Неорганические полимеры — высокомолекулярные соединения, которые состоят полностью из неорганических атомных звеньев.
Особенностью неорганических полимеров является то, что они образуются в неживой природе. Они также распространены в минеральном мире, как и органические полимеры в живой природе. Неорганические полимеры образуют окислы кремния, алюминия и других многовалентных элементов, которые имеют на земле наибольшее распространение. Более 50% всей массы земного шара состоит из кремниевого ангидрида, а в наружной части земной коры (гранитный слой) его содержание достигает 60%, причем большая часть кремния находится в виде полимеров чистого кремниевого ангидрида и сложных силикатов.
Многие ювелирные камни также являются полимерами. Так, горный хрусталь и аметист — почти чистый полимерный кремниевый ангидрид; рубин, сапфир, корунд — полимер окн-си алюминия. Алмаз, графит — это полимеры углерода.
Кварц — важнейшая составная часть горных пород и песка — представляет собой модификацию кремниевого ангидрида. Следовательно, стеклянные изделия, получаемые путем плавления песка, состоят из полимеров кремниевого ангидрида.
|
|
Глина состоит из высокомолекулярных алюмосиликатов переменного состава, поэтому получаемые из нее керамические изделия также содержат неорганические полимеры.
Неорганические полимеры в зависимости от происхождения подразделяются на природные, искусственные и синтетические.
Природные полимеры образуются в природе и относятся чаще к сырьевым ресурсам. Товарами они становятся лишь после их добычи и технологической обработки, чаще механической, путем шлифовки, огранки и других операций. Примером могут служить алмазы, рубины, сапфиры и другие драгоценные и поделочные камни. Наиболее распространенными природными полимерами являются полисилоксаны, полиалюматы и полиуг-лсроды. К последним относится алмаз, графит, каменный и бурый уголь, карбин (минерал чароит). В чистом виде эти полимеры встречаются редко, чаще с примесями других минеральных и органических веществ.
Искусственные полимеры образуются из природного полимерного сырья путем переплавки и других операций технологического производства. Примером таких полимеров могут служить стекло, керамика и изделия из них (стеклянная, керамическая посуда и др.).
Синтетические полимеры — высокомолекулярные соединения, создаваемые синтетическим путем. К ним можно отнести синтетические поделочные камни: корунды, фианиты, рубины и т. п. По многим потребительским свойствам (цвету, блеску и т. п.) эти полимеры не уступают природным. Однако есть и отличия. Например, бриллианты превосходят фианиты по прозрачности, особенно заметной при большом увеличении.
|
|
Газы
Газы — составная часть многих товаров с пористой структурой, клеточным строением или специально насыщаемых (наполняемых) газами. В количественном соотношении газы зани-
§ 3. Сухие неорганические вещества
мают небольшой удельный вес в товарах, однако для некоторых из них они имеют существенное значение для качества.
Наиболее распространенными являются газы атмосферного воздуха (Н2, Ы2, О2, СО2) в том же или измененном (модифицированном) соотношении, что и нормальный газовый состав (21% О2, 78% Ы2, 0,03% СО2 и инертные газы). Именно такой состав характерен для большинства товаров с пористой структурой. У «живых» товаров газы находятся в межклеточном пространстве, при этом газовый состав изменяется за счет дыхания, интенсивности вывода СО2 и поступления в ткани Оа, а также газов из окружающей среды. Сохраняемость таких товаров зависит от газового состава внутренней и внешней среды. При неблагоприятном газовом составе (например, отсутствии О2 или избытке СО2) могут возникать значительные дефекты, приводящие к гибели, а затем и порче живых организмов товаров.
Газы поступают в товары из атмосферного воздуха через поры, микрокапилляры и другие отверстия на поверхности (например, у плодов и овощей есть устьица, чечевички). Кроме того, газы могут образовываться биологическим или химическим путем в процессе производства или хранения. Например, при производстве хлебобулочных и мучных кондитерских изделий, спирта, вин, квашеных овощей, сыров за счет спиртового и/или молочнокислого брожения выделяется углекислый газ, который формирует пористую структуру готовой продукции или создает игристый эффект (у игристых вин).
При производстве некоторых товаров их искусственно насыщают газами. Так, в шипучие вина и газированные напитки вводят углекислый газ (диоксид углерода), массовая доля которого служит одним из идентифицирующих признаков ассортиментной принадлежности вида и разновидности товара (сильно- и слабогазированные напитки). Повышенное содержание СО2 улучшает также сохраняемость газированных, шипучих и игристых напитков, придает кислый вкус.
Многие товары пенистой структуры производят путем сбивания и насыщения массы воздухом. К таким товарам относится пастила, суфле, косметические пенки и т. п. Пористая структура хлебобулочных изделий формируется за счет газов, образующихся при брожении.
К числу неорганических газов относят и аммиак, который является одним из продуктов распада белков и аминокислот.
Наряду с указанными газами, при производстве и хранении могут образовываться или вводиться и другие газы. Так, воздушные шарики заполняют водородом перед продажей. При брожении капусты выделяется сероводород и меркаптан — се-росодержащие газы, придающие продукции неприятный запах, поэтому их необходимо удалять. При микробиологической порче некоторых пищевых продуктов выделяются газы с гнилостным запахом.
Газы, попадающие к массу продукции, могут вызывать образование внутренних пустот (раковин, полостей и т. п.), что снижает качество товаров. Такие дефекты иногда встречаются у металлических, керамических, стеклянных изделий, а также в хлебе, сырах, колбасах и других изделиях.
Таким образом, содержащиеся в товарах газы, несмотря на низкое их содержание, могут влиять на формирование и изме™ нение товароведных характеристик товаров.
§ 4. Сухие органические вещества
Органические вещества товаров — это соединения, в состаЩ) которых входят атомы углерода и водорода. Они подразделяют*! ся на мономеры, олигомеры и полимеры.
|
|
•
Мономеры
Мономеры — органические вещества, состоящие из одного соединения и не подвергающиеся расщеплению с образованием новых органических веществ. Распад мономеров происходит в основном до углекислого газа и воды.
Перечень основных веществ, относящихся к мономерам, представлен на рис. 25. Большинство из этих веществ характерны в основном для пищевых продуктов. В непродовольственных товарах мономеры встречаются в парфюмерно-косметической продукции (спирты, глицерин, жирные органические кислоты), изделиях бытовой химии (спирты и другие органические растворители), нефтепродуктах (углеводороды).
Моносахариды — мономеры, относящиеся к классу углеводов, в состав молекулы которых входят углерод, водород и кислород (СН2О)П. Наибольшее распространение из них имеют гексозы (С6Н|2О6) — глюкоза и фруктоза. Они встречаются в основном в пищевых продуктах растительного происхождения
§ 4. Сухие органические вещества
(плодах и овощах, вкусовых напитках и кондитерских изделиях). Промышленностью выпускается также чистая глюкоза и фруктоза как продукт питания и сырье для производства кондитерских изделий и напитков для диабетиков. Из натуральных продуктов больше всего глюкозы и фруктозы (до 60%) содержит мед.
Моносахариды придают продуктам сладкий вкус, обладают энергетической ценностью (1 г — 4 ккал) и влияют на гигроскопичность содержащих их продуктов. Растворы глюкозы и фруктозы хорошо сбраживаются дрожжами и используются другими микроорганизмами, поэтому при содержании до 20% и повышенном содержании воды ухудшают сохраняемость.
Органические кислоты — соединения, в составе молекулы которых находится одна или несколько карбоксильных групп (-СООН).
В зависимости от числа карбоксильных групп органические кислоты подразделяются на моно-, ди- и трикарбоновые кислоты. Другими классификационными признаками этих кислот служит Число атомов углерода (от С3 до С4о), а также амино- и фенольных групп. Классификация органических кислот представлена на рис. 26.
Монокарбоновые кислоты — соединения, содержащие одну карбоксильную группу; представлены уксусной, молочной, масляной, пропионовой и другими кислотами. Дикарбоновые кислоты ~ соединения с двумя карбоксильными группами; включают яблочную, щавелевую, винную и янтарную кислоты. Трикарбоновые кислоты — соединения е тремя карбоксильными группами, к ним относятся лимонная, щавелево-янтарная и другие кислоты. Моно-, ди- и трикарбоновые кислоты относятся, как правило, к низкомолекулярным.
|
|
Природные органические кислоты содержатся в свежих плодах и овощах, продуктах их переработки, вкусовых товарах, а также в кисломолочных продуктах, сырах, кисломолочном сливочном масле.
Органические кислоты — соединения, придающие продуктам кислый вкус. Поэтому они используются в виде пищевых добавок в качестве подкислителей (уксусная, лимонная, молочная и другие кислоты) для сахаристых кондитерских изделий, алкогольных и безалкогольных напитков, соусов, а также некоторых косметических товаров (кремов и т. п.).
Наибольшее распространение в пищевых продуктах имеют молочная, уксусная, лимонная, яблочная и винная кислоты, а в непродовольственных товарах — лимонная кислота. Отдельные виды кислот (лимонная, бензойная, сорбиновая) обладают бактерицидными свойствами, поэтому их используют в качестве консервантов. Органические кислоты пищевых продуктов относятся к дополнительным энергетическим веществам, так как при их биологическом окислении выделяется энергия.
Жирные кислоты — карбоновые кислоты алифатического ряда с не менее шести атомов углерода в молекуле (С6—С22 и выше). Они подразделяются на высшие (ВЖК) и низкомолекулярные (НЖК).
Жирные кислоты могут быть природными и синтетическими. Природные жирные кислоты — преимущественно одноосновные кислоты с четным числом атомов углерода. Наиболее распространены природные высшие жирные кислоты с 12— 18 атомами углерода в молекуле. Жирные кислоты с числом атомов водорода от С6 до С,0 называют низкомолекулярными.
§ 4. Сухие органические вещества
ВЖК могут быть насыщенными и ненасыщенными (с двойными, реже тройными связями). Последние обладают высокой химической активностью: могут окисляться по месту разрыва двойных связей, присоединять галогены (йод, хлор и др.), водород (гидрогенизация), кислород.
Свободные ВЖК встречаются в природе редко, в основном как продукты неполного синтеза жиров в незрелых семенах масличных растений или гидролиза жиров при их хранении.
Важнейшие природные насыщенные ВЖК — стеариновая и пальмитиновая, а ненасыщенные — олеиновая, арахидоновая, линолевая и линоленовая. Из них последние две относятся к полиненасыщенным незаменимым жирным кислотам, обусловливающим биологическую эффективность пищевых продуктов. Природные ВЖК могут содержаться в виде жиров во всех жи-росодержащих продуктах, однако в свободном виде они встречаются в небольшом количестве, так же как и НЖК.
Синтетические жирные кислоты (СЖК) — это смесь моно-карбоновых кислот с четным и нечетным числом атомов углерода. Их получают в промышленности из нефтехимического сырья (например, окисление парафина при высоких температурах и атмосферном давлении). СЖК применяют в производстве пластичных смазок, синтетических спиртов, лакокрасочных материалов для улучшения смачиваемости и дисперчирования пигментов, предотвращения их оседания, изменения вязкости красок. Кроме того, СЖК используются при производстве ла-тексов и каучука в качестве эмульгатора при полимеризации бутадионсодержащих мономеров и искусственной кожи, а также в свечном производстве.
Синтетические ВЖК отличаются от природных большим диапазоном числа атомов углерода — от С6 до С25, в то время как в природных ВЖК этот диапазон значительно меньше (С]2—С18, главным образом С16 и С18).
ВЖК в свободном виде — умеренно токсичные вещества, они оказывают раздражающее действие на неповрежденную кожу и слизистые оболочки. Поэтому их содержание в пищевых продуктах ограничивается определенным, максимально допустимым уровнем показателя «кислотное число».
Аминокислоты ~ карбоновые кислоты, содержащие одну или несколько аминогрупп (МН2). В зависимости от природы кислотной фракции они подразделяются на моноаминомонокар-боновые (например, глицин, валин, лейцин и др.), диаминомонокарбоновые (лизин, аргинин), гидрооксиаминокислоты (серии, треонин, тирозин), тиоаминокислоты (серосодержащие — цис-* тин, цистеин, метионин) и гетероциклические (гистидин, трип-**: тофан, пролин).
Аминокислоты в товарах могут находиться в свободном виде;, и в составе белков. Всего известно около 100 аминокислот, из. них почти 80 встречаются только в свободном виде. Плотами-* новая кислота и ее натриевая соль широко применяются в ка^ честве пищевой добавки в составе приправ, соусов, пищевых '• концентратов на мясной и рыбной основах, так как усиливают; вкус мяса и рыбы. Ароматические аминокислоты используют; при производстве красителей. г Фенолкарбоновые (фенольные) кислоты — карбоновые кисло-;, ты, содержащие бензольное кольцо. Они могут встречаться в! свободном виде, а также входить в состав полифенолов. К фе-!, нольным относятся галловая, кофейная, ванилиновая, салици-т ловая, оксибензойная и коричные кислоты. Эти кислоты обладают бактерицидными свойствами, улучшают сохраняемость? товаров и повышают иммунные свойства организма человека. < Они содержатся в основном в свежих плодах и овощах, а также.* в продуктах их переработки и винах. I Амины и амиды — производные аммиака (МН3). Амины — вещества, в молекуле которых один или несколько атомов во-; дорода замещены углеводородными радикалами (К). По числу-1, аминогрупп различают моно-, ди-, три- и полиамины. Назва-*;1, ния аминов образуют из названий органических остатков моле-1 ^ кул, связанных с атомом азота. Например, метиламин, диметил-Ц амин, триметиламин образуются при гидролизе белков рыбы и мяса и служат признаком утраты свежести этих продуктов. а Амины придают продуктам неприятные запахи: аммиачный,*! гнилостный (запах гнилой рыбы).
Амины легко вступают в различные химические реакции с неорганическими и органическими кислотами, ангидридами карбоновых кислот, сложными эфирами с образованием различных веществ: нитрозаминов (с азотной кислотой и нитритами) красителей, полиамидов (при поликонденсации аминов и их производных), амидов.
Амины — промежуточные продукты при производстве красителей, пестицидов, полимеров (в том числе полиамидов и по-лиуретанов), адсорбентов, ингибиторов коррозии, антиокси-дантов.
§ 4. Сухие органические вещества
Амиды — ацилпроизводные аммиака или аминов. Природные амиды входят в состав пищевых продуктов (в основном в виде амидов аспарагиновой и глютаминовой кислот: аспараги-на и глютамина), а также непродовольственных товаров, при производстве которых используются синтетические амиды (например, пластификаторы бумаги, искусственной кожи, сырье для полимеров, красителей и т. п.).
Свойства. Амины в повышенных дозах оказывают вредное воздействие на организм человека: поражают нервную систему, нарушают проницаемость стенок кровеносных сосудов и клеточных мембран, вызывают нарушение функций печени и развитие дистрофии. Некоторые ароматические амины — канцерогены, вызывающие у человека рак мочевого пузыря.
Аспарагин в организме человека оказывает положительное действие: связывает аммиак, переносит его к почкам, что способствует обезвреживанию и выведению из организма этого сильного яда, образующегося при глубоком распаде белков и дезаминировании аминокислот.
Витамины — низкомолекулярные органические соединения, являющиеся регуляторами или участниками процессов обмена веществ в организме человека.
Витамины могут самостоятельно участвовать в обмене веществ (например, витамины С, Р, А и т. п.) или входить в состав ферментов, катализирующих биохимические процессы (витамины Вь В2, В3, В6 и др.).
Кроме указанных общих свойств, каждый витамин имеет специфические функции и свойства. Эти свойства рассматриваются в товароведении продовольственных товаров.
В зависимости от растворимости витамины подразделяются на:
• водорастворимые (В,, В2, В3, РР, В6, В9, В,2, В15, С и Р
и т. п.);
• жирорастворимые (А, Д, Е, К).
К группе витаминов относят также витаминоподобные вещества, часть из которых называют витаминами (каротин, холин, витамин и, тартароновая кислота и др.).
Витамины содержатся в основном в пищевых продуктах, обусловливая их витаминную ценность. Для непродовольственных товаров витамины не свойственны. Однако в последнее время некоторые косметические товары (кремы, гели) обогащают витаминами А, Е, С.
Спирты — органические соединения, содержащие в молекулах одну или несколько гидроксильных групп (ОН) у насыщенных атомов углерода (С).
По количеству этих групп различают одно-, двух- (гликоли), трех- (глицерин) и многоатомные спирты.
Одноатомные спирты, содержащие одну гид роке ильную группу в зависимости от числа атомов С, подразделяются на низшие (С,—С5) и высшие жирные (С6—С2П) спирты. К н и з-шим спиртам относятся метанол (СН5ОН), этанол (С2Н5ОН), пропанол (С3Н7ОН) и др., а к высшим — гексиловый (С6НПОН), гептиловый (С7Н|5ОН), октиловый (С8Н,7ОН), но-ниловый (С9Н,9ОН) и другие спирты.
Эти спирты могут быть природными и синтетическими. Природные спирты встречаются в растительных организмах в небольшом количестве п свободном и связанном виде (сложные эфиры). Этиловый спирт получают в качестве готовой продукции в спиртовой промышленности, а также в виноделии, ликеро-водочной, пивоваренной промышленности, при производстве вин, водок, коньяка, рома, виски, пива. В качестве нежелательных примесей образуются метиловый, бутиловый и высшие спирты, снижающие качество и безопасность готовой продукции. Кроме того, этиловый спирт в небольших количествах образуется при производстве кефира, кумыса и кваса. Высшие жирные спирты в пищевых продуктах не встречаются в свободном виде, а присутствуют в виде эфира в восках.
Спирты, особенно этиловый, входят в состав и ряда непродовольственных товаров: парфюмерно-косметических, бытовой химии в качестве растворителей ароматических и красящих веществ, жирных кислот и жиров. Спирты применяют как сырье для синтеза различных органических соединений (формальдегида, ацетона, диэтилового эфира, сложных эфиров карбоно-вых кислот), а также в производстве красителей, синтетических волокон, душистых веществ, моющих средств и т. п. Метиловый спирт используется в качестве моторного топлива.
Набольшее значение в товарах имеют следующие спирты: этиловый, амиловый, бутиловый, бензиловый, метиловый, про-пидовый, высшие жирные спирты, этилснгликоль.
Свойства. Спирты — жидкости или твердые вещества, хорошо растворимые во многих органических растворителях. Низшие спирты хорошо растворяются в воде, а высшие — плохо.
§ 4. Сухие органические вещества
Многие одноатомные спирты — токсичные вещества. Их токсичность зависит от дозы. Один из наиболее токсичных спиртов — метанол, смертельная доза которого 100—150 мл. Смертельная доза этанола значительно выше — 9 г на 1 кг массы тела. Высшие жирные спирты С6—С10 раздражают слизистые оболочки, слабо — кожу, поражают зрение и паренхимныс ткани. Предельно допустимый уровень для них — 10 мг/м3. Спирты С,,—С2П — практически не токсичны.
Двухатомные (гликоли) и многоатомные спирты практически не токсичны, за исключением этиленгликоля, образующего в организме ядовитую щавелевую кислоту.
Особое место среди спиртов занимает глицерин как один из компонентов жиров. Поэтому этот спирт мы рассмотрим более подробно.
Глицерин (от греч. ё1укего$ — сладкий) — трехатомный спирт, представляющий собой бесцветную вязкую жидкость сладкого вкуса без запаха. Он смешивается в любых соотношениях с водой, этанолом, метанолом, ацетоном, но нерастворим в хлороформе и эфире, обладает высокой гигроскопичностью. Глице-риново-водные растворы замерзают при низких температурах (например, водная смесь с 66,7% глицерина замерзает при температуре —46,5 °С).
В природе глицерин встречается только в виде эфиров с высшими жирными кислотами — жиров, из которых его и получают путем омыления. Глицерин входит в состав ряда парфюмерно-косметических изделий, ликеров, сахаристых кондитерских изделий. Кроме того, он используется в качестве мяг-чителя для тканей, кожи, бумаги, смазок, кремов для обуви, мыла.
Углеводороды — органические соединения, состоящие только из атомов углерода и водорода. Различают алифатические и ациклические углеводороды. Алифатические углеводороды характеризуются наличием линейных или разветвленных цепей (метан, этан, ацетилен, изопрен). В отличие от них ациклические углеводороды имеют молекулы, состоящие из циклов (колец) трех и более атомов углерода (например, фенол, бензол).
В зависимости от химической природы различают насыщенные (с простыми связями) и ненасыщенные (двойные, тройные связи), а по консистенции — газообразные, жидкие и твердые углеводороды. К газообразным веществам относятся низшие углеводороды (С,—С4): метан, этан, пропан, бутан и изобутан, причем метан и пропан используются как бытовой газ, топливо и сырье для перерабатывающей промышленности. Эти газы не имеют цвета и запаха.
Жидкие углеводороды представлены веществами, имеющими количество атомов углерода от С5 до С17. Это бесцветные жидкости с характерным «бензиновым» запахом. К ним относятся пентан, изопентан, гексан, гептан, октан, нонант и др.
Твердые углеводороды — это бесцветные вещества, относящиеся к высшим насыщенным углеводородам с С18 и более (например, эйкозан, гектан и др.)- Смесь твердых насыщенных углеводородов (С18—С35) представляет собой парафин, а смесь различных газообразных, жидких и твердых углеводородов, получаемых из нефти, — нефтепродукты.
Насыщенные углеводороды входят в состав бытового газа, моторного топлива. Жидкие углеводороды применяют в качестве растворителей, твердые (парафин, перезин) — при производстве пластмасс, каучуков, синтетических волокон, моющих средств. Парафин используется при производстве свечей, спичек, карандашей, для защитных покрытий тары (например, дошников для квашения капусты), упаковочных материалов (вощеная бумага), апперетирования тканей, а также для производства синтетических жирных кислот.
Ненасыщенные углеводороды широко применяют в химической промышленности для получения синтетических полимеров: полиэтилена, полипропилена, различных каучуков, уксусной кислоты.
В природе ненасыщенные углеводороды встречаются редко из-за их высокой реакционной способности. Так, этилен образуется при созревании плодов и овощей, ускоряя этот процесс на материнском растении и при хранении. Терпены — высшие ненасыщенные углеводороды входят в состав эфирных масел свежих плодов и овощей. Красящие вещества оранжевого и розового цвета — каротин, ликопин, содержащиеся во многих плодах и овощах (абрикосы, персики, облепиха, морковь, тыква, томаты, арбузы и др.), относятся к ненасыщенным углеводородам. Терпены содержатся также в скипидаре и печени акул (сквален).
Завершая рассмотрение мономеров, следует отметить, что за редким исключением они содержатся в продовольственных и непродовольственных товарах растительного и животного про-
§ 4. Сухие органические вещества
исхождения в небольшом количестве. Это объясняется тем, что растения и животные стремятся строить свои ткани за счет полимеров, а запасать резервные вещества в виде олигомеров и полимеров. В неживой природе мономеры чаще накапливаются в углеводородной форме.
Олигомеры
Олигомеры — органические вещества, состоящие из 2—10 остатков молекул однородных и разнородных веществ.
В зависимости от состава олигомеры подразделяются на од-нокомпонентные, двух-, трех- и многокомпонентные. К одно-компонентным олигомерам относятся некоторые олигосахари-ды (мальтоза, трегалоза), к двухкомпонентным — сахароза, лактоза, жиры-моноглицериды, в состав которых входят остатки молекул глицерина и только одной жирной кислоты, а также гликозиды, сложные эфиры; к трехкомпонентным — рафиноза, жиры-диглицериды; к многокомпонентным — жирььтриглице-риды, липоиды: фосфатиды, воска и стероиды.
Олигосахариды — углеводы, в состав которых входят 2—10 остатков молекул моносахаридов, связанных гликозидными связями. Различают ди-, три- и тетрасахариды. Наибольшее распространение в пищевых продуктах имеют дисахариды — сахароза и лактоза, в меньшей мере — мальтоза и трегалоза, а также триса-хариды — рафиноза. Указанные олигосахариды содержатся только в пищевых продуктах.
Сахароза (свекловичный, или тростниковый, сахар) — диса-харид, состоящий из остатков молекул глюкозы и фруктозы. При кислотном или ферментативном гидролизе сахароза распадается на глюкозу и фруктозу, смесь которых в соотношении 1: 1 раньше называли инвертным сахаром. В результате гидролиза усиливается сладкий вкус продуктов (например, при созревании плодов и овощей), поскольку фруктоза и инвертный сахар обладают повышенной степенью сладости, чем сахароза. Так, если степень сладости сахарозы принять за 100 условных единиц, степень сладости фруктозы будет равна 220, а инверт-
ного сахара — 130.
Сахароза является преобладающим сахаром следующих пищевых продуктов: сахара-песка, сахара-рафинада (99,7—99,9%), сахаристых кондитерских изделий (50—96), некоторых плодов и овощей (бананы — до 18%, дыни — до 12, лук — до 10—12%),сладких и десертных ароматизированных вин, ликеров, наливок и т. д. Кроме того, сахароза может содержаться в небольших количествах и в других пищевых продуктах растительного происхождения (зерномучных товарах, во многих алкогольных и безалкогольных напитках, слабоалкогольных коктейлях, мучных кондитерских изделиях), а также сладких молочных товарах — мороженом, йогуртах и т. п. Сахароза отсутствует в пищевых продуктах животного происхождения, табачных изделиях и непродовольственных товарах.
Лактоза (молочный сахар) — дисахарид, состоящий из остатков молекул глюкозы и галактозы. При кислотном или ферментативном гидролизе лактоза распадается до глюкозы и галактозы, которые и используются живыми организмами: человека, дрожжей или молочнокислых бактерий.
Лактоза по степени сладости значительно уступает сахарозе и глюкозе, которая входит в ее состав. Уступает она им и по распространенности, так как содержится в основном в молоке разных видов животных (3,1—7,0%) и отдельных продуктах его переработки. Однако при использовании молочнокислого и/или спиртового брожений в процессе производства (например, кисломолочных продуктов) и/или сычужного фермента (при производстве сыров) лактоза полностью сбраживастся.
Мальтоза (солодовый сахар) — дисахарид, состоящий из двух остатков молекул глюкозы. Это вещество встречается как продукт неполного гидролиза крахмала в солоде, пиве, хлебе и мучных кондитерских изделиях, приготовленных с использованием проросшего зерна. Она содержится только в небольших количествах.
Трегалоза (грибной сахар) — дисахарид, состоящий из двух остатков молекул глюкозы. Этот сахар мало распространен в природе и содержится в основном в пищевых продуктах одной группы — свежих и сушеных грибах, а также в натуральных консервах из них и дрожжах. В квашеных (соленых) грибах тре-галоза отсутствует, поскольку расходуется при брожении.
Рафиноза — трисахарид, состоящий из остатков глюкозы, фруктозы и галактозы. Как и трегалоза, рафиноза мало распространенное вещество, встречающееся в небольших количествах в зерномучных товарах и свекле.
Свойства. Все олигосахариды являются запасными питательными веществами растительных организмов. Они хорошо растворимы в воде, легко подвергаются гидролизу до моносаха-
§ 4. Сухие органические вещества
ридов, обладают сладким вкусом, но степень их сладости различна. Исключение составляет лишь рафиноза — несладкая на
вкус.
Олигосахариды гигроскопичны, при высоких температурах (160—200 °С) происходит их карамелизация с образованием темноокрашенных веществ (карамелинов и др.). В насыщенных растворах олигосахариды могут образовывать кристаллы, которые в ряде случаев ухудшают консистенцию и внешний вид продуктов, вызывая образование дефектов (например, засахаривание меда или варенья; образование кристаллов лактозы в сгущенном молоке с сахаром, сахарное поседение шоколада).
Липиды и липоиды — олигомеры, в состав которых входят остатки молекул трехатомного спирта глицерина или других высокомолекулярных спиртов, жирных кислот, а иногда и других
веществ.
Липиды — это олигомеры, являющиеся сложными эфирами глицерина и жирных кислот — глицеридами. Смесь природных липидов, в основном триглицеридов, принято называть жирами. В товарах содержатся именно жиры.
В зависимости от количества остатков молекул жирных кислот в глицсридах различают моно-, ди- и три&шцериды, а в зависимости от преобладания предельных или непредельных кислот жиры бывают жидкие и твердые. Жидкие жиры бывают чаще всего растительного происхождения (например, растительные масла: подсолнечное, оливковое, соевое и т. п.), хотя есть и твердые растительные жиры (какао-масло, кокосовое, пальмоядровое). Твердые жиры — это в основном жиры животного или искусственного происхождения (говяжий, бараний жир; коровье масло, маргарин, кулинарные жиры). Однако среди животных жиров есть и жидкие (рыбий, китовый, копытный и т. п.)-
Жиры содержатся во всех пищевых продуктах, кроме отдельных их групп, указанных далее в классификации как шестая группа. В непродовольственных товарах жиры содержатся в ограниченном количестве групп: в косметических изделиях (кремах, лосьонах) и в строительных товарах (олифе, масляных красках, замазке, смазочных маслах и т. п.), В небольшом количестве жир находится в меховых и кожаных изделиях, изготовленных из натуральных материалов животного происхождения, так как в состав оболочек и органелл животной клетки обязательно входят липоиды и липиды.
В зависимости от количественного содержания жиров в потребительские товары можно подразделить на следующие*! группы. -,
1. Товары с супервысоким содержанием жиров (97,0—99,9%).' К ним относятся растительные масла, животные и кулинарные жиры, коровье топленое масло, олифа, технические масла.
2. Товары с преимущественным содержанием жиров (60— 82,5%) представлены сливочным маслом, маргарином, шпиком свинины, орехами: грецкими, кедровыми, фундуком, минда* лем, кешью и т. п.; масляными красками.
3. Товары с высоким содержанием жиров (25—59%). В эту группу входят концентрированные молочные продукты: сыры, мороженое, молочные консервы, сметана, творог, сливки с повышенной жирностью, майонез; жирные и средней жирности мясо, рыба и продукты их переработки, икра рыб; яйцо; необезжиренная соя и продукты ее переработки; торты, пирожные, сдобное печенье, орехи, арахис, шоколадные изделия, халва, кремы на жировой основе и др.
4. Товары с низким содержанием жиров (1,5—9,0%) — бобовые крупы, закусочные и обеденные консервы, молоко, сливки, кроме высокожирных, кисломолочные напитки, отдельные виды нежирной рыбы (например, семейства тресковых) или мяса II категории упитанности и субпродуктов (кости, головы, ножки и т. п.).
5. Товары с очень низким содержанием жиров (0,1 — 1,0%) — большинство зерномучных и плодоовощных товаров, кроме сои, орехов, обеденных и закусочных консервов; мучных кондитерских изделий, вошедших в третью группу; меховые и кожаные изделия.
6. Товары, не содержащие жиров (0%) — большинство непродовольственных товаров, кроме вошедших в другие группы, вспомогательные пищевые продукты, вкусовые напитки, сахаристые кондитерские изделия, кроме карамели и конфет с молочными и ореховыми начинками, ириса; сахар; мед; алкогольные, слабоалкогольные и безалкогольные напитки, кроме эмульсионных ликеров на молочной и яичной основах; табачные изделия.
Общие свойства. Жиры являются запасными питательными веществами, обладают самой высокой энергетической ценностью среди других питательных веществ (I г — 9 ккал), а также биологической эффективностью, если содержат лолиненасы-
§ 4. Сухие органические вещества
шенные незаменимые жирные кислоты. Жиры имеют относительную плотность меньше 1, поэтому легче воды. Они нерастворимы в воде, но растворимы в органических растворителях (бензине, хлороформе и др.). С водой жиры в присутствии эмульгаторов образуют пищевые эмульсии (кремы, маргарин, майонез).
Жиры подвергаются гидролизу при действии фермента липазы или омылению под действием щелочей. В первом случае образуется смесь жирных кислот и глицерина; во втором — мыла (солей жирных кислот) и глицерина. Ферментативный гидролиз жиров может происходить и при хранении товаров. Количество образующихся свободных жирных кислот характеризуется кислотным числом.
Усвояемость жиров во многом зависит от интенсивности липаз, а также температуры плавления. Жидкие жиры с низкой температурой плавления усваиваются лучше, чем твердые с высокой температурой плавления. Высокая интенсивность усвоения жиров при наличии большого количества этих или других энергетических веществ (например, углеводов) приводит к отложению их избытка в виде жира-депо и ожирению. Поэтому при организации рационального питания должны преобладать твердые животные жиры (50—60% суточной потребности).
Жиры, содержащие непредельные (ненасыщенные) жирные кислоты, способны к окислению с последующим образованием перекисей и гидроперекисей, которые оказывают вредное воздействие на организм человека. Товары с прогоркшими жирами утрачивают безопасность и подлежат уничтожению или промпсреработке. Прогоркание жиров служит одним из критериев окончания срока годности или хранения жиросодержащих товаров (овсяной крупы, пшеничной муки, печенья, сыров и др.). Способность жиров к прогорканию характеризуется йодным и псрекисным числами.
Жидкие жиры с высоким содержанием непредельных жирных кислот могут вступать в реакцию гидрогенизации — насыщения таких кислот водородом, при этом жиры приобретают твердую консистенцию и выполняют функцию заменителей некоторых твердых животных жиров. Данная реакция положена в основу производства маргарина и маргариновой продукции.
При высокой температуре жиры плавятся, кипят, а затем и разлагаются с образованием вредных веществ (при температуре более 200 °С).
Липоиды — жироподобные вещества, в состав молекул которых входят остатки глицерина или других высокомолекулярных спиртов, жирных и фосфорной кислот, азотистых и других веществ.
К липоидам относятся фосфатиды, стероиды и воска. От ли-пидов они отличаются наличием фосфорной кислоты, азотистых оснований и других веществ, отсутствующих в липидах. Это более сложные вещества, чем жиры. Большинство их объединяет наличие в составе жирных кислот. Второй компонент — спирт — может иметь разную химическую природу: в жирах и фосфатидах — глицерин, в стероидах — высокомолекулярные циклические спирты-стерины, в восках — высшие жирные спирты.
Наиболее близки по химической природе к жирам фосфатиды (фосфолипиды) — сложные эфиры глицерина жирных и фосфорной кислот и азотистых оснований. В зависимости от химической природы азотистого основания выделяют следующие разновидности фосфатидов: лецитин (новое название — фосфатидилхолин), в составе которого содержится холин; а также кефалин, содержащий этаноламин. Наибольшее распространение в природных продуктах и применение в пищевой промышленности имеет лецитин. Лецитином богаты желтки яиц, субпродукты (мозги, печень, сердце), молочный жир, бобовые крупы, особенно соя.
Свойства. Фосфолипиды обладают эмульгирующими свойствами, благодаря чему лецитин используется в качестве эмульгатора при производстве маргарина, майонеза, шоколада, мороженого, а также некоторых кремов.
Стероиды и воска являются сложными эфирами высокомолекулярных спиртов и высокомолекулярных жирных кислот (С,6—С3б)- Они отличаются от других липоидов и липидов отсутствием в их молекулах глицерина, а друг от друга —спиртами: стероиды содержат остатки молекул стеринов — циклических спиртов, а воска — одноатомные спирты с 12—46 атомами С в молекуле. В зависимости от происхождения стерины подразделяются на растительного — фитостерины; животного — зоостерины и микробиологического происхождения — микро-стерины. Основной стерин растений — р-ситостерин, живот-
ных — холестерин, микроорганизмов — эргостерин. Ситосте-рином богаты растительные масла, холестерином — коровье масло, яйцо, субпродукты. В шерсти и мехе животных в значительных количествах содержится холестерин и другие зоостерины, в частности ланостерин.
Свойства. Стероиды нерастворимы в воде, не омыляются щелочами, имеют высокую температуру плавления, обладают эмульгирующими свойствами. Холестерин и эргостерин под воздействием ультрафиолетовых лучей могут превращаться в
витамин О.
Стерины и стероиды встречаются вместе с липидами в пищевых продуктах, а также в шерстяных и меховых изделиях.
Воска подразделяются на природные и синтетические, а природные — на растительные и животные. Растительные воска входят в состав покровных тканей листьев, плодов, стеблей. Некоторые растительные воска (карнаубский, пальмовый) используют в пищевой промышленности в качестве глази-рователей. Животные воска — пчелиный, ланолин овечьей шерсти, спермацет кашалотов — используются при производстве косметических товаров, а пчелиный воск — в качестве глазирователя поверхности пищевых продуктов.
Синтетические воска в зависимости от типа исходного сырья подразделяют на частично и полностью синтетические. Их применяют при производстве политур, защитных композиций, изолирующих материалов, компонентов кремов в косметике и мазей в медицине.
Таким образом, воска встречаются в небольшом количестве в пищевых продуктах растительного происхождения, а также в непродовольственных товарах: косметических (кремы, губная помада, мыло), бытовой химии (мастики для натирки полов, восковые свечи), шерстяных и меховых изделиях (шерстяной
воск).
Воска выполняют защитную функцию благодаря своим свойствам: пластичности, химической инертности. Они не смачиваются водой, водонепроницаемы, нерастворимы в воде, этаноле, но растворимы в бензине, хлороформе, диэтиловом
эфире.
Гликозиды — олигомеры, в которых остаток молекул моноса-харидов или олигосахаридов связан с остатком неуглеводного вещества — аглюкона через гликозидную связь.