует процесс свертывания крови. |
Витамин Е (токоферол). Токоферолы регулируют свободнорадикальные реакции в клетках, предотвращают окисление ненасыщенных жирных кислот в липидах клеточных мембран, влияют на синтез ферментов, обладает выраженным антиокислительным действием и используется в качестве антиоксиданта. При недостатке витамина наблюдается поражение миокарда, сердечнососудистой и нервной системы, функции размножения. Витамин Е распространен в растительном сырье: в масле соевом – 115 мкг %, подсолнечном – 42 мкг %, в зернопродуктах – 5 мкг %. Витание Е устойчив при нагревании, медленно разрушается под действием ультрафиолетовых лучей, кислорода воздуха, в присутствии тяжелых металлов. При переработке сырья теряется 10 - 20 % витамина.
Витамин Д (эргостерол, кальциферол, эргокальциферол). Витамин регулирует содержание кальция и фосфора в крови, участвует в формировании костных тканей. Витамин Д способен синтезироваться в коже человека под влиянием ультрафиолетовых лучей. При недостатке витамина у детей развивается рахит, у взрослых наблюдается остеопороз – разжижение, истончение костей, что приводит к кариесу зубов, переломам костей. Витамин Д содержится в продуктах животного происхождения: в рыбьем жире - 125 мкг %, в печени трески – 100 мкг %, в говяжьей печени - 2,5 мкг %, в желтке яйца - 2,2 мкг %. Витамин устойчив при хранении и технологической переработке. При сушке теряется максимальное количество до 30 % витамина Д.
Витамин К (филлолхинон К
1
и метахинон К
2
).
Витамин К необходим для нормализации свертывания крови, участвует в образовании компонентов крови. При недостатке развивается язвенная болезнь. Основные источники витамина: зеленные культуры, такие как укроп, петрушка, капуста (в растительном сырье встречается филлохинон), мясо, печень (в сырье животного происхождения встречается метахинон). Частично витамин К синтезируются микрофлорой кишечника.
6.4 Витаминоподобные соединения
Витаминоподобные вещества являются веществами в повышенной биологической активностью. Они выполняют в организме человека разнообразные функции. Парааминобензойная кислота является фактором роста для микроорганизмов пищеварительного тракта, синтезирующих фолиевую кислоту. Холин, инозит являются незаменимыми пластическими веществами. Липоевая кислота, ортовая кислота, карнитин относятся к биологически активным веществам, синтезируемым организмом. Биофлавоноиды, метилметионинсульфоний, пангамовая кислота являются фармакологически активными веществами пищи.
Холин В 4 . Входит в состав фосфолипида фосфатидилхолин. Участвует в реакциях карбоксилирования-декарбоксилирования, обмена аминокислот, липидов, углеводов, нулеиновых кислот. Холин регулирует деятельность нервной системы, участвует в синтезе метионина, адреналина. При недостатке
витамина наблюдается поражение печени, кровоизлияния во внутренних органах. Холин содержится в нерафинированном растительном масле, сопутствует растительным жирам.
Биофлавоноиды. Представлены группой флавоноидов с выраженной биологической активностью: катехин, рутин, гесперидин. Биофлавоноиды способствуют укреплению стенок кровеносной системы, помогают регулировать кровеносное давление, способствуют деятельности сердечно-сосудистой системы. Активность биофлавоноидов повышается в присутствии витамина С. Катехины содержатся в листьях чая, бобов какао, в винограде, гесперидин содержится в цедре цитрусовых фруктов.
На некоторые витаминоподобные вещества установлены ориентировочные суточные нормативы: для пантотеновой кислоты – 10 – 15 мг, для биофлавоноидов – 30 - 50 мг, для инозита - 500 – 1000 мг, для липоевой кислоты – 500 – 2000 мг, для холина 150 – 2000 мг.
Суточная потребность в витаминах и витаминоподобных веществах приведена в таблице 6.1
6.5 Витаминизация продуктов питания
Недостаточное поступление витаминов с пищей приводит к их дефициту в организме и развитию болезни витаминной недостаточности. Различают две степени витаминной недостаточности: авитаминоз и гиповитаминоз. При авитаминозе наблюдается большой дефицит витамина и развивается заболевание, связанное с витаминной недостаточностью (цинга, рахит, дерматозы). При гиповитаминозе наблюдается умеренный дефицит в витамине, проявления дефицита витамина стерты, неспецифичны (потеря аппетита, быстрая утомляемость, раздражительность, кровоточивость десен). Наряду с дефицитом одного из витаминов, все чаще наблюдается полигиповитаминоз и полиавитаминоз, при которых организм испытывает недостаток сразу в нескольких витаминах. Чаще всего гиповитиминозы и авитаминозы возникают при недостаточном поступлении витаминов с пищей, кроме того дефицит витаминов может возникнуть вследствие нарушения их усвоения в организме, в основном по причине развития какого-либо заболевания человека. В некоторых случаях формируется повышенная потребность человека в витаминах: при высоких физических нагрузках, при стрессе, при воздействии вредных внешних факторов.
При обследовании населения выявлен дефицит витаминов у большей части населения, особенно дефицит обостряется в зимний и весенний период. Наиболее эффективный способ витаминной профилактики – обогащение витаминами продуктов питания, пользующихся массовым спросом, часто наряду с витаминизацией осуществляют минерализацию продуктов, внося одновременно с витаминами дефицитные минеральные вещества. При витаминизации продуктов питания повышается их качество, сокращаются расходы на медицинское лечение, расширяется круг лиц, постоянно потребляющих дефицитные витамины, восполняются потери витаминнов, происходящие при технологической переработке сырья.
Основные продукты питания, обогащенные витаминами:
Мука и хлебобулочные изделия (витамины группы В);
Продукты детского питании (все витамины);
Напитки и соки (все витамины кроме А, D);
Молочные продукты (витамины А,D, E, C);
Маргарин, майонез (витамины А,D, E).
ТЕМА 7 МИРЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА
7.2 Макроэлементы
7.3 Микроэдементы
7.1 Классификация минеральных веществ
Минеральные вещества играют важную роль в обменных процессах организма человека. Минеральные вещества входят в состав опорных тканей (кальций, фосфор, магний, фтор); принимают участие в кроветворении (железо, кобальт, фосфор, медь, марганец, никель); влияют на водный обмен, определяют осмотическое давление плазмы крови, являются составными частями ряда гормонов, витаминов, ферментов. Общее содержание минеральных веществ составляет 3 - 5 % массы тела человека. Содержание минеральных веществ в сырье и продуктах питания невелико от 0,1 до 1,9 %.
В зависимости от содержания в организме и потребности человека в минеральных веществах их разделяют на:
макроэлементы;
микроэлементы.
Микроэлементы условно делят на две группы:
Абсолютно или жизненно необходимые – кобальт, железо, медь, цинк, марганец, йод, фтор, бром;
Вероятно необходимые – алюминий, стронций, молибден, селен, никель, ванадий.
Микроэлементы называют жизненно необходимыми, если при их отсутствии или недостатке нарушается нормальная жизнедеятельность организма человека. Микроэлементы содержатся в количествах, составляющих десятые, сотые, тысячные доли миллиграмма на 100 г пищевого продукта.
Распределение микроэлементов в организме человека зависит от химических свойств и очень разнообразно. Многие микроэлементы действуют на человека опосредовано, то есть через влияние на интенсивность и характер обмена веществ, часто это связано с влиянием на активность различных ферментов в организме человека. Так, некоторые микроэлементы (марганец, цинк, йод) влияют на рост, их недостаточное поступление в организм с пищей тормозит нормальное физическое развитие ребенка. Другие микроэлементы (молибден, медь марганец) принимают участие в активности репродуктивной функции, а их недостаток в организме отрицательно влияет на человека.
Таблица 7.1
Симптомы отклонений в организме человека при дефиците минеральных веществ
| Минеральное вещество | Нарушения в деятельности Органов человека
|
| Кальций | Замедоение роста скелета |
| Магний | Мышечные судороги |
| Железо | Анемия, нарушение иммунной системы |
| Цинк | Повреждение кожи, замедление роста, полового созревания |
| Медь | Слабость артерий, нарушение деятельности печени, вторичная анемия |
| Марганец | Бесплодие, ухудшение роста скелета |
| Молибден | Замедление клеточного роста, склонность к кариесу |
| Кобальт | Злокачественная анемия |
| Никель | Депрессия, дерматиты |
| Хром | Симптомы диабета, атеросклероз |
| Кремний | Нарушение роста скелета |
| Фтор | Кариес зубов |
| Йод | Нарушение работы щитовидной железы, замедление обмена веществ |
| Селен | Слабость сердечной мышцы |
К наиболее дефицитным минеральным веществам в питании человека относятся кальций (для детей и пожилых людей), железо, йод, к избыточным – натрий (из-за высокого уровня потребления соли), фосфор.
Недостаток или избыток в питании каких-либо минеральных веществ, вызывает нарушение обмена белков, липидов, углеводов, витаминов, что приводит к развитию ряда хронических заболеваний. В таблице 7.1 приведены симптомы отклонений в организме человека при дефиците минеральных веществ.
При правильном питании и потреблении человеком достаточного количества разнообразных минеральных веществ, все чаще наблюдается нарушение обмена минеральных веществ. Причинами нарушения обмена минеральных веществ могут быть следующие факторы:
Несбалансированное питание, то есть недостаточное или избыточное количество белков, липидов, углеводов, витаминов;
Применение методов кулинарной обработки пищевых продуктов, приводящих к потере минеральных веществ, например: при удалении отваров овощей и фруктов, размораживании мяса, рыбы в горячей воде. При такой обработке теряются растворимые соли, содержащие ценные минеральные вещества;
Отсутствие коррекции рациона питания, учитывающей увеличение потребностей отдельной группы населения в тех или иных минеральных веществах, связанные с определенными физическими нагрузками или условиями труда;
Нарушение процесса усвоения минеральных веществ.
7.2 Макроэлементы
Кальций.
Содержится в организме человека в большем количестве, чем другие минеральные вещества, в среднем он составляет 1,5 – 2,0 % массы тела. Основная масса его (99 %) находится в костях, зубах.
Кальций является наиболее трудноусваиваемым элементом, адсорбируется только 10 - 30 % содержащегося в пище кальция. Усвоению кальция способствует высокое содержание в пище белков и лактозы. Нарушается усвоение кальция при повышенном содержании липидов, солей калия, магния, щавелевой кислоты. Существенное влияние на всасываемость кальция оказывает соотношение его с фосфором и магнием а пищевых продуктах. Оптимальное соотношение Са: Р = 1: 1,5; Са: Mg = 1: 0,5 . При избытке фосфора в организме образуется кальциевая соль трехосновного фосфора, которая почти не усваивается организмом человека. Следствием несоответствия количества кальция и фосфора в рационе человека является разжижение костной ткани, кариес зубов.
Главным источником кальция в пище является молоко – 120 мг % и молочные продукты - до 1000 мг %, зернопродукты – 30 мг %, однако кальций, содержащийся в злаковых культурах, трудно усваивается.
Фосфор. Содержится в организме человека то 0,8 до 1,1 % массы, это составляет 600 - 700 г. Усваивается фосфор значительно легче, чем кальций, чаще всего усваивается около 70 % фосфора. Для образования костей используется 80 - 90 % фосфора, остальное количество участвует в различных обменных процессах организма человека: фосфорилирование глюкозы, глицерина, создание буферности в организме. Фосфорная кислота входит в состав многих комплексных соединений, отличающихся высокой биологической активностью, например: нуклеопротеиды, фосфопротеиды, фосфолипиды.
Главным источником фосфора являются молоко – 90 мг % и молочные продукты – до 500 мг %, мясо - 180 мг %, рыба – 250 мг %, зернопродукты – 200 мг %.
Магний. Содержится в организме человека в количестве 25 г. Из этого количества 70 % находится в связанном состоянии с кальцием и фосфором, образуя основу костной ткани. Около 50 % магния усваивается организмом из пищи. Факторы, нарушающие адсорбцию кальция, также нарушают всасывание магния (избыточное содержание в пище липидов, солей фосфора, кальция). Ионизированный магний участвует в процессах углеводного, белкового, фосфорного обменов. Он входит в состав ряда ферментов, участвующих в гликолитическом расщеплении глюкозы, регулируют уровень фосфора в крови. Магний участвует в нормализации возбудимости нервной системы, стимулирует деятельность кишечника. Снижает риск развития атеросклероза. Содержание магния в сыворотке крови влияет на уровень холестерина.
Магний широко распространен в растительных продуктах. Главным источником магния в пище являются: зернопродукты – 80 мг %, бобовые культуры – 100 мг %. Овощи и фрукты, мясо, яйца, рыба, молочные продукты сравнительно бедны магнием – 10-30 мг %.
Натрий. В организме человека содержится 115 г натрия. Около трети этого количества находится в костной ткани в виде неорганических соединений. Остальные 66 % натрия содержатся во внеклеточных жидкостях организма в виде ионов. Натрий влияет на буферность крови, играет важную роль в поддержании осмотического давления внеклеточной жидкости, участвует в поддержании рН крови. Содержание натрия в крови составляет 310-340 мг %. Натрий улучшает работу мышц, быстро усваивается из пищи (около 95 %).
Естественное содержание натрия в пищевых продуктах незначительно и в организм поступает в основном за счет поваренной соли. С солью человек ежедневно потребляет 4000 мг натрия. В молоке содержится 50 мг % натрия, в мясе и рыбе – 70 мг %.
Калий. Калий тесно связан с физиологией водного обмена организма человека. В организме калия содержится 250 мг %, он находится преимущественно внутри клеток, способствует нервно-мышечной деятельности, улучшает работу мышц. Калий легко усваивается организмом из пищи.
Постоянным источником калия в пище человека является картофель – 570 мг %. Очень богаты калием также сухофрукты - 1000 мг %, бобовые культуры – 800 мг %, значительно меньше калия в овощах и фруктах, крупах – 200 - 300 мг %.
Хлор. Хлор составляет около 3 % всех минеральных веществ организма человека. Хлориды хорошо усваиваются организмом человека. Анионы хлора вместе с ионами калия и натрия играют важную роль в поддержании осмотического давления внеклеточной жидкости, участвует в поддержании рН крови. Важную роль играет хлор в пищеварении, в виде соляной кислоты он обеспечивает необходимую кислую среду в желудке для активации пищеварительных ферментов, например пепсина.
Сера. Находится в организме в виде неорганических сульфатов и органических соединений - серосодержащие аминокислоты, сульфолипиды и др. Сера является важным структурным компонентом некоторых витаминов: тиамин, биотин, липолиевая кислота, входит в состав гормонов, ферментов. Сера активно участвует в белковом обмене, в тканевом дыхании и энергетическом обмене, способствует выведению из организма токсических веществ. Совместно с витаминами С и Е оказывает антиоксидантное действие, совместно с цинком и кремнием определяет состояние волос и кожи.
Основными источниками серы являются продукты животного происхождения. Сыр содержит серы 260 мг %, яйцо – 200 мг %, мясо и рыба – 220 мг %, бобовые культуры – 220 мг %, в зернопродуктах содержится всего 70 мг %.
7.3 Микроэлементы
Железо.
В организме содержится 3 - 4 г железа, около 73 % из них входит в состав гемоглобина. Железо входит в состав окислительных ферментов и обеспечивает перенос кислорода, тканевое дыхание. С пищей усваивается 10-30 % железа так как в продуктах железо находится в трехвалентной форме, а для усвоения необходим переход железа в двухвалентное. Присутствии витамина С, солей кальция способствует переходу трехвалентного железа в двухвалентное. Недостаточность железа в организме проявляется анемией. Основным источником железа в организме являются: субпродукты и мясо – 3 - 5 мг %, зернопродукты - 4 мг %, бобовые культуры - 9 мг %.
Медь. Находится в организме человека в количестве 150 мг. Совместно с железом медь участвует в процессах кроветворения и тканевого дыхания, входит в состав окислительно-восстановительных ферментов, участвует в синтезе гемоглобина, эритроцитов, ускоряет усвоение железа, стимулирует действие гормонов.
Медь содержится в растительных и животных продуктах в незначительном количестве. В говяжьей печени содержится 2 мг % меди, в рыбе – 0,6 мг %.
Йод. В организме взрослого человека находится около 25 мг йода, из которых половина сосредоточена в щитовидной железе. Основное физиологическое значение йода заключается в участии образования гормона щитовидной железы – тироксина. В процессе технологической переработки теряется 20 - 60 % йода.
Основным источником йода являются продукты моря: морская капуста, рыба - 50 мкг %, рыбий жир – 770 мкг %. В мясе содержится йода всего 10 мкг %, в овощах – 10 мкг %.
Обогащение продуктов питания йодом необходимо для профилактики заболеваний гипертонической и зобной болезней, атеросклероза.
Марганец. Содержится в организме главным образом в печени и почках, общее количество марганца составляет 10 мг. Организм трудно усваивает марганец, он плохо всасывается в кишечнике. Усвояемость марганца составляет 37-63 %. Основное биологическое значение марганца заключается в его активном участии в окислительно-восстановительных реакциях, он активизирует некоторые ферменты, участвует в образовании костной и соединительной ткани. Марганец стимулирует процессы роста, усиливает действие инсулина, вместе с железом и медью играет существенную роль в кроветворении.
Основные источники марганца это растительные продукты: зернопридукты и бобовые культуры - 400 - 1000 мкг %, зеленные культуры, свекла - 200 мкг %, а продукты животного происхождения бедны марганцем, в мясе содержится 50 мкг %.
Кобальт. Является составной частью витамина В 12 . Он стимулирует процессы кроветворения, активизируя образование гемоглобина и эритроцитов, оказывает влияние на обмен веществ. Кобальт в организме усваивается в форме витамина В 12 .
Источником кобальта в пищевых продуктах являются продукты, богатые витамином В 12: печень, бобовые культуры, ягоды, свекла.
Цинк. Содержится в организме человека в количестве 2г. Основное биологическое значение его заключается в участии в процессах дыхания, в поддержке кислотно-щелочного равновесия, повышает интенсивность распада липидов в организме, входит в состав инсулина и влияет на углеводный обмен, способствует росту организма.
Продукты растительного происхождения содержат 1-10 мг % цинка, наиболее богаты им зерновые культуры - 4 мг %, бобовые культуры – 3 мг %, мясо - 3 мг %, печень – 5 мг %, яичный желток – 9 мг %.
Фтор. Играет важную роль в формировании зубной эмали, в образовании костей, нормализует фосфорно-кальциевый обмен. В среднем из пищи усваивается 35 % фтора, а из воды усваивается 64 % фтора. Поступление фтора в организм определяется преимущественно содержанием его в питьевой воде. Оптимальной считается концентрация фтора в воде - 0,5 - 1,2 мг/дмі.
Никель. Участвует в процессах кроветворения, влияет на функцию поджелудочной железы, усиливает образование инсулина. Синтетические соединения никеля токсичны для человека. Никель содержится в морепродуктах - 5 - 10 мкг %, в субпродуктах, в овощах и фруктах содержится 5 -10 мкг %, в зерновых культурах - 30 - 80 мкг %. Суточная потребность в никеле составляет от 200 до 900 мкг.
Хром. Участвует в основном в обмене углеводов, а также липидов и аминокислот. Хром считают глюкозо-толерантным фактором (Glucose Tolerance Factor), он облегчает усвоение глюкозы. Хром имеет важное значении, в профилактике легких форм диабета, атеросклероза. Человек усваивает трехвалентный хром через желудочно-кишечный тракт и дыхательные пути. Шестивалентная форма хрома токсична для человека.
Пищевым источником хрома является печень – 10 – 80 мкг %, хром содержится в пивных дрожжах.
Селен. Участвует в деятельности сердечно-сосудистой системы, регулирует деятельность клеточных мембран, участвует в синтезе гормонов щитовидной железы, то есть способствует усвоению йода. Селен повышает антиокислительную активность витамина Е. При недостатке селена особенно страдает сердечно-сосудистая система, это проявляется прогрессирующим атеросклерозом и слабостью сердечной мышцы. Хром активизирует иммунную систему, является детоксикантом.
Пищевым источником селена являются зернопродукты - 200 мкг %. Селен обнаружен в зеленом китайском чае.
Суточная потребность человека в важнейших микро и макроэлементах представлена в таблице 7.2.
Таблица 7.2
Суточная потребность человека в минеральных веществах
| Минеральные вещества
| Ед. измерения
| Суточная потребность
|
| Кальций | Мг | 800 |
| Фосфор | Мг | 1200 |
| Магний | Мг | 400 |
| Натрий | Мг | 2000 |
| Калий | Мг | 3000 |
| Хлор | Мг | 1000 |
| Сера | Мг | 1000 |
| Железо | Мг | 14 |
| Медь | Мг | 2 |
| Йод | Мкг | 100 |
| Марганец | Мг | 5 |
| Кобальт | Мкг | 100 |
| Цинк | Мг | 20 |
| Фтор | Мг | 1 |
| Молибден | Мкг | 200 |
| Хром | Мкг | 150 |
| Селен | Мкг | 70 |
| Никель | Мкг | 900 |
ТЕМА 8 ФЕНОЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА
8.2 Соединения группы С 6 - С 1
8.3 Соединения группы С 6 - С 3
8.4 Соединения группы С 6 - С 3 - С 6
8.5 Дубильные вещества
8.1 Классификация фенольных веществ
Растительные фенолы относятся к сложным органическим соединениям, имеющим в составе ароматическое кольцо и фенольный гидроксил.
Фенольные вещества играют важную роль в формировании вкуса и цвета пищевых продуктов, участвуют в окислительно-восстановительных реакциях. Большое разнообразие фенольных веществ, связано с тем, что они являются вторичными продуктами обмена веществ в растениях.
По строению фенольные вещества классифицируют на четыре группы:
1. Соединения группы С 6 - С 1
2. Соединения группы С 6 - С 3
3. Соединения группы С 6 - С 3 - С 6
4. Дубильные вещества.
8.2 Соединения группы С
6
- С
1
В эту группу входят разнообразные представители производных оксибензойной кислоты: п - оксибензойная кислота, салициловая кислота, галловая кислота, ваниловая кислота, сиреневая кислота.
Оксибензойные кислоты присутствуют в растениях в связанном состоянии и высвобождаются при гидролизе. Галловая кислота способна образовывать димеры при помощи депсидной связи. Эта связь образуется между фенольным гидроксилом одной молекулы галловой кислоты и карбоксильной группой другой молекулы. Депсиды галловой кислоты являются исходными продуктами для образования гидролизуемых дубильных веществ. Ваниловая кислота или ванилин является широко распространенным ароматизатором. Салициловая кислота присутствует в некоторых ягодах и является природным консервантом.
В эту группу входят разнообразные представители оксикоричных кислот: п-оксикоричная кислота, кофейная кислота, ферулоавя кислота, синаповая кислота.
Соединения группы С 6 - С 1 приведены на рисунке 8.1
8.3 Соединения группы С
6
- С
3
В эту группу входят разнообразные представители производных овсикоричной ктслоты: п
- оксикоричной кислоты являются: кофейная кислота, феруловая кислота, синаповая кислота.
Наиболее важна из них кофейная кислота, которая взаимодействует с хинной кислотой и образует хлорогеновую кислоту. Это соединение участвует в процессе дыхания и обмена белков, влияет на прорастаемость ячменя. С хлорогеновой кислотой связывают стойкость сырья при хранении. Хлорогеновую кислоту относят к биологически активным соединениям, повышающим пищевую ценность фруктов, соков и т. д. Соединения группы С 6 – С 3 представлены на рисунке 8.2.
Рис.8.1- Соединения группы С 6 - С 1 
Рис. 8.2 - Соединения группы С 6 – С 3
8.4 Соединения группы С
6
- С
3
- С
6
В эту группу входят разнообразные фловоноиды, состоящие из двух ароматических колец и одного гетероциклического кислород-содержащего пиранового кольца. В растительном сырье флавоноиды находятся в свободном состоянии, то есть в виде агликонов, и в связанном с углеводами состоянии, то есть в виде гликозидов. Гликозиды проявляют биологическую активность, их называют Р-витаминами. Р-витамины оказывают влияние на эластичность кровеносных сосудов, их активность повышается в присутствии витамина С. Физиологическая потребность человека в Р-витаминах составляет 200 мг.
Флавоноиды различаются между собой по степени окисленности или восстановленности гетероциклического фрагмента молекулы. Наиболее восстановленным является катехин, затем по степони окисления следует лейкоантоциан, флавонон, антоциан, флавон, флаовнол. Все перечисленные соединения способны образовывать различные производные за счет внедрения в ароматические кольца группировок: -ОН, -ОСН 3 , -СН 3 . Флавоноиды окисляются ферментом полифенолоксидазой до темноокрашенных соединений - меланинов, придающих продуктам и исходному сырью, вяжущий вкус и вызывающих потемнение полуфабрикатов и готовой продукции.
Катехин. Способен образовывать сложные эфиры с галловой кислотой и в таком виде является составной частью дубильных веществ. Катехин участвует в процессе дыхания растений, он используется в качестве резервного энергетического материала при возникновении неблагоприятных условий. Катехин образует Р–витамин при взаимодействии с углеводами. Богат катехином чайный лист, много содержится в яблоках, клюкве, бруснике.
Лейкоантоциан.
Образует Р-витамин, в кислой среде переходит в антоциан, но в отличие от последнего, бесцветен, входит в состав дубильных веществ. В облепихе, черной смородине, крыжовнике, винограде содержится 200-250 мг % лейкокантоцианов.
Рис. 8.3 - Соединения группы С 6 - С 3 - С 6
Антоциан.
Является основным красящим веществом растений, с ионами металлов образует соединения синего цвета, а с кислотами – красного. Чаще антоцианы встречаются в виде гликозаидов или Р-витаминов. Антоцианы способны связывать ионы тяжелых металлов и радиоактивных веществ и выводить их из организма. Особенно много антоцианов в черноплодной рябине – 5000 мг%. Значительное количество антоцианов обнаруживается в темноокрашенных плодах и ягодах: в черной смородине – 600 мг %, в вишне – 250 мг %, в клюкве – 380 мг %.
Флавонолы и Флавоны.
Являются желтыми красящими веществами. В природе существует около 120 разновидностей флавонолов и флавонов. Наиболее широко распространен флавонол кверцетин и его гликозид – рутин, имеющий высокую Р-витаминную активность.
8.5 Дубильные вещества.
По составу дубильные вещества подразделяются на: гидролизующиеся и конденсированные.
Гидролизующиеся дубильные вещества состоят из галловой и пирокатехиновой кислот. Они соединены депсидной связью. Гидролиз этих веществ осуществляет фермент танназа, также гидролиз можно провести при интенсивном кипячении в водных растворах.
Конденсированные дубильные вещества при кипячении в слабокислых растворах подвергаются уплотнению, конденсации. В состав конденсированных дубильных веществ входят катехины, лейкоантоцианы и их сополимеры, соединенные углерод-углеродной связью. При конденсации большого количества катехинов и лейкоантоцианов образуются флобофены или «красные дубильные вещества». Эти производные дубильных веществ оказывают большое влияние на коллоидную стойкость пива, вина, сока.
Присутствие дубильных веществ, способствует лучшей сохранности сырья при хранении, предупреждает преждевременное прорастание зерна.
В пиве обнаружено 120 - 250 мг на 1 дмі полифенолов, 60 - 100 мг на дмі антоцианов. Содержание фенольных веществ в винограде и виноградном вине представлено в таблице 8.1.
Таблица 8.1
| Группы фенольных веществ
| В белом винограде, мг/дмі
| В красном винограде, мг/дмі
| В белом вине, мг/дмі
| В красном вине, мг/дмі
|
| Катехины | 200-500 | 500-4000 | 300 | 500 |
| Антоцианы | - | 300-2000 | - | 500 |
| Лейкоантоцианы | 20-100 | 20-1000 | 100 | 10-200 |
| Флавонолы | 10-40 | 100-200 | 5-10 | 5-40 |
| Флавоны | 1-10 | 1-20 | 1-5 | 1-10 |
| Танины (полифенолы) | 50-300 | 50-1000 | 100-1500 | 1000-5000 |
ТЕМА 9 ВОДА В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ
9.3. Методы определения влажности в пищевых продуктах
9.1 Значение влаги в пищевых продуктах
Вода – важная составляющая пищевых продуктов. Она не является питательным веществом, но вода жизненно необходима как стабилизатор температуры тела, переносчик питательных веществ, реагент и реакционная среда во многих биохимических превращениях, стабилизатор биополимеров. Благодаря физическому взаимодействию с белками, полисахаридами, липидами, солями вода вносит большой вклад в текстуру пищевых продуктов. Вода присутствует в растительных и животных продуктах как клеточный и внеклеточный компонент, как диспергирующая среда и растворитель, влияет на консистенцию, структуру, внешний вид, устойчивость продукта при хранении.
Мясо 65-75 %
Фрукты и овощи 70-90 %
Хлеб 35 %
Зерно, мука 12-15 %
Молоко 87 %
Пиво, соки, напитки 87-95 %
Многие продукты содержат большое количество влаги, что отрицательно сказывается на стабильности при хранении. Так как вода непосредственно участвует в гидролитических процессах, ее удаление, связывание за счет увеличения содержания соли, сахара приводит к замедлению и даже к прекращению многих реакций, ингибирует рост микроорганизмов. Все это способствует удлинению сроков хранения продуктов.
9.2 Свободная и связанная влага в продуктах
Обеспечение устойчивости при хранении продуктов определяется в большой мере соотношением свободной и связанной влаги.
Свободная влага – это влага не связанная полимером и доступная для протекания биохимических, микробиологических, химических процессов.
Свободная влага является непрерывной средой, в которой растворены компоненты пищи: органические кислоты, минеральные вещества, углеводы, ароматические вещества. Количество свободной воды можно значительно уменьшить высушиванием, замораживанием, сгущением.
Связанная влага – это ассоциированная вода, прочно связанная с компонентами пищи – белками, углеводами, липидами за счет химических и физических связей. По форме связи с компонентами пищи и по мере убывания энергии связи делится на три группы; химическую, физико-химическую и механическую связь.
Влага химически связанная входит в состав сухих веществ, например в зерне это вода кристаллогидратов полисахаридов (крахмала и др.). Она обладает наибольшей энергией связи, очень прочна, разрушается с большим трудом и при высоких температурах.
Физико-химическая влага образуется в результате притяжения диполей воды полярными группировками молекул белка, липидов. Такая вода образует гидратную оболочку вокруг гидрофильных групп белка и липидов. Физико-химическая связь оказывает влияние на стабильность белковых и липидных систем в продуктах. Физико-химическая влага не замерзает при низких температурах (-40єС), не растворает нутриенты продукта, почти не удаляется из продукта при высушивании, недоступна микроорганизмам.
Механически связанная влага - это влага, удерживаемая в капиллярах и матричных структурах составных частей продукта. Большинство пищевых продуктов имеет довольно большой диаметр капилляров и плохо удерживает такую влагу. Вода удерживается макромолекулярными матрицами таких структур как пектин, крахмал, белок. Эта вода удерживается за счет водородных связей, не выделяется из пищевого продукта, но в некоторых технологических процессах она ведет себя как свободная вода. Ее можно удалить высушиванием, можно заморозить. Эта вода влияет на сохранность гелеобразных продуктов, например, потеря такой физически связанной воды (синерезис) приводит к резкому ухудшению качества.
Издавна было замечено, что продукты с одинаковым содержанием влаги по-разному портятся. Оказалось, что большое значение имеет то, насколько ассоциирована (связана) вода с компонентами продукта. Чем сильнее связана вода, тем она менее способна участвовать в гидролитических и других процессах, разрушающих и портящих продкут.
В связи с этим было введено понятие Активность воды.
Активность воды (аw)-
это отношение давления паров воды над продуктом (Рw) к давлению паров над чистой водой (Ро) при той же температуре. То есть аw = Рw/Ро. Активность воды равна относительной влажности в состоянии равновесия (?) при которой продукт не впитывает влагу и не теряет ее в атмосферу, уменьшенной в сто раз, то есть активность воды определяется по формуле 9.1:
аw = ?/100, (9.1)
Где: aw – активность воды в продукте,
? – относительная влажность,
100 - коэффициент
Значение активности воды (аw) в пищевых продуктах: фрукты 0,97, хлеб 0,95, мука, зерно 0,80, сахар 0,1, мясо 0,97.
9.3
Методы определения влаги в пищевых продуктах
На пищевых предприятиях обычно контролируется массовая доля влаги в сырье т продуктах, независимо от формы ее связи, то есть определяется влажность. Влажность выражается в процентах. При определении влажности чаще всего используют термогравиметрический метод и рефрактометрический метод.
Термогравиметрический метод определения влажности основан на удалении влаги из продукта путем высушивания до постоянной (неизменяющейся при дальнейшей сушке) влажности. Навеску взвешивают до сушки и после получения сухого остатка. По убыли массы определяют влагу, выражая ее в процентах. К термогравиметрическим методам относят методы высушивания до постоянной массы при 105 єС, экспресс-метод высушивания на приборе Чижовой (метод ВНИИХП-ВЧ).
Рефрактометрическое определение влажности основано на определении сухих веществ в объекте по показателю преломления, измеряемому с помощью рефрактометра. Влажность рассчитывается по разности массы анализируемого вещества и доли в ней сухих веществ. Напимер, если пивное сусло содержит 11 % сухих веществ, то влаги в нем содержится: 100 – 11 = 89 %. Этот метод прост, удобен, быстро выполняется и хорошо воспроизводится.
Перечисленными методами определяется не вся влага продуктов, а свободная и незначительная часть связанной влаги. Для полного определения влаги применяют следующие методы:
- дифференциальной сканирующей калориметрии (определяется разница между общей и замерзающей или связанной водой);
- метод ядерно-магнитного резонанса (определяется две линии: свободной и связанной влаги, в спектре ядерно-магнитного резонанса):
- диэлектрические методы (определяется разница диэлектрической проницаемости свободной и связанной воды);
- метод измерения теплоемкости (теплоемкость свободной воды значительно превышает теплоемкость связанной воды).
ТЕМА 10 ФЕРМЕНТЫ
10.1 Свойства ферментов
10.2 Классификация ферментов
10.3 Применение ферментов в пищевых технологиях
10.1 Свойства ферментов
Ферменты являются биологическими катализаторами белковой природы. Ферменты способны значительно (в десятки тысяч раз) повышать скорость различных реакций, в том числе и биохимических, которые непрерывно протекают в живых организмах, которые наблюдаются в ходе технологических процессов переработки сырья. Ферменты обладают специфичностью действия, то есть действуют на определенный субстрат, тип связи. Ферменты характеризуются также высокой лабильностью, то есть, подвержены влиянию внешних факторов, таких как температура, концентрация субстрата, рН среды, присутствие активаторов или ингибиторов. Во многом лабильность ферментов связана с их белковой природой, сложной пространственной конфигурацией.
Ферменты повышают скорость реакций за счет значительного снижения энергетического уровня проведения реакции. Ферментативная реакция проходит в две стадии. На первой стадии происходит образование фермент-субстратного комплекса, образованию которого соответствует значительно низкая энергия активации. На второй стадии комплекс распадается на продукты реакции и свободный фермент, который может взаимодействовать с новой молекулой субстрата. Это выражается уравнением:
Е + S ? ЕS ? Р + Е, (10.1)
Где: Е- фермент, S- субстрат, ЕS- фермент-субстратный комплекс, Р продукты реакции.
Ферменты, как уже отмечалось, имеют белковую природу и обладают третичной и четвертичной структурой. Многие ферменты являются двухкомпонентными, то есть имеют белковую часть в виде апофермента и небелковую составляющую в виде кофермента. В качестве кофермента могут выступать витамины, ароматические и алифатические углеводороды, гетероциклические соединения, нуклеотиды и нуклеозиды. Ферменты имеют некоторые специфические свойства, наиболее важные из них:
Высокая каталитическая активность (повышают скорость реакций в миллионы раз);
Специфичность действия (фермент катализирует превращение одного субстрата, реже группу родственных субстратов);
Лабильность (изменение активности под действием различных факторов: рН, температура, присутствие активаторов и ингибиторов, что связано с белковой природой и сложной пространственной конфигурацией фермента).
10.2 Классификация ферментов
В основе классификации лежат три положения:
А) ферменты делятся на 6 классов по типу акатализируемой реакции;
Б) Каждый фермент получает систематическое название, включающее название субстрата, на который он действует, тип катализируемой реакции и окончаниие «аза». В некоторых случаях сохранены тривиальные названия ферментов;
В) каждому ферменту присвоен четырехзначный шифр (код). Первое число указывает на класс фермента, второе на подкласс, третье на подкласс, четвертое на порядковый номер фермента в подклассе.
Например, алкогольдегидрогеназа (Н.Ф.1.1.1.1): первая цифра 1- означает класс оксидоредуктаз, вторая цифра 1- подкласс дегидрогеназ (действует на СН-ОН – группу), третья цифра 1- подкласс анаэробные дегидрогеназы (акцептором служит НАД или НАДФ), четвертая цифра 1- порядковый номер алкогольдегидрогеназы.
Например, ά -амилаза (Н.Ф.3.2.1.1): первая цифра 3- клаа гидролаз, вторая цифра 2 - подкласс карбогидраз, третья цифра 1- подкласс полиаз, четвертая цифпа 1- порядковый номер фермента ά-амилаза.
Классификация по типу катализируемой реакции:
Все ферменты делятся на шесть классов по типу катализируемой реакции:
1 клас с - оксидоредуктазы- ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции (присоединение кислорода, отнятие и перенос водорода, перенос электронов);
2 клас с - трансферазы- ферменты, катализирующие перенос атомных группировок от одного соединения к другому (остатков моносахаридов, аминокислот, фосфорной кислоты, метильные группировки и т.д.);
3 класс
- гидролазы – ферменты, катализирующие реакции гидролиза сложных органических соединений на более простые. Реакции гидролиза проходят с участием воды. Эти реакции могут быть выражены следующим уравнением (10.2):
А 1 А 2 +НОН? А 1 -ОН + А 2 -Н, (10.2)
4 класс
- лиазы - ферменты, катализирующие реакции негидролитического отщепления каких-либо групп от субстрата с образованием кратной связи или присоединение группировок по месту разрыва кратных связей (отщепление воды, углекислого газа, аммиака);
5 клас с - изомеразы - ферменты, катализирующие реакции изомеризации или образование изомерных форм молекул органических веществ в результате переноса химических группировок внутри молекулы (переход глюкозы во фруктозу);
6 класс – лигазы или синтетазы – ферменты, катализирующие реакции синтеза, сопряженные с разрывом одних связей и образованием других (С-С, С- S , С- N , С- О связей).
При переработке пищевого сырья чаще всего приходится иметь дело с ферментами 1 класса - оксидоредуктазами, такими как каталаза, полифенолоксидаза; с ферментами 3 класса - гидролазами, такими как амилазы - ферменты гидролизующие крахмал, протеиназы – ферменты, гидролизующие белок, липазы – ферменты гидролизующие липиды.
В пищевой промышленности широко применяются ферментные препараты, полученные биохимическим путем при выращивании специфических микроорганизмов, способных вырабатывать определенные ферменты. Различают бактериальные ферментные препараты, полученные путем глубинного культивирования бактерий, и поверхностные, полученные путем поверхностного культивирования плесневых грибов.
Название ферментного препарата включает название основного активного фермента и название микроорганизма-продуцента, с окончанием «-ин». Например : Протосубтилин Г10Х имеет основной фермент- протеазу, продуцентом является бактериальная палочка Bacillus subtilis. Г- глубинное культивирование или выращивание, 10Х- степень очистки ферментного препарата, чем больше число, тем выше степень очистки (бывает очистка 2Х, 3Х, 10Х, 15Х, 20Х).
Применение ферментных препаратов в пищевой промышленности позволяет интенсифицировать технологические процессы, улучшать качество готовой продукции, увеличивать ее выход, экономить ценное пищевое сырье.
10.3. Применение ферментов в пищевых технологиях
В процессах хранения сырья, его переработки в продукты питания и при хранении готовых продуктов происходят многочисленные изменения, связанные с действием различных ферментов. Чаще всего эти изменения связаны с действием окислительных ферментов класса оксидоредуктаз и гидролитических ферментов класса гидролаз.
При рассмотрении различных разделов дисциплины «Пищевая химия» и других дисциплин были приведены многочисленные примеры ферментативных реакций: окисление полифенолов полифенолоксидазой, окисление липидов липоксигеназой, окисление глюкозы глюкооксидазой, действие липазы на липиды, протеаз на белки, амилаз на крахмал, пектинэстеразы на пектин,эндо-?-глюконазы на?-глюкан и т.д.
В пищевой промышленности находят все более широкое применение ферментные препараты, полученные биохимическим синтезом с использованием различных бактерий и плесневых грибов. Применение ферментных препаратов позволяет интенсифицировать технологические процессы, улучшать качество готовой продукции, увеличивать ее выход, экономить исходное сырье.
Название ферментного препарата включает название основного фермента, название микроорганизма-продуцента, с окончанием «-ин». Далее отражается способ культивирования микроорганизма: Г – глубинное культивирование для бактерий и П – поверхностное для плесневых грибов, а также степень очистки – Х- неочищенный фермент, 2Х, 3Х, 10Х, 15Х,20Х. Чем больше число, тем выше степень очистки. В последние годы большое внимание уделяется степени очистке, при этом удаляются балластные вещества, повышается активность ферментов, а, следовательно, снижается норма внесения высокоочищенных ферментных препаратов.
В производстве пива широко применяются ферменты в процессе приготовления пивного сусла, для борьбы с помутнениями пива и т.д.
ТЕМА 11 ЭКОЛОГИЯ ПИЩИ
11.1 Безопасность продуктов питания
Проблема безопасности продуктов питания комплексная, сложная, требующая усилий со стороны ученых и производителей пищевых продуктов. Актуальность проблемы безопасности продуктов питания возрастает с каждым годом, так как является определяющей в сохранении здоровья людей.
Под безопасностью продуктов питания понимают отсутствие опасности для здоровья человека при их употреблении. Безопасными можно считать продукты питания, не оказывающие вредного, неблагоприятного воздействия на здоровье настоящего и будущих поколений. Эта опасность может возникнуть в результате негативного воздействия на организм человека при пищевых отравлениях и инфекциях. Опасность представляют и отдаленные последствия воздействия загрязняющих веществ – канцерогенное, мутагенное, тератогенное воздействие.
Канцерогенное воздействие приводит к возникновению раковых опухолей;
Мутагенное воздействие приводит к качественным и количественным изменениям в генетическом аппарате клеток;
Тератогенное воздействие приводит к аномалиям развития плода.
Пищевые продукты представляют собой сложные многокомпанентные системы, состоящие из большого числа различных по своей химической природе соединений. Эти соединения можно разбить условно на три группы:
Соединения необходимые человеку (имеющие алиментарное значение). В эту группу входят белки, липиды, углеводы, витамины, минеральные вещества.
Вещества, участвующие в формировании вкуса, аромата, цвета, предшественники и продукты распада нутриентов, биологически активные вещества.
Чужеродные, потенциально опасные вещества антропогенного или природного происхождения. Эти вещества, согласно принятой терминологии, называют контаминатами, ксенобиотиками, чужеродными химическими веществами. Эти соединения могут быть неорганической и органической природы, микробиологического происхождения.
11.2 Источники загрязнения пищевых продуктов
Основные пути загрязнения продуктов питания:
Использование некачественных или неразрешенных к применению пищевых добавок;
Применение нетрадиционных технологий:
Применение новых продуктов питания, в том числе полученных химическим и микробиологическим синтезом;
Загрязнение продуктов растениеводства и животноводства препаратами, используемыми для повышения урожайности, продуктивности животных (пестициды, гербициды, удобрения, антибиотики, гормоны и т. д.);
Нарушение правил использования и утилизации отходов производства;
Миграция в продукты питания токсических веществ из оборудования, тары;
Образование в пищевых продуктах токсичных соединений при технологической обработке (кипячение, жарение, копчение, облучение и т. д.);
Несоблюдение санитарных правил при хранении и в процессе производства продуктов, что приводит к инфицированию микроорганизмами, в том числе и токсинообразующими микроорганизмами;
Поступление в продукты питания токсических веществ из окружающей среды – воды, воздуха, почвы (радионуклеиды, тяжелые металлы, нитриты и т.д.).
11.3 Создание здоровых продуктов питания
Концепция здорового (функционального) питания представляет собой комплекс мероприятий по улучшению состава пищевых продуктов. «Физиологически функциональные пищевые продукты» или сокращенно функциональные продукты должны содержать ингредиенты, которые приносят ощутимую пользу здоровью человека, повышают сопротивляемость заболеваниям, способствуют улучшению физиологических процессов, позволяя долгое время сохранять активный образ жизни. Функциональные продукты оказывают положительное влияние на здоровье человека:
Уменьшают уровень холестерина в крови;
Сохраняют зубы и кости;
Уменьшают риск заболеванием раком;
Обеспечивают энергией.
Традиционные продукты характеризуются двумя составляющими:
Обеспечивают пищевую ценность;
Обеспечивают вкусовые качества.
Функциональные продукты имеют еще третью составляющую – оказывают физиологическое воздействие.
Продукты здорового питания не являются лекарствами и не могут излечивать, но помогают предупредить болезни и старение организма в сложившейся экологической обстановке.
Все продукты здорового питания содержат дополнительные ингредиенты, которые обеспечивают функциональное воздействие на организм. В эту группу включены:
Пищевые волокна (клетчатка, пектин, гемицеллюлоза);
Минеральные вещества (особенно важны кальций, железо, йод);
Полиненасыщенные жиры (растительные масла) и жирные кислоты (омега - 3 и омега – 6);
Антиоксиданты: ? – каротин, витамин С, витамин Е;
Олигосахариды в качестве субстрата для бифидобактерий.
Функциональные продукты разделены на четыре группы:
Зерновые завтраки.
Молочные продукты.
Жировые эмульсионные продукты и растительные масла.
Безалкогольные напитки, натуральные соки.
Таблица 11.1
Содержание функциональных ингредиентов в продуктах здорового питания
Функциональные ингредиенты, вносимые в пищевые продукты, должны соответствовать следующим требованям:
Быть полезными для питания и здоровья;
Быть безопасными и сбалансированными в питании;
Иметь точные физико-химические показатели, которые можно измерить;
Не снижать питательную ценность пищевых продуктов;
Употребляться как обычная пища;
Иметь вид обычной пищи (не таблетки, капсулы, порошки);
Быть натуральными.
2 ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ
Лабораторная работа №1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФРАКЦИЙ БЕЛКА В СЫРЬЕ И ГОТОВЫХ ПРОДУКТАХ
Цель работы:
Изучение строения и свойств белковых веществ сырья и готовых продуктов. Освоение методов определения белковых веществ в пищевых продуктах.
1.1 Определение белка в зерне по методу Кьельдаля
33 % раствор?аОН, катализатор для сжигания белка, содержащий селен, концентрированная серная кислота, смешанный индикатор для титрования, 0,1 М раствор?аОН, 0,1 М раствор Н 2 SO 4 .
Колба Кьельдаля, коническая колба вместимостью 250 смі, цилиндры вместимостью 25 и 50 смі, перегонная колба вместимостью 500 смі, пипетки вместимостью 25 и 10 смі, электрическая плитка, каплеуловитель, водяной холодильник.
Расход зерна 1г на один анализ.
Техника определения
В стеклянной пробирке взвешивают 1 г муки исследуемого образца зерна с точностью до четвертого знака. Содержимое пробирки точно переносится в сухую колбу Кьельдаля. Пустую пробирку взвешивают и по разнице между первым и вторым взвешиванием находят массу взятой для сжигания навески муки. Цилиндром отмеривают 15 смі концентрированной серной кислоты. Кислотой смывают стенки колбы и смачивают навеску муки. Добавляют 1-1,5 г катализатора сжигания, колбу закрывают специальной стеклянной насадкой или воронкой. Колбу наклонно устанавливают на электрической плите и сжигают образец обязательно под тягой. Когда жидкость в колбе приобретет зеленоватый цвет, сжигание продолжают еще 10 - 15 минут, затем дают колбе остыть. После охлаждения приступают к перегонке. В колбу Кьельдаля небольшими порциями по стенке приливают 30-50 смі дистиллированной воды, собирают специальную установку для перегонки и начинают перегонку. При отсутствии установки содержимое колбы Кьельдаля переносят в термостойкую перегонную колбу вместимостью 500 смі, в которой будет осуществляться перегонка, при этом колбу Кьельдаля несколько раз ополаскивают дистиллированной водой и соединяют с исследуемым образцом. Перегонная колба устанавливается на плитке, присоединяется к каплеуловителю и холодильнику. Конец холодильника должен быть опущен в приемную колбу вместимостью 250 смі, содержащую 25 смі 0,1 М серной кислоты с несколькими каплями смешанного индикатора. Перегонную колбу закрывают пробкой, в которой вместе с каплеуловителем вставлена делительная воронка или резиновая трубка со стеклянной воронкой. Через воронку в перегонную колбу в начале нагревания приливается 50 смі 33 % раствора?аОН для нейтрализации кислоты. Перегонку проводят в течение 30 минут, чтобы объем жидкости в приемной колбе удвоится, затем приемную колбу опускают так, чтобы конец холодильника был выше уровня жидкости в приемной колбе, продолжают перегонку еще 5 минут. Избыток кислоты в приемной колбе оттитровывают 0,1 М раствором серной кислоты до перехода малиновой окраски смешанного индикатора в зеленую. Титрованием определяется количество серной кислоты, нейтрализованной выделившимся при отгонке аммиаком. При этом 1 смі 0,1 М раствора гидроксида натрия соответствует 1,4 мг или 0,0014 г азота. Содержание белка в исследуемом образце зерна рассчитывают по формуле 1.1:
N=
= 
, (1.1)
где: а- количество 0,1 М раствора Н 2 SO 4 , взятого на анализ, смі ;
Б- количество 0,1 М раствора гидроксида натрия, пошедшего на
Титрование избытка кислоты, смі ;
Н- масса навески муки, г;
W- массовая доля влаги в муке, % а.с.в.;
6,25 – коэффициент пересчета содержания азота на белок для
1.2 Определение растворимого белка (Число Кольбаха)
Необходимые посуда и реактивы.
Реактивы и посуда аналогичны определению белка по методу Кьельдаля.
Расход сусла 20 смі на один анализ.
Техника определения
20 смі лабораторного сусла упаривают на медленном огне в колбе Кьельдаля до сиропообразного состояния, в колбу вносят 3 г катализатора и 20 смі концентрированной серной кислоты, сжигание и перегонку проводят аналогично определению белка в зерне по методу Кьедьдаля. Для расчета необходимо знать массовую долю сухих веществ и относительную плотность сусла. Содержание растворимого белка рассчитывают по формуле 1.2:
N р =
, (1.2)
где: N р – количество растворимого белка в 100 г экстракта, г;
А - количество 0,1 М раствора серной кислоты, взятой на
Анализ, смі;
Б - количество 0,1 М раствора гидроксида натрия,
Пошедшего на титрование избытка кислоты, смі;
6,25 – коэффициент пересчета содержания азота на
Растворимый белок;
D - относительная плотность сусла;
20 – объем сусла взятый на анализ.
Показателем качества солода является число Кольбаха или показатель белкового растворения солода, он определяется отношением растворимого белка в лабораторном сусле к общему белку солода и выражается в процентах. Число Кольбаха (степень белкового растворения) рассчитывают по формуле 1.3:
N 0 = N р 100 ? N с, (1.3.)
где: N 0 – число Кольбаха, %;
N р – количество растворимого белка в 100 г экстракта солода, г;
N c – количество белка в солоде, %.
Число Кольбаха в солоде составляет:
Степень растворения солода Отношение, %
Очень хорошее 41 и более
Хорошее 35-41
Недостаточное менее 35
1.3 Определение аминного азота медным способом
Необходимые реактивы и посуда:
Суспензия фосфата меди, состоящая из смеси хлорида меди (27,3 г соли растворяют в 1 дмі воды), трехзамещенного фосфата натрия (64,5 г гидроортофосфата натрия растворяют в 500 смі воды, добавляют 7,2 г гидроксида натрия и доводят до 1 дмі) и боратный буферный раствор (57,21 г буры растворяют в 1,5 дмі воды, добавляют 100 смі 1 М раствора соляной кислоты и доводят до 2 дмі), смесь состоит из компонентов в соотношении 1:2:2 и готовится в день анализа. Спиртовой раствор тимолфталеина; 1 М раствор?аОН; 0,01 М раствор тиосульфата натрия, 1 % раствор крахмала, 80 % уксусная кислота, 10 % раствор КJ или 1г КJ.
Мерная колба вместимостью 50 смі, коническая колба вместимостью 150 смі, воронка, фильтровальная бумага, пипетки вместимостью 10, 5, 2 смі, цилиндр вместимостью 50 смі.
Расход сусла 5 смі на один анализ.
Техника определения
В мерную колбу вместимостью 50 смі помещают 5 смі сусла, прибавляют 2-3 капли тимолфталеина и 2-3 капли 1 М раствора?аОН до появления бледно-голубого окрашивания сусла. В несколько приемо, при перемешивании, добавляют 15 смі суспензии фосфата меди, затем содержимое колбы доводят до метки дистиллированной водой. Смесь перемешивают и фильтруют через бумажный фильтр, возвращая на фильтр первые порции фильтрата.
10 смі прозрачного фильтрата помещают в коническую колбу вместимостью 150 смі и добавляют 0,5 смі 80 % уксусной кислоты, 1г или 10 смі 10 % раствора КJ. Содержимое колбы размешивают и выделившийся свободный йод оттитровывают 0,01 М раствором тиосульфата натрия, добавляя в конце титрования 1-2 капли 1 % раствора крахмала. Конец титрования определяют по исчезновению синей окраски раствора. Титрование заканчивается при переходе синего окрашивания раствора в безцветный. Содержание аминного азота рассчитывают по формулам:
Содержание аминного азота в 100 смі сусла определяют по формуле 1.4:
х = 
, (1.4)
Содержание аминного азота в 100 г экстракта определяют по формуле 1.5:
х = 
, (1.5)
где: а- объем 0,01 М раствора тиосульфата натрия, пошедшего на
Титрование, смі ;
0,28- количество мг аминного азота, эквивалентное 1 смі раствора
Тиосульфата натрия концентрацией 0,01 М;
20 – перевод в 100 смі сусла;
Е - массовая доля сухих веществ в сусле, %;
D - относительная плотность сусла.
По количеству аминного азота в солоде судят о степени растворения белков. Солод считается перерастворенным, если содержит более 230 мг на 100 г экстракта аминного азота, очень хорошо растворен, если содержит 200-230 мг на 100 г экстракта аминного азота, хорошо растворен, если содержит 180-200 мг на 100 г экстракта аминного азота и плохо растворен, если содержит менее180 мг на 100 г экстракта аминного азота.
1.4 Определение танинового показателя
Необходимые реактивы и посуда:
10 % раствор серной кислоты; 1,6 % раствор танина свежеприготовленный.
Фотоэлектрокалориметр. Мерная колба вместимостью 50 смі, коническая колба вместимостью 250 смі, пипетки вместимостью 10 и 5 смі, кюветы толщиной 10 мм.
Расход сусла или пива 2,5 смі на один анализ.
Техника определения
В мерную колбу вместимостью 50 смі помещают 2,5 смі сусла или пива, добавляют 5 смі 10 % серной кислоты и 5 смі 1,6 % раствора танина, доводят объем дистиллированной водой до метки, перемешивают. Смесь переливают в коническую колбу вместимостью 250 смі, выдерживают 1 час при 20 єС. После выдержки, смесь перемешивают и колориметрируют при зеленом светофильтре (560 нм) против дистиллированной воды. Таниновый показатель является величиной оптической плотности (D) смеси. Высокомолекулярная фракция А (мг? 100 смі) белков сусла или пива рассчитывается по формуле 1.6:
А =
, (1.6)
где: D- оптическая плотность раствора.
Высокомолекулярная фракция А в пиве составляет 12-14 мг на 100 смі, при наличии большего количества фракции А судят о нестабильном качестве пива и пониженной стойкости его при хранении.
1.2 Анализ результатов исследования
По результатам исследования делается вывод о содержании белковых веществ в исследуемых объектах. Полученные результаты сводятся в таблице 1.1.
Таблица 1.1
Контрольные вопросы
1. Приведите классификацию белков.
2. Какова роль незаменимых аминокислот в питании человека.
3. Приведите неферментативные превращения белков при технологической
Переработке.
4. Охарактеризуйте ферментативные превращения белков.
5. Какова энергетическая и пищевая ценность белков.
Лабораторная работа № 2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛЕВОДОВ В СЫРЬЕ И ГОТОВЫХ ПРОДУКТАХ
Цель работы:
Изучение классификации, строения и свойств углеводов растительного сырья и продуктов. Освоение методов определения углеводов.
2.1 Определение крахмала в зерновом сырье по методу Эверса
Необходимые реактивы и посуда:
1,124 % раствор соляной кислоты, 10 % раствор молибдата аммония.
Водяная баня, электроплита, поляриметр, поляризационная трубка длиной 200 мм, мерная колба вместимостью 100 смі, коническая колба вместимостью 250 смі, пипетки вместимостью 25 и 5 смі, фильтровальная бумага, воронка.
Расход зерна 5 г на один анализ.
Техника определения:
Ячмень или солод измельчают в муку, берут в стеклянном стакане навеску 5,0 г, переносят в мерную колбу вместимостью 100 смі, в колбу добавляют 25 смі 1,124 % раствора соляной кислоты, смачивают муку, затем приливают еще 25 смі 1,124 % раствора соляной кислоты, перемешивают и устанавливают колбу в кипящую водяную баню. Первые 3 минуты нагревания содержимое колбы перемешивают круговыми движениями. Кипение продолжают 15 минут, затем колбу охлаждают проточной водой до 20 єС доливают 25 смі дистиллированной воды. Для осаждения белков к раствору крахмала добавляют 5 смі 10 % раствора молибдата аммония и объем в колбе доводят до метки водой. Содержимое колбы перемешивают и фильтруют через бумажный фильтр в сухую коническую колбу, первые порции фильтрата возвращают на фильтр. Прозрачным фильтратом ополаскивают поляризационную трубку, заполняют так, чтобы не остались пузырьки воздуха, немедленно снимают показания поляриметра, так как при отстаивании раствор мутнеет. Перед работой с поляриметром обязательно проверяют нулевую точку, измеряя показания по дистиллированной воде. Содержание крахмала (в % к массе абсолютно сухого зерна) рассчитывают по формуле 2.1 (при массе навески 5,0 г и длине поляризационной трубки 200 мм):
Х = 
, (2.1)
где: а- показание поляриметра;
К- коэффициент Эверса для ячменя при линейной шкале
Поляриметра - 1,912, при круговой шкале поляриметра – 5,512;
W- влажность зерна.
В ячмене содержится 55-65 % крахмала на абсолютно сухое вещество.
2.2 Определение мальтозы
Необходимые реактивы и посуда:
0,1 М раствор йода, 0,01 М раствор тиосульфата натрия, 1 М раствор серной кислоты, 1 М раствор NаОН, индикатор -1 % раствор крахмала.
Мерная колба вместимостью 200 смі, пипетки вместимостью 50, 25, 10, 5, 2 смі, коническая колба вместимостью 250 смі.
Расход сусла 10 смі или пива 20 смі на один анализ.
Техника определения
В мерную колбу вместимостью 200 смі отмеривают 10 смі пивного сусла или 20 смі готового пива, доводят объем колбы до метки водой, перемешивают. Для проведения анализа, в коническую колбу вместимостью 250 смі отмеривают пипеткой 50 смі разбавленного сусла или пива, добавляют 25 смі 0,1 М раствора йода, 3 смі 1 М раствора NаОН, содержимое колбы перемешивают и помещают в темное место на 15 минут. Ровно через 15 минут в колбу добавляют 4,5 смі 1 М раствора серной кислоты и оттитровывают избыток йода 0,1 М раствором тиосульфата натрия до появления соломенно-желтого цвета, затем вносят 1 смі индикатора 1 % раствора крахмала. Раствор приобретет синий цвет. Далее продолжают титрование 0,1 М раствором тиосульфата натрия до исчезновения синей окраски. Содержание мальтозы в 10 смі сусла или пива рассчитывают по формуле 2.2:
Х = 
, (2.2)
где: а – количество 0,1 М раствора тиосульфата натрия, пошедшего
На титрование, смі;
0,0171- количество граммов мальтозы, эквивалентное 1 смі
1 М раствора йода;
П - степень разбавления для сусла п =20, для пива п = 10.
D - относительная плотность сусла или пива.
В сусле содержится мальтозы 70-80 % от экстрактивных веществ.
2.3 Анализ результатов исследования
Результаты исследования сводятся в таблице 2.1. По полученным результатам исследования делается вывод о содержании углеводов в исследуемых объектах.
Таблица 2.1
Контрольные вопросы
1. Приведите классификацию углеводов.
2. Охарактеризуйте восстанавливающие и невосстанавливающие дисахариды.
3. Охарактеризуйте превращения сахарозы при технологической переработке сырья.
4. Приведите строение и гидролиз крахмала
5. Приведите строение и гидролиз некрахмальных полисахаридов.
6. Какова пищевая и энергетическая ценность углеводов.
Лабораторная работа № 3
Основным компонентом в составе молочной сыворотки является лактоза, состав более 70%. В молочной сыворотке в среднем на 100 мл содержится 0,135 мг азота, около 65% которого входит в состав белковых азотистых соединений и около 35% - в составе небелковых. Состав белковых азотистых соединений в сыворотке колеблется от 0,5 до 0,8% и зависит от способа коагуляции белков молока, принятого при получении основного продукта (творог, сыр, казеин и т.д.). Состав белковых азотистых соединений молочной сыворотки приведен в таблице 1.
Сывороточные белки могут служить дополнительным источником аргинина, гистидина, метионина, лизина, треонина, триптофана и лейцина. Это позволяет отнести их к полноценным белкам, играющих важную роль в жизнедеятельности организма.
В молочной сыворотке содержатся все незаменимые аминокислоты. Состав свободных аминокислот в под сырной сыворотке в 4 раза, а в сырной в 10 раз больше, чем в исходном молоке.
Таблица 1 – Состав белков молочной сыворотки по фракциям
| Фракции белков | Состав, % | Изоэлектрическая точка, рН | Температура денатурации, 0 С |
|---|---|---|---|
| Лактоальбуминовая | |||
| лактоглобулин А | 0,4–0,5 | 5,20 | 75-110 |
| лактоглобулин В | 5,10 | 60-95 | |
| лактоглобулин+В | 0,3–0,6 | 5,30 | 60-95 |
| лактоглобулин С | 5,33 | 60-90 | |
| сывороточный альбумин | 4,70 | 60-95 | |
| Лактоглобулиновая | |||
| эвоглобулин | 0,06-0.08 | 6,00 | 75-90 |
| псевдо глобулин | 5,60 | 75-90 | |
| протеозопептонная | 0,06-0.18 | 5,30 | 70-110 |
Состав углеводов в молочной сыворотке аналогичный углеводной составляющей молока - моносахариды, олигосахариды и аминосахариды. Основным углеводом молочной сыворотки является дисахарид лактоза, состав которой составляет до 90% от общего содержания углеводов. Из моноз в сыворотке обнаружены глюкоза и галактоза - продукты гидролиза лактозы в процессе переработки молока в сыр и творог. Из аминосахаридов в сыворотке обнаружены нейраминовая кислота и ее производные, а также кетопентоза. В сыворотке содержатся серологически активные олигосахариды, а также в незначительных количествах арабиноза.
В молочной сыворотке содержится 0,05-0,5% жира, что обусловлено его содержанием в исходном сырье, и технологии получения основного продукта. В сепарированный сыворотке содержание жира составляет 0,05-0,1%. Молочный жир в составе сыворотки измельченный больше, чем в цельном молоке, что положительно влияет на его усвояемость. В молочную сыворотку переходят практически все соли и микроэлементы, входящие в состав молока, а также те, которые вводят в процессе технологической обработки. Абсолютное содержание основных зольных элементов в сыворотке в% показано в таблице 2:
Таблица 2 – Содержание основных зольных элементов в составе сыворотки
Минеральные вещества в составе сыворотки находятся в форме истинного и молекулярного растворов, в коллоидном и нерастворимом состоянии, в виде солей органических и неорганических кислот. В состав неорганических солей входит 67% фосфора, 78% кальция, 80% магния. Количественное содержание анионов (5,831 г / л) и катионов (3,323 г / л) в молочной сыворотке аналогично содержанию микроэлементов в цельном молоке. Из катионов в сыворотке преобладают калий, натрий, кальций, магний и железо из анионов - остатки лимонной фосфорной, молочной и соляной кислот. В целом молочная сыворотка является продуктом с естественным набором жизненно важных минеральных веществ.
Кроме минеральных соединений в сыворотку почти полностью переходят водо - и жирорастворимые витамины молока, причем в под сырной сыворотке их значительно больше, чем в сырной. Относительное содержание витаминов в сыворотке (в%) по сравнению с содержанием их в цельном молоке приведены в таблице 3:
Таблица 3 – Относительное содержание витаминов в сыворотке
Количество пиридоксина, холина и, реже рибофлавина в сыворотке зачастую превышает содержание их в цельном молоке, что обусловлено жизнедеятельностью молочнокислых бактерий. Содержание витаминов в составе сыворотки подвергается колебаниям и при хранении резко снижается. В целом же молочная сыворотка по набору и абсолютному содержанию витаминов является биологически полноценным продуктом.
Из органических кислот в сыворотке обнаружены молочная кислота, а также лимонная, нуклеиновая и летучие жирные кислоты – уксусная, муравьиная, пропионовая, масляная. Молочная кислота образуется из лактозы в результате жизнедеятельности бактерий.
Под действием протеолитических ферментов, которые продуцируются молочнокислыми бактериями, происходит расщепление белковых веществ сыворотки, для инактивации которых необходима тепловая обработка при температуре выше 60°С. Кроме того, следует учитывать ферменты липазы и фосфорилазы, наличие которых может привести к возникновению горького вкуса в сыворотке. Особое внимание следует уделить ферменту лактаза, участвующей в гидролизе лактозы.
В молочной сыворотке содержатся газы – углекислый, азот и кислород. Количество газов в сыворотке немного меньше, чем в цельном молоке, что обусловлено тепловой и механической обработкой молока при производстве творога, сыра и других продуктов. В процессе хранения сыворотки, особенно усеянной посторонней микрофлорой, количество газа может резко увеличиваться, что приводит к повышенному пенообразованию в молочной сыворотке.
Загрузка...