Химический состав продовольственных товаров

ЛЕКЦИЯ №7: ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И СТРУКТУРА МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ.

Изучить материал

Сделать тезисный конспект

Любой товар обладает особенностями и внешними проявлениями, которые называются  свойствами. Свойства товаров зависят от состава, структуры, конструкции, внутренних взаимодействий узлов и деталей.

Свойство товара – это объективная особенность товара проявляющаяся при разработке, производстве, испытаниях, хранении, транспортировании, техническом обслуживании, ремонте и эксплуатации и потреблении.

Первичные свойства материалов и изделий товара делят на: химические, физические и биологические. Они зависят от химического состава, структуры материалов и изделий.

Состав и структура сырья, материалов, готовых изделий создаются природой и совершенствуются (оптимизируются) в процессе технологической обработки.

Химический состав характеризуется качественными и количественными характеристиками. Качественная характеристика химического состава – это наличие тех или иных элементов в веществе. Количественная характеристика химического состава – это содержание компонентов (элементов) в жидкой, твердой, газообразной смесях (концентрация).

Химический состав продовольственных товаров.

Продукты питания и вода обеспечивают процессы жизнедеятельности человека. Неполноценный химический состав продуктов питания и воды приводит к недостатку некоторых химических элементов в организме человека и вызывает нарушение деятельности нервной системы, обмена веществ, заболевания пищеварительного тракта.

Превышение допустимых концентраций токсичных элементов (олова, свинца, ртути, селена, мышьяка) в продуктах питания может привести к отравлению и тяжелым заболеваниям человека.

В состав продуктов питания человека входят органические и неорганические вещества. К неорганическим веществам относятся вода и зольные элементы (макро- и микроэлементы). К органическим веществам, присутствующим в продуктах, относятся углеводы, жиры и липиды, азотистые вещества, органические кислоты, ферменты, витамины.

ВОДА растворяет, переносит пищу и продукты обмена веществ в организме человека, является средой, в которой происходят все процессы обмена веществ. Она участвует в поддержании постоянной нормальной температуры тела человека. Взрослому человеку необходимо в среднем 1,750-2,200 куб дм воды в сутки. Эта потребность удовлетворяется за счет питьевой воды и воды, содержащейся в продуктах питания.

Вода в продуктах питания может быть свободная и связанная. Содержание воды в продуктах питания различается. Например, в сахаре содержится 0,1-0,4% воды, хлебе – 40-50%, в свежих плодах и овощах – 70-96%. Количество воды в продуктах влияет на их питательные свойства, сохраняемость, вкус, консистенцию.

Продукты в высоки содержанием влаги имеют низкую энергетическую ценность, ограниченную сохраняемость (в них быстро развиваются микроорганизмы, ускоряются химические и другие процессы). Продукты с низким содержанием влаги сохраняются более длительное время. Но при уменьшении необходимого содержания влаги овощи и плоды увядают, снижаются их вкусовые и эстетические свойства, масса. Влажность продукта – количество воды выраженное в % к первоначальной массе продукта – является важным свойством.

ЗОЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ  содержатся в продуктах питания в небольших количествах. Например, в мясе – 0,6-1,2%; молоке – 0,7%; карамели – 0,1-0,2%.

Эти элементы в зависимости от количественного содержания в продуктах делятся на макро- и микроэлементы.

Макроэлементы – кальций, фосфор, сера, калий, натрий, железо магний, хлор – составляют десятые и сотые доли процента массы продукта. Содержание микроэлементов – йода, меди, алюминия, цинка, кобальта – ограничено еще меньшим количеством. Выделяют также ультрамикроэлементы (радий, торий, ртуть).

Макро- и микроэлементы участвуют в построении в построении костной ткани, поддержании защитных свойств и работоспособности организма. Например, фосфор участвует в дыхании, необходим для нормальной деятельности нервной системы и работы мышц; калий способствует выведению из организма воды и солей натрия; соли магния способствуют снижению холестерина в плазме крови, улучшают работу кровеносной системы. Микроэлементы активизируют различные ферментативные процессы, влияют на внутриклеточный обмен веществ, кроветворную деятельность, процессы роста и др. Так медь, кобальт, марганец стимулируют рост организма и кроветворения, кобальт является составной частью витамина В2.

Некоторые микроэлементы в значительном количестве являются сильными ядами. Поэтому содержание микроэлементов в продуктах питания строго ограничивается санитарными нормами; присутствие солей ртути, свинца, мышьяка не допускается.

Организму человека необходимо 20-30 г зольных элементов в сутки.

УГЛЕВОДЫ являются источником энергии для человека, влияют на жировой обмен. 1 г углеводов выделяет при окислении 4,11 ккал энергии. При недостатке углеводов организм человека для покрытия расхода энергии расщепляет даже белки; а лишние углеводы откладываются в жир, который откладывается в организме. В среднем взрослому человеку в сутки требуется 400-500 г углеводов. Углеводы делятся на моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

Моносахариды, а это глюкоза и фруктоза, имеют важное пищевое значение, хорошо растворяются в воде, легко усваиваются организмом человека, имеют сладкий вкус. В свободном виде глюкоза и фруктоза присутствуют в плодах, овощах, меде. В промышленности глюкозу получают из крахмала, а фруктозу – из инулина, который содержится в цикории. Производство хлеба, кисломолочных продуктов основано на способности моносахаридов сбраживаться дрожжами и молочнокислыми бактериями.

Олигосахариды (сахароза – в сахарной свекле, в сахарном тростнике, мальтоза – в проросших зернах или солоде, в томатах, ржи, ячмене, лактоза – в молоке и молочнокислых продуктах) в процессе обмена веществ превращаются в моносахариды.

Сахара имеют разную степень сладости – наиболее сладкий фруктоза; наименее – лактоза.

Полисахариды (крахмал, инулин, гликоген, целлюлоза), тоже являются важными веществами. Крахмал накапливается в виде зерен различной формы в клубнях, корнях, стеблях, семенах растений. Наибольшее его количество в зернах злаков, картофеле, муке, хлебе. Крахмал не растворяется в воде, сильно набухает, образует крахмальный клейстер. Под действием ферментов и кислот расщепляется до глюкозы и почти полностью усваивается организмом. Гликоген - животный крахмал – содержится в печени животных, мясе, рыбе и под действием ферментов превращается в глюкозу.

Клетчатка составляет основу клеточных стенок растений. Организм человека ее почти не усваивает. Клетчатка усиливает перистальтику кишечника (его функциональное сокращение), в определенном количестве положительно влияет на его деятельность. Высокое содержание клетчатки снижает питательную ценность продукта.

Суточная норма потребления углеводов колеблется от130г до 300г.

К ЛИПИДАМ  относятся жиры и жироподобные вещества (воски, фосфолпиды, гликолипиды, липопротеиды).

Жиры входят в состав животных организмов и растений. Количество жиров в продуктах колеблется в широких пределах: в растительных маслах, маргарине, сливочном масле, топленых жирах – 60-99,9%, а в плодах и овощах до 0,5%. По химической природе жиры являются смесью сложных эфиров трехатомного спирта глицерина и различных жирных кислот.

Жиры легче воды, нерастворимы в воде, но могут образовывать эмульсии. Способность к образованию эмульсий используется при производстве маргарина, майонеза и других продуктов. Жиры хорошо растворяются в бензине, эфире. На этом свойстве основано извлечение их из масличных семян методом экстракции. Усвоение жиров связано с температурой их плавления, жиры с высокой температурой плавления усваиваются плохо. При хранении на воздухе жиры окисляются, что приводит к прогорканию и осаливанию.

По происхождению жиры бывают растительные и животные; по консистенции – жидкие и твердые. В организме человека они участвуют в обмене веществ, синтезе белков, образовании тканей, являются источником жирорастворимых витаминов и энергии. При окислении 1г жира выделяется 9,29 ккал. Суточная норма потребления жиров составляет 80-100г в зависимости от возраста человека, выполняемой работы и других факторов.

Содержание жиров является важной характеристикой продуктов питания.

БЕЛКИ образуют основу мышц, костей, крови, нервной ткани, входят в состав ферментов, витаминов, гормонов.

Белковые вещества являются важными компонентами продуктов питания человека.

Белки состоят из аминокислот и в организме человека они распадаются до них, и из одних образуются другие. Но есть ряд аминокислот, которые в организме образоваться не могут, их называют незаменимыми. Белки, в которые входят все незаменимые аминокислоты, называются полноценными, к ним относятся белки мяса, рыбы, яиц, молока. Белки, в молекуле которой отсутствует хотя бы одна незаменимая аминокислота, называются неполноценными.

Все белки подразделяются на простые и сложные. Простые белки – протеины имеют в своем составе остатки аминокислот. Сложные белки – протеиды – представляют собой соединения простых белков с сахарами, липоидами, красящими веществами и др.

Белки обладают амфотерностью (свойствами кислот и оснований), большим молекулярным весом; денатурация происходит при нагревании выше 50-60 *С, гидролиз под действием щелочей, кислот, ферментов на аминокислоты. При набухании белки поглощают большое количество воды.

Денатурация белков – (отделении природы от лат.) потеря белковыми веществами их естественных свойств, вследствие пространственного нарушения структуры их молекул.

Количество белков в продуктах питания различно: в сое – 35%, мясе 14-21%, овощах – 0,5-6,5%, плодах – 1,5%.

Суточная норма белков для взрослого человека составляет от 80 до 100 г, в том числе животных белков – 50 г.

При окислении 1 г белка выделяется 4,11 ккал.

ВИТАМИНЫ способствуют нормальному обмену веществ, росту организма, повышают сопротивляемость к заболеваниям.

Отсутствие витаминов в пище вызывает тяжелые заболевания – авитаминозы, недостаток – гиповитаминозы, а избыточное поступление их в организм приводит к гипервитаминозу. Большинство витаминов обозначаются буквами латинского алфавита. Все витамины условно делятся на жирорастворимые (A, D, E, K), водорастворимые (С, Р, РР, группы В) и витаминоподобные вещества.

Недостаток витамина А (ретинола) в организме приводит к задержке роста, заболеваниям глаз, снижению сопротивляемости организма инфекциям. Витамин А содержится в продуктах животного происхождения (печень трески, сливочное масло, яичный желток). В растительных продуктах он содержится в виде каротина, который под действием ферментов превращается в организме человека в витамин А. Высокое содержание каротина характерно для моркови, абрикосов и тыквы.

Наиболее хорошо он усваивается организмом вместе с жирами.

Витамин D ( кальциферол) регулирует усвоение кальция и фосфора. Содержится только в продуктах животного происхождения. Он имеет провитамины (биохимических предшественников), которые под действием солнечных лучей могут превращаться в организме человека в витамины D2, D3.

Витамин Е (токоферол) называют фактором размножения. Высокое содержание витамины Е характерно для облепихового, кукурузного, соевого масла, зародышей пшеницы, ячменя, ржи.

Витамин К (филлохинон) играет важную роль в процессе свертывания крови. Его высокое содержание характерно для капусты, тыквы, крапивы.

Витамин С (аскорбиновая кислота) повышает сопротивляемость организма инфекционным заболеваниям, участвует в синтезе многих веществ, которые расходуются на построение костной и соединительной тканей, предохраняет от заболеваний цингой. Наиболее высокое содержание витамина С характерно для плодов и овощей: черная смородина, капуста, цитрусовые. Витамин С легко разрушается при доступе воздуха и нагревании, но хорошо сохраняется в кислой среде.

Витамин В1 (тиамин) активно участвует в ферментативных процессах, обмене веществ. Отсутствие его в пище приводит к заболеванию нервной системы. Большое содержание витамина В1 характерно для сухих пивных дрожжей, гороха, свинины, хлеба из обойной муки (цельнозерновой)

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

В живой клетке могут присутствовать и антивитамины, которые разрушают витамины или препятствуют их синтезу.

ФЕРМЕНТЫ участвуют во всех процессах, протекающих в организме. По характеру действия они относятся к биокатализаторам; вырабатываются только живыми клетками, но проявляют свое действие и вне клетки.

Основной состав ферментов это белки.

В производстве многих продуктов питания ферменты играют важную роль. На действии ферментов основано получение сыров, чая, кисломолочных продуктов, хлеба и др. Ферментативными процессами являются дыхание зерна, овощей, плодов при хранении, послеубойное созревание мяса. Это положительно влияет на качество продуктов, но в некоторых случаях ферменты могут и ухудшать качество продуктов или вызывать их порчу: гниение, прокисание, прогоркание, потемнение плодов при сушке.

Также в состав продуктов входят органические кислоты (уксусная, молочная, яблочная, лимонная, винная, салициловая) они могут как входить в состав продуктов или вводиться, так и образовываться в процессе технологической обработки. Кислоты наряду с другими веществами придают продуктам вкус и способствуют сохраняемости некоторых из них.

В состав продуктов питания входят также дубильные, красящие, ароматические вещества, гликозиды, алкалоиды.

Внесение незначительных изменений в состав продуктов (например в рецептуру) может сильно повлиять на свойства и дать существенные различия в качестве нового товара и выпускавшегося ранее. Эти качественные изменения могут сказаться как положительно, так и отрицательно на спросе. В некоторых случаях изменение состава может происходить очень медленно, почти незаметно, в связи с постепенным изменением состава и свойств сырья, введением пищевых добавок