Учебно-методический комплекс для студентов дневной и заочной формы обучения по специальности 260504 «Технология бродильных производств и виноделие»
|
|
Скачать 1.53 Mb.
|
|
^ Продукты питания содержат различные органические кислоты, которые объединяют в группу пищевых кислот. Пищевые кислоты накапливаются в растительном сырье в результате биохимических превращений на стадии развития растения, также кислоты могут накапливаться вследствие биохимических изменений в ходе технологического процесса приготовления продуктов питания (спиртовое брожение, молочнокислое брожение). Пищевые кислоты могут быть внесены в пищевую систему в ходе технологического процесса для регулирования рН, придания определенного вкуса (напитки), для формирования определенной консистенции (молочные продукты, кондитерские изделия). Вносимые пищевые кислоты в процессе производства продуктов отнесены к группе пищевых добавок. Их использование не лимитируется в гигиеническом отношении, а регламентируется технологическими инструкциями на конкретные пищевые продукты. Повышенной токсичностью обладает фумаровая кислота, для которой установлен уровень ДСД допустимой суточной дозы – 6 мг/кг массы тела человека. ^ используется в виде эссенций 70 - 80 % концентрации и в виде столового уксуса 9 % концентрации. Применяются также соли уксусной кислоты – ацетаты. Основная область применения уксусной кислоты – приготовление овощных консервов. ^ используется в виде 40 % раствора и концентрата 70 % раствора. Соли молочной кислоты называются лактатами. Молочная кислота применяется в производстве пива (подкисление затора), безалкогольныз напитков, кондитерских изделий, кисломолочных продуктов. ^ используется в виде кристаллов белого цвета, полученных биохимическим синтезом из плесневого гриба Aspergillus niger. Соли лимонной кислоты называются цитраты. Лимонная кислота имеет мягкий вкус, меньше раздражает слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта. В высоких концентрациях лимонная кислота содержаться в цитрусовых плодах. Применяется в производстве напитков, соков, кондитерских изделий, рыбных консервов. ^ используется в виде кристаллов белого или желтоватого цвета. Соли яблочной кислоты называются малаты. Яблочная кислота имеет мягкий вкус, не раздражает слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта. В высоких концентрациях яблочная кислота содержаться во фруктах. Применяется в производстве напитков, кондитерских изделий. ^ используется в виде кристаллов белого или желтоватого цвета. Получают при переработке отходов виноделия. Соли винной кислоты называются тартраты. Винная кислота имеет мягкий вкус, меньше раздражает слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта. Содержится в винограде. Применяется в производстве напитков, кондитерских изделий. Реже в производстве продуктов питания используются кислоты: адипиновая, янтарная, фумаровая. ^ является представителем минеральных кислот, однако она широко представлена в в пищевом сырье и продуктах питания, особенно распространены соли фосфорной кислоты – фосфаты. Фосфорная кислота входит в состав сложных органических соединений: фосфолипиды, нуклеиновые кислоты, АТФ (аденозинтрифосфат). В высоких концентрациях фосфаты содержаться в молочных, мясных продуктах, в орехах. Применяется в производстве напитков, кондитерских изделий. Пищевые продукты содержат различные аминокислоты: аланин, валин, серин, лизин, метионин и др., входящие в состав белков. Продукты питания содержат различные липиды, в состав которых входят жирные кислоты: пальмитиновая, стеариновая, олеиновая, линолевая, линолековая и другие. Ароматическая кислота – бензойная кислота является природным консервантом, она содержится в некоторых ягодах. ^ 6.1 Классификация витаминов 6.2 Водорастворимые витамины 6.3 Жирорастворимые витамины 6.4 Витаминоподобные соединения 6.5 Витаминизация продуктов питания 6.1 Классификация витаминов Витамины - биорегуляторы биохомических и физиологических процессов, протекающих в живых организмах. Витамины являются низкомолекулярными органическими соединениями различной химической природы. Для нормальной жизнедеятельности человеку витамины необходимы в небольших количествах. Нормы суточного потребления витаминов приведены в таблице 6.1. Так как витамины не синтезируются организмом, они должны поступать в необходимом количестве с пищей в качестве ее обязательного компонента. Отсутствие или недостаток витаминов в организме человека вызывает болезни недостаточности – авитаминозы. При избыточном приеме витаминов, значительно превышающем физиологические нормы, могут развиваться гипервитаминозы. Это характерно для жирорастворимых витаминов, доля которых в суточном рационе человека невысока. В качестве единицы измерения витаминов пользуются размерностью мг % = 0,001 г (миллиграммы витаминов в 100 г продукта), мкг % = 0,001 мг % (микрограммов витаминов в 100 г продукта). Ряд витаминов представлены не одним, а несколькими соединениями, обладающими сходной биологической активностью, например: пиридоксин витамин В6 включает пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин. Различают собственно витамины и витаминоподобные вещества. К витаминоподобным веществам относятся: биофлавоноиды (витамин Р), пангамовая кислота (витамин В15), парааминобензойная кислота (витамин Н1), ортовая кислота (витамин В13), холин (витамин В4), инозит (витамин Н3), метилметионинсульфоний (витамин U), липолевая кислота, карнитин (витамин В). Витаминоподобные соединения также участвуют в биохимических процессах организма человека. По растворимости витамины разделены на две группы:
^
Витамин Е (токоферол). Токоферолы регулируют свободнорадикальные реакции в клетках, предотвращают окисление ненасыщенных жирных кислот в липидах клеточных мембран, влияют на синтез ферментов, обладает выраженным антиокислительным действием и используется в качестве антиоксиданта. При недостатке витамина наблюдается поражение миокарда, сердечнососудистой и нервной системы, функции размножения. Витамин Е распространен в растительном сырье: в масле соевом – 115 мкг %, подсолнечном – 42 мкг %, в зернопродуктах – 5 мкг %. Витание Е устойчив при нагревании, медленно разрушается под действием ультрафиолетовых лучей, кислорода воздуха, в присутствии тяжелых металлов. При переработке сырья теряется 10 - 20 % витамина. Витамин Д (эргостерол, кальциферол, эргокальциферол). Витамин регулирует содержание кальция и фосфора в крови, участвует в формировании костных тканей. Витамин Д способен синтезироваться в коже человека под влиянием ультрафиолетовых лучей. При недостатке витамина у детей развивается рахит, у взрослых наблюдается остеопороз – разжижение, истончение костей, что приводит к кариесу зубов, переломам костей. Витамин Д содержится в продуктах животного происхождения: в рыбьем жире - 125 мкг %, в печени трески – 100 мкг %, в говяжьей печени - 2,5 мкг %, в желтке яйца - 2,2 мкг %. Витамин устойчив при хранении и технологической переработке. При сушке теряется максимальное количество до 30 % витамина Д. Витамин К (филлолхинон К1 и метахинон К2). Витамин К необходим для нормализации свертывания крови, участвует в образовании компонентов крови. При недостатке развивается язвенная болезнь. Основные источники витамина: зеленные культуры, такие как укроп, петрушка, капуста (в растительном сырье встречается филлохинон), мясо, печень (в сырье животного происхождения встречается метахинон). Частично витамин К синтезируются микрофлорой кишечника. ^ Витаминоподобные вещества являются веществами в повышенной биологической активностью. Они выполняют в организме человека разнообразные функции. Парааминобензойная кислота является фактором роста для микроорганизмов пищеварительного тракта, синтезирующих фолиевую кислоту. Холин, инозит являются незаменимыми пластическими веществами. Липоевая кислота, ортовая кислота, карнитин относятся к биологически активным веществам, синтезируемым организмом. Биофлавоноиды, метилметионинсульфоний, пангамовая кислота являются фармакологически активными веществами пищи. Холин В4. Входит в состав фосфолипида фосфатидилхолин. Участвует в реакциях карбоксилирования-декарбоксилирования, обмена аминокислот, липидов, углеводов, нулеиновых кислот. Холин регулирует деятельность нервной системы, участвует в синтезе метионина, адреналина. При недостатке витамина наблюдается поражение печени, кровоизлияния во внутренних органах. Холин содержится в нерафинированном растительном масле, сопутствует растительным жирам. Биофлавоноиды. Представлены группой флавоноидов с выраженной биологической активностью: катехин, рутин, гесперидин. Биофлавоноиды способствуют укреплению стенок кровеносной системы, помогают регулировать кровеносное давление, способствуют деятельности сердечно-сосудистой системы. Активность биофлавоноидов повышается в присутствии витамина С. Катехины содержатся в листьях чая, бобов какао, в винограде, гесперидин содержится в цедре цитрусовых фруктов. На некоторые витаминоподобные вещества установлены ориентировочные суточные нормативы: для пантотеновой кислоты – 10 – 15 мг, для биофлавоноидов – 30 - 50 мг, для инозита - 500 – 1000 мг, для липоевой кислоты – 500 – 2000 мг, для холина 150 – 2000 мг. Суточная потребность в витаминах и витаминоподобных веществах приведена в таблице 6.1 ^ Недостаточное поступление витаминов с пищей приводит к их дефициту в организме и развитию болезни витаминной недостаточности. Различают две степени витаминной недостаточности: авитаминоз и гиповитаминоз. При авитаминозе наблюдается большой дефицит витамина и развивается заболевание, связанное с витаминной недостаточностью (цинга, рахит, дерматозы). При гиповитаминозе наблюдается умеренный дефицит в витамине, проявления дефицита витамина стерты, неспецифичны (потеря аппетита, быстрая утомляемость, раздражительность, кровоточивость десен). Наряду с дефицитом одного из витаминов, все чаще наблюдается полигиповитаминоз и полиавитаминоз, при которых организм испытывает недостаток сразу в нескольких витаминах. Чаще всего гиповитиминозы и авитаминозы возникают при недостаточном поступлении витаминов с пищей, кроме того дефицит витаминов может возникнуть вследствие нарушения их усвоения в организме, в основном по причине развития какого-либо заболевания человека. В некоторых случаях формируется повышенная потребность человека в витаминах: при высоких физических нагрузках, при стрессе, при воздействии вредных внешних факторов. При обследовании населения выявлен дефицит витаминов у большей части населения, особенно дефицит обостряется в зимний и весенний период. Наиболее эффективный способ витаминной профилактики – обогащение витаминами продуктов питания, пользующихся массовым спросом, часто наряду с витаминизацией осуществляют минерализацию продуктов, внося одновременно с витаминами дефицитные минеральные вещества. При витаминизации продуктов питания повышается их качество, сокращаются расходы на медицинское лечение, расширяется круг лиц, постоянно потребляющих дефицитные витамины, восполняются потери витаминнов, происходящие при технологической переработке сырья. Основные продукты питания, обогащенные витаминами: - мука и хлебобулочные изделия (витамины группы В); - продукты детского питании (все витамины); - напитки и соки (все витамины кроме А, D); - молочные продукты (витамины А,D, E, C); - маргарин, майонез (витамины А,D, E). ^ 7.1 Классификация минеральных веществ 7.2 Макроэлементы 7.3 Микроэдементы 7.1 Классификация минеральных веществ Минеральные вещества играют важную роль в обменных процессах организма человека. Минеральные вещества входят в состав опорных тканей (кальций, фосфор, магний, фтор); принимают участие в кроветворении (железо, кобальт, фосфор, медь, марганец, никель); влияют на водный обмен, определяют осмотическое давление плазмы крови, являются составными частями ряда гормонов, витаминов, ферментов. Общее содержание минеральных веществ составляет 3 - 5 % массы тела человека. Содержание минеральных веществ в сырье и продуктах питания невелико от 0,1 до 1,9 %. В зависимости от содержания в организме и потребности человека в минеральных веществах их разделяют на:
К макроэлементам относят кальций, фосфор, магний, натрий, калий, хлор, серу. Они содержатся в количествах, составляющих сотни миллиграммов на 100 г пищевого продукта. Микроэлементы условно делят на две группы: - абсолютно или жизненно необходимые – кобальт, железо, медь, цинк, марганец, йод, фтор, бром; - вероятно необходимые – алюминий, стронций, молибден, селен, никель, ванадий. Микроэлементы называют жизненно необходимыми, если при их отсутствии или недостатке нарушается нормальная жизнедеятельность организма человека. Микроэлементы содержатся в количествах, составляющих десятые, сотые, тысячные доли миллиграмма на 100 г пищевого продукта. Распределение микроэлементов в организме человека зависит от химических свойств и очень разнообразно. Многие микроэлементы действуют на человека опосредовано, то есть через влияние на интенсивность и характер обмена веществ, часто это связано с влиянием на активность различных ферментов в организме человека. Так, некоторые микроэлементы (марганец, цинк, йод) влияют на рост, их недостаточное поступление в организм с пищей тормозит нормальное физическое развитие ребенка. Другие микроэлементы (молибден, медь марганец) принимают участие в активности репродуктивной функции, а их недостаток в организме отрицательно влияет на человека. Таблица 7.1 Симптомы отклонений в организме человека при дефиците минеральных веществ
К наиболее дефицитным минеральным веществам в питании человека относятся кальций (для детей и пожилых людей), железо, йод, к избыточным – натрий (из-за высокого уровня потребления соли), фосфор. Недостаток или избыток в питании каких-либо минеральных веществ, вызывает нарушение обмена белков, липидов, углеводов, витаминов, что приводит к развитию ряда хронических заболеваний. В таблице 7.1 приведены симптомы отклонений в организме человека при дефиците минеральных веществ. При правильном питании и потреблении человеком достаточного количества разнообразных минеральных веществ, все чаще наблюдается нарушение обмена минеральных веществ. Причинами нарушения обмена минеральных веществ могут быть следующие факторы: - несбалансированное питание, то есть недостаточное или избыточное количество белков, липидов, углеводов, витаминов; - применение методов кулинарной обработки пищевых продуктов, приводящих к потере минеральных веществ, например: при удалении отваров овощей и фруктов, размораживании мяса, рыбы в горячей воде. При такой обработке теряются растворимые соли, содержащие ценные минеральные вещества; - отсутствие коррекции рациона питания, учитывающей увеличение потребностей отдельной группы населения в тех или иных минеральных веществах, связанные с определенными физическими нагрузками или условиями труда; - нарушение процесса усвоения минеральных веществ. 7.2 Макроэлементы Кальций. Содержится в организме человека в большем количестве, чем другие минеральные вещества, в среднем он составляет 1,5 – 2,0 % массы тела. Основная масса его (99 %) находится в костях, зубах. Кальций является наиболее трудноусваиваемым элементом, адсорбируется только 10 - 30 % содержащегося в пище кальция. Усвоению кальция способствует высокое содержание в пище белков и лактозы. Нарушается усвоение кальция при повышенном содержании липидов, солей калия, магния, щавелевой кислоты. Существенное влияние на всасываемость кальция оказывает соотношение его с фосфором и магнием а пищевых продуктах. Оптимальное соотношение Са : Р = 1 : 1,5; Са : Mg = 1 : 0,5 . При избытке фосфора в организме образуется кальциевая соль трехосновного фосфора, которая почти не усваивается организмом человека. Следствием несоответствия количества кальция и фосфора в рационе человека является разжижение костной ткани, кариес зубов. Главным источником кальция в пище является молоко – 120 мг % и молочные продукты - до 1000 мг %, зернопродукты – 30 мг %, однако кальций, содержащийся в злаковых культурах, трудно усваивается. Фосфор. Содержится в организме человека то 0,8 до 1,1 % массы, это составляет 600 - 700 г. Усваивается фосфор значительно легче, чем кальций, чаще всего усваивается около 70 % фосфора. Для образования костей используется 80 - 90 % фосфора, остальное количество участвует в различных обменных процессах организма человека: фосфорилирование глюкозы, глицерина, создание буферности в организме. Фосфорная кислота входит в состав многих комплексных соединений, отличающихся высокой биологической активностью, например: нуклеопротеиды, фосфопротеиды, фосфолипиды. Главным источником фосфора являются молоко – 90 мг % и молочные продукты – до 500 мг %, мясо - 180 мг %, рыба – 250 мг %, зернопродукты – 200 мг %. Магний. Содержится в организме человека в количестве 25 г. Из этого количества 70 % находится в связанном состоянии с кальцием и фосфором, образуя основу костной ткани. Около 50 % магния усваивается организмом из пищи. Факторы, нарушающие адсорбцию кальция, также нарушают всасывание магния (избыточное содержание в пище липидов, солей фосфора, кальция). Ионизированный магний участвует в процессах углеводного, белкового, фосфорного обменов. Он входит в состав ряда ферментов, участвующих в гликолитическом расщеплении глюкозы, регулируют уровень фосфора в крови. Магний участвует в нормализации возбудимости нервной системы, стимулирует деятельность кишечника. Снижает риск развития атеросклероза. Содержание магния в сыворотке крови влияет на уровень холестерина. Магний широко распространен в растительных продуктах. Главным источником магния в пище являются: зернопродукты – 80 мг %, бобовые культуры – 100 мг %. Овощи и фрукты, мясо, яйца, рыба, молочные продукты сравнительно бедны магнием – 10-30 мг %. Натрий. В организме человека содержится 115 г натрия. Около трети этого количества находится в костной ткани в виде неорганических соединений. Остальные 66 % натрия содержатся во внеклеточных жидкостях организма в виде ионов. Натрий влияет на буферность крови, играет важную роль в поддержании осмотического давления внеклеточной жидкости, участвует в поддержании рН крови. Содержание натрия в крови составляет 310-340 мг %. Натрий улучшает работу мышц, быстро усваивается из пищи (около 95 %). Естественное содержание натрия в пищевых продуктах незначительно и в организм поступает в основном за счет поваренной соли. С солью человек ежедневно потребляет 4000 мг натрия. В молоке содержится 50 мг % натрия, в мясе и рыбе – 70 мг %. Калий. Калий тесно связан с физиологией водного обмена организма человека. В организме калия содержится 250 мг %, он находится преимущественно внутри клеток, способствует нервно-мышечной деятельности, улучшает работу мышц. Калий легко усваивается организмом из пищи. Постоянным источником калия в пище человека является картофель – 570 мг %. Очень богаты калием также сухофрукты - 1000 мг %, бобовые культуры – 800 мг %, значительно меньше калия в овощах и фруктах, крупах – 200 - 300 мг %. Хлор. Хлор составляет около 3 % всех минеральных веществ организма человека. Хлориды хорошо усваиваются организмом человека. Анионы хлора вместе с ионами калия и натрия играют важную роль в поддержании осмотического давления внеклеточной жидкости, участвует в поддержании рН крови. Важную роль играет хлор в пищеварении, в виде соляной кислоты он обеспечивает необходимую кислую среду в желудке для активации пищеварительных ферментов, например пепсина. Содержание хлора в пищевых продуктах незначительно. Основная потребность в хлоре удовлетворяется за счет поваренной соли. В овощах, молоке, мясе содержится 50 - 150 мг %. Сера. Находится в организме в виде неорганических сульфатов и органических соединений - серосодержащие аминокислоты, сульфолипиды и др. Сера является важным структурным компонентом некоторых витаминов: тиамин, биотин, липолиевая кислота, входит в состав гормонов, ферментов. Сера активно участвует в белковом обмене, в тканевом дыхании и энергетическом обмене, способствует выведению из организма токсических веществ. Совместно с витаминами С и Е оказывает антиоксидантное действие, совместно с цинком и кремнием определяет состояние волос и кожи. Основными источниками серы являются продукты животного происхождения. Сыр содержит серы 260 мг %, яйцо – 200 мг %, мясо и рыба – 220 мг %, бобовые культуры – 220 мг %, в зернопродуктах содержится всего 70 мг %. 7.3 Микроэлементы Железо. В организме содержится 3 - 4 г железа, около 73 % из них входит в состав гемоглобина. Железо входит в состав окислительных ферментов и обеспечивает перенос кислорода, тканевое дыхание. С пищей усваивается 10-30 % железа так как в продуктах железо находится в трехвалентной форме, а для усвоения необходим переход железа в двухвалентное. Присутствии витамина С, солей кальция способствует переходу трехвалентного железа в двухвалентное. Недостаточность железа в организме проявляется анемией. Основным источником железа в организме являются: субпродукты и мясо – 3 - 5 мг %, зернопродукты - 4 мг %, бобовые культуры - 9 мг %. Медь. Находится в организме человека в количестве 150 мг. Совместно с железом медь участвует в процессах кроветворения и тканевого дыхания, входит в состав окислительно-восстановительных ферментов, участвует в синтезе гемоглобина, эритроцитов, ускоряет усвоение железа, стимулирует действие гормонов. Медь содержится в растительных и животных продуктах в незначительном количестве. В говяжьей печени содержится 2 мг % меди, в рыбе – 0,6 мг %. Йод. В организме взрослого человека находится около 25 мг йода, из которых половина сосредоточена в щитовидной железе. Основное физиологическое значение йода заключается в участии образования гормона щитовидной железы – тироксина. В процессе технологической переработки теряется 20 - 60 % йода. Основным источником йода являются продукты моря: морская капуста, рыба - 50 мкг %, рыбий жир – 770 мкг %. В мясе содержится йода всего 10 мкг %, в овощах – 10 мкг %. Обогащение продуктов питания йодом необходимо для профилактики заболеваний гипертонической и зобной болезней, атеросклероза. Марганец. Содержится в организме главным образом в печени и почках, общее количество марганца составляет 10 мг. Организм трудно усваивает марганец, он плохо всасывается в кишечнике. Усвояемость марганца составляет 37-63 %. Основное биологическое значение марганца заключается в его активном участии в окислительно-восстановительных реакциях, он активизирует некоторые ферменты, участвует в образовании костной и соединительной ткани. Марганец стимулирует процессы роста, усиливает действие инсулина, вместе с железом и медью играет существенную роль в кроветворении. Основные источники марганца это растительные продукты: зернопридукты и бобовые культуры - 400 - 1000 мкг %, зеленные культуры, свекла - 200 мкг %, а продукты животного происхождения бедны марганцем, в мясе содержится 50 мкг %. Кобальт. Является составной частью витамина В12. Он стимулирует процессы кроветворения, активизируя образование гемоглобина и эритроцитов, оказывает влияние на обмен веществ. Кобальт в организме усваивается в форме витамина В12. Источником кобальта в пищевых продуктах являются продукты, богатые витамином В12: печень, бобовые культуры, ягоды, свекла. Цинк. Содержится в организме человека в количестве 2г. Основное биологическое значение его заключается в участии в процессах дыхания, в поддержке кислотно-щелочного равновесия, повышает интенсивность распада липидов в организме, входит в состав инсулина и влияет на углеводный обмен, способствует росту организма. Продукты растительного происхождения содержат 1-10 мг % цинка, наиболее богаты им зерновые культуры - 4 мг %, бобовые культуры – 3 мг %, мясо - 3 мг %, печень – 5 мг %, яичный желток – 9 мг %. Фтор. Играет важную роль в формировании зубной эмали, в образовании костей, нормализует фосфорно-кальциевый обмен. В среднем из пищи усваивается 35 % фтора, а из воды усваивается 64 % фтора. Поступление фтора в организм определяется преимущественно содержанием его в питьевой воде. Оптимальной считается концентрация фтора в воде - 0,5 - 1,2 мг/дм³. Содержание фтора в продуктах составляет 0,02 - 0,05 мг %, больше фтора в морепродуктах, в рыбе – 500 мкг %. Для профилактики кариеса зубов используют зубные пасты с добавлением фтора, в виде неорганических соединений, в концентрациях около 1 г/кг. Никель. Участвует в процессах кроветворения, влияет на функцию поджелудочной железы, усиливает образование инсулина. Синтетические соединения никеля токсичны для человека. Никель содержится в морепродуктах - 5 - 10 мкг %, в субпродуктах, в овощах и фруктах содержится 5 -10 мкг %, в зерновых культурах - 30 - 80 мкг %. Суточная потребность в никеле составляет от 200 до 900 мкг. Хром. Участвует в основном в обмене углеводов, а также липидов и аминокислот. Хром считают глюкозо-толерантным фактором (Glucose Tolerance Factor), он облегчает усвоение глюкозы. Хром имеет важное значении, в профилактике легких форм диабета, атеросклероза. Человек усваивает трехвалентный хром через желудочно-кишечный тракт и дыхательные пути. Шестивалентная форма хрома токсична для человека. Пищевым источником хрома является печень – 10 – 80 мкг %, хром содержится в пивных дрожжах. Селен. Участвует в деятельности сердечно-сосудистой системы, регулирует деятельность клеточных мембран, участвует в синтезе гормонов щитовидной железы, то есть способствует усвоению йода. Селен повышает антиокислительную активность витамина Е. При недостатке селена особенно страдает сердечно-сосудистая система, это проявляется прогрессирующим атеросклерозом и слабостью сердечной мышцы. Хром активизирует иммунную систему, является детоксикантом. Пищевым источником селена являются зернопродукты - 200 мкг %. Селен обнаружен в зеленом китайском чае. Суточная потребность человека в важнейших микро и макроэлементах представлена в таблице 7.2. Таблица 7.2 Суточная потребность человека в минеральных веществах
^ 8.1 Классификация фенольных веществ 8.2 Соединения группы С6 - С1 8.3 Соединения группы С6- С3 8.4 Соединения группы С6 - С3 - С6 ^ Растительные фенолы относятся к сложным органическим соединениям, имеющим в составе ароматическое кольцо и фенольный гидроксил. Фенольные вещества играют важную роль в формировании вкуса и цвета пищевых продуктов, участвуют в окислительно-восстановительных реакциях. Большое разнообразие фенольных веществ, связано с тем, что они являются вторичными продуктами обмена веществ в растениях. По строению фенольные вещества классифицируют на четыре группы: ^ 3. Соединения группы С6 - С3 - С6 4. Дубильные вещества. ^ В эту группу входят разнообразные представители производных оксибензойной кислоты: п - оксибензойная кислота, салициловая кислота, галловая кислота, ваниловая кислота, сиреневая кислота. Оксибензойные кислоты присутствуют в растениях в связанном состоянии и высвобождаются при гидролизе. Галловая кислота способна образовывать димеры при помощи депсидной связи. Эта связь образуется между фенольным гидроксилом одной молекулы галловой кислоты и карбоксильной группой другой молекулы. Депсиды галловой кислоты являются исходными продуктами для образования гидролизуемых дубильных веществ. Ваниловая кислота или ванилин является широко распространенным ароматизатором. Салициловая кислота присутствует в некоторых ягодах и является природным консервантом. В эту группу входят разнообразные представители оксикоричных кислот: п-оксикоричная кислота, кофейная кислота, ферулоавя кислота, синаповая кислота. Соединения группы С6 - С1 приведены на рисунке 8.1 ^ - оксикоричной кислоты являются: кофейная кислота, феруловая кислота, синаповая кислота. Наиболее важна из них кофейная кислота, которая взаимодействует с хинной кислотой и образует хлорогеновую кислоту. Это соединение участвует в процессе дыхания и обмена белков, влияет на прорастаемость ячменя. С хлорогеновой кислотой связывают стойкость сырья при хранении. Хлорогеновую кислоту относят к биологически активным соединениям, повышающим пищевую ценность фруктов, соков и т. д. Соединения группы С6 – С3 представлены на рисунке 8.2.  Рис.8.1- Соединения группы С6 - С1  Рис. 8.2 - Соединения группы С6 – С3 ^ В эту группу входят разнообразные фловоноиды, состоящие из двух ароматических колец и одного гетероциклического кислород-содержащего пиранового кольца. В растительном сырье флавоноиды находятся в свободном состоянии, то есть в виде агликонов, и в связанном с углеводами состоянии, то есть в виде гликозидов. Гликозиды проявляют биологическую активность, их называют Р-витаминами. Р-витамины оказывают влияние на эластичность кровеносных сосудов, их активность повышается в присутствии витамина С. Физиологическая потребность человека в Р-витаминах составляет 200 мг. Флавоноиды различаются между собой по степени окисленности или восстановленности гетероциклического фрагмента молекулы. Наиболее восстановленным является катехин, затем по степони окисления следует лейкоантоциан, флавонон, антоциан, флавон, флаовнол. Все перечисленные соединения способны образовывать различные производные за счет внедрения в ароматические кольца группировок: -ОН, -ОСН3, -СН3. Флавоноиды окисляются ферментом полифенолоксидазой до темноокрашенных соединений - меланинов, придающих продуктам и исходному сырью, вяжущий вкус и вызывающих потемнение полуфабрикатов и готовой продукции. Катехин . Способен образовывать сложные эфиры с галловой кислотой и в таком виде является составной частью дубильных веществ. Катехин участвует в процессе дыхания растений, он используется в качестве резервного энергетического материала при возникновении неблагоприятных условий. Катехин образует Р–витамин при взаимодействии с углеводами. Богат катехином чайный лист, много содержится в яблоках, клюкве, бруснике. Лейкоантоциан. Образует Р-витамин, в кислой среде переходит в антоциан, но в отличие от последнего, бесцветен, входит в состав дубильных веществ. В облепихе, черной смородине, крыжовнике, винограде содержится 200-250 мг % лейкокантоцианов.  Рис. 8.3 - Соединения группы С6 - С3 - С6 Антоциан. Является основным красящим веществом растений, с ионами металлов образует соединения синего цвета, а с кислотами – красного. Чаще антоцианы встречаются в виде гликозаидов или Р-витаминов. Антоцианы способны связывать ионы тяжелых металлов и радиоактивных веществ и выводить их из организма. Особенно много антоцианов в черноплодной рябине – 5000 мг%. Значительное количество антоцианов обнаруживается в темноокрашенных плодах и ягодах: в черной смородине – 600 мг %, в вишне – 250 мг %, в клюкве – 380 мг %. Флавонолы и Флавоны. Являются желтыми красящими веществами. В природе существует около 120 разновидностей флавонолов и флавонов. Наиболее широко распространен флавонол кверцетин и его гликозид – рутин, имеющий высокую Р-витаминную активность. ^ Гидролизующиеся дубильные вещества состоят из галловой и пирокатехиновой кислот. Они соединены депсидной связью. Гидролиз этих веществ осуществляет фермент танназа, также гидролиз можно провести при интенсивном кипячении в водных растворах. ^ при кипячении в слабокислых растворах подвергаются уплотнению, конденсации. В состав конденсированных дубильных веществ входят катехины, лейкоантоцианы и их сополимеры, соединенные углерод-углеродной связью. При конденсации большого количества катехинов и лейкоантоцианов образуются флобофены или «красные дубильные вещества». Эти производные дубильных веществ оказывают большое влияние на коллоидную стойкость пива, вина, сока. Присутствие дубильных веществ, способствует лучшей сохранности сырья при хранении, предупреждает преждевременное прорастание зерна. В пиве обнаружено 120 - 250 мг на 1 дм³ полифенолов, 60 - 100 мг на дм³ антоцианов. Содержание фенольных веществ в винограде и виноградном вине представлено в таблице 8.1. Таблица 8.1 Содержание фенольных веществ в винограде и виноградном вине
^ 9.1 Значение влаги в пищевых продуктах 9.2 Свободная и связанная влага в продуктах 9.3. Методы определения влажности в пищевых продуктах 9.1 Значение влаги в пищевых продуктах Вода – важная составляющая пищевых продуктов. Она не является питательным веществом, но вода жизненно необходима как стабилизатор температуры тела, переносчик питательных веществ, реагент и реакционная среда во многих биохимических превращениях, стабилизатор биополимеров. Благодаря физическому взаимодействию с белками, полисахаридами, липидами, солями вода вносит большой вклад в текстуру пищевых продуктов. Вода присутствует в растительных и животных продуктах как клеточный и внеклеточный компонент, как диспергирующая среда и растворитель, влияет на консистенцию, структуру, внешний вид, устойчивость продукта при хранении. Содержание влаги в некоторых продуктах: - мясо 65-75 % - фрукты и овощи 70-90 % - хлеб 35 % - зерно, мука 12-15 % - сыр 37 % - молоко 87 % - пиво, соки, напитки 87-95 % Многие продукты содержат большое количество влаги, что отрицательно сказывается на стабильности при хранении. Так как вода непосредственно участвует в гидролитических процессах, ее удаление, связывание за счет увеличения содержания соли, сахара приводит к замедлению и даже к прекращению многих реакций, ингибирует рост микроорганизмов. Все это способствует удлинению сроков хранения продуктов. ^ Обеспечение устойчивости при хранении продуктов определяется в большой мере соотношением свободной и связанной влаги. Свободная влага – это влага не связанная полимером и доступная для протекания биохимических, микробиологических, химических процессов. Свободная влага является непрерывной средой, в которой растворены компоненты пищи: органические кислоты, минеральные вещества, углеводы, ароматические вещества. Количество свободной воды можно значительно уменьшить высушиванием, замораживанием, сгущением. Связанная влага – это ассоциированная вода, прочно связанная с компонентами пищи – белками, углеводами, липидами за счет химических и физических связей. По форме связи с компонентами пищи и по мере убывания энергии связи делится на три группы; химическую, физико-химическую и механическую связь. Влага химически связанная входит в состав сухих веществ, например в зерне это вода кристаллогидратов полисахаридов (крахмала и др.). Она обладает наибольшей энергией связи, очень прочна, разрушается с большим трудом и при высоких температурах. Физико-химическая влага образуется в результате притяжения диполей воды полярными группировками молекул белка, липидов. Такая вода образует гидратную оболочку вокруг гидрофильных групп белка и липидов. Физико-химическая связь оказывает влияние на стабильность белковых и липидных систем в продуктах. Физико-химическая влага не замерзает при низких температурах (-40ºС), не растворает нутриенты продукта, почти не удаляется из продукта при высушивании, недоступна микроорганизмам. Механически связанная влага - это влага, удерживаемая в капиллярах и матричных структурах составных частей продукта. Большинство пищевых продуктов имеет довольно большой диаметр капилляров и плохо удерживает такую влагу. Вода удерживается макромолекулярными матрицами таких структур как пектин, крахмал, белок. Эта вода удерживается за счет водородных связей, не выделяется из пищевого продукта, но в некоторых технологических процессах она ведет себя как свободная вода. Ее можно удалить высушиванием, можно заморозить. Эта вода влияет на сохранность гелеобразных продуктов, например, потеря такой физически связанной воды (синерезис) приводит к резкому ухудшению качества. Издавна было замечено, что продукты с одинаковым содержанием влаги по-разному портятся. Оказалось, что большое значение имеет то, насколько ассоциирована (связана) вода с компонентами продукта. Чем сильнее связана вода, тем она менее способна участвовать в гидролитических и других процессах, разрушающих и портящих продкут. В связи с этим было введено понятие Активность воды. Активность воды (аw)- это отношение давления паров воды над продуктом (Рw) к давлению паров над чистой водой (Ро) при той же температуре. То есть аw = Рw/Ро. Активность воды равна относительной влажности в состоянии равновесия (ψ) при которой продукт не впитывает влагу и не теряет ее в атмосферу, уменьшенной в сто раз, то есть активность воды определяется по формуле 9.1: аw = ψ/100, ( 9.1) Где: aw – активность воды в продукте, Ψ – относительная влажность, 100 - коэффициент Значение активности воды (аw) в пищевых продуктах: фрукты 0,97, хлеб 0,95, мука, зерно 0,80, сахар 0,1, мясо 0,97. ^ На пищевых предприятиях обычно контролируется массовая доля влаги в сырье т продуктах, независимо от формы ее связи, то есть определяется влажность. Влажность выражается в процентах. При определении влажности чаще всего используют термогравиметрический метод и рефрактометрический метод. ^ определения влажности основан на удалении влаги из продукта путем высушивания до постоянной (неизменяющейся при дальнейшей сушке) влажности. Навеску взвешивают до сушки и после получения сухого остатка. По убыли массы определяют влагу, выражая ее в процентах. К термогравиметрическим методам относят методы высушивания до постоянной массы при 105 ºС, экспресс-метод высушивания на приборе Чижовой (метод ВНИИХП-ВЧ). ^ основано на определении сухих веществ в объекте по показателю преломления, измеряемому с помощью рефрактометра. Влажность рассчитывается по разности массы анализируемого вещества и доли в ней сухих веществ. Напимер, если пивное сусло содержит 11 % сухих веществ, то влаги в нем содержится: 100 – 11 = 89 %. Этот метод прост, удобен, быстро выполняется и хорошо воспроизводится. Перечисленными методами определяется не вся влага продуктов, а свободная и незначительная часть связанной влаги. Для полного определения влаги применяют следующие методы: - дифференциальной сканирующей калориметрии (определяется разница между общей и замерзающей или связанной водой); - метод ядерно-магнитного резонанса (определяется две линии: свободной и связанной влаги, в спектре ядерно-магнитного резонанса): - диэлектрические методы (определяется разница диэлектрической проницаемости свободной и связанной воды); - метод измерения теплоемкости (теплоемкость свободной воды значительно превышает теплоемкость связанной воды). ^ 10.1 Свойства ферментов 10.2 Классификация ферментов 10.3 Применение ферментов в пищевых технологиях 10.1 Свойства ферментов Ферменты являются биологическими катализаторами белковой природы. Ферменты способны значительно (в десятки тысяч раз) повышать скорость различных реакций, в том числе и биохимических, которые непрерывно протекают в живых организмах, которые наблюдаются в ходе технологических процессов переработки сырья. Ферменты обладают специфичностью действия, то есть действуют на определенный субстрат, тип связи. Ферменты характеризуются также высокой лабильностью, то есть, подвержены влиянию внешних факторов, таких как температура, концентрация субстрата, рН среды, присутствие активаторов или ингибиторов. Во многом лабильность ферментов связана с их белковой природой, сложной пространственной конфигурацией. Ферменты повышают скорость реакций за счет значительного снижения энергетического уровня проведения реакции. Ферментативная реакция проходит в две стадии. На первой стадии происходит образование фермент-субстратного комплекса, образованию которого соответствует значительно низкая энергия активации. На второй стадии комплекс распадается на продукты реакции и свободный фермент, который может взаимодействовать с новой молекулой субстрата. Это выражается уравнением: Е + S ↔ ЕS → Р + Е , (10.1) Где: Е- фермент, S- субстрат, ЕS- фермент-субстратный комплекс, Р продукты реакции. Ферменты, как уже отмечалось, имеют белковую природу и обладают третичной и четвертичной структурой. Многие ферменты являются двухкомпонентными, то есть имеют белковую часть в виде апофермента и небелковую составляющую в виде кофермента. В качестве кофермента могут выступать витамины, ароматические и алифатические углеводороды, гетероциклические соединения, нуклеотиды и нуклеозиды. Ферменты имеют некоторые специфические свойства, наиболее важные из них: - высокая каталитическая активность (повышают скорость реакций в миллионы раз); - специфичность действия (фермент катализирует превращение одного субстрата, реже группу родственных субстратов); - лабильность (изменение активности под действием различных факторов: рН, температура, присутствие активаторов и ингибиторов, что связано с белковой природой и сложной пространственной конфигурацией фермента). ^ В основе классификации лежат три положения: А) ферменты делятся на 6 классов по типу акатализируемой реакции; Б) Каждый фермент получает систематическое название, включающее название субстрата, на который он действует, тип катализируемой реакции и окончаниие «аза». В некоторых случаях сохранены тривиальные названия ферментов; В) каждому ферменту присвоен четырехзначный шифр (код). Первое число указывает на класс фермента, второе на подкласс, третье на подкласс, четвертое на порядковый номер фермента в подклассе. Например, алкогольдегидрогеназа (Н.Ф.1.1.1.1): первая цифра 1- означает класс оксидоредуктаз, вторая цифра 1- подкласс дегидрогеназ (действует на СН-ОН – группу), третья цифра 1- подкласс анаэробные дегидрогеназы (акцептором служит НАД или НАДФ), четвертая цифра 1- порядковый номер алкогольдегидрогеназы. Например, ά -амилаза (Н.Ф.3.2.1.1): первая цифра 3- клаа гидролаз, вторая цифра 2 - подкласс карбогидраз, третья цифра 1- подкласс полиаз, четвертая цифпа 1- порядковый номер фермента ά-амилаза. Классификация по типу катализируемой реакции: Все ферменты делятся на шесть классов по типу катализируемой реакции: 1 клас с- оксидоредуктазы- ферменты, катализирующие окислительно-восстановительные реакции ( присоединение кислорода, отнятие и перенос водорода, перенос электронов); 2 клас с- трансферазы- ферменты, катализирующие перенос атомных группировок от одного соединения к другому (остатков моносахаридов, аминокислот, фосфорной кислоты, метильные группировки и т.д.); 3 класс - гидролазы – ферменты, катализирующие реакции гидролиза сложных органических соединений на более простые. Реакции гидролиза проходят с участием воды. Эти реакции могут быть выражены следующим уравнением (10.2): А1•А2 +НОН → А1-ОН + А2-Н, (10.2) 4 класс - лиазы - ферменты, катализирующие реакции негидролитического отщепления каких-либо групп от субстрата с образованием кратной связи или присоединение группировок по месту разрыва кратных связей (отщепление воды, углекислого газа, аммиака); 5 клас с- изомеразы - ферменты, катализирующие реакции изомеризации или образование изомерных форм молекул органических веществ в результате переноса химических группировок внутри молекулы (переход глюкозы во фруктозу); 6 класс – лигазы или синтетазы – ферменты, катализирующие реакции синтеза, сопряженные с разрывом одних связей и образованием других ( С-С, С- S , С- N , С- О связей). При переработке пищевого сырья чаще всего приходится иметь дело с ферментами 1 класса - оксидоредуктазами, такими как каталаза, полифенолоксидаза; с ферментами 3 класса - гидролазами, такими как амилазы - ферменты гидролизующие крахмал, протеиназы – ферменты, гидролизующие белок, липазы – ферменты гидролизующие липиды. В пищевой промышленности широко применяются ферментные препараты, полученные биохимическим путем при выращивании специфических микроорганизмов, способных вырабатывать определенные ферменты. Различают бактериальные ферментные препараты, полученные путем глубинного культивирования бактерий, и поверхностные, полученные путем поверхностного культивирования плесневых грибов. Название ферментного препарата включает название основного активного фермента и название микроорганизма-продуцента, с окончанием «-ин». Например: Протосубтилин Г10Х имеет основной фермент- протеазу, продуцентом является бактериальная палочка Bacillus subtilis. Г- глубинное культивирование или выращивание, 10Х- степень очистки ферментного препарата, чем больше число, тем выше степень очистки ( бывает очистка 2Х, 3Х, 10Х, 15Х, 20Х). Применение ферментных препаратов в пищевой промышленности позволяет интенсифицировать технологические процессы, улучшать качество готовой продукции, увеличивать ее выход, экономить ценное пищевое сырье. ^ В процессах хранения сырья, его переработки в продукты питания и при хранении готовых продуктов происходят многочисленные изменения, связанные с действием различных ферментов. Чаще всего эти изменения связаны с действием окислительных ферментов класса оксидоредуктаз и гидролитических ферментов класса гидролаз. При рассмотрении различных разделов дисциплины «Пищевая химия» и других дисциплин были приведены многочисленные примеры ферментативных реакций: окисление полифенолов полифенолоксидазой, окисление липидов липоксигеназой, окисление глюкозы глюкооксидазой, действие липазы на липиды, протеаз на белки, амилаз на крахмал, пектинэстеразы на пектин,эндо-β-глюконазы на β-глюкан и т.д. В пищевой промышленности находят все более широкое применение ферментные препараты, полученные биохимическим синтезом с использованием различных бактерий и плесневых грибов. Применение ферментных препаратов позволяет интенсифицировать технологические процессы, улучшать качество готовой продукции, увеличивать ее выход, экономить исходное сырье. Название ферментного препарата включает название основного фермента, название микроорганизма-продуцента, с окончанием «-ин». Далее отражается способ культивирования микроорганизма: Г – глубинное культивирование для бактерий и П – поверхностное для плесневых грибов, а также степень очистки – Х- неочищенный фермент, 2Х, 3Х, 10Х, 15Х,20Х. Чем больше число, тем выше степень очистки. В последние годы большое внимание уделяется степени очистке, при этом удаляются балластные вещества, повышается активность ферментов, а, следовательно, снижается норма внесения высокоочищенных ферментных препаратов. В производстве пива широко применяются ферменты в процессе приготовления пивного сусла, для борьбы с помутнениями пива и т.д. ^ 11.1 Безопасность продуктов питания 11.2 Источники загрязнения пищевых продуктов 11.3 Создание здоровых продуктов питания ^ Проблема безопасности продуктов питания комплексная, сложная, требующая усилий со стороны ученых и производителей пищевых продуктов. Актуальность проблемы безопасности продуктов питания возрастает с каждым годом, так как является определяющей в сохранении здоровья людей. Под безопасностью продуктов питания понимают отсутствие опасности для здоровья человека при их употреблении. Безопасными можно считать продукты питания, не оказывающие вредного, неблагоприятного воздействия на здоровье настоящего и будущих поколений. Эта опасность может возникнуть в результате негативного воздействия на организм человека при пищевых отравлениях и инфекциях. Опасность представляют и отдаленные последствия воздействия загрязняющих веществ – канцерогенное, мутагенное, тератогенное воздействие. ^ приводит к возникновению раковых опухолей; Мутагенное воздействие приводит к качественным и количественным изменениям в генетическом аппарате клеток; ^ приводит к аномалиям развития плода. Пищевые продукты представляют собой сложные многокомпанентные системы, состоящие из большого числа различных по своей химической природе соединений. Эти соединения можно разбить условно на три группы: - Соединения необходимые человеку (имеющие алиментарное значение). В эту группу входят белки, липиды, углеводы, витамины, минеральные вещества. - Вещества, участвующие в формировании вкуса, аромата, цвета, предшественники и продукты распада нутриентов, биологически активные вещества. - Чужеродные, потенциально опасные вещества антропогенного или природного происхождения. Эти вещества, согласно принятой терминологии, называют контаминатами, ксенобиотиками, чужеродными химическими веществами. Эти соединения могут быть неорганической и органической природы, микробиологического происхождения. ^ - использование некачественных или неразрешенных к применению пищевых добавок; - применение нетрадиционных технологий: - применение новых продуктов питания, в том числе полученных химическим и микробиологическим синтезом; - загрязнение продуктов растениеводства и животноводства препаратами, используемыми для повышения урожайности, продуктивности животных (пестициды, гербициды, удобрения, антибиотики, гормоны и т. д.); - нарушение правил использования и утилизации отходов производства; - миграция в продукты питания токсических веществ из оборудования, тары; - образование в пищевых продуктах токсичных соединений при технологической обработке (кипячение, жарение, копчение, облучение и т. д.); - несоблюдение санитарных правил при хранении и в процессе производства продуктов, что приводит к инфицированию микроорганизмами, в том числе и токсинообразующими микроорганизмами; - поступление в продукты питания токсических веществ из окружающей среды – воды, воздуха, почвы (радионуклеиды, тяжелые металлы, нитриты и т.д.). ^ Концепция здорового (функционального) питания представляет собой комплекс мероприятий по улучшению состава пищевых продуктов. «Физиологически функциональные пищевые продукты» или сокращенно функциональные продукты должны содержать ингредиенты, которые приносят ощутимую пользу здоровью человека, повышают сопротивляемость заболеваниям, способствуют улучшению физиологических процессов, позволяя долгое время сохранять активный образ жизни. Функциональные продукты оказывают положительное влияние на здоровье человека: - уменьшают уровень холестерина в крови; - сохраняют зубы и кости; - уменьшают риск заболеванием раком; - обеспечивают энергией. Традиционные продукты характеризуются двумя составляющими: - обеспечивают пищевую ценность; - обеспечивают вкусовые качества. Функциональные продукты имеют еще третью составляющую – оказывают физиологическое воздействие. Продукты здорового питания не являются лекарствами и не могут излечивать, но помогают предупредить болезни и старение организма в сложившейся экологической обстановке. Все продукты здорового питания содержат дополнительные ингредиенты, которые обеспечивают функциональное воздействие на организм. В эту группу включены: - пищевые волокна (клетчатка, пектин, гемицеллюлоза); - минеральные вещества (особенно важны кальций, железо, йод); - полиненасыщенные жиры (растительные масла) и жирные кислоты (омега - 3 и омега – 6); - антиоксиданты: β – каротин, витамин С, витамин Е; - олигосахариды в качестве субстрата для бифидобактерий. Функциональные продукты разделены на четыре группы:
Напитки являются технологичным продуктом для создания новых видов функциональных продуктов. Введение в напитки функциональных ингредиентов не представляет сложности. Обогащенные витаминами, микроэлементами, пищевыми волокнами напитки могут бать использованы для предупреждения сердечно-сосудистых, желудочно-кишечных заболеваний, рака и других болезней. Такие напитки способствуют интоксикации организма человека. Содержание в этих функциональных продуктах функциональных ингредиентов показано в таблице 11.1. Таблица 11.1 Содержание функциональных ингредиентов в продуктах здорового питания
Функциональные ингредиенты, вносимые в пищевые продукты, должны соответствовать следующим требованям: - быть полезными для питания и здоровья; - быть безопасными и сбалансированными в питании; - иметь точные физико-химические показатели, которые можно измерить; - не снижать питательную ценность пищевых продуктов; - употребляться как обычная пища; - иметь вид обычной пищи (не таблетки, капсулы, порошки); - быть натуральными. ^ Лабораторная работа №1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФРАКЦИЙ БЕЛКА В СЫРЬЕ И ГОТОВЫХ ПРОДУКТАХ Цель работы: Изучение строения и свойств белковых веществ сырья и готовых продуктов. Освоение методов определения белковых веществ в пищевых продуктах. 1.1 Определение белка в зерне по методу Кьельдаля Необходимые реактивы и посуда: 33 % раствор ΝаОН, катализатор для сжигания белка, содержащий селен, концентрированная серная кислота, смешанный индикатор для титрования, 0,1 М раствор ΝаОН, 0,1 М раствор Н2SO4. Колба Кьельдаля, коническая колба вместимостью 250 см³, цилиндры вместимостью 25 и 50 см³, перегонная колба вместимостью 500 см³, пипетки вместимостью 25 и 10 см³, электрическая плитка, каплеуловитель, водяной холодильник. Расход зерна 1г на один анализ. ^ В стеклянной пробирке взвешивают 1 г муки исследуемого образца зерна с точностью до четвертого знака. Содержимое пробирки точно переносится в сухую колбу Кьельдаля. Пустую пробирку взвешивают и по разнице между первым и вторым взвешиванием находят массу взятой для сжигания навески муки. Цилиндром отмеривают 15 см³ концентрированной серной кислоты. Кислотой смывают стенки колбы и смачивают навеску муки. Добавляют 1-1,5 г катализатора сжигания, колбу закрывают специальной стеклянной насадкой или воронкой. Колбу наклонно устанавливают на электрической плите и сжигают образец обязательно под тягой. Когда жидкость в колбе приобретет зеленоватый цвет, сжигание продолжают еще 10 - 15 минут, затем дают колбе остыть. После охлаждения приступают к перегонке. В колбу Кьельдаля небольшими порциями по стенке приливают 30-50 см³ дистиллированной воды, собирают специальную установку для перегонки и начинают перегонку. При отсутствии установки содержимое колбы Кьельдаля переносят в термостойкую перегонную колбу вместимостью 500 см³, в которой будет осуществляться перегонка, при этом колбу Кьельдаля несколько раз ополаскивают дистиллированной водой и соединяют с исследуемым образцом. Перегонная колба устанавливается на плитке, присоединяется к каплеуловителю и холодильнику. Конец холодильника должен быть опущен в приемную колбу вместимостью 250 см³, содержащую 25 см³ 0,1 М серной кислоты с несколькими каплями смешанного индикатора. Перегонную колбу закрывают пробкой, в которой вместе с каплеуловителем вставлена делительная воронка или резиновая трубка со стеклянной воронкой. Через воронку в перегонную колбу в начале нагревания приливается 50 см³ 33 % раствора ΝаОН для нейтрализации кислоты. Перегонку проводят в течение 30 минут, чтобы объем жидкости в приемной колбе удвоится, затем приемную колбу опускают так, чтобы конец холодильника был выше уровня жидкости в приемной колбе, продолжают перегонку еще 5 минут. Избыток кислоты в приемной колбе оттитровывают 0,1 М раствором серной кислоты до перехода малиновой окраски смешанного индикатора в зеленую. Титрованием определяется количество серной кислоты, нейтрализованной выделившимся при отгонке аммиаком. При этом 1 см³ 0,1 М раствора гидроксида натрия соответствует 1,4 мг или 0,0014 г азота. Содержание белка в исследуемом образце зерна рассчитывают по формуле 1.1: N=  =  , (1.1)где: а- количество 0,1 М раствора Н2SO4, взятого на анализ, см³ ; б- количество 0,1 М раствора гидроксида натрия, пошедшего на титрование избытка кислоты, см³ ; н- масса навески муки, г; W- массовая доля влаги в муке, % а.с.в.; 6,25 – коэффициент пересчета содержания азота на белок для ячменя. Содержание белка в ячмене не должно превышать 12,0 %. 1.2 Определение растворимого белка (Число Кольбаха) Необходимые посуда и реактивы. Реактивы и посуда аналогичны определению белка по методу Кьельдаля. Расход сусла 20 см³ на один анализ. ^ 20 см³ лабораторного сусла упаривают на медленном огне в колбе Кьельдаля до сиропообразного состояния, в колбу вносят 3 г катализатора и 20 см³ концентрированной серной кислоты, сжигание и перегонку проводят аналогично определению белка в зерне по методу Кьедьдаля. Для расчета необходимо знать массовую долю сухих веществ и относительную плотность сусла. Содержание растворимого белка рассчитывают по формуле 1.2: Nр =  , (1.2)где: Nр – количество растворимого белка в 100 г экстракта, г; а - количество 0,1 М раствора серной кислоты, взятой на анализ, см³; б - количество 0,1 М раствора гидроксида натрия, пошедшего на титрование избытка кислоты, см³; 6,25 – коэффициент пересчета содержания азота на растворимый белок; е - массовая доля сухих веществ в сусле, %; d - относительная плотность сусла; 20 – объем сусла взятый на анализ. Содержание растворимого азота в солоде хорошего качества должно составлять 570-630 мг или растворимого белка 3,5- 4,0 г на 100 г сухого вещества солода. Показателем качества солода является число Кольбаха или показатель белкового растворения солода, он определяется отношением растворимого белка в лабораторном сусле к общему белку солода и выражается в процентах. Число Кольбаха (степень белкового растворения) рассчитывают по формуле 1.3: N0 = Nр • 100 ⁄ Nс , (1.3.) где: N0 – число Кольбаха, %; Nр – количество растворимого белка в 100 г экстракта солода, г; Nc – количество белка в солоде, %. Число Кольбаха в солоде составляет: Степень растворения солода Отношение, % Очень хорошее 41 и более Хорошее 35-41 Недостаточное менее 35 1.3 Определение аминного азота медным способом Необходимые реактивы и посуда: Суспензия фосфата меди, состоящая из смеси хлорида меди (27,3 г соли растворяют в 1 дм³ воды), трехзамещенного фосфата натрия (64,5 г гидроортофосфата натрия растворяют в 500 см³ воды, добавляют 7,2 г гидроксида натрия и доводят до 1 дм³) и боратный буферный раствор (57,21 г буры растворяют в 1,5 дм³ воды, добавляют 100 см³ 1 М раствора соляной кислоты и доводят до 2 дм³), смесь состоит из компонентов в соотношении 1:2:2 и готовится в день анализа. Спиртовой раствор тимолфталеина; 1 М раствор ΝаОН; 0,01 М раствор тиосульфата натрия, 1 % раствор крахмала, 80 % уксусная кислота, 10 % раствор КJ или 1г КJ. Мерная колба вместимостью 50 см³, коническая колба вместимостью 150 см³, воронка, фильтровальная бумага, пипетки вместимостью 10, 5, 2 см³, цилиндр вместимостью 50 см³. Расход сусла 5 см³ на один анализ. ^ В мерную колбу вместимостью 50 см³ помещают 5 см³ сусла, прибавляют 2-3 капли тимолфталеина и 2-3 капли 1 М раствора ΝаОН до появления бледно-голубого окрашивания сусла. В несколько приемо, при перемешивании, добавляют 15 см³ суспензии фосфата меди, затем содержимое колбы доводят до метки дистиллированной водой. Смесь перемешивают и фильтруют через бумажный фильтр, возвращая на фильтр первые порции фильтрата. 10 см³ прозрачного фильтрата помещают в коническую колбу вместимостью 150 см³ и добавляют 0,5 см³ 80 % уксусной кислоты, 1г или 10 см³ 10 % раствора КJ. Содержимое колбы размешивают и выделившийся свободный йод оттитровывают 0,01 М раствором тиосульфата натрия, добавляя в конце титрования 1-2 капли 1 % раствора крахмала. Конец титрования определяют по исчезновению синей окраски раствора. Титрование заканчивается при переходе синего окрашивания раствора в безцветный. Содержание аминного азота рассчитывают по формулам: Содержание аминного азота в 100 см³ сусла определяют по формуле 1.4: х =  , (1.4)Содержание аминного азота в 100 г экстракта определяют по формуле 1.5: х =  , (1.5)где: а- объем 0,01 М раствора тиосульфата натрия, пошедшего на титрование , см³ ; 0,28- количество мг аминного азота, эквивалентное 1 см³ раствора тиосульфата натрия концентрацией 0,01 М; 20 – перевод в 100 см³ сусла; е - массовая доля сухих веществ в сусле, %; d - относительная плотность сусла. По количеству аминного азота в солоде судят о степени растворения белков. Солод считается перерастворенным, если содержит более 230 мг на 100 г экстракта аминного азота, очень хорошо растворен, если содержит 200-230 мг на 100 г экстракта аминного азота, хорошо растворен, если содержит 180-200 мг на 100 г экстракта аминного азота и плохо растворен, если содержит менее180 мг на 100 г экстракта аминного азота. 1.4 Определение танинового показателя Необходимые реактивы и посуда: 10 % раствор серной кислоты; 1,6 % раствор танина свежеприготовленный. Фотоэлектрокалориметр. Мерная колба вместимостью 50 см³, коническая колба вместимостью 250 см³, пипетки вместимостью 10 и 5 см³, кюветы толщиной 10 мм. Расход сусла или пива 2,5 см³ на один анализ. ^ В мерную колбу вместимостью 50 см³ помещают 2,5 см³ сусла или пива, добавляют 5 см³ 10 % серной кислоты и 5 см³ 1,6 % раствора танина, доводят объем дистиллированной водой до метки, перемешивают. Смесь переливают в коническую колбу вместимостью 250 см³, выдерживают 1 час при 20 ºС. После выдержки, смесь перемешивают и колориметрируют при зеленом светофильтре (560 нм) против дистиллированной воды. Таниновый показатель является величиной оптической плотности (D) смеси. Высокомолекулярная фракция А (мг⁄ 100 см³) белков сусла или пива рассчитывается по формуле 1.6: А = |
, (1.6)Объект исследования |
Наименование белковых веществ |
Содержание белковых веществ, их размерность |
1.Ячмень |
содержание белка |
11,3 % |
И т.д. |
Контрольные вопросы
1. Приведите классификацию белков.
2. Какова роль незаменимых аминокислот в питании человека.
3. Приведите неферментативные превращения белков при технологической
переработке.
4. Охарактеризуйте ферментативные превращения белков.
5. Какова энергетическая и пищевая ценность белков.
Лабораторная работа № 2
^
Цель работы: Изучение классификации, строения и свойств углеводов растительного сырья и продуктов. Освоение методов определения углеводов.
2.1 Определение крахмала в зерновом сырье по методу Эверса
Необходимые реактивы и посуда:
1,124 % раствор соляной кислоты, 10 % раствор молибдата аммония.
Водяная баня, электроплита, поляриметр, поляризационная трубка длиной 200 мм, мерная колба вместимостью 100 см³, коническая колба вместимостью 250 см³, пипетки вместимостью 25 и 5 см³, фильтровальная бумага, воронка.
Расход зерна 5 г на один анализ.
^
Ячмень или солод измельчают в муку, берут в стеклянном стакане навеску 5,0 г, переносят в мерную колбу вместимостью 100 см³, в колбу добавляют 25 см³ 1,124 % раствора соляной кислоты, смачивают муку, затем приливают еще 25 см³ 1,124 % раствора соляной кислоты, перемешивают и устанавливают колбу в кипящую водяную баню. Первые 3 минуты нагревания содержимое колбы перемешивают круговыми движениями. Кипение продолжают 15 минут, затем колбу охлаждают проточной водой до 20 ºС доливают 25 см³ дистиллированной воды. Для осаждения белков к раствору крахмала добавляют 5 см³ 10 % раствора молибдата аммония и объем в колбе доводят до метки водой. Содержимое колбы перемешивают и фильтруют через бумажный фильтр в сухую коническую колбу, первые порции фильтрата возвращают на фильтр. Прозрачным фильтратом ополаскивают поляризационную трубку, заполняют так, чтобы не остались пузырьки воздуха, немедленно снимают показания поляриметра, так как при отстаивании раствор мутнеет. Перед работой с поляриметром обязательно проверяют нулевую точку, измеряя показания по дистиллированной воде. Содержание крахмала (в % к массе абсолютно сухого зерна) рассчитывают по формуле 2.1 (при массе навески 5,0 г и длине поляризационной трубки 200 мм):
Х =
, (2.1)где: а- показание поляриметра;
К- коэффициент Эверса для ячменя при линейной шкале
поляриметра - 1,912, при круговой шкале поляриметра – 5,512;
W- влажность зерна.
В ячмене содержится 55-65 % крахмала на абсолютно сухое вещество.
2.2 Определение мальтозы
Необходимые реактивы и посуда:
0,1 М раствор йода, 0,01 М раствор тиосульфата натрия, 1 М раствор серной кислоты, 1 М раствор NаОН, индикатор -1 % раствор крахмала.
Мерная колба вместимостью 200 см³, пипетки вместимостью 50, 25, 10, 5, 2 см³, коническая колба вместимостью 250 см³.
Расход сусла 10 см³ или пива 20 см³ на один анализ.
^
В мерную колбу вместимостью 200 см³ отмеривают 10 см³ пивного сусла или 20 см³ готового пива, доводят объем колбы до метки водой, перемешивают. Для проведения анализа, в коническую колбу вместимостью 250 см³ отмеривают пипеткой 50 см³ разбавленного сусла или пива, добавляют 25 см³ 0,1 М раствора йода, 3 см³ 1 М раствора NаОН, содержимое колбы перемешивают и помещают в темное место на 15 минут. Ровно через 15 минут в колбу добавляют 4,5 см³ 1 М раствора серной кислоты и оттитровывают избыток йода 0,1 М раствором тиосульфата натрия до появления соломенно-желтого цвета, затем вносят 1 см³ индикатора 1 % раствора крахмала. Раствор приобретет синий цвет. Далее продолжают титрование 0,1 М раствором тиосульфата натрия до исчезновения синей окраски. Содержание мальтозы в 10 см³ сусла или пива рассчитывают по формуле 2.2:
Х =
, (2.2)где: а – количество 0,1 М раствора тиосульфата натрия, пошедшего
на титрование, см³;
0,0171- количество граммов мальтозы, эквивалентное 1 см³
1 М раствора йода;
п - степень разбавления для сусла п =20, для пива п = 10.
Содержание мальтозы в % на 100 г экстракта рассчитывается по формуле 2.3:
Х1 =
, (2.3)где: е - массовая доля сухих веществ в сусле или пиве, %;
d - относительная плотность сусла или пива.
В сусле содержится мальтозы 70-80 % от экстрактивных веществ.
^
Результаты исследования сводятся в таблице 2.1. По полученным результатам исследования делается вывод о содержании углеводов в исследуемых объектах.
Таблица 2.1
Содержание углеводов в исследуемых объектах
Объект исследования |
Наименование углеводов |
Содержание углеводов, их размерность |
1.Сусло лабораторное |
содержание мальтозы |
77,1% |
И т.д. |
Контрольные вопросы
1. Приведите классификацию углеводов.
2. Охарактеризуйте восстанавливающие и невосстанавливающие дисахариды.
3. Охарактеризуйте превращения сахарозы при технологической переработке сырья.
4. Приведите строение и гидролиз крахмала
5. Приведите строение и гидролиз некрахмальных полисахаридов.
6. Какова пищевая и энергетическая ценность углеводов.
Лабораторная работа № 3
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям