Основы пищевой химии

Размещено на http://www.allbest.ru/

1.Современное состояние и перспективы развития науки о питании

химический питание моносахарид

Нарушения пищевого статуса: избыточное потребление животных жиров, дефицит витаминов, минеральных веществ, макроэлементов, пищевых волокон, полиненасыщенных жирных кислот, полноценных(животных) белков. В результаты наиболее распространенные заболевания, связанные с недостаточностью питания: йодная недостаточность, дефицит кальция, избыточная масса тела, железнодефицитное состояние, гипо- и авитаминозные состояния. В результаты действия: Белок-создание индустрии производства белка из нетрадиционных источников. Микро-нутриенты: восстановление отечественного производства витаминов-субстанций, создание индустрии биологически активных добавок к пище и технологии обогащения пищевых продуктов. Детское питание: реализация программы грудного вскармливания, индустрия специализированных продуктов: для беременных, для недоношенных детей, заменитель женского молока, продуктов прикорма, различных категорий больных детей, создание индустрии зондового питания. Безопасность пищи: создание законодательной базы, усиление производственного контроля в АПК, включая малые предприятия. Создание современной инструментальной базы и обеспечение органов государственного надзора. Образование: профессиональные программы для вузов и системы постдипломного образования, разработка системы образовательных программ для общеобразовательных школ и средств массовой информации. Возрастает процент потребления населением биологически активных добавок.

Основные химические вещества, входящие в состав пищевых продуктов. Их классификация; содержание и роль в питании человека.

Вещества, входящие в состав пищевых продуктов, делят на органические и неорганические. К неорганическим веществам относят воду и минеральные вещества , к органическим: белки , жиры, углеводы , кислоты , витамины ,ферменты , дубильные , красящие , ароматические и другие вещества. Каждое из этих веществ имеет для организма человека определенное значение: одни обладают питательными свойствами (углеводы, белки, жиры), другие придают продуктам определенный вкус, аромат, окраску и играют соответствующую роль в воздействии на нервную систему и органы пищеварения (органические кислоты, дубильные, красящие, ароматические вещества и др.), некоторые вещества обладают бактерицидными свойствами (фитонциды). Вода входит в состав всех пищевых продуктов, но содержание их различно. Количество воды в пищевых продуктах влияет на их качество и сохраняемость. Скоропортящиеся продукты с повышенным содержанием влаги без консервирования длительное время не сохраняются. Вода, содержащаяся в продуктах, способствует ускорению в них химических, биохимических и других процессов. Продукты с малым содержанием воды лучше сохраняются.

Количество воды во многих продуктах, как правило, нормируется стандартами с указанием верхнего предела ее содержания, так как от этого зависят не только качество и сохраняемость, но и пищевая ценность продуктов. Минеральные (зольные) вещества имеют большое значение в жизни живых организмов. Они содержатся во всех пищевых продуктах в виде органических и неорганических соединений. В организме человека и животных минеральные элементы участвуют в синтезе пищеварительных соков, ферментов (железо, йод, медь, фтор и др.), в построение мышечной и костной тканей (сера, кальций, магний, фосфор), нормализует кислотно-щелочное равновесие и водный обмен (калий, натрий, хлор). В зависимости от количественного содержания минеральных элементов в пищевых продуктах различают макро-, микро- и ультрамикроэлементы.

Макроэлементы содержатся в продуктах в значительных количествах. К ним относят калий, кальций, магний, фосфор, железо, натрий, хлор и др. Микроэлементы находятся в продуктах в небольших количествах. Элементами этой группы являются барий, бром, йод, кобальт, марганец, медь, молибден, свинец. фтор, алюминий, мышьяк и др. Ультрамикроэлементы содержатся в продуктах в ничтожно малых количествах. К ним относятся уран, торий, радий и др. Они становятся ядовитыми и опасными, если содержатся в продуктах в повышенных дозах. Зольность характеризует качество муки, крахмала, конфет, карамели, халвы, сахара, пряностей и др. Углеводы образуются при фотосинтезе в зеленых листьях растений из углекислого газа воздуха и получаемой из почвы воды. Углеводы являются основным источником энергии в организме человека и в рационе питания занимают первое место. В зависимости от строения молекул углеводы подразделяют на три класса: простые углеводы, или моносахариды, олигосахариды и полисахариды. К моносахаридам относятся гексозы (глюкоза, галактоза и фруктоза) и пентозы (арабиноза, ксилоза, рибоза и дезоксирибоза). в пищевых продуктах в свободном виде в значительных количествах встречаются только глюкоза и фруктоза. Глюкоза (виноградный сахар) в продуктах питания чаще всего находится вместе с фруктозой. В чистом виде она усваивается организмом лучше других углеводов.

Содержится в плодах, овощах, меде, является основной частью свекловичного сахара, мальтозы, лактозы, клетчатки, крахмала. Фруктоза (плодовый сахар) в свободном состоянии находится главным образом во фруктах, ягодах и овощах (яблоках, грушах, арбузах) она является преобладающим сахаром. Из продуктов животного происхождения значительное количество фруктозы содержится в меде. Она обладает более сладким вкусом, чем сахароза, и этим объясняется высокая сладость меда. Глюкоза и фруктоза являются хорошими восстановителями и относятся к редуцирующим сахарам, которые, обладая высокой реакционной способностью (соединяются с аминокислотами) и гигроскопичностью, могут быть причиной потемнения и увлажнения продуктов. Поэтому содержание этих углеводов в сахаре, карамели, халве и других продуктах ограничивается. Олигосахариды - это углеводы, молекулы которых состоят из моносахаридов. К ним относят сахарозу, мальтозу, лактозу. Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар)является самым распространенным сахаром в продуктах растительного происхождения. Мальтоза (солодовый сахар) встречается в свободном виде в патоке и сое. Получают ее кислотным или ферментативным гидролизом крахмала. Мальтоза обладает менее сладким вкусом, чем сахароза. Лактоза (молочный сахар) имеет большое физиологическое значение, так как содержится в молоке и молочных продуктах. Это наименее сладкий сахар. Полисахариды состоят из шести и более остатков моносахаридов. К ним относятся крахмал, гликоген, инулин, целлюлоза (клетчатка). Крахмал является одним из важнейших резервных углеводов растений. Он синтезируется растениями и накапливается в виде крахмальных зерен в клубнях, плодах, зерне хлебных злаков. Наиболее крупные крахмальные зерна у картофеля, мелкие - у риса и гречихи. В картофеле, хлебе, крупах крахмал является основным углеводом. Кроме того, из зерна и картофеля вырабатывают различные виды крахмала, который используется как самостоятельный пищевой продукт. Гликоген (животный крахмал) является запасным углеводом животных, который откладывается в мышечной ткани.

Все жизненные процессы сопровождаются гликолизом - биохимическим расщеплением гликогена. Это процесс протекает после убоя животных и влияет на качество мяса и рыбы при созревании. Инулин содержится в земляной груши и в цикории. Он хорошо растворяется в горячей воде, образуя при этом коллоидный раствор. При гидролизе инулин превращается во фруктозу. Он рекомендуется для больных, страдающих диабетом. Целлюлоза (клетчатка) - распространенный полисахарид. Большая часть клетчатки организмом человека не усваивается. Повышенное содержание ее в продукте снижает его усвояемость, пищевую ценность, ухудшает вкус. Липиды состоят из жиров и жироподобных веществ (липоидов). Они содержатся в каждой клетке организма, участвуют в обмене веществ и синтезе белков, используются для построения мембран клеток и жировой ткани. В продуктах питания из липидов преобладают жиры, которые имеют большое значение в питании, так как обладают самой высокой энергетической ценностью. По происхождению жиры делят на растительные (масла) и животные. К твердым растительным жирам относят масло кокосовое, пальмовое, какао-масло; к жидким - подсолнечное, хлопковое, оливковое, льняное; к твердым животным жирам относят жир говяжий, бараний, свиной, масло коровье; к жидким - жиры рыб и морских животных. Характерной особенностью всех жиров является то, что они легче воды, не растворяются в ней, а только в органических растворителях. Жиры легко подвергаются омылению, окислению, прогорканию, гидрированию и другим процессам, поэтому при хранении необходимо учитывать эти свойства. Жирами богаты растительные и коровье масла, топленные и кулинарные жиры, маргарин, орехи, семена масличных культур и др. Мало жиров в плодах и овощах, в зернах злаков, в макаронных и хлебобулочных изделиях.

В зависимости от температуры плавления различные жиры усваиваются организмом неодинаково. Так, чем ниже температура плавления жира, тем он легче усваивается. Температура плавления жира составляет: коровьего - 26-32оС, говяжьего - 42-25оС, свиного - 33-46оС, бараньего - 44-55оС. Наиболее часто встречаются фосфоглицериды лецитин и кефалин, из стеринов - холестерин. Много его в мозге, яичном желтке, в плазме крови. Холестерин способствует эмульгированию жира, а также обезвреживанию бактериальных гемотоксинов в организме. Избыточное накопление холестерина в организме может привести к атеросклерозу, к желчекаменной болезни. В растительных клетках и дрожжах содержится эргостерин, который под действием ультрафиолетовых лучей превращается в витамин D. Воска покрывают поверхность плодов и овощей, предохраняя их от проникновения микроорганизмов и испарения влаги; они содержатся в растительных жирах и затвердевают при низких температурах хранения, вызывая помутнение. Пищевого значения они не имеют. Азотистые вещества. Вещества, в состав которых, кроме углерода, водорода и кислорода, входит азот. Их подразделяют на собственно белковые соединения и соединения, содержащие азот, но не относящиеся к белковым веществам (небелковые аминокислоты, алкалоиды и др.). Белки являются основным материалом, из которого построена протоплазма, входят в состав ядра клеток, участвуют в процессах роста и размножения, в образовании ферментов и гормонов. О роли белков в природе говорит само их название - протеины. Белки - самая ценная составная часть пищевых продуктов. Они принимают участие в построении белков организма человека, являются энергетическим материалом. Белки состоят из различных аминокислот. Белок находится в трех состояниях: твердом (кожа, волосы, шерсть), сиропообразном (яичный белок) и жидком (молоко и кровь). Белки не растворяются в воде, а только набухают в ней. Это явление набухания белков имеет место при изготовлении теста в хлебопечении и в макаронном производстве, при производстве солода и др. Под действием температуры, органических растворителей, кислот или солей белки свертываются и выпадают в осадок.

Этот процесс называется денатурацией. Пищевые продукты, обработанные высокими температурами, содержат денатурированный белок. Это свойство используют при сушке плодов, овощей, грибов, молока, рыбы, при выпечке хлеба и кондитерских изделий. Биологическая ценность белков характеризуется аминокислотным скором, по которому судят о незаменимых аминокислотах, которые организмом не вырабатывается. Наиболее полноценны белки мышечной ткани мяса, рыбы, яиц, молока, сои, бобов, гороха, гречневой крупы, картофеля. Белки проса, кукурузы и другие неполноценны. Усвояемость белков колеблется от 70% (картофеля и круп) до 96% (молочных продуктов и яиц). Кислоты в пищевых продуктах содержатся органические или неорганические. Из органических кислот преобладают муравьиная, уксусная, молочная, щавелевая, винная, бензойная. Они придают продуктам кислый вкус, участвуют в обмене веществ в живых растительных и животных организмах, используются для консервирования. Пища, содержащая кислоты, оказывает возбуждающее действии на пищеварительные железы и хорошо усваивается организмом. Дневная потребность человека в кислотах составляет 2 г. Больше всего органических кислот содержится в плодах и овощах. Уксусная кислота содержится в плодово-ягодных и овощных соках, хлебе, вине; молочная - находится в молочных продуктах, хлебе. мясе, рыбе, квашенных плодах и овощах; яблочная - встречается в яблоках, винограде, рябине, томатах и др.; винная - в винограде, айве, косточковых плодах; лимонной кислотой богаты лимоны, клюква, апельсины, земляника. Содержание и состав кислот в продуктах при хранении изменяется.

При длительном хранении пищевых жиров в неблагоприятных условиях увеличивается количество свободных жирных кислот. При хранении плодов в условиях низких температур кислоты обычно раньше других веществ расходуются на дыхание, в результате чего нарушается присущее плодам соотношение сахара и кислоты, ухудшается их вкус. Повышенное содержание кислот в продуктах свидетельствует об их несвежести. Так, содержание в виноградных винах летучих органических кислот в количестве до 0,1% улучшает их аромат, а при 0,2% появляется резкий кислый вкус. Различают кислотность активную и титруемую. Титруемая кислотность показывает количественное содержание кислот и кислых солей в продуктах и выражается в процентах или градусах; активная кислотность (рН) находится в зависимости от содержания кислоты и степени ее диссоциации, т.е. от количества ионов водорода. Активная кислотность точнее характеризует интенсивность кислого вкуса товара. Используют кислоты в кондитерской, безалкогольной и ликероводочной промышленности для улучшения вкуса продуктов. Витамины - это физиологически активные органические соединения, небольшое количество которых способно обеспечивать нормальное течение физиологических и биохимических процессов в организме человека. Они регулируют обмен веществ в клетках организма человека и способствуют повышению его сопротивляемости заболеваниям. Витамины также принимают участие в синтезе ферментов.

Недостаток витаминов в питании приводит к гиповитаминозу, а отсутствие того или иного витамина - к авитаминозу. Вырабатываются витамины главным образом растениями, некоторые могут синтезироваться клетками животных тканей и органов или микрофлорой желудочно-кишечного тракта. Организмом человека витамины не вырабатываются. В зависимости от способности к растворению витамины подразделяют на две группы: растворимые в жирах - А, D, E, K и растворимые в воде -C, Р, PP, Н, B1, B2, В3, B6, B9, B12 и др. Витамин А способствует росту и нормальному развитию молодого организма, улучшает зрение. Источником витамина А являются жиры морских рыб, печень говяжья, желток яйца, сливочное масло, шпинат. морковь, капуста, лук зеленый, томаты, красный перец. В некоторых плодах и овощах содержится оранжево-красное красящее вещество каротин, который в организме человека превращается в витамин А и носит названиепровитамина А. Витамин D имеет особо важное значение для предупреждения рахита у детей. Он поступает в организм с жиром морских рыб, в виде желтков яиц, молока и мяса. Из растительных продуктов витамин D находится в грибах.

Витамин Е способствует нормальной функции размножения. Обнаружен в облепиховом, подсолнечном, соевом и кукурузном маслах, а также в свежих плодах и овощах, молоке, яйцах. Витамин К влияет на свертываемость крови. Он содержится в картофеле, моркови, зеленом горошке, томатах, шпинате, в мясе, свиной печени, яйцах. Витамин С наиболее широко распространен в природе. В основном он содержится в продуктах растительного происхождения: в шиповнике, черной смородине, облепихе, сладком перце, яблоках, сливе, вишне, капусте белокочанной, картофеле, луке репчатом. При нагревании и длительном хранении продуктов витамин С разрушается. Отсутствие его в пище вызывает цингу, нарушение окислительно-восстановительных процессов, прекращается синтез белковых веществ мозга. Витамин Р обнаружен в растениях в виде антоцианов, катехинов, флавоноидов. Витамин Р способствует укреплению стенок капиллярных сосудов и регулирует их проницаемость. Содержится в растительных клетках: в черноплодной рябине, черной смородине, апельсинах, лимонах, яблоках, моркови, картофеле. Витамин РР по химической природе является никотиновой кислотой. При недостатке этого витамина в организме задерживается образование большой группы ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции, что может привести к заболеванию пеллагрой. Этот витамин находится в говяжьей печени, мясе, пшеничном хлебе, молоке. картофеле, моркови, яблоках и др.

Витамин Н оказывает влияние на развитие микроорганизмов и дрожжей. При недостатке его в организме может произойти поражение кожи и выпадение волос. В незначительных количествах содержится в мясе, молоке, хлебе, картофеле, овощах. Витамин В1 необходим для предупреждения болезни берибери. Источником витамина В1 являются дрожжи, зерновые продукты, плоды и овощи, молоко и мясо. Витамин В2 синтезируется только растениями и некоторыми микроорганизмами. Недостаток его в организме приводит к расстройству нервной системы. Содержится в дрожжах, печени, молоке, яйцах, меде, овощах. Витамин В3 нормализует работу центральной нервной системы и органов пищеварения. Он содержится в мясе, рыбе, хлебе, грибах, плодах и овощах. Витамин В6 играет важную роль в процессе обмена веществ. При недостатке его возникает воспаление кожи, прекращается рост молодых организмов. Как правило, недостатком витамина В6 человек не страдает. Содержится он в дрожжах, мясе, рыбе, сыре, овощах. Витамин В9 играет важную роль в кровообразовании. Недостаток его в пище вызывает малокровие. Содержится почти во всех продуктах животного и растительного происхождения. Витамин В12 синтезируют главным образом микроорганизмы. Недостаток его в пище может привести к развитию тяжелой формы анемии. Препараты витамина В12 используют для лечения лучевой болезни. Содержится в мясе и мясопродуктах, молоке, сыре, яичном желтке. Ферменты - это специфические белки, вырабатываемые клетчаткой, органические катализаторы биохимических процессов и реакций в организме. Любая живая клетка выполняет жизненные функции под действием ферментов. По сравнению с неорганическими катализаторами ферменты обладают более сильным действием.

Все ферменты разделяются на две группы: однокомпонентные и двухкомпонентные. К первой относят ферменты, состоящие только из белка, обладающего каталитическими свойствами, ко второй - ферменты, которые состоят из белка и небелковой части - простетической или активной группы. Кроме того, ферменты делят на шесть классов: оксидоредуктазы - катализируют окислительно-восстановительные реакции; трансферазы - катализируют перенос различных групп атомов с одной молекулы на другую; гидролазы - катализируют расщепление сложных соединений на более простые путем присоединения воды; лиазы - отщепляют от вещества группы атомов без участия воды; изомеразы - катализируют внутримолекулярные переносы атомных групп, образуя изомеры; § лигазы (синтетазы) - ускоряют синтез сложных соединений из более простых.

В товароведении продовольственных товаров учение о ферментах занимает одно из центральных мест, так как в основе процессов, происходящих при переработке и хранении пищевых продуктов, лежат ферментативные изменения. Более того, и микробиологические процессы, происходящие в продуктах питания, могут объяснены только действием тех или иных ферментов. Без знания ферментов нельзя объяснить такие важные процессы, как созревание сыров, различные виды брожения, ферментацию табака, чая, кофе, хранение зерновой массы, плодов, овощей, картофеля. Ферментативные препараты широко применяют в народном хозяйстве - в пищевой промышленности, в медицине. Протеолитические ферменты использую при изготовлении мучных кондитерских изделий, хлеба, для размягчения тканей мяса, для обработки сырной пасты, сухого молока, диетических продуктов, для обогащения круп белками, при переработке рыбы и др. Они необходимы для стабилизации пива, фруктово-ягодных соков и т.д.

Вода в пищевых продуктах. Физиологическая роль и функции воды в пищевых продуктах. Физиологическая роль и функции воды в формировании качества продукции общественного питания.

Вода - самое распространенное вещество в живых организмах (3/4 всей биомассы). Ее содержание в организмах примерно 5 раз больше, чем во всех реках земного шара.

Чем моложе организм, тем выше в нем содержание воды. Например, постепенное обезвоживание организма человека и животных в процессе старения, сопровождающееся характерным сморщиванием кожных покровов.

2.Функции воды в пищевых продуктах

В пищевых продуктах вода, являясь, растворителем и дисперсионной средой, обеспечивает:

консистенцию и структуру,

внешний вид,

вкус,

устойчивость при хранении.

Многие виды пищевых продуктов содержат большое количество влаги, что отрицательно сказывается на их стабильности в процессе хранения. Это объясняется тем, что вода участвует в гидролитических процессах и способствует развитию микроорганизмов.

Биологические функции воды (функции в живых организмах)

Является средой, в которой протекают многочисленные и разнообразные химические реакции.

Является участником многих химических реакций (гидролиз, гидратация, дегидратация, окисление и многие реакции синтеза, идущие либо с присоединением, либо с отщеплением молекулы воды).

Транспортная функция. С помощью воды происходит доставка тканям и клеткам питательных веществ и удаление из них конечных продуктов метаболизма.

Играет важную роль в терморегуляции. Это обеспечивается за счет того, что в процессе ее испарения происходит значительное поглощение теплоты.

Размещаясь внутри макромолекул биополимеров (белков, углеводов и др.) способствует поддержанию их пространственной структуры.

Участвует в качестве основного компонента в формировании внутриклеточных структур, тем самым в значительной мере определяет их активность.

3.Содержание воды в продуктах питания

Содержание влаги в пищевых продуктах различно: мясо (65-75%), молоко (87%), мед (20%), масло (16-18%), сухое молоко (4%).

Свойства воды

-обладает полярными свойствами, т.е. представляет собой диполь;

- способны образовывать водородные связи друг с другом и с другими молекулами:

вода по сравнению с другими жидкостями имеет необычно высокие температуры плавления и кипения, теплоту испарения, удельную теплоемкость, поверхностное натяжение;

- вода является хорошим растворителем;

- молекулы воды соответствующим образом ориентируются друг к другу, образуя упорядоченную систему;

- молекулы воды способны взаимодействовать с органическими молекулами (белками, углеводами и др.) и неорганическими ионами, образуя вокруг них гидратную оболочку

Вода в жизни организма играет важную роль. При отсутствие воды человек погибает менее, чем через неделю, тогда как без пищи, но, получая воду, он может прожить более месяца. Потеря 20 % воды приводит к смерти.

Суточная потребность человека в воде около 40 г на 1 кг веса. Эта потребность покрывается за счет:

- введения в организм различных жидкостей и пищевых продуктов;

- образования воды в организме (около 400 мл) при окислении органических веществ: липидов, углеводов, белков и др. (так называемая эндогенная вода).

4.Формы связи воды в продуктах питания

Количество и формы связи воды в продуктах питания. В большинстве пищевых продуктов вода является преобладающим компонентом, и особенно это относится к продукции общественного питания.

Вода, содержащаяся в кулинарной продукции в значительных количествах, не только участвует в формировании ее качества (структурно механических, физико-химических, органолептических свойств), но, взаимодействуя с белками и углеводами, делает эту продукцию нестойкой при хранении, создавая хорошую питательную среду для развития микроорганизмов.

Показатели, которые формируют качество продукции и ее стабильность в процессе хранения, в значительной степени зависят от того, насколько прочно вода в продукции связана с пищевыми веществами (белками, углеводами, жирами). Вода может находиться в продукции в связанном и свободном состояниях.

Связанная вода -- это ассоциированная вода, которая прочно связана с различными компонентами (белками, углеводами, жирами) за счет химических и физических связей.

Свободная вода -- это вода, не связанная полимерами и доступная для протекания химических, биохимических и микробиологических процессов. Чем больше в продукции свободной воды, тем менее стойка она в хранении.

Согласно принятой классификации, в основу которой положена энергия связи воды с материалом, в коллоидных капиллярно-пористых телах (влажных материалах) различают следующие формы связи воды с материалом: химическую, физико-химическую и физико-механическую.

Химически связанная -- это вода, наиболее прочно связанная материалом, которая может быть удалена из него при химическом взаимодействии или при особо интенсивной тепловой обработке (прокаливание), но при сушке она не удаляется. Она обладает наибольшей энергией связи. Например, в виде гидроксильных ионов за счет главных валентностей. В этом случае молекула воды исчезает как таковая. Она не оказывает влияния на ход течения технологических процессов.

5.Влияние замораживания на качество продуктов питания

Микроорганизмы, вызывающие порчу продуктов, попадают на обрабатывающее предприятие вместе с сырьем. Поэтому при производстве продуктов с применением холода необходимо особенно строго контролировать отрезок времени, который проходит продукт до холодильной обработки.

При низкотемпературном хранении замороженных продуктов микроорганизмы не размножаются сколько-нибудь заметным образом, но когда температура повышается, продукты даже со сравнительно малым числом микроорганизмов подвержены опасности порчи. Установлены следующие нижние температурные границы способности развития: для микроорганизмов от -5 до -8°С, для дрожжей от -10 до -12°С и для плесеней от -10 до -12°С.

Бактериальная обсемененность замороженных продуктов значительно ниже, чем свежих или охлажденных. Уничтожение микрофлоры при низких температурах протекает медленно и в различной степени в зависимости от вида микроорганизмов, их состава, свойств продуктов и применяемых технологических параметров. В целом замораживание и хранение в замороженном состоянии вызывают гибель от 50 до 90% исходного количества микроорганизмов, причем основное влияние оказывает процесс замораживания. Однако сохранившаяся микрофлора может сохранять жизнедеятельность в низкотемпературных условиях много лет.

Считается, что замороженные продукты, хранившиеся при температурах ниже -12°С, полностью предохраняются от микробиальной порчи, типичной для пищевых продуктов. Однако в замороженных продуктах следует считаться с размножением психрофильных (криофильных) микроорганизмов. При этом учитывается тот факт, что для размножения в продукте психотропных патогенных и условно-патогенных микроорганизмов (таких как иерсинии, листерии, кампило-бактеры и др.) требуется более длительное время, чем для размножения мезофильных возбудителей пищевых токсико-инфекций и кишечных инфекций.

6.Активность воды и стабильность продуктов питания

В продуктах с низкой влажностью могут происходить окисление жиров, неферментативное потемнение, потеря водорастворимых веществ (витаминов), порча, вызванная ферментами. Активность микроорганизмов здесь подавлена. В продуктах с промежуточной влажностью могут протекать разные процессы, в том числе с участием микроорганизмов. В процессах, протекающих при высокой влажности, микроорганизмам принадлежит решающая роль.

Эффективным средством для предупреждения микробиологической порчи и целого ряда химических реакций, снижающих качество пищевых продуктов при хранении, является снижение активности воды в пищевых продуктах. Для снижения активности воды используют такие технологические приемы, как сушка, вяление, добавление различных веществ (сахар, соль и др.), замораживание. С целью достижения той или иной активности воды в продукте можно применять такие технологические приемы, как:

адсорбция -- продукт высушивают, а затем увлажняют до определенного уровня влажности;

сушка посредством осмоса -- пищевые продукты погружают в растворы, активность воды в которых меньше активности воды пищевых продуктов.

Часто для этого используют растворы Сахаров или соли. В этом случае имеет место два противотока: из раствора в продукт диффундирует растворенное вещество, а из продукта в раствор -- вода. К сожалению, природа этих процессов сложна, и в литературе нет достаточных данных по этому вопросу.

Для достижения требуемой активности воды добавляют различные ингредиенты в продукт, обработанный одним из указанных выше способов, и дают ему возможность прийти в равновесное состояние, т.к. один лишь процесс сушки часто не позволяет получить нужную кон-систенцию. Потенциальными увлажнителями для пищевых продуктов являются крахмал, молочная кислота, сахара, глицерин и др.

Минеральные вещества, их значение. Содержание в пищевых продуктах. Влияние технологической обработки на минеральный состав продуктов питания.

Минеральные вещества - это костная ткань и зубы, нормальное кислотно-щелочное равновесие; это белковый, жировой, углеводный обмен и нормальная деятельность сердца, сосудов и нервной системы, органов пищеварения, кроветворной системы и свертывания крови, гормонов эндокринных желез и ферментов.

Минеральные (зольные) вещества имеют большое значение в жизни живых организмов. Они содержатся во всех пищевых продуктах в виде органических и неорганических соединений. В организме человека и животных минеральные элементы участвуют в синтезе пищеварительных соков, ферментов (железо, йод, медь, фтор и др.), в построение мышечной и костной тканей (сера, кальций, магний, фосфор), нормализует кислотно-щелочное равновесие и водный обмен (калий, натрий, хлор). В зависимости от количественного содержания минеральных элементов в пищевых продуктах различают макро-, микро- и ультрамикроэлементы.

Макроэлементы содержатся в продуктах в значительных количествах. К ним относят калий, кальций, магний, фосфор, железо, натрий, хлор и др. Микроэлементы находятся в продуктах в небольших количествах. Элементами этой группы являются барий, бром, йод, кобальт, марганец, медь, молибден, свинец. фтор, алюминий, мышьяк и др. Ультрамикроэлементы содержатся в продуктах в ничтожно малых количествах. К ним относятся уран, торий, радий и др. Они становятся ядовитыми и опасными, если содержатся в продуктах в повышенных дозах. Зольность характеризует качество муки, крахмала, конфет, карамели, халвы, сахара, пряностей и др.

7.Влияние технологической обработки

При переработке пищевого сырья, как правило, происходит снижение содержания минеральных веществ (кроме добавления пищевой соли). в растительных продуктах они теряются с отходами. Так, содержание ряда макро- и особенно микроэлементов при получении крупы и муки после обработки зерна снижается, так как в удаляемых оболочках и зародышах этих компонентов находится больше, чем в целом зерне.

Мясные, рыбные продукты и птица в основном теряют такие макроэлементы, как кальций и фосфор, при отделении мякоти от костей.

При тепловой кулинарной обработке (варке, жарении, тушении) мясо теряет от 5 до 50% минеральных веществ. Однако если обработку вести в присутствии костей, содержащих много кальция, то возможно увеличение содержания кальция в кулинарно обработанных мясных продуктах на 20%.

В технологическом процессе за счет недостаточно качественного оборудования может переходить в конечный продукт некоторое количество микроэлементов. Так, при изготовлении хлеба при тестоприготовлении в результате контакта теста с оборудованием содержание железа может увеличиваться на 30%. Этот процесс нежелательный, поскольку вместе с железом в продукт могут переходить и токсичные элементы, содержащиеся в виде примесей в металле. При хранении консервов в жестяных сборных (то есть спаянных) банках с некачественно выполненным припоем или при нарушении защитного лакового слоя в продукт могут переходить такие высокотоксичные элементы как свинец, кадмий, а также олово.

Следует учесть, что ряд металлов, таких как железо и медь, даже в небольших концентрациях могут вызвать нежелательное окисление продуктов. Их каталитические окислительные способности особенно ярко проявляются в отношении жиров и жировых продуктов. Так, например, при концентрации железа выше 1,5 мг/кг и меди 0,4 мг/кг при длительном хранении сливочного масла и маргарина эти металлы вызывают прогоркание продуктов.



8.Классификация минеральных веществ. Суточная потребность организма в макро- и микроэлементах

Классификация

Микроэлементы: железо, цинк, йод, фтор, хром, селен, медь, марганец, молибден

Макроэлементы: фосфор, магний, натрий, калий, кальций

Суточное потребление

Макро-

Кальций - 800-1200мг

Магний - 280-400мг

Фосфор - 700-1200мг

Натрий - 300мг

Калий - 2000мг

Микро -

Железо - 10 - 15 мг

Селен - 50-70 мг

Цинк - 12-15мг

Фтор - 4мг

Медь - 3мг

Марганец - 2-3мг

Йод - 150-250мг

Молибден - 250мг

Хром - 200мг

9.Роль отдельных макроэлементов в питании

- Калий нормализует углеводный и солевой, а также водно-солевой обмен в организме.

- Падение уровня кальция в крови приводит к усилению внутренней секреции околощитовидных желез (сопровождается увеличением поступления кальция в кровь).

Наоборот, повышение содержания кальция в крови вызывает резкое повышение возбудимости центральной нервной системы, что сопровождается приступами судорог и может привести к смерти.

- Магний важен для превращения сахара крови в энергию. Известен как антистрессовое минеральное вещество.

- Фосфор участвует фактически во всех физиологических химических реакциях. Необходим для нормальной структуры костей и зубов.

10.Роль отдельных микроэлементов в питании

- Недостаток меди в организме приводит патологическому росту костей, дефектам в соединительных тканях.

- Для нормального роста фтор совершенно необходим, и его недостаток приводит к анемии.

- Йод участвует в метаболизме щитовидной железы и присущих ей гормонах.

- Недостаток селена вызывает гибель клеток мышц и приводит к мускульной и сердечной недостаточности. Способен предохранять от отравления ртутью.

11.Показатели массовой доли золы, и золы, нерастворимой в 10%-ной соляной кислоты, нормируемые в стандартах

Нормы по массовой доле (содержанию) золы Крахмал картофельный, сорт: экстра-0.30 высший-0,35, 1-й - 0,50; Крахмал кукурузный, сорт: высший-0,20, 1-й - 0,30; Крахмал пшеничный, сорт: экстра-0,20 высший-0,30, 1-й - 0,37

Зола (песок), нерастворимая в 10 %-ной соляной кислоте, допускается в крахмале в пределах 0,03-0,1 %

Азотсодержащие вещества, их классификация. Роль белков в питании. Их содержание в пищевых продуктах.

Азотистые вещества. Вещества, в состав которых, кроме углерода, водорода и кислорода, входит азот. Их подразделяют на собственно белковые соединения и соединения, содержащие азот, но не относящиеся к белковым веществам (небелковые аминокислоты, алкалоиды и др.).

Белки - это высокомолекулярные органические соединения, представляющие собой биополимер, состоящий из мономеров, которыми являются аминокислоты соединенные пептидной связью.

содержание в пищевых продуктах

1. говядина - 20 гр

2. гречневая крупа - 12,6 гр

3. хлеб - 8 гр

4. соя - 35 гр

5. фасоль - 22,3 гр

6. горох - 23 гр

7. творог - до 18 гр

8. икра - 21-36 гр

12.Роль белков в питании

Белки играют в питании человека чрезвычайно важную роль, поскольку являются самой главной составной частью клеток всех органов и тканей нашего организма. Белки, содержащиеся в пище, необходимы для построения новых клеток и тканей. Особенно в белках нуждается молодой растущий организм, а также пораженный каким-либо заболеванием. В последнем случае в организме возникает острая потребность в регенерации изношенных, отживших клеток, восстановить которые можно лишь с помощью белка. Количество требуемого белка пропорционально изнашиваемости тканей. Чем большую нагрузку испытывают мышцы, тем выше потребность в регенерации, а значит, и в потреблении белка.

Белки являются сложными азотсодержащими биополимерами. Их мономерами служат a-аминокислоты. В человеческом организме белки выполняют ряд функций: пластическую, транспортную, каталитическую, гормональную и функцию специфичности. Одной из наиболее важных функций является то, что белки обеспечивают организм пластическим материалом. К сожалению, организм человека практически лишен запасов белка, единственным источником их поступления являются продукты питания. Несомненно, в рацион питания должны входить продукты, содержащие белковый компонент.

Основное содержание белка отмечается в продуктах животного происхождения. Из растительных продуктов наиболее высоко содержание белка в бобовых культурах. Одно время, когда в Европу еще не был завезен картофель, бобовые блюда являлись основными в рационе питания всего населения. В настоящее время бобовые не пользуются популярностью, хотя в некоторых странах под выращивание бобов, фасоли и гороха отводятся большие площади. Очень богаты аминокислотами белки сои. Их скор равен или превышает 100% по шкале ВОЗ, за исключением серосодержащих аминокислот, скор которых составляет 71% от общего объема.

Все аминокислоты незаменимы для человеческого организма

Соевые белки очень хорошо усваиваются организмом (на 90%), а также не уступают по анаболической эффективности белкам животного происхождения. Бобовые культуры (в том числе и соя) могут в некоторых случаях удачно заменить мясные продукты, что особенно актуально при хроническом гастрите (при его определенных формах). Блюда, приготовленные на основе бобовых, спокойнее воспринимаются больным желудком.



13.Структура белков

Различают 4 уровня структурной организации белков, называемых первичной, вторичной, третичной и четвертичной структурами.

Первичная структура

Первичная структура - это полипептидная цепь линейной формы из последовательно соединенных пептидной связью (- CO - NH -) аминокислот.

Первичная структура каждого индивидуального белка закодирована в участке ДНК, называемом геном. В процессе синтеза белка информация, находящаяся в гене, сначала переписывается на мРНК, а затем, используя мРНК в качестве матрицы, на рибосоме происходит сборка первичной структуры белка.

Вторичная структура

- образование внутримолекулярных водородных связей в глобулярных .Б. может приводить к возникновению спиральной структуры(право-).

В фибриллярных белках образование водородных связей может приводить к возникновению складчатой листовой структуре.

(……..О=С-N(H…..)-)

(Вторичная структура - возникает за счет скручивания первичной структуры в спираль или в гармошку за счет водородных связей между соседними витками или звеньями)

*Супер -спираль (3 лево-закруч.а-спирали -> в право -а-спирали) а-кератин(дисульфидные мостики м/д атомами серы двух цистеиновых остатков)

Третичная структура - ГЛОБУЛА - свертывание полипептидной цепи, смешанные а-спир.+лист.

(Третичная структура - это глобулярная форма, образующаяся за счет гидрофобных связей между радикалами аминокислот вторичной структуры)

Типы связи: 1) дисульфидные (поляр. н/з) 2)водородные (O,N,S) м/д атомами R-ов (II гр.)

3) ионные +R(лизин), -R(глутомат) (III и IV)

4) гидрофобные взаимодействия

Особенность: домены - это относительно обособленные участки Глобулы (состоящие из одной и той же полипептидной цепи)

Четвертичная структура

- образуются м/д несколькими субъединицами белка А В

В А (гемоглобин)

Типы связи те же, что и в третичной, кроме гидрофобной связи.

(Четвертичная структура- представляет собой объединение нескольких глобул с третичной структурой в единый конгломерат)

14.Классификация белков по строению и растворимости. Значение нерастворимых в воде белков в формировании качества кулинарной продукции

Классификация по степени растворимости белка

1. Водорастворимые белки образуют коллоидные растворы. Водорастворимые белки имеют небольшую молекулярную массу, их представляют альбумины яйца.

2. Солерастворимые белки растворяются в 10 % растворе хлорида натрия, их представляют глобулины: белок молока казеин, белок крови глобулин.

3. Щелочерастворимые белки растворяются в 0,2 % растворе гидроксила натрия, их представляют глютелины: белок клейковины пшеницы.

4. Спирторастворимые белки растворяются в 60-80 % спирте, их представляют проламины: белки злаковых культур.

Классификация по строению белка

Белки по строению белковой молекулы разделяются на простые или протеины и сложные или протеиды. В состав простых белков входят только аминокислоты, в состав сложных белков входят аминокислоты (апобелок) и вещества небелковой природы (простетическая группа), которая включает: фосфорную кислоту, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты и т.д.

Протеиды подразделяются на подгруппы в зависимости от состава небелковой части:

- Липопротеиды состоят из белка и остатков липидов, они входят в состав клеточных мембран, в протоплазму клеток.

- Гликопротеиды состоят из белка и высокомолекулярных углеводов, входят в состав яичного белка.

- Хромопротеиды состоят из белка и красящих веществ - пигментов, имеющих в своем составе металлы, например гемоглобин содержит железо.

- Нуклеопротеиды состоят из белка и нуклеиновых кислот, входят в состав протоплазмы клеток и в ядро клетки.

- Фосфопротеиды состоят из белка и фосфорной кислоты, входят в состав клетки.

15.Полноценные и неполноценные белки. Аминокислотный состав белков. Аминокислотный скор

Полноценные и неполноценные белки

Белки, поступающие в организм с пищей, разделяются на биологически полноценные и биологически неполноценные.

Биологически полноценными называются те белки, в которых в достаточном количестве содержатся все аминокислоты, необходимые для синтеза белка животного организма. В состав полноценных белков, необходимых для роста организма, входят следующие незаменимые аминокислоты: лизин, триптофан, треонин, лейцин, изолейцин, гистидин, аргинин, валин, метионин, фенилаланин. Из этих аминокислот могут образоваться другие аминокислоты, гормоны и т. д. Из фенилаланина образуется тирозин, из тирозина путем превращений -- гормоны тироксин и адреналин, из гистидина -- гистамин. Метионин участвует в образовании гормонов щитовидной железы и необходим для образования холина, цистеина и глютатиона. Он необходим для окислительно-восстановительных процессов, азотистого обмена, усвоения жиров, нормальной деятельности головного мозга. Лизин участвует в кроветворении, способствует росту организма. Триптофан также необходим для роста, участвует в образовании серотонина, витамина РР, в тканевом синтезе. Лизин, цистин и валин возбуждают сердечную деятельность. Малое содержание цистина в пище задерживает рост волос, увеличивает содержание сахара в крови.

Биологические неполноценными называются те белки, в которых отсутствуют хотя бы даже одна аминокислота, которая не может быть синтезирована животными организмами.

Биологическая ценность белка измеряется количеством белка организма, которое образуется из 100 г белка пищи.

Белки животного происхождения, содержаться в мясе, яйцах и молоке, наиболее полоненные (70-95%). Белки растительного происхождения имеют меньшую биологическую ценность, например белки ржаного хлеба, кукурузы (60%), картофеля, дрожжей (67%).

Белок животного происхождения - желатина, в котором нет триптофана и тирозина, является неполноценным. В пшенице и ячмене мало лизина, в кукурузе мало лизина и триптофана.

Некоторые аминокислоты заменяют друг друга, например фенилаланин заменяет тирозин.

Два неполноценных белка, в которых недостает разлчных аминокислот, вместе могут составить полноценное белковое питание.

Аминокислотный состав белков

Белки -- непериодические полимеры, мономерами которых являются б-аминокислоты. Обычно в качестве мономеров белков называют 20 видов б-аминокислот, хотя в клетках и тканях их обнаружено свыше 170.

В зависимости от того, могут ли аминокислоты синтезироваться в организме человека и других животных, различают: заменимые аминокислоты -- могут синтезироваться; незаменимые аминокислоты -- не могут синтезироваться. Незаменимые аминокислоты должны поступать в организм вместе с пищей. Растения синтезируют все виды аминокислот.

В зависимости от аминокислотного состава, белки бывают: полноценными -- содержат весь набор аминокислот; неполноценными -- какие-то аминокислоты в их составе отсутствуют. Если белки состоят только из аминокислот, их называют простыми. Если белки содержат помимо аминокислот еще и неаминокислотный компонент (простетическую группу), их называют сложными. Простетическая группа может быть представлена металлами (металлопротеины), углеводами (гликопротеины), липидами (липопротеины), нуклеиновыми кислотами (нуклеопротеины).

Все аминокислоты содержат: 1) карбоксильную группу (-СООН), 2) аминогруппу (-NH2), 3) радикал или R-группу (остальная часть молекулы). Строение радикала у разных видов аминокислот -- различное. В зависимости от количества аминогрупп и карбоксильных групп, входящих в состав аминокислот, различают: нейтральные аминокислоты, имеющие одну карбоксильную группу и одну аминогруппу; основные аминокислоты, имеющие более одной аминогруппы; кислые аминокислоты, имеющие более одной карбоксильной группы.

Аминокислоты являются амфотерными соединениями, так как в растворе они могут выступать как в роли кислот, так и оснований. В водных растворах аминокислоты существуют в разных ионных формах.

Аминокислотный скор белка

Качество пищевого белка может оцениваться путем сравнении его аминокислотного состава с аминокислотным составом стандартного или «идеального» белка. Понятие «идеальный» белок включает представление о гипотетическом белке высокой пищевой ценности, удовлетворяющем потребность организма человека в незаменимых аминокислотах. Для взрослого человека в качестве «идеального» белка применяют аминокислотную шкалу Комитета ФАО/ВОЗ. Аминокислотная шкала показывает содержание каждой из незаменимых аминокислот в 100 г стандартного белка.

Расчет аминокислотного скора для определения биологической ценности исследуемого белка проводят следующим образом. Аминокислотный скор каждой незаменимой аминокислоты в «идеальном» белке принимают за 100%, а в исследуемом - определяют процент соответствия: В результате определяют аминокислоту со скором менее 100%, которую называют лимитирующей аминокислотой исследуемого белка. В белках с низкой биологической ценностью лимитирующих аминокислот со скором менее 100% может быть несколько.

16.Свойства белков, изменяющиеся при хранении пищевых продуктов

Свойства белков, изменяющиеся в процессе производства продукции общественного питания.

Небелковые азотистые вещества. Содержание в пищевых продуктах и значение их в питании.

В практических расчетах рационов все азотистые вещества относятся к белкам. Хотя небелковых азотистых веществ немного, некоторые из них оказывают заметное влияние на организм. Этопуриновые основания, нуклеиновые кислоты, нитраты и другие соединения.

Пуриновые основания обладают сильным сокогонным действием на пищеварительные железы, что не всегда желательно для детей и лиц пожилого возраста. Кроме того, избыточное потребление пуриновых оснований способствует развитию подагры. Много пуриновых оснований и креатина в мясе и рыбе, особенно в мясных субпродуктах (печени, почках и других). Следует учитывать, что пуриновые основания и креатин легко переходят при варке в бульон.

Нуклеиновые кислоты всегда сопутствуют живым тканям и поэтому постоянно встречаются в пищевых продуктах (больше всего их в мясе, рыбе и их субпродуктах - печень, почки). Несмотря на то что их содержание в пищевых продуктах относительно не велико, обладая большой активностью, они требуют определенного ограничения. Поэтому продукты, богатые нуклеиновыми кислотами (особенно печень и почки), должны быть ограничены в питании. Избыточное потребление белков, особенно животных, обычно сочетается с повышенным содержанием нуклеиновых кислот и способствует накоплению в организме мочевой кислоты. Соли мочевой кислоты могут откладываться в суставах, хрящах и других тканях. В результате увеличивается вероятность заболевания подагрой, заболевания суставов, мочекаменной болезни. По этой же причине не рекомендуется употреблять в питании большое количество дрожжей и хлореллы - продуктов богатых нуклеиновыми кислотами, которые в организме человека превращаются в мочевую кислоту. Избыток белка ведет также к ожирению и способствует развития атеросклероза, так как излишнее его количество отчасти используется для синтеза жиров. Кроме того в состав субпродуктов входят пуриновые основания, о нежелательной роли которых уже говорилось.

Нитраты содержатся в основном в растительных продуктах. Большое количество нитратов в пищеварительном тракте может частично восстанавливаться до нитритов и вызывать метгемоглобинемию, сопровождающуюся снижением умственной и физической активности. Кроме того, из нитратов сравнительно легко образуются канцерогенные вещества.

...