Органические вещества

Углеводы содержатся в основном в продуктах раститель­ного происхождения. Они играют определенную роль в пластических процессах и функциональной деятельности отдельных органов, обмене веществ и защитных реакциях организма. В среднем взрослому человеку требуется в сут­ки 400—500 г углеводов. При недостатке в пищевом раци­оне углеводов на производство энергии в организме рас­ходуется больше белка, а избыток углеводов приводит к об­разованию и отложению в теле человека жира. При окислении 1г усвояемых углеводов в организме выделя­ется 3,75 ккал (15,7 кДж) энергии.

Углеводы делят на моносахариды (простые сахара), оли-госахариды (сложные сахара) и полисахариды (несахароподобные).

Моносахариды (глюкоза — виноградный сахар; фрук­тоза — плодовый сахар). Они сладкие, хорошо растворя­ются в воде, легко усваиваются организмом человека, лег­ко сбраживаются дрожжами, молочнокислыми бактерия­ми (эти свойства используются при производстве спирта, вин, хлеба, квашеных плодов и овощей, кисломолочных продуктов).

Олигосахариды (сахароза — свекловичный или тростни­ковый сахар; мальтоза — солодовый сахар; лактоза — мо­лочный сахар). Все они в процессе обмена веществ превра­щаются в моносахариды. Они, как и моносахариды, слад­кие, хорошо растворяются в воде, легко усваиваются организмом человека; под действием ферментов пищева­рительного тракта легко гидролизуются, а в промышлен­ности это свойство используется при получении искусст­венного меда; при нагревании карамелизуются (образу­ются темноокрашенные вещества); кристаллизуются, т. е. засахариваются (при хранении варенья, конфет, караме­ли, меда).

Полисахариды (крахмал, гликоген, инулин, клетчатка и др.) не обладают сладким вкусом, поэтому называются несахароподобными углеводами.

Крахмал накапливается в виде зерен характерных фор­мы и размера в клубнях, корнях, стеблях, семенах растений. Наиболее богаты крахмалом зерна злаков, картофель, мука, хлеб. В воде крахмал не растворяется, а в горячей — набухает и образует клейстер. Под действием фермен­тов, кислот крахмал расщепляется до глюкозы и хорошо усваивается организмом человека.

Гликоген (животный крахмал) выполняет роль резерв­ного питательного вещества в организме, образуется из глюкозы. Содержится в печени, мясе, рыбе. Гликогенуча­ствует в ферментативных процессах при созревании мяса после убоя животного.

Инулин встречается в растениях реже, чем крахмал. Находится в корнях цикория, клубнях топинамбура и др.

Клетчатка (целлюлоза) входит в состав покровных тка­ней растений, составляя основу клеточных стенок. Орга­низмом человека почти не усваивается из-за отсутствия ферментов для ее расщепления до глюкозы, однако она усиливает перистальтику кишечника, секрецию желудоч­ного сока и способствует передвижению пищи. Высокое содержание клетчатки в продукте понижает его питатель­ную ценность и усвояемость.

Жиры — это сложные эфиры трехатомного спирта гли­церина и различных жирных кислот. В организме жиры участвуют в обмене веществ, синтезе белков, образовании тканей, служат источником жирорастворимых витаминов (A, D, Е, К), являются источником энергии (при окисле­нии 1 г жира выделяется 9,3 ккал (37,7 кДж). Суточная потребность в жирах в среднем составляет 80—100 г.

По происхождению различают жиры растительные, жи­вотные, комбинированные; в зависимости от консистен­ции и те, и другие бывают жидкими и твердыми.

Жиры имеют ряд общих свойств. Они легче воды; ра­створимы в органических растворителях (бензине, ацето­не, эфире); с водой жиры в присутствии слабых щелочей, белков или других коллоидов могут образовывать эмуль­сии, т. е. распределяться в воде в виде мельчайших шариков (в молоке), или наоборот, мельчайшие капельки воды. Распределяют в жире (в маргарине, майонезе); жиры нелетучи, но при сильном нагревании (240—250°С) они раз­лагаются с образованием веществ, имеющих неприятный запах и раздражающих слизистую оболочку глаз. При хра­нении на воздухе (в присутствии света, кислорода, тепла) жиры окисляются, что приводит к прогорканию и осаливанию, снижению качества продуктов и образованию аль­дегидов, кетонов и других вредных для организма веществ.

Жиры содержатся во многих пищевых продуктах, но в разных количествах. Много жиров в масле, жире, марга­рине, свинине, орехах и др. Очень мало жира в большин­стве плодов, овощей, в некоторых видах рыб (щука, су­дак, треска) и др.

Кроме жиров в состав пищевых продуктов входят жироподобные вещества. Наибольшее значение имеет леци­тин (в сметане, сливках, сливочном масле, яйцах, пече­ни, икре и др.). Он способствует правильному обмену жиров в организме, задерживает развитие атеросклероза, препятствует отложению жира в печени.

Белки — главная составная часть пищи. Без них не мо­жет существовать ни одна живая клетка. Они необходимы для построения тканей тела и восстановления отмирающих клеток, образования ферментов, витаминов, гормонов и иммунных тел; как строительный, пластический и энергетический материал (1г белка дает 4,1 ккал (16,7 кДж). Не­достаток белка в питании приводит к задержке роста де­тей и к целому ряду тяжелых расстройств в организме взрослых. Суточная потребность взрослого человека в бел­ках составляет 80—100 г, в том числе половину должны составлять животные белки.

Белки состоят из аминокислот. Некоторые аминокис­лоты синтезируются в организме, но имеется девять ами­нокислот, которые в организме не могут синтезироваться, они являются незаменимыми. Белки, в которые входят все незаменимые аминокислоты, называются полноценными (белки мяса, рыбы, яиц, молока). Белки, не имеющие в своем составе хотя бы одной незаменимой аминокисло­ты, относят к неполноценным (белки проса, кукурузы и др.). Поэтому для удовлетворения потребностей организ­ма в аминокислотах нужно использовать различные со­четания продуктов. Так, белки зерномучных товаров це­лесообразно сочетать с белками молока, мяса, рыбы.

По составу белки делят на простые (протеины) и слож­ные (протеиды). К простым белкам относятся: альбуми­ны, глобулины, глютелины, проламины; к сложным — фосфоропротеиды, хром о протеиды, глюкопротеиды.

В организме животных, растениях и продуктах питания белки находятся в жидком состоянии (молоко, кровь), по­лужидком (яйца) и твердом (сухожилия, волосы, ногти).

Белки имеют ряд общих свойств: при нагревании выше 50—60°С денатурируются (при варке яиц, получении сыра и кисломолочных продуктов образуется сгусток); почти все белки набухают в воде и увеличиваются в объеме (при производстве хлеба, варке макаронных изделий, круп); под действием ферментов, кислот, щелочей — гидролизуются (при созревании сыров; порче мяса, рыбы).

Ферменты — это вещества белковой природы, уско­ряющие химические реакции, которые протекают в жи­вом организме. Иначе их называют биокатализаторами. Нет ни одного процесса жизнедеятельности, который об­ходился бы без участия тех или иных ферментов. Выраба­тываются ферменты только живыми клетками растений, животных, микроорганизмов, но проявляют свое действие как в клетке, так и вне ее.

Ферменты имеют исключительно важное значение в питании человека. Переваривание и усвоение белков, жиров, углеводов протекают при участии ферментов, вы­деляемых клетками организма. Ферменты играют боль­шую роль в производстве многих продовольственных то­варов (хлеба, пива, чая, квашеных плодов и овощей, кис­ломолочных продуктов, сыра и др.). В промышленности широко используют различные ферментные препараты. Для сокращения продолжительности процессов производ­ства и улучшения качества продуктов. В процессе хранения ферменты могут оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на качество. Положительное дей­ствие ферментов проявляется, например, при дозревании плодов и овощей, созревании мяса и рыбы, хранении муки, сыра и других товаров. В некоторых случаях фер­менты могут вызывать ухудшение качества или порчу пи­щевых продуктов (скисание молока, прогоркание жиров, прорастание зерна, появление сладкого вкуса в картофе­ле, порча мяса, рыбы и т. д.).

Ферменты обладают свойствами белковых веществ, они подвергаются набуханию, денатурации и другим измене­ниям под влиянием химических и физических воздей­ствий. Характерными особенностями ферментов являют­ся: специфичность (каждый фермент действует лишь на определенное вещество, например, фермент сахараза рас­щепляет только сахарозу; лактаза — лактозу); чувствитель­ность к изменению температуры — наиболее благоприят­ная 30—50°С (при нагревании до 70—80°С и выше фер­менты разрушаются, а при минусовой температуре они сохраняются, но активность резко снижается). Повыше­ние влажности продукта усиливает действие ферментов, при высушивании активность их замедляется; одни фер­менты действуют только в кислой среде, другие — в ней­тральной, некоторые проявляют активность в щелочной среде.

Витамины. Они незаменимы в питании человека, спо­собствуют нормальному обмену веществ, росту организ­ма, повышают сопротивляемость его к заболеваниям. При длительном отсутствии витаминов в пище возника­ют тяжелые заболевания — авитаминозы, при недостат­ке их — гиповитаминозы, избыточное поступление их в организм приводит к гипервитаминозу. Большинство ви­таминов обозначают буквами латинского алфавита, но ус­тановлены также наименования витаминов по их хими­ческому составу; Все витамины условно делят на жирорастворимые (A, D, Е, К), водорастворимые (С, Р, РР, группы В и др.) и витаминоподобные вещества.

Недостаток витамина А (ретинол) в организме приво­дит к задержке роста, заболеваниям глаз, снижению со­противляемости организма инфекциям. Витамин А встре­чается в продуктах животного происхождения (печень трески, сливочное масло, яичный желток и др.). В растительной пище он находится в виде каротина, который под действием ферментов превращается в организме в ви­тамин А. Много каротина в моркови, абрикосах, тыкве и др.; он лучше усваивается организмом вместе с жирами.

Витамин D (кальциферол) регулирует усвоение кальция и фосфора организмом. Содержится в продуктах животно­го происхождения (рыбьем жире, сливочном масле, пече­ни животных, желтке куриных яиц). Он имеет провитами­ны, которые под действием солнечных лучей могут превращаться в организме человека в витамины D₂, D₃.

Витамин Е (токоферол) называют фактором размно­жения. Богаты им облепиховое, кукурузное, соевое мас­ло, зародыши пшеницы, ячменя, ржи и др.

Витамин К (филлохинон) играет важную роль в про­цессах свертывания крови. Много его в капусте, тыкве, крапиве и др.

Витамин С (аскорбиновая кислота) повышает сопро­тивляемость организма инфекционным заболеваниям, активно участвует в синтезе многих веществ, которые рас­ходуются на построение костной и соединительной тка­ни, предохраняет от заболевания цингой. Основным источником витамина С являются плоды, овощи (черная смородина, капуста, цитрусовые и др.). Витамин С несто­ек, легко разрушается при доступе кислорода, нагревании. При квашении, замораживании он сохраняется сравни­тельно хорошо.

Витамин В₁ (тиамин) активно участвует в фермента­тивных процессах, обмене веществ. Отсутствие его в пище приводит к заболеванию нервной системы. Богаты вита­мином В₁ сухие пивные дрожжи, горох, свинина, хлеб из обойной муки.

Витамин В₂ (рибофлавин) способствует росту организ­ма, участвует в углеводном обмене веществ, окислительно-восстановительных процессах. Содержится в тех же продуктах, что и витамин В₁.