Презентация - Химия пищевых продуктов

Презентация на тему : « Химия пищевых продуктов»

Содержание 1. ВВЕДЕНИЕ 2. КЛАССИФИКАЦИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ 3. ОСНОВНЫЕ ПУТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ И ПРОДОВОЛЬСТВЕННОГО СЫРЬЯ. КЛАССИФИКАЦИЯ КОНТАМИНАНТОВ 4. ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ 5. ГЕННОМОДИФИЦИРОВАННЫЕ ПРОДУКТЫ 6. БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ДОБАВКИ 7. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Проблема питания - очень актуальна в жизни каждого человека. В настоящее время наш рынок заполнен множеством продуктов, которые вредны для здоровья. И одной из причин ухудшения здоровья людей является неправильное питание, употребление веществ, которых нет в природе - химикатов, к ним относятся многие пищевые добавки.

Пищевая химия Пищевая химия это наука о химическом составе пищевых систем (продовольственного сырья, полуфабрикатов и готовых продуктов питания); о физико-химических и биохимических его изменениях в организме человека и в технологических процессах подготовки, переработки, консервирования и хранения под воздействием различных факторов; об общих закономерностях этих превращений и о влиянии последних на структуру, свойства, качество и пищевую ценность продуктов питания; о методах выделения, фракционирования, очистки и каталитической модификации пищевых веществ, методах анализа сырья и продуктов питания; о пищевых добавках; природных токсикантах и загрязнителях.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ 1. продукты массового потребления , выработанные по традиционным технологиям и предназначенные для питания основных групп населения. 2. лечебные (диетические) и лечебно-профилактические продукты , специально созданные для лечебного и профилактического питания. 3. продукты детского питания , специально созданные для питания здоровых и больных детей до трехлетнего возраста.

В решении проблемы дефицита белка за последние два десятилетия определилось новое биотехнологическое направление – получение пищевых объектов с повышенным содержанием и улучшенным качеством белка методами генетической инженерии. Растения, животные и микроорганизмы, полученные гене тической инженерией, называют генетически измененными, а продукты их переработки – трансгенными пищевыми продуктами. В то же время безопасность использования трансгенных пищевых продуктов зачастую подвергается критике и ставится под сомнение.

Белково-калорийная недостаточность и ее последствия. Белковая недостаточность является важнейшей проблемой питания. При частичном (или полном) голодании и при потреблении неполноценных белков у человека возможно развитие синдрома дистрофии, который называется квашиоркором. Это заболевание сопровождается нарушением функции кишечника, так как с надлежащей скоростью не синтезируются ферменты поджелудочной железы. Возникает порочный круг квашиоркора, характеризующийся прекращением процесса усвоения белка пищи. В организме развивается отрицательный азотистый баланс, нарушается водно-солевой обмен, появляется атония мышц и остановка роста. Тяжелые последствия недостаточного поступления белка в организм человека невозможно лечить терапевтическими методами. Единственное решение проблемы – это употребление в пищу полноценных белков или белковых добавок. Отрицательную роль для человека играют пищевые аллергии, связанные с непереносимостью организмом отдельных видов белковой пищи (молоко, яйца, орехи, белки некоторых злаков). При нормальном пищеварении белки расщепляются в желудочно-кишечном тракте до аминокислот, которые не являются антигенами (аллергенами) и не вызывают ответной иммунной (защитной) реакции. Если в кровяное русло без предварительного расщепления через эпителий кишечника проникают белки пищи, особенно в значительном количестве, то на эти аллергены возникает острая реакция, проявляющаяся в зуде, кожных высыпаниях или желудочно-кишечных расстройствах. Предотвратить пищевую аллергию возможно нагреванием белковой пищи до 120 С с целью денатурации содержащихся в ней белков.

Аминокислоты и функции некоторых аминокислот в организме. Аминокислоты – это первичные структурные блоки молекулы белка. С химической точки зрения аминокислоты являются амфотерными соединениями, так как в одной молекуле аминокислоты содержатся как минимум две функциональные группы основная (амино-) и кислотная (карбоксо-), которые при взаимодействии друг с другом образуют, так называемые пептидные связи. Из 300 известных аминокислот в пищевых продуктах для человека существенную роль играют 20. Аминокислоты отличаются друг от друга структурой боковых цепей, от которой зависят химические, физические свойства и физиологические функции, образуемых ими белков. Так серосодержащая аминокислота цистеин содержит сульфгидрильную группу, что определяет её способность окисляться и придаёт ей защитные и радиопротекторные свойства. Серин содержит активную гидроксильную группу; он входит в состав ряда гидролитических ферментов (трипсина, химотрипсина). Валин необходим для восстановления поврежденных тканей. Может быть использован мышцами в качестве источника энергии. Лизин – диаминокислота, способствует росту костной ткани усвоению кальция.

Аминокислоты цитрулин и орнитин участвуют вместе с аргинином в цикле образования мочевины у человека и животных. Ароматическая аминокислота тирозин является ответственной за окраску волос, кожи, глаз, тёмный цвет пищевых продуктов, например ржаного хлеба. Гетероциклическая аминокислота триптофан участвует в образовании гемоглобина, сывороточных белков, никотиновой кислоты. Часть аминокислот играет роль медиаторов – веществ, принимающих участие в передаче нервных импульсов от одной нервной клетки к другой.

Незаменимые аминокислоты. Пищевая и биологическая ценность белков В организме человека синтезируется только часть аминокислот, другие должны доставляться с пищей. Первые из них называются заменимыми, вторые – незаменимыми. Жизнедеятельность человека обеспечивается ежедневным потреблением с пищей сбалансированной смеси, содержащей восемь незаменимых аминокислот и две частично заменимые (аргинин и гистидин). Незаменимые представлены ароматическими (фенилаланин, триптофан), алифатическими (лейцин, валин, изолейцин, лизин), а также содержащими серу (метионин) и гидроксильную группу (треонин). Отсутствие в пище хотя бы одной незаменимой аминокислоты приводит к неполному усвоению других, что в итоге приводит к тяжёлым клиническим последствиям. Для оценки аминокислотного состава белков в пищевом продукте используют показатель аминокислотного скора (АС ). Скор выражают в процентах или безразмерной величиной, представляющей собой отношение содержания незаменимой аминокислоты (АК) в белке исследуемого пищевого продукта к ее количеству в эталонном «идеальном» белке.

Аминокислотный состав эталонного белка сбалансирован и идеально соответствует потребностям организма человека в каждой незаменимой кислоте, поэтому его еще называют «идеальным». Аминокислота, скор которой имеет самое низкое значение, называется первой лимитирующей аминокислотой. Значение скора этой аминокислоты определяет биологическую ценность и степень усвоения белков. Другой метод определения биологической ценности белков заключается в определении индекса незаменимых аминокислот (ИНАК). Этот показатель является интегральным и позволяет учитывать количество всех незаменимых кислот в белке исследуемого продукта. Индекс рас считывают по формуле: где n – число аминокислот, шт; б,э – содержание аминокислоты в белке изучаемого продукта и эталонном белке, соответственно.

Удельный вес незаменимых аминокислот в общем количестве белков животного происхождения составляет 52%. В растительных продуктах их присутствие составляет лишь 30%. К тому же, усвояемость их значительно снижена из-за прочной связи белков с клетчаткой. Если принять усвояемость белков молока за 100%, то усвояемость белков мяса составит 90%, картофеля – 80%, пшеницы – 50%, белков некоторых овощей – 25 Кроме того животные белки лучше сбалансированы по аминокислотному составу.

Пептиды – это олигомеры, составленные из остатков аминокислот. Они имеют невысокую молекулярную массу (содержание остатков аминокислот колеблется от нескольких штук до нескольких сотен). В организме пептиды образуются либо в процессе синтеза из аминокислот, либо при гидролизе (расщеплении) белковых молекул. На сегодня установлены физиологическое значение и функциональная роль наиболее распространенных групп пептидов, от которых зависят здоровье человека, органолептические и санитарно-гигиенические свойства пищевых продуктов. Пептиды-буферы. В мышцах животных и человека обнаружены дипептиды, выполняющие буферные функции, то есть поддерживающие постоянный уровень р Н.

Пептиды-гормоны . Гормоны – вещества органической природы, вырабатываемые клетками желез, регулируют деятельность отдельных органов, желез и организма в целом: сокращение гладкой мускулатуры организма и секреции молока молочными железами, регуляция деятельности щитовидной железы, активности роста организма, образования пигментов, обуславливающих цвет глаз, кожи, волос. Нейропептиды. Это две группы пептидов ( эндорфины и энкефалины ), содержащихся в мозге человека и животных. Они определяют реакции поведения (боязнь, страх), влияют на процессы запоминания, обучения, регулируют сон, снимают боль. Вазоактивные пептиды синтезируются из белков пищи в результате, они оказывают влияние на тонус сосудов. Пептидные токсины представляют собой группу токсинов, вырабатываемых мироорганизмами, ядовитыми грибами, пчёлами, змеями, морскими моллюсками и скорпионами. Для пищевой промышленности они нежелательны. Наибольшую опасность представляют токсины микроорганизмов (золотистый стафилококк, бактерии ботулизма, сальмонеллы), в том числе грибков, которые развиваются в сырье, полуфабрикатах и готовых пищевых продуктах.

Пептиды-антибиотики . Представители данной группы пептидов бактериального или грибкового происхождения используется в борьбе с инфекционными заболеваниями, вызываемыми стрептококками, пневмококками, стафилококками и др. микроорганизмами. Вкусовые пептиды – прежде всего это соединения со сладким или горьким вкусом. Пептиды горького вкуса образуются в молодых ещё незрелых ферментативных сырах. Пептиды со сладким вкусом ( аспартам ) используются в качестве заменителя сахара. Протекторные пептиды выполняют защитные функции, прежде всего – антиокислительные.

Характеристика белков пищевого сырья. Пептиды, имеющие молекулярную массу более 5000 Да, и выполняющие ту или иную биологическую функцию, называются белками. Функциональные свойства белков зависят от последовательности аминокислот в полипептидной цепи (так называемая первичная структура), а также от пространственной структуры полипептидной цепи (зависят от вторичной, третичной и четвертичной структур). Разные продукты питания отличаются качественным и количественным содержанием белков. В злаковых культурах содержание общего белка составляет 10 20%. Анализируя аминокислотный состав суммарных белков различных злаковых культур следует отметить, что все они, за исключением овса, бедны лизином (2,2 3,8%). Для белков пшеницы, сорго, ячменя и ржи характерно относительно небольшое количество метионина и цистеина (1,6 1,7 мг/100 гбелка). Наиболее сбалансированными по аминокислотному составу являются овес, рожь и рис. В бобовых культурах (соя, горох, фасоль, вика) содержание общего белка высоко и составляет 20 40%. Наиболее широкое применение получила соя. Её скор близок к единице по пяти аминокислотам, но при этом в сое содержится недостаточно триптофана, фенилаланина и тирозина и очень низкое содержание метионина.

В масличных культурах (подсолнечник, хлопчатник, рапс, лён, клещевина, кариандр) содержание общего белка составляет 14 37%. При этом аминокислотный скор белков всех масличных (в меньшей степени хлопчатника) достаточно высок даже для лимитирующих кислот. Этот факт определяет целесообразность получения из масличного сырья концентрированных форм белка и создание на их основе новых форм белковой пищи. Относительно низкое содержание азотистых веществ в картофеле (около 2%), овощах (1 2%) и плодах (0,4 1,0%) указывают на незначительную роль этих видов пищевого растительного сырья в обеспечении продуктов питания белком. Мясо, молоко и получаемые из них продукты содержат необходимые организму белки, которые благоприятно сбалансированы и хорошо усваиваются (при этом показатель сбалансированности и усвоения у молока выше, чем у мяса). Содержание белка в мясных продуктах колеблется от 11 до 22%. Содержание белков в молоке колеблется от 2,9 до 3,5%.

Новые формы белковой пищи. Сегодня в условиях постоянно растущего общества и ограниченности ресурсов перед человеком стоит необходимость создания современных продуктов питания, обладающих функциональными свойствами и отвечающих требованиям науки о здоровом питании. Новые формы белковой пищи – это продуты питания, получаемые на основе различных белковых фракций продовольственного сырья с применением научно обоснованных способов переработки, и имеющие определённый химический состав, структуру и свойства. Широкое признание получили различные растительные белковые источники: зернобобовые, хлебные и крупяные и побочные продукты их переработки, масличные; овощи и бахчёвые, вегетативная масса растений. При этом для производства белковых продуктов преимущественно используются соя и пшеница. Продукты переработки соевых белков подразделяются на три группы, отличающиеся по содержанию белка: муку и крупу получают путём помола в них содержится 40 45% белка от общей массы продукта; соевые концентраты получают путём удаления водорастворимых компонентов, они содержат 65 70% белка; соевые изоляты получают экстракцией белка, они содержат не менее 90% белка.

На основе сои получают текстурированные белковые продукты , в которых соевые белки используют, например, вместо белков мяса. Гидролизованные соевые белки называются модифицированными . Их используют как функциональные и вкусовые добавки к пище. Сегодня на основе сои также выпускают соевое молоко, соевый соус, тофу (соевый творог) и др. продукты питания. Из пшеницы или пшеничной муки методом водной экстракции получают сухую пшеничную клейковину с содержанием белка 75 80%. В то же время наличие лимитирующих аминокислот в растительных белках определяет их неполноценность. Выходом здесь является совместное использование различных белков, что обеспечивает эффект взаимного обогащения. Если при этом достигают повышения аминокислотного скора каждой незаменимой лимитирующей аминокислоты по сравнению отдельным использованием исходных белков, то говорят об эффекте простого обогащения , если после смешивания аминокислотный скор каждой аминокислоты превышает 1,0, то – это эффект истинного обогащения . Использование подобных сбалансированных белковых комплексов обеспечивает повышение усвояемости растительных белков до 80 100%.

Функциональные свойства белков. Белки и белковые концентраты находят широкое применение в производстве пищевых продуктов благодаря присущим им уникальным функциональным свойствам, под которыми понимают физико-химические характеристики, определяющие поведение белков при переработке в пищевые продукты и обеспечивающие определенную структуру, технологические и потребительские свойства готового продукта. К наиболее важным функциональным свойствам белков относятся растворимость, водосвязывающая и жиросвязывающая способность, способность стабилизировать дисперсные системы (эмульсии, пены, суспензии), образовывать гели. Растворимость – это первичный показатель оценки функциональных свойств белков, характеризуется количеством белка, переходящего в раствор. Растворимость в наибольшей степени зависит от присутствия нековалентных взаимодействий: гидрофобных, электростатических и водородных связей. Белки с высокой гидрофобностью хорошо взаимодействуют с липидами, с высокой гидрофильностью хорошо взаимодействуют с водой. Поскольку белки одного типа имеют одинаковый по знаку заряд, то они отталкиваются, что способствует их растворимости. Соответственно в изоэлектрическом состоянии, когда суммарный заряд белковой молекулы равен нулю, а степень диссоциации минимальна, белок обладает низкой растворимостью, даже может скоагулировать.

Водосвязывающая способность характеризуется адсорбцией воды при участии гидрофильных остатков аминокислот, жиросвязывающая – адсорбцией жира за счёт гидрофобных остатков. В среднем на 1 г белка может связывать и удерживать на своей поверхности 2 4 г воды или жира. Жироэмульгирующая и пенообразующая способность белков широко используются при получении жировых эмульсий и пен, то есть гетерогенных систем вода-масло, вода-газ. Благодаря наличию в белковых молекулах гидрофильных и гидрофобных зон они взаимодействуют не только с водой, но и с маслом и воздухом и, выступая в качестве оболочки на границе раздела двух сред, способствуют их распределению друг в друге, то есть созданию устойчивых систем. Гелеобразующие свойства белков характеризуются способностью их коллоидного раствора из свободного диспергированного состояния переходить в связанодисперсное с образованием систем, обладающих свойствами твёрдых тел. Вязко-эластично-упругие свойства белков зависят от их природы (глобулярные или фибрилярные), а также наличия функциональных групп, которыми белковые молекулы связываются между собой или с растворителем.

Физиологическое значение углеводов в питании человека. 1 Общая характеристика углеводов. 2 Физиологическое значение углеводов. 3 Функции моносахаридов и олигосахаридов в пищевых продуктах. 4 Функции полисахаридов в пищевых продуктах. 1 Общая характеристика углеводов. Углеводы – это класс соединений, образованных углеродом, водородом и кислородом, с наиболее часто встречающейся химической формулой C n (H 2 O) m . По своей природе углеводы – это многоатомные спирты с наличием альдегидной (альдозы) или кетонной группы (кетозы). Углеводы составляют три четверти биологического мира и примерно 60–80% калорийности пищевого рациона. Согласно принятой в настоящее время классификации углеводы под разделяются на три основные группы: моносахариды, олигосахариды и полисахариды. Моносахариды обычно содержат от 3 до 9 атомов углерода, причем наиболее распространены пентозы и гексозы. Моносахариды присутствуют, как в развёрнутой, так и в циклической формах. Среди моносахаридов широко известны глюкоза, фруктоза, галактоза. Глюкоза (виноградный сахар) содержится в ягодах, фруктах и меде. Из молекул глюкозы построены крахмал, гликоген, мальтоза; глюкоза является составной частью сахарозы, лактозы.

Фруктоза (плодовый сахар) содержится в меде, фруктах; является составной частью сахарозы. Галактоза - составная часть молочного сахара (лактозы), которая со держится в молоке млекопитающих, растительных тканях, семенах. Полисахариды – это основной источник углеводов в пище человека и животных. Ониподразделяются на полисахариды первого порядка (олигосахариды) и второго порядка (полиозы). Олигосахариды содержат от 2 до 10 остатков моносахаридов, соединенных гликозидными связями. Наиболее распространенны дисахариды сахароза (обычный пищевой сахар) и лактоза содержится только в молоке и состоит из гaлактозы и глюкозы. Полисахариды второго порядка можно разделить на гомополисахариды (состоят из моносахаридных единиц только одного типа) и гетерополисахариды (для них характерно наличие двух или более типов мономерных звеньев). Крахмал состоит из двух гомополисахаридов: ли нейного – амилозы (задействованы связи 1-4) и разветвленного – амилопектина (задействованы связи 1-6). Крахмал является главной составной частью пищи человека, содержится в хлебе, картофеле, крупах, овощах. Гликоген – полисахарид, широко распространенный в тканях живот ных, близкий по своему строению к амилопектину.

Целлюлоза (или клетчатка) является одним из наиболее распростра ненных растительных гомополисахаридов. Она выполняет роль опорного материала растений, из нее строится жесткий скелет стеблей, листьев. Слизи (содержатся в большом количестве в льняных семенах и в зерне ржи) и гумми (камеди – выделяемые в виде наплывов вишневыми, сливовыми или миндальными деревьями в местах повреждения ветвей и стволов). Пектиновые вещества , содержащиеся в растительных соках и плодах, представляют собой гетерополисахариды. Пектины составляют основу фруктовых гелей. Физиологическое значение углеводов Углеводы являются главным источником энергии для человеческого организма, необходимой для жизнедеятельности всех клеток, тканей и органов, особенно мозга, сердца, мышц. В результате биологического окисления углеводов (а также жиров и, в меньшей степени, белков) в организме освобождается энергия 16,7 к Дж (4 ккал) из 1 г углеводов или белков, 37,76 к Дж (9 ккал) из 1 г жиров. Кроме того в организме углеводы и их производные входят в состав соединительной ткани; противодействуют накоплению кетоновых тел при окислении жиров; предотвращают свертывание крови в сосудах, препятствуют проникновению бактерий через клеточную оболочку и др.

Углеводные запасы человека очень ограничены, содержание их не превышает 1% массы тела. При интенсивной работе они быстро истощаются, поэтому углеводы должны поступать с пищей ежедневно. Суточная потребность человека в углеводах составляет 400-500 г, при этом примерно 80% приходится на крахмал. С точки зрения пищевой ценности углеводы подразделяются на усваиваемые и неусваиваемые. Усваиваемые углеводы – моно- и олигосахариды, крахмал, гликоген. Неусваиваемые – целлюлоза, гемицеллюлозы, инулин, пектин, гумми, слизи. Все усваиваемые углеводы расщепляются в желудочно-кишечном тракте до моносахаридов, а моносахариды далее всасываются из кишечника в кровь. Неусваиваемые углеводы человеческим организмом не утилизируются, но они чрезвычайно важны для пищеварения и составляют так называемые пищевые волокна. Пищевые волокна выполняют следующие функции в организме человека: стимулируют моторную функцию кишечника; препятствуют всасыванию холестерина; играют положительную роль в нормализации состава микрофлоры кишечника, в ингибировании гнилостных процессов; оказывают влияние на липидный обмен, нарушение которого приводит к ожирению; адсорбируют желчные кислоты.

В настоящее время можно считать доказанным, что необходимо увеличивать в рационе пищевые волокна. Источником их являются ржаные и пшеничные отруби, овощи, фрукты. Суточная норма пищевых волокон составляет 20–25 г.

Функции моносахаридов и олигосахаридов в пищевых продуктах. Как и для белков у углеводов главной функциональной особенностью является гидрофильность. Гидрофильность углеовдов обусловлена наличием многочисленных ОН-групп, которые взаимодействуют с молекулами воды, что приводит к растворению углеводов. Эффект связывания воды в значительной степени зависит от структуры углевода. Так, например, фруктоза значительно более гигроскопична, чем глюкоза, хотя они имеют и одинаковое число гидроксильных групп. А сахароза гораздо более гигроскопична чем лактоза или мальтоза. Различная водосвязывающая способность углеводов позволяет их целенаправленно использовать в различных технологиях. Например, замороженные пекарские изделия не должны содержать больших количеств абсорбированной влаги, поэтому в этих изделиях целесообразно использовать лактозу или мальтозу. В других случаях, когда нежелательна потеря влаги в продуктах при хранении желательно использовать гигроскопичные сахара, например, фруктозные сиропы.

Углеводы могут связывать летучие ароматические вещества и способствуют сохранению цвета продуктов, что особенно важно в процессах сушки. Способность к связыванию ароматических веществ у олигосахаридов (циклодекстрины, гуммиарабик) выражена в большей степени, чем у моносахаридов. Под действием высоких температур углеводы в пищевых продуктах участвуют в реакциях образования коричневых веществ – это реакции карамелизации и меланоидинообразования. При этом образуются и ароматические вещества, имитирующие карамельный аромат, аромат ржаного хлеба, шоколада, запах картофеля или жареного мяса. Протекание подобных реакций необходимо учитывать, так как они могут быть и нежелательными. Важной функцией низкомолекулярных углеводов в пищевых продуктах является их сладость. Если принять сладость сахарозы за 100 ед., то сладость глюкозы составит 74ед., фруктозы – 180ед., лактозы – 32ед., а у заменителей сахара аспартам – 180ед, сахарин – 500ед.

Функции полисахаридов в пищевых продуктах. Все полисахариды, присутствующие в пищевых продуктах, выполняют ту или иную полезную роль, связанную с их молекулярной архитектурой, размером и наличием межмолекулярных взаимодействий, в первую очередь, водородных. Неусваиваемые полисахариды целлюлоза, гемицеллюлоза и пектиновые компоненты клеточных стенок овощей, фруктов и семян придают многим продуктам твердость, хрупкость, плотность, обеспечивают загустевание, вязкость, липкость, гелеобразование, ощущения во рту. В принципе, полисахариды должны быть растворимы, поскольку они состоят из гликозидных единиц (гексоз или пентоз), содержащих несколько точек для образования водородных связей с молекулами воды, что и определяет растворимость. Однако отдельные молекулы полисахаридов соединяются водородными связями друг с другом и образуют устойчивые нерастворимые кристаллические структуры. В первую очередь это относится к целлюлозе. Подобные свойства могут проявляться и в растворах полисахаридов, когда отдельные молекулы соединяются между собой с образованием седиментационно неустойчивых частиц. Примером тому является кристаллизация (ретроградация) молекул крахмала. При этом процесс вытеснения воды из молекул крахмала называется синерезисом .

Однако когда молекулы полисахарида связываются между собой не плотно, а только по отдельным зонам, то они образуют трёхмерную сетку с растворителем – гель. В случае, когда сетка геля содержит малое количество соединительных зон, такой гель называют слабым. Он легко разрушается под внешним давлением или при небольшом увеличении температуры. Если в сетке геля количество соединительных зон велико, то такие гели (твёрдые) могут противостоять внешнему давлению, а также они термоустойчивы. В растворах разветвлённых полисахаридов, а также заряженных полисахаридов (содержат электролитические группы СООН) количество соединительных зон между молекулами слишком мало, поэтому такие растворы не превращаются в гели, а лишь обладают повышенной вязкостью. При этом вязкость раствора пропорциональна размеру молекулы и её заряду: линейные и заряженные полисахариды образуют более вязкие растворы.

Крахмал является важным компонентом пищевых продуктов, исполняя роль загустителя и связывающего агента. Крахмалы являются хорошими загустителями и в горячей воде образуют вязкие клестеры. Однако при хранении и замораживании крахмалосодержащих продуктов возможна ретроградация, что приводит к появлению волокнистой структуры продукта и его черствению. Модифицированные крахмалы получают из природного крахмала, они обладают улучшенными функциональными свойствами и образуют более устойчивые клейстеры и гели. Целлюлоза нерастворима в воде. В пищевых продуктах используют гидролизаты целлюлозы (микрокристаллическую целлюлозу) в начинках, пудингах, мягких сырах, фруктовых желе, пекарских изделиях, мороженом и различных замороженных десертах. Гемицеллюлозы – класс структурных полисахаридов, растительного происхождения. Они хорошо связывают воду и, тем самым, способствуют улучшению качества теста, а также препятствуют черствению готовых хлебобулочных изделий. Пектин – класс структурных полисахаридов, растительного происхождения. Они хорошо связывают воду и обладают хорошей желирующей и гелеобразующей способностью, поэтому широко используется в производстве кондитерских изделий, фруктовых желе, джемов.

Физиологическое значение липидов в питании человека. 1 Строение и состав липидов. 2 Пищевая ценность масел и жиров. 1 Строение и состав липидов Липидами (от греч. lipos– эфир) называют сложную смесь эфироподобных органических соединений с близкими физико-химическими свойствами. Липиды широко используются при получении многих продуктов питания, являются важными компонентами пищевых продуктов, во многом определяя их пищевую и биологическую полноценность и вкусовые качества. В растениях липиды накапливаются, главным образом, в семенах и плодах и варьируется от нескольких процентов в злаковых и крупяных культурах до десятков процентов в масличных культурах. У животных и рыб липиды концентрируются в подкожных, мозговой и нервной тканях. Содержание липидов в рыбе варьируется от 8 до 25%, у туш наземных животных оно сильно колеблется: 33% (свинина), 9,8% (говядина). В молоке различных видов животных содержание липидов колеблется от 1,7% в кобыльем молоке до 34,5% в молоке самки северного оленя. Липиды не растворимы в воде (гидрофобны ), хорошо растворимы в органических растворителях (бензине, диэтиловом эфире, хлороформе и др.).

По химическому строению липиды являются производными жирных кислот, спиртов, альдегидов, построенных с помощью сложноэфирной, простой эфирной, фосфоэфирной, гликозидной связей. Липиды делят на две основные группы: простые и сложные липиды. К простым нейтральным липидам относят производные высших жирных кислот и спиртов: глицеролипиды, воски, эфиры холестерин, гликолипиды и другие соединения. Молекулы сложных липидов содержат в своем составе не только остатки высокомолекулярных карбоновых кислот, но и фосфорную, серную кислоты или азот. Наиболее важная и распространенная группа простых нейтральных липидов – ацилглицерины (или глицериды) . Это сложные эфиры глицерина и высших карбоновых кислот. Они составляют основную массу липидов (иногда до 95%) и, по существу, именно их называют жирами или маслами. В состав жиров входят, главным образом, триацилглицерины (I), реже диацилглицерины (II) и моноацилглицерины (III):

Важнейшими представителями сложных липидов являются фосфолипиды – обязательные компоненты растений (0,3-1,7%). Их молекулы построены из остатков спиртов (глицерина, сфингозина), жирных кислот, фосфорной кислоты (Н 3 РО 4 ), а также содержат азотистые основания, остатки аминокислот и некоторых других соединений. Молекулы большинства фосфолипидов построены по общему принципу. В их состав входят, с одной стороны, гидрофобные, отличающиеся низким сродством к воде, с другой – гидрофильные группы (остатки фосфорной кислоты и азотистого основания). Они получили название «полярных головок». Благодаря этому свойству (амфифильность) фосфолипиды часто создают границу раздела (мембрану) между водой и гидрофобной фазой в системах живых организмов и пищевых продуктах. Липиды выполняют не только энергетическую функцию (свободные липиды), но и выполняют структурную функцию: вместе с белками и углеводами входят в состав мембран клеток и клеточных структур. По массе структурные липиды со ставляют значительно меньшую группу липидов (в масличных семенах 3-5%). Это трудноизвлекаемые «связанные» и «прочносвязанные» липиды.

Пищевая ценность масел и жиров. Растительные жиры и масла являются обязательным компонентом пищи, источником энергетического и пластического материала для человека, поставщиком ряда необходимых для него веществ (непредельных жирных кислот, фосфолипидов, жирорастворимых витаминов, стеринов), то есть они являются незаменимыми факторами питания, определяющими его биологическую эффективность. Рекомендуемое содержание жира в рационе человека (по калорийности) составляет 30–33%. Наиболее важные источники жиров в питании – растительные масла (в рафинированных маслах 99,7-99,8% жира), сливочное масло (61,5-82,5% липидов), маргарин (до 82,0% жира), комбинированные жиры (50-72% жира), кулинарные жиры (99% жира), молочные продукты (3,5–30% жира), некоторые виды кондитерских изделий – шоколад (35– 40%), отдельные сорта конфет (до 35%), печенье (10-11%); крупы – гречневая (3,3%), овсяная (6,1%); продукты из свинины, колбасные изделия (10-23% жира). В питании имеет значение не только количество, но и химический состав употребляемых жиров, особенно содержание полиненасыщенных кислот.

Полиненасыщенные жирные кислоты линолевая и линоленовая не синтезируются в организме че ловека, арахидоновая – синтезируется из линолевой кислоты при участии витамина В 6 . Поэтому они получили название «незаменимых» или «эссенциальных» кислот. Эти кислоты участвуют в построении клеточных мембран, регулировании обмена веществ в клетках, кровяного давления, агрегации тромбоцитов, способствуют выведению из организма избыточного количества холестерина. Среди продуктов питания наиболее богаты полиненасыщенными кис лотами растительные масла, особенно кукурузное, подсолнечное, соевое. Арахидоновая кислота в растительных маслах практически отсутствует. В наибольшем количестве арахидоновая кислота содержится в яйцах – 0,5%, субпродуктах 0,2 0,3%. Способность жирных кислот, входящих в состав липидов, наиболее полно обеспечивать синтез структурных компонентов клеточных мембран характеризуют с помощью специального коэффициента эффективности метаболизации эссенциальных жирных кислот (КЭМ). КЭМ рассчитывают из выражения (2.1).

– массовая доля арахидоновой кислоты в 100 г жира или 100 г продукта, %; С - массовые доли полиненасыщенных жирных кислот с числом углеродных атомов 20 и 22 шт. и числом двойных связей 2, 3 и 5 шт. в 100 г жира или 100 г продукта, %. , , , ,

Физиологическое значение минеральных веществ в питании человека. 1 Роль минеральных веществ в организме человека. 2 Физиологическая роль отдельных макроэлементов. 3 Физиологическая роль отдельных микроэлементов. 1 Роль минеральных веществ в организме человека Многие элементы в виде минеральных солей, ионов, комплексных соединений и органических веществ входят в состав организма и являются незаменимыми нутриентами. Ежедневное поступление минеральных веществ с пищей и их выведение из организма должно находиться в относительном постоянстве – баланс минеральных веществ. В организме минеральные вещества содержатся в протоплазме и биологических жидкостях, играют основную роль в обеспечении постоянства осмотического давления в клетках и тканях. Они входят в состав сложных органических соединений (например гемоглобина, гормонов, ферментов), являются пластическим материалом для построения костной и зубной ткани. В виде ионов минеральные вещества участвуют в передаче нервных импульсов и других физиологических процессах организма.

В зависимости от количества минеральных веществ в организме человека и пищевых продуктах их подразделяют на макро- и микроэлементы. Так, если массовая доля элемента в организме превышает 10 -2 %, то его следует считать макроэлементом. Доля микроэлементов в организме составляет 10 -5 10 -3 %. Если содержание элемента ниже 10 -5 %, его считают ультрамикроэлементом. К наиболее дефицитным минеральным веществам в питании современного человека относятся кальций и железо, к избыточным – натрий и фосфор. Дефицит минеральных веществ, как правило связан с несбалансированным питанием.

Однако нарушение обмена минеральных веществ может иметь место даже при их достаточном количестве в пище. Это происходит в случае: 1 применение методов кулинарной обработки пищевых продуктов, обуславливающих потери минеральных веществ, например, при размораживании в горячей воде или при удалении отваров овощей и фруктов, куда переходят растворимые соли; 2 отсутствие своевременной коррекции состава рационов при изменении потребности организма в минеральных веществах, связанной с физиологическими причинами. Так, например, у людей, работающих в условиях повышенной температуры внешней среды, увеличивается потребность в калии, натрии, хлоре и других минеральных веществах в связи с тем, что большая их часть выводится из организма с потом; 3 нарушение процесса всасывания минеральных веществ в желудочно-кишечном тракте или повышение потерь жидкости (например, кровопотери).

Физиологическая роль отдельных макроэлементов Кальций. Это основной структурный компонент костей и зубов; необходим для свертывания крови, участвует в регуляции проницаемости клеточных мембран, в молекулярном механизме мышечных сокращений. Кальций относится к трудноусвояемым элементам. При недостаточном потреблении кальция или при нарушении всасывания его в организме наблюдается повышенное выведение его из костей и зубов. У взрослых развивается остеопороз – деминерализация костной ткани, у детей нарушается становление скелета, развивается рахит. Лучшими источниками кальция являются молоко и молочные продукты, различные сыры и творог, зеленый лук, петрушка, фасоль. Магний. Этот элемент необходим для активности ряда ключевых ферментов, участвует в поддержании нормальной функции нервной системы и мышцы сердца; оказывает сосудорасширяющее действие; стимулирует желчеотделение; повышает двигательную активность кишечника. При недостатке магния нарушается усвоение пищи, задерживается рост, в стенках сосудов откладывается кальций, развивается ряд других патоло гических явлений. Магнием богаты в основном растительные продукты: пшеничные отруби, различные крупы, бобовые, урюк, курага, чернослив.

Калий. Он вместе с другими солями обеспечивает осмотическое давление; участвует в регуляции водно-солевого обмена; кислотно-щелочного равновесия; способствует выведению воды и шлаков из организма; участвует в регуляции деятельности сердца и других органов. Он хорошо всасывается из кишечника, а избыток калия быстро удаляется из организма с мочой. Богатыми источниками калия являются растительные продукты: урюк, чернослив, изюм, шпинат, морская капуста, фасоль, горох, картофель и др. Натрий. Он участвует в поддержании осмотического давления в тканевых жидкостях и крови; водно-солевого обмена; кислотно-щелочного равновесия. Этот нутриент легко всасывается из кишечника. Ионы натрия вызывают набухание коллоидов тканей. В основном ионы натрия поступают в организм за счет поваренной соли – Na Cl. При избыточном потреблении хлористого натрия происходит задержка воды в организме осложняется деятельность сердечно-сосудистой системы, повышается кровяное давление. Взрослый человек ежедневно потребляет до 15 г поваренной соли. Этот показатель без ущерба для здоровья можно снизить до 5 г в сутки.

Фосфор. Этот элемент принимает участие во всех процессах жиз недеятельности организма: регуляции обмена веществ; входит в состав нуклеиновых кислот; необходим для образования АТФ. В тканях организма и пищевых продуктах фосфор содержится в виде фосфорной кислоты и ее органических соединений (фосфатов). Основная его масса находится в костной ткани в виде фосфорнокислого кальция. При длительном дефиците фосфора в питании снижается умственная и физическая работоспособность. Большое количество фосфора содержится в продуктах животного про исхождения, особенно в печени, икре, а также в зерновых и бобовых. Сера. Значение этого элемента в питании определяется, в первую оче редь, тем, что он входит в состав белков в виде серосодержащих амино кислот (метионина и цистеина), а также является составной частью неко торых гормонов и витаминов. Содержание серы обычно пропорционально содержанию белков в пищевых продуктах, поэтому ее больше в животных продуктах, чем в рас тительных.

Хлор. Этот элемент участвует в образовании желудочного сока, фор мировании плазмы. Этот нутриент легко всасывается из кишечника. Избыток хлора накапливается в коже. Суточная потребность в хлоре составляет примерно 5 г. Хлор поступает в организм человека в основном в виде хлористого натрия. Роль отдельных микроэлементов Железо. Этот элемент необходим для биосинтеза соединений, обес печивающих дыхание, кроветворение; он участвует в окислительно-восстановительных реакциях; входит в состав цитоплазмы, клеточных ядер. Потребность взрослого человека в железе с избытком удов летворяется обычным рационом. В легкоусвояемой форме железо содержится только в мясных продуктах, печени, яичном желтке. Медь. Медь играет роль в образовании эритроцитов, развитии скелета, центральной нервной системы и соединительной ткани. Обычно медь соединена с белками, входящими в состав эритроцитов и плазмы крови. Медь широко распространена в пищевых продуктах и в достатке обеспечивается суточным рационом. Избыточное потребление меди ведет к раздражению и разъеданию слизистых, поражению капилляров, печени и почек.

Йод. Йод является необходимым элементом, участвующим в образовании гормона тироксина. При недостаточности йода развивается зобная болезнь – заболевание щитовидной железы. Суточная потребность в йоде зачастую не обеспечивается суточным рационом. Наиболее богаты йодом продукты моря. Фтор. Фтор участвует в формировании зубной эмали и входит в состав скелета. Для человека актуальным является, как недостаток, так и избыток фтора. В первом случае происходит разрушение зубной эмали. При избытке фтора в организме его соли накапливаются в костях, что приводит к остеохондрозу, то есть огрублению суставов, образованию костных наростов. Для профилактики и лечения кариеса зубов используют различные зубные пасты, порошки, эликсиры, жевательные резинки и т.п., которые содержат добавляемый к ним фтор.

Цинк. Данный микроэлемент участвует в биосинтезе белка и метаболизме нуклеиновых кислот. Цинк очень важен для процессов пищеварения и усвоения питательных веществ, так как цинк обеспечивает синтез важнейших пищеварительных ферментов в поджелудочной железе. Суточная потребность в цинке вполне удовлетворяется обычным рационом. Преимущественно содержится в животных продуктах, а также в бобовых. Селен и молибден входят в состав ферментов оксидоредуктаз, селен способствует усвоению йода. Молибден тормозит развитие кариеса. Селеном богаты зерновые продукты, мясо (особенно субпродукты), продукты моря. Наиболее богаты молибденом различные виды овощей (например бобовые) и внутренние органы животных.

Физиологическое значение витаминов в питании человека. 1 Общие сведения о витаминах. 2 Физиологическое значение водорастворимых витаминов. 3 Физиологическое значение жирорастворимых витаминов. 1 Общие сведения о витаминах Витамины – низкомолекулярные органические соединения различной химической природы, биорегуляторы процессов, протекающих в живом организме. Для нормальной жизнедеятельности человека витамины необходимы в небольших количествах, но поскольку организм не может синтезировать витамины, то они должны поступать с пищей. При этом важно содержание в пище не только витаминов, но и их предшественников (провитаминов). Отсутствие или недостаток в организме витаминов вызывает болезни недостаточности: гиповитаминозы (болезни в результате длительного недостатка) и авитаминозы (болезни в результате отсутствия или резко выраженного глубокого дефицита витаминов). При гиповитаминозах наблюдается утомляемость, потеря аппетита, раздражительность, нестойкость к заболеваниям. При авитаминозах проявляются болезни, вызванные значительным дефицитом витаминов (бери-бери, цинга, пеллагра и др.).

Наиболее важными причинами гипо- и авитаминоза являются следующие: Недостаточное поступление витаминов с пищей, связанное с их низким содержанием в рационе, снижением общего количества потребляемой пищи, потерями витаминов в ходе технологического потока. Угнетение кишечной микрофлоры, продуцирующей некоторые витамины. Нарушение ассимиляции усвоения витаминов из пищи. Повышенная потребность в витаминах, связанная с особенностями физиологического состояния организма или интенсивной физической нагрузкой, особыми климатическими условиями. При приеме витаминов в количестве, значительно превышающем физиологические нормы, могут развиться гипервитаминозы. Это особенно характерно для жирорастворимых витаминов.

Сейчас известно свыше тринадцати соединений, относящихся к витаминам. Все витамины помимо тривиального наименования имеют условное обозначение буквами латинского алфавита (А, В, С, D и т. д.). По растворимости витамины могут быть разделены на две группы: водорастворимые (В 1 , В 2 , В 6 , РР, С и др.) и жирорастворимые (A, D, Е, К). Имеется группа соединений, близких к витаминам по строению, которые, конкурируя с витаминами, могут занять их место в ферментных системах, но не в состоянии выполнить их функции. Они получили название антивитаминов. Массовые обследования указывают на существование дефицита витаминов у большей части людей. Наиболее эффективный способ витаминной профилактики – обогащение витаминами массовых продуктов питания.

Физиологическое значение водорастворимых витаминов Витамин С (L-аскорбиновая кислота). Является противоцинготным фактором, участвует во многих видах окислительно-восстановительных процессов, участвует в обеспечении нормальной проницаемости стенок капиллярных сосудов, повышает их прочность и эластичность, способствует лучшему усвоению железа, нормальному кроветворению. При нехватке витамина С наблюдается сонливость, утомляемость, снижается сопротивляемость организма человека к простудным заболевани ям, при авитаминозе развивается цинга. Основные источники витамина С – овощи, фрукты, ягоды. Витамин B 1 (тиамин). Тиамин участвует в регулировании углеводного обмена, а также в реакциях энергетического обмена. Витамин В 1 входит в состав ряда окислительно-восстановительных ферментов. Недостаток его вызывает нарушение в работе нервной, сердечно-сосудистой, пищеварительной систем, полиневрит (бери-бери). Основные источники витамина В 1 , – продукты из зерна: пшеничный и ржаной хлеб, хлеб из муки грубого помола, некоторые крупы, бобовые, свинина, шрот соевый.

Витамин В 2 (рибофлавин). Входит в состав ферментов. Участвует в обмене белков, жиров, нормализует функцию нервной, пищеварительных систем. При недостатке рибофлавина возникают заболевания кожи (себорея, псориаз), воспаление слизистой оболочки ротовой полости, развиваются заболевания кровеносной системы и желудочно-кишечного тракта. Источники витамина В 2 практически все пищевые продукты. Некоторое количество витамина В 2 поступает в организм человека в результате деятельности кишечной микрофлоры. Витамин В 3 (Пантотеновая кислота). Входит в состав ферментов биологического ацилирования, участвует в биосинтезе и окислении жирных кислот, липидов, синтезе холестерина, стероидных гормонов. Отсутствие пантотеновой кислоты в организме вызывает вялость, дерматит, выпадение волос, онемение пальцев ног. Пантотеновая кислота широко распространена в природе, кроме того она синтезируется микрофлорой кишечника.

Витамин РР (ниацин, никотиновая кислота, никотинамид). Ниацин является входит в состав ферментов дегидрогеназ, участвует в тканевом дыхании и углеводном обмене. При недостатке витамина РР в организме наблюдается вялость, быстрая утомляемость, бессонница, повышенное сердцебиение, пониженная сопротивляемость к инфекционным заболеваниям. Источники витамина РР – мясные продукты, особенно субпродукты, богата ниацином рыба. Витамин В 6 (пиридоксин). В качестве кофермента участвует в синтезе и превращениях амино- и жирных кислот. Необходим для нормальной деятельности нервной системы, органов кроветворения, печени. Недостаток витамина вызывает дермиты. Витамин В 6 широко распространен в природе.

Витамин В 9 (фолиевая кислота, фолацин). Участвует в процессах кроветворения, реакциях метилирования, синтезе амино- и нуклеиновых кислот. Фолиевая кислота необходима для деления клеток, то есть роста организма. Недостаток фолиевой кислоты проявляется в нарушениях кроветворения (анемия, лейкомия), работе пищеварительной системы, снижении сопротивляемости организма к заболеваниям. Фолиевая кислота широко распространена в природе. Много ее в зелени и овощах, субпродуктах, хлебе и твороге. В значительных количествах она вырабатывается микрофлорой кишечника. Витамин В 12 (цианокобаламин). Участвует в процессах кроветворения, превращениях аминокислот, биосинтезе нуклеиновых кислот. При недостатке витамина В 12 наступает слабость, падает аппетит, развивается злокачественное малокровие, нарушается деятельность нервной системы. Витамин В 12 содержится в продуктах животного происхождения и молочных продуктах.

Витамин Н (биотин). Участвует в биосинтезе липидов, аминокислот, углеводов, нуклеиновых кислот. При недостатке витамина возникает депигментация и дерматит кожи, нервные расстройства. Биотин содержится в большинстве пищевых продуктов, но больше всего в субпродуктах и бобовых. 3 Физиологическое значение жирорастворимых витаминов Витамин А (ретинол). Он участвует в биохимических процессах, связанных с деятельностью мембран клеток органов зрения. Входит в состав зрительного белка – родопсина. При недостатке ретинола замедляется рост развивающегося организма, нарушается зрение, происходит ороговение слизистых оболочек. Обнаружен витамин только в продуктах животного происхождения, особенно много его в печени морских животных и рыб. Потребность человека в витамине А может быть удовлетворена и за счет растительной пищи (морковь, красный перец, помидоры), в которой содержатся его провитамины – каротины.

Витамины группы D. Под этим термином понимают несколько соеди нений. Наиболее активной формой является холекальциферол (D 3 ). Витамин D регулирует содержание кальция и неорганического фосфора в крови, участвует в минерализации костей и зубов. Хронический дефицит его приводит к развитию рахита у детей и разрежению костей – остеопорозу – у взрослых (следствие его – частые пере ломы костей). Кальциферолы содержатся в продуктах животного происхождения: рыбьем жире; печени трески; говяжьей печени, сливочном масле. Токоферолы (витамин Е). Основной представитель этой группы витаминов – α-токоферол. Токоферолы являются природными антиоксидантами клеточных структур, влияют на биосинтез ферментов. При авитаминозе нарушаются функции размножения, наблюдается поражение миокарда, сосудистой и нервных систем. Распространены токоферолы в растительных объектах, в первую очередь в маслах: соевом, хлопковом, подсолнечном, а также содержится в хлебе и крупах.

Витамин К. По химической природе витамин К является хиноном. Витамин К необходим человеку для нормализации или ускорения свертывания крови. При недостатке витамина К наблюдается повышенная кровоточивость, особенно при порезах. Источником витамина К являются зеленые части растений (укроп, шпинат, капуста), витамин также образуются в результате деятельности микрофлоры кишечника.

Физиологическое значение пищевых кислот в питании человека. 1 Общая характеристика кислот пищевых продуктов. 2 Пищевые кислоты и их кислотность. Влияние пищевых кислот на качество продуктов. 3 Регуляторы кислотности пищевых систем. 1 Общая характеристика кислот пищевых продуктов Пищевые кислоты представляют собой разнообразную по своим свойствам группу веществ органической и неорганической природы. Состав и особенности химического строения пищевых кислот различны и зависят от специфики пищевого объекта, а также природы кислотообразования. Наиболее широко распространены нелетучие моно- и дикарбоновые кислоты, предельные и непредельные, в том числе гидрокси- и оксокислоты. Кроме того определённую роль в пищевых продуктах играют аминокислоты и высшие жирные кислоты. Основные источники пищевых кислот – растительное сырье и продукты его переработки. При этом некоторое количество кислот в плодах и ягодах может находиться в виде солей.

Наиболее типичными в составе различных плодов и ягод являются лимонная и яблочная кислоты. Из числа других кислот часто обнаруживаются хинная, янтарная и щавелевая. Концентрации отдельных органических кислот в различных плодах и ягодах неодинаковы. Так в цитрусовых, ананасе и большинстве видов ягод доминирует лимонная кислота, а в семечковых и косточковых плодах – яблочная кислота. Кислотный состав зависит также и от степени зрелости плода, так при созревании персиков количество яблочной кислоты в них значительно возрастает, а лимонной уменьшается. В составе молока и молочных продуктов основной органической кислотой является молочная кислота, образование которой связано с биохимическим превращением молочного сахара – лактозы под действием молочнокислых бактерий

Пищевые кислоты и их кислотность. Влияние пищевых кислот на качество продуктов Кислый вкус пищевого продукта обусловливают ионы водорода, образующиеся в результате диссоциации содержащихся в нем кислот и кислых солей. Активность ионов водорода (активная кислотность) характеризуется показателем р Н (отрицательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов). Практически все пищевые кислоты являются слабыми и в водных растворах диссоциируют незначительно. Поэтому пищевые кислоты вместе с солями часто образуют буферные системы, обеспечивающие стабильный уровень ионов водорода (активной кислотности) в пищевом продукте. Примером такой системы является молоко, где выраженными буферными свойства обладают белки и некоторые минеральные соли. Для реального отражения концентрации в пищевом продукте веществ, имеющих кислотный характер, определяют показатель общей или титруемой кислотности. Для разных продуктов эта величина выражается через различные показатели. Например, в соках определяют общую кислотность в г на 1 л, в молоке – титруемую кислотность в градусах Тернера, в масле – титруемую кислотность в градусах Кетстофера и т. д.

Кислоты участвуют в формировании вкуса и аромата, принадлежащих к числу основных по казателей качества пищевого продукта. Главное вкусовое ощущение, вызываемое присутствием кислот в со ставе продукта, – кислый вкус, который в общем случае пропорционален концентрации ионов Н . Поскольку пищевые кислоты имеют различную степень диссоциации, то пороговая концентрация (минимальная концентрация вкусового вещества, воспринимаемая органами чувств), позволяющая ощутить кислый вкус, для них различна и составляет, например, для лимонной кислоты 0,017%, для уксусной – 0,030%. В случае органических кислот на восприятие кислого вкуса оказывает влияние и анион молекулы. В зависимости от природы последнего могут возникать комбинированные вкусовые ощущения, например, лимонная кислота имеет кисло-сладкий вкус, а пикриновая – кисло-горький. Изменение вкусовых ощущений происходит и в присутствии солей неорганических кислот. Так, соли аммония придают продукту соленый вкус.

Качество пищевого продукта представляет собой интегральную величину, включающую, помимо органолептических свойств (вкуса, цвета, аромата), показатели, характеризующие его коллоидную, химическую и микробиологическую стабильность. Величина р Н оказывает влияние на следующие технологические параметры: образование компонентов вкуса и аромата; коллоидную стабильность полидисперсной пищевой системы; термическую стабильность пищевой системы; активность ферментов; условия роста полезной микрофлоры и ее влияние на процессы созревания (например, пива или сыров).

Регуляторы кислотности пищевых систем Пищевые кислоты могут намеренно вводиться в пищевую систему в ходе технологического процесса для достижения различных целей: придание определенных органолептических свойств (вкуса, цвета, аромата), характерных для конкретного продукта; влияние на коллоидные свойства, обусловливающие формирование консистенции, присущей конкретному продукту; повышение стабильности (влияние на микрофлору), обеспечивающей сохранение качества продукта в течение определенного времени. Наиболее часто используемые пищевые кислоты: Уксусная кислота . В зависимости от сырья, из которого получают уксусную кислоту, различают винный, фруктовый, яблочный, спиртовой уксус и синтетическую уксусную кислоту. Уксусную кислоту получают путем уксуснокислого брожения. Соли этой кислоты имеют название ацетаты (ацетаты калия и натрия). Основная область использования – овощные консервы и маринованные продукты. Применяется в майонезах, соусах.

Молочная кислота – это продукт молочнокислого брожения сахаров. Ее соли и эфиры называются лактатами. В виде пищевой добавки используется в производстве карамельных масс, кисломолочных продуктов. Лимонная кислота – это продукт лимоннокислого брожения сахаров. Имеет наиболее мягкий вкус по сравнению с другими пищевыми кислотами и не оказывает раздражающего действия на слизистые оболочки пищеварительного тракта. Соли и эфиры лимонной кислоты – цитраты. Применяется в кондитерской промышленности, при производстве некоторых видов рыбных консервов. Винная кислота является продуктом переработки отходов виноделия (винных дрожжей и винного камня). Не подвергается обменным превращениям в организме человека. Основная часть (около 80%) разрушается в кишечнике под действием бактерий. Соли и эфиры винной кислоты называются тартратами. Применяется в кондитерских изделиях.

Яблочная кислота обладает менее кислым вкусом, чем лимонная и винная. Эту кислоту получают синтетическим путём. Соли и эфиры яблочной кислоты называются малатами. Применяется в кондитерском производстве. Фосфорная кислота и ее соли – фосфаты широко распространены в пищевом сырье и продуктах его переработки. В высоких концентрациях фосфаты содержатся в молочных, мясных и рыбных продуктах, в безалкогольных напитках и кондитерских изделиях. В производстве продуктов питания могут использоваться и соли пищевых кислот (янтарный ангидрид, глюконо-дельта-лактон). Они гидролизуются и тем самым регулируют кислотность продукта. Большинство пищевых кислот широко используются в производстве безалкогольных напитков.

Физиологическое значение ферментов в питании человека. 1 Общие свойства ферментов. 2 Классификация и номенклатура ферментов. 2.1 Оксидоредуктазы. 2.2 Гидролитические ферменты. 2.3 Протеолитические ферменты. 3 Иммобилизованные ферменты. 1 Общие свойства ферментов Биохимические процессы, протекающие при хранении сырья и при производстве пищевых продуктов, связаны с действием собственных ферментов пищевого сырья, а также ферментов, вносимых в ходе технологического процесса в виде ферментных препаратов. Последние могут быть животного, растительного или микробного происхождения. Наиболее древние ферментативные процессы, освоенные человеком – спиртовое и молочнокислое брожение, применение сычуга при приготовлении сыров, использование солода и плесневых грибов для осахаривания крахмалистого сырья, применение заквасок при изготовлении хлеба.

В настоящее время многие отрасли пищевой промышленности, в медицине и сельском хозяйстве основаны на использовании различных ферментативных процессов. Ферменты – биологические катализаторы белковой природы. Ферменты ускоряют химические реакции в 100-1000 раз благодаря потому, что при взаимодействии с субстратом они образуют фермент-субстратный комплекс, и для этого требуется значительно более низкая энергия активации (по сравнению с протеканием реакции без фермента); на второй стадии этот комплекс распадается на продукты реакции и свободный фермент, который может взаимодействовать с новой молекулой субстрата. Многие ферменты являются двухкомпонентными, то есть состоят из белковой части – апофермента и связанного с ним небелкового компонента – кофермента, участвующего в действии фермента в качестве обязательного кофактора. В качестве коферментов могут выступать витамины и их производные, нуклеотиды и нуклеозиды.

Единицы активности ферментов. Для характеристики активности ферментов используются различные едицицы: Стандартная единица фермента – это такое количество фермента, которое катализирует превращение одного микромоля данного субстрата за одну минуту при заданных условиях. Стандартная единица фермента обозначается буквой Е (единица) или буквой U (unit). Катал – каталитическая активность, способная осуществлять реакцию со скоростью равной 1 молю в секунду в заданной системе измерения активности. Каталитическая активность в 1 катал (кат) при практическом применении оказывается слишком большой величиной, поэтому в большинстве случаев каталитические активности выражают в микрокаталах (мккат), нанокаталах (нкат) или пикокаталах (пкат). Стандартная единица фермента находится с каталом в следующем соотношении: 1 Е (U) 16,67 нкат.

В большинстве случаев ферменты обладают строгой специфичностью, а также лабильны, то есть могут изменять свою активность под действием р Н, температуры, в присутствии активаторов и ингибиторов и др. Активаторами называют вещества, которые повышают активность ферментов. В роли активаторов могут выступать некоторые металлы, аминокислоты и др. вещества. Ингибиторами называют вещества, снижающие активность ферментов.

Классификация и номенклатура ферментов Название каждого фермента включает название субстрата, тип катализируемой реакции, и окончание «аза» (ксантиноксидаза, лактаза), кроме того используются и тривиальные названия ферментов. Все ферменты по типу катализируемых ими реакций разделяют на шесть классов: оксидоредуктазы; трансферазы; гидролазы; лиазы; изомеразы; лигазы (синтетазы). Внимание технологов, перерабатывающих биологическое сырье, привлекают прежде всего оксидоредуктазы и гидролазы. 2.1 Оксидоредуктазы Полифенолоксидаза может катализировать окисление моно-, ди-, и полифенолов. С действием этого фермента связано образование темноокрашенных соединений – меланинов при окислении кислородом воздуха аминокислоты тирозина (потемнение срезов картофеля, яблок, грибов и других растительных тканей). В пищевой промышленности основной интерес к этому ферменту сосредоточен на предотвращении указанного ферментативного потемнения, что может быть достигнута путем тепловой инактивации фермента (бланшировка) или добавлением ингибиторов (Na HSO 3 , SO 2 , Na Cl).

Каталаза катализирует разложение пероксида водорода по реакции самоокисления-самовосстановления. В живом организме каталаза защищает клетки от губительного действия перекиси водорода. Хорошим источником для получения промышленных препаратов каталазы являются культуры микроорганизмов и печень крупного рогатого скота. Липоксигеназа катализирует окисление полиненасыщенных высокомолекулярных жирных кислот (линолевой и линоленовой) кислородом воздуха с образованием гидроперекисей: Липоксигеназе принадлежит важная роль в процессах созревания пшеничной муки, связанных с улучшением ее хлебопекарных достоинств. При этом происходит осветление муки, укрепление клейковины, снижение активности протеолитических ферментов и другие положительные изменения.

Глюкозооксидаза окисляет глюкозу с образованием глюконовой кислоты. Высокоочищенные препараты глюкозооксидазы получают из плесневых грибов рода Aspergillus и Penicillium. Препараты глюкозооксидазы нашли применение в пищевой промышленности как для удаления следов глюкозы, что необходимо при обработке пищевых продуктов, качество и аромат которых ухудшаются из-за того, что в них содержатся восстанавливающие сахара; например, при получении из яиц сухого яичного порошка. 2.2 Гидролитические ферменты Для отрасли пищевой промышленности наибольший интерес представляют три подкласса ферментов класса гидролаз. Это ферменты, действующие на сложноэфирные связи – эстеразы ; действующие на гликозидные соединения – гликозидазы и действующие на пептидные связи – протеазы .

Основные ферменты подкласса эстераз Липаза или триацилглицероллипаза широко распространена в природе. Обычно липазы катализируют реакцию расщепления триглицеридов. Причем предпочтительнее гидролизуются связи в положении 3 и 1 и лишь затем в положении 2. Установлено, что липазы быстрее отщепляют остатки высокомолекулярных жирных кислот, чем низшие карбоновые кислоты. Пектинэстераза синтезируется высшими растениями, микроскопическими грибами, дрожжами и бактериями. Пектинэстераза катализирует гидролиз сложноэфирных связей в молекуле растворимого пектина, в результате чего образуется метиловый спирт и полигалактуроновая кислота. При этом жилирующая способность кислоты ниже, чем у самого пектина. Благодаря этим свойствам фермент пектинэстераза применяется для осветления плодовых соков и вина.

Гликозидазы Основной формой запасных углеводов в семенах и клубнях растений является крахмал. Ферментативные превращения крахмала лежат в основе многих пищевых технологий. а-Амилаза . Эти ферменты обнаружены у животных (в слюне и поджелудочной железе), в растениях (проросшее зерно пшеницы, ржи, ячменя), они вырабатываются плесневыми грибами и бактериями. Все эти ферменты гидролизуют крахмал, гликоген и родственные α -1,4-гликозиды с образованием, главным образом, декстринов и небольшого количества дисахарида – мальтозы. β-Амилаза Это группа ферментов в основном растительного происхождения. Её источниками являются зерно пшеницы, а также пшеничный и ячменный солод, соевые бобы, клубни картофеля. β-Амилаза отщепляет мальтозу от конца гликозидной цепи, разрывая гликозидные связи α-1,4 через одну до тех пор, пока не встретится точка ветвления со связью α-1,6. γ-амилаза продуцируется различными видами плесневых грибов рода Aspergillus. Эти ферменты расщепляют как амилозу, так и амилопектин до глюкозы. Они способны гидролизовать α -1,4 и α -1,6 гликозидные связи. Поэтому данный фермент используется в промышленности для ферментативного получения глюкозы.

Инулаза осуществляет гидродиз инулина и других полифруктозанов. В результате образуется фруктоза (95%) и глюкоза (5%). Инулаза содержится в тех же растениях (топинамбур, цикорий), в которых присутствует инулин. Существуют инулазы микробного происхождения. Целлюлолитические ферменты . Ферментативное разрушение целлюлозы и родственных ей полисахаридов (гемицеллюлозы, лигнина) – сложный процесс, требующий участия комплекса ферментов. Применение целлюлолитических ферментов представляет большой интерес, т. к. может обеспечить получение различных биотехнологических продуктов (глюкозы, этанола, ацетона, микробной биомассы).

Протеолитические ферменты. Основной реакцией, катализируемой протеолитическими ферментами, является гидролиз пептидной связи в молекулах белков и пептидов. По современной классификации различают эндо- и экзопептидазы. Ферменты первой группы (эндопептидазы) могут гидролизовать глубинные пептидные связи и расщеплять молекулу белка на более мелкие фрагменты; ферменты второй группы (экзопептидазы) не могут гидролизовать пептидные связи, находящиеся в середине цепи, и действуют либо с карбоксильного, либо с аминного конца цепи, отщепляя последовательно одну за другой концевые аминокислоты. По типу происхождения протеазы подразделют на растительные, животные и микробные. Протеазы животного происхождения уже давно и широко используются в пищевой промышленности. Трипсин секретируется поджелудочной железой в виде неактивного предшественника трипсиногена. Высокоочищенный трипсин применяется для медицинских целей, а также в пищевой промышленности для производства гидролизатов.

Пепсин вырабатывается слизистой желудка в виде пепсиногена. Пепсиноген превращается в активный пепсин под действием НС1. Реннин – этот фермент имеет много сходства с пепсином и содержится в соке четвертого отдела желудка телят. Реннин образуется из предшественника – прореннина. Пепсин и ренин являются основными компонентами промышленных препаратов, используемых для свертывания молока Микробные протеазы – чрезвычайно разнообразны и широко применяются (на их долю приходится около 40% от всех используемых верментов). Наибольшее применение нашли щелочная сериновая протеаза, которая используется в моющих средствах; грибная протеаза из Мусоr, которая заменила телячьи сычуги в производстве сыра, а грибная протеаза из A. oryzae (в комплексе с амилазой), используемая в хлебопечении.

Иммобилизованные ферменты В различных пищевых технологиях долгое время применялись лишь препараты свободных ферментов, срок использования которых – один производственный цикл. Благодаря достижениям молекулярной биологии, биохимии и энзимологии в настоящее время организовано производство ферментов длительного (пролонгированного) действия или иммобилизованных ферментов, т. е. связанных ферментных препаратов. Сущность иммобилизации ферментов заключается в присоединении их в активной форме тем или иным способом к изолированной фазе (инертной матрице), которая обычно нерастворима в воде и часто представляет собой высокомолекулярный гидрофильный полимер, например, целлюлозу, полиакриламид и т. п. Иммобилизация часто приводит к изменениям основных параметров ферментативной реакции. Как правило, её скорость снижается. Иммобилизованные ферменты как катализаторы многоразового действия можно использовать, в основном, для трех практических целей: аналитических, лечебных и препаративных (промышленных).

В случае препаративного применения основную роль играет стоимость, а также возможность автоматизации процесса. Несмотря на большие потенциальные возможности использования им мобилизованных ферментов в производстве, в настоящее время реали зованы лишь немногие, например: разделение D- и L-аминокислот; получение сиропов с высоким содержанием фруктозы; возможно использование иммобилизованных ферментов при производстве сыров, стабилизации молока и удалении лактозы из молочных продуктов.

Тема: Роль воды в пищевых системах и организме человека 1 Физические и химические свойства воды 2 Свободная и связанная влага в пищевых продуктах 3 Активность воды 4 Структура и свойства льда. Роль льда в обеспечении стабильности пищевых продуктов 1 Физические и химические свойства воды Вода, не является питательным веществом, но она жизненно необходима, как стабилизатор температуры тела, переносчик нутриентов (питательных веществ) и пищеварительных отходов, реагент и реакционная среда в ряде химических превращений. Кроме того, вода формирует органолептические показатели продукта. Содержание влаги (%) в пищевых продуктах изменяется в широких пределах: от 5-15% в муке, сухом молоке, масле, маргарине до 85-95% в молоке, фруктах, овощах, пиве, соке.

В отличие от других веществ вода характеризуется рядом аномалий. Для неё характерны высокая температура кипения 100ºC и плавления 0ºC, высокие значения теплоты фазовых переходов (плавления 6,01 к Дж/моль, парообразования 40,63 к Дж/моль, сублимации 50,91 к Дж/моль). Кроме того, вода обладает аномально высокой теплоемкостью и, таким образом, является регулятором температуры в живых организмах и в целом на земном шаре. Вода расширяется при замерзании, вследствие чего плотность льда ниже, чем воды. Вода при атмосферном давлении может существовать в состояниях жидкости, пара и льда. Аномальные свойства воды определяются её структурой. Так в молекуле воды шесть валентных электронов кислорода гибридизированы в четырех 5р 3 -орбиталях, которые вытянуты к углам, образуя тетраэдр. Две гибридные орбитали образуют О–Н ковалентные связи, тогда как другие две орбитали имеют неподеленные электронные пары. Ковалентные О–Н связи, благодаря высокой электроотрицательности кислорода, частично имеют ионный характер.

Таким образом, молекула воды имеет два отрицательных и два положительных заряда по углам тетраэдра, то есть имеет диплольную структуру. Вследствие этого, каждая молекула воды координирована с четырьмя другими молекулами воды благодаря водородным связям, что обеспечивает большую силу взаимодействия между молекулами и объясняет особые физические свойства воды. С химической точки зрения вода является весьма реакционноспособным веществом. Она соединяется со многими оксидами металлов и неметаллов, взаимодействует с активными металлами, участвует в реакциях превращения белков, липидов, углеводов. При добавлении различных веществ к воде изменяются свойства как самого вещества, так и воды. С заряженными ионами металлов и кислот вода прочно связывается ионными связями. С нейтральными, но полярными молекулами (спирты, амины, альдегиды, кетоны) вода связывается водородными связями (более слабые, чем ионные связи). С неполярными веществами (углеводороды) вода химически не взаимодействует, но образует вокруг них сетку из молекул воды.

Свободная и связанная влага в пищевых продуктах В обеспечении устойчивости продукта при хранении важную роль играет соотношение свободной и связанной влаги. Свободная влага – это влага, не связанная полимером и доступная для протекания биохимических, химических и микробиологических реакций. Связанная влага – это ассоциированная вода, прочно связанная с различными компонентами – белками, липидами и углеводами за счет химических и физических связей. Для связанной воды характерны следующие свойства: существует вблизи растворенного вещества и других неводных веществ и имеет свойства, отличные от свойств свободной воды; не может служить растворителем для добавленных веществ; не замерзает при низких температурах (–40 С и ниже). «Связывание воды» и «гидратация» – это способность воды к ассоциации с различной степенью прочности с гидрофильными веществами. Размер и сила связывания воды или гидратации зависит от таких факторов, как природа неводного компонента, его солевой состав, р Н, температура.

Наиболее прочно связанной является так называемая органически связанная вода. Она представляет собой очень малую часть воды в высоковлажных пищевых продуктах и находится, например, в щелевых областях белка или в составе химических гидратов. Другой весьма прочно связанной водой является близлежащая влага, представляющая собой монослой при большинстве гидрофильных групп неводного компонента. К монослою примыкает мультислойная вода (вода полимолекулярной адсорбции), образующая несколько слоев за близлежащей водой. Мультислой – это менее прочно связанная влага. В пищевых продуктах имеется также вода, удерживаемая макромоле-кулярной матрицей. Например, гели пектина и крахмала, растительные и животные ткани при небольшом количестве органического материала могут физически удерживать большие количества воды. Эта вода не выделяется из пищевого продукта даже при большом механическом усилии. С другой стороны, в техноло гических процессах обработки она ведет себя почти как чистая вода. Ее, например, можно удалить при высушивании или превратить в лед при замораживании.

Активность воды Из мировой практики известно, что существует взаимосвязь (между влагосодержанием пищевых продуктов и их сохранностью (или порчей). Однако часто различные пищевые продукты с одним и тем же содер жанием влаги портятся по-разному, что можно объяснить различным соотношением «свободной» и «связанной» влаги. Чтобы учесть эти факторы, был введен термин «активность воды». Этот показатель хорошо корре лирует со скоростью многих разрушительных реакций. Активность воды (a w ) – это отношение давления паров воды над дан ным продуктом к давлению паров над чистой водой при той же темпера туре. По величине активности воды выделяют: продукты с вы сокой влажностью (a w 0,9–1,0) (фрукты, овощи, молоко и жидкие молочные продукты, варёные колбасы); продукты с промежуточной влажностью (a w 0,6-0,9) (сыры, хлебобулочные изделия, вяленые мясные изделия); продукты с низкой влажностью (a w 0,0-0,6) (молоко сухое, мука, злаковые и крупяные).

Зависимость между содержанием влаги (масса воды, г Н 2 О/г СВ) в пищевом продукте и активностью воды в нем при постоянной температуре, называется изотермой сорбции. Очевидно, что в продуктах с высоким содержанием влаги «активность воды» выше, чем в продуктах с низким содержанием влаги. Установлено, что в продуктах с низкой влажностью при хранении могут происходить окисление жиров, неферментативное потемнение, потеря водорастворимых веществ (витаминов), порча, вызванная ферментами. Роль микроорганизмов здесь минимальна. В продуктах с промежуточной влажностью могут протекать разные процессы, в том числе значительно возрастает роль микроорганизмов порчи. В процессах, протекающих при высокой влажности, микроорганизмам принадлежит решающая роль. При этом дрожи и плесени менее чувствительны к низкому содержанию влаги. Для них благоприятна среда, если в ней активность воды выше 0,6. Для бактерий и плесеней предельное значение активности воды не должно быть ниже 0,9. В целом процессы порчи значительно замедляются при значениях а w 0,2–0,4.

Для снижения активности воды используют такие технологические приемы, как сушка, вяление, добавление различных веществ (сахар, соль и др.), замораживание. Структура и свойства льда. Роль льда в обеспечении стабильности пищевых продуктов Молекула воды, кристаллизуясь, образует лед, который имеет гексагональную кристаллическую решетку. Однако лед при определённых условиях может существовать в девяти других кристаллических полиморфных конфигурациях. Замораживание является наиболее распространенным способом консервирования (сохранения) многих пищевых продуктов. Необходимый эффект при этом достигается в большей степени от воздействия низкой температуры, но также и от образования кристаллов льда. Образование льда в клеточных структурах пищевых продуктов и гелях имеет два важных следствия:

1) Во время замораживания вода переходит в кристаллы льда различной, но достаточно высокой степени чистоты. Все неводные компоненты приэтом концентрируются в уменьшенном количестве незамерзшей воды. Эти изменения могут увеличить скорости химических реакций. Таким образом, замораживание имеет два противоположных влияния на скорость реакций: низкая температура как таковая будет ее уменьшать, а концентри рование компонентов в незамерзшей воде – иногда увеличивать. Однако в целом скорость химических реакций в при замораживании пищевых продуктов замедляется. 2) вся вода, превращаемая в лед, увеличивается на 9% в объеме. При этом происходит значительная деформация или даже разрушение клеточных структур, в том числе и микробиальных клеток. При этом может происходить гибель микробиальной клетки, или существенно снижается её активность. Наиболее стойкими при замораживании оказываются споры микроорганизмов, содержащие достаточно низкое количество влаги.

Питание и пищеварение 1 Строение и функции пищеварительной системы 2 Основные пищеварительные процессы 3 Схемы процессов переваривания макронутриентов 1 Строение и функции пищеварительной системы Нормальное функционирование организма человека определяется тремя основными факторами, к которым относятся потребление пищи, воды и наличие кислорода. Совокупность процессов, связанных с потреблением и усвоением в организме входящих в состав пищи веществ, называется питанием. Питание включает последовательные процессы поступления, переваривания, всасывания и усвоения в организме пищевых веществ, необходимых для покрытия его энергозатрат, построения и возобновления клеток и тканей тела и регуляции функций организма. Пищеварение представляет собой совокупность процессов, связанных с расщеплением пищевых веществ на простые растворимые соединения, способные легко всасываться и усваиваться организмом.

Пищеварение протекает в три этапа: полостное мембранное (пристеночное) внутриклеточное (всасывание) Полостным является пищеварение, происходящее в пищеварительных полостях – ротовой, желудочной, кишечной, удаленных от секреторных клеток (слюнные железы, желудочные железы), которые синте зируют пищеварительные ферменты. Этот вид пищеварения обеспечи вает интенсивное начальное переваривание. Мембранное (пристеночное) пищеварение осуществляется с помощью ферментов, локализованных на специальных структурах свободных поверхностей клеток (микроворсинках) в тонком кишечнике. Мембранное пищеварение осуществляет промежуточные и заключительные стадии гидролиза пищевых веществ. Процессы пищеварения осуществляются у человека специальными, связанными между со бой органами, совокупность которых образует пи щеварительную систему (аппарат).

Пищеварительный аппарат человека включает пищеварительный канал (желудочно-кишечный тракт) длиной 8–12 м, в который вхо дят в последовательной взаимосвязи ротовая по лость, глотка, пищевод, желудок, двенадцатиперстная кишка, тонкий и толстый кишечник с прямой кишкой и основные железы – слюнные железы, печень, поджелудочная железа.

Основные пищеварительные процессы В общем случае физические и физико-химические изменения пищи заключаются в ее размельчении, перемешивании, набухании, частичном растворении, образовании суспензий и эмульсий и низкомолекулярных продуктов расщепления. В ротовой полости основными процессами переработки пищи явля ются измельчение, смачивание слюной и набухание. При этом образуется пищевой комок. Продолжительность пере работки пищи в полости рта 15–25 с. Под действием ферментов слюны в ротовой полости начинается гидролиз углеводов, однако из-за короткого времени последние расщепляются лишь частично. Пищевой комок с корня языка через глотку и пищевод попадает в желудок, который представляет собой полый орган объемом в норме око ло 2 дм 3 со складчатой внутренней поверхностью, вырабатывающей слизь и поджелудочный сок кислотностью 1-3 ед. р Н. В желудке пищеварение продолжается в течение 3,5-10,0 ч. Здесь про исходят дальнейшее смачивание и набухание пищевого комка, проник новение в него желудочного сока.

В желудке присутствуют три группы ферментов: но работают только ферменты желудочного сока – протеазы, расщепляющие белки до полипептидов и желатина. Липазы и амилазы слюны из-за высокой кислотности в желудке практически не работают. Из желудка пищевая масса, имеющая жидкую или полужидкую кон систенцию, поступает в тонкий кишечник (общая длина 5–6 м), верхняя часть которого называется двенадцатиперстной кишкой. В двенадцатиперстной кишке пища подвергается действию сока поджелудочной железы, желчи и сока, вырабатываемого слизистой оболочкой самой кишки. В двенадцатиперстной кишке пищеварение протекает в условиях щелочной среды (р Н 7,8 – 8,2). При этом происходит гидролитическое расщепление большинства крупных молекул и продуктов их неполного гидролиза – белков, углеводов и жиров. Из двенадцатиперстной кишки пища переходит в конец тонкого кишечника.

В тонком кишечнике завершается разрушение основных компонентов пищи и происходит заключительный этап пищеварения – всасывание питательных веществ через многочисленные микроворсинки на эпителиальных клетках тонкого кишечника. Далее продукты пищеварения транспортируются в капилляры кровеносной системы и в лимфатические сосуды, расположенные в стенках кишечника. В толстом кишечнике, длина которого составляет 1,5–4,0 м, пище варение практически отсутствует. Здесь всасываются вода (до 95%), соли, глюкоза, некоторые витамины и аминокислоты, продуцируемые кишечной микрофлорой. Кишечная микрофлора является важным органом вторичного пере варивания пищи. Её основными функциями являются: синтез витаминов группы В, фолиевой и пантотеновой кислот, витаминов Н и К; метаболизм желчных кислот с образованием нетоксичных метаболитов; утилизация в качестве питательного субстрата некоторых токсичных для организма продуктов пищеварения; стимуляция иммунной реактивности организма.

Схемы процессов переваривания макронутриентов Основными конечными продуктами гидролитического расщепления высокомолекулярных веществ, содержащихся в пище, являются моно меры. Каждый из трех видов макронутриентов имеет свою схему процес са переваривания. Переваривание углеводов. Из углеводов у человека перевариваются, в основном, дисахариды и крахмал, содержащиеся в растительной пище, а также гликоген, содержащийся в пище животного происхождения. Этапы переваривания этих полисахаридов сходны. Оба полисахарида полностью расщепляются ферментами желудочно-кишечного тракта до составляющих их структурных блоков, а именно – до сво бодной D-глюкозы. Процесс начинается во рту под действием амилазы слю ны с образованием смеси, состоящей из мальтозы, глюкозы и олигосахаридов, а продолжается и заканчивается в тонком кишечнике под действием ами лазы поджелудочной железы, поступающей в двенадцатиперстную кишку. Переваривание белков. Белки пищи расщепляются ферментами в же лудочно-кишечном тракте до составляющих их аминокислот. Переваривание белков осуществляется в результате последовательного действия сначала пепсина в кислой среде желудка, а затем трипсина и химотрипсина в тонком кишечнике при р Н 7–8. Далее, короткие пепти ды гидролизуются до свободных аминокислот, которые проникают в капил ляры ворсинок тонкого кишечника и переносятся кровью в печень.

Переваривание жиров. Этот процесс осуществляется, главным обра зом, в тонком кишечнике липазой поджелудочной железы, поступаю щей в виде зимогена (пролипазы), который только в кишечнике превра щается в активную липазу. В присутствии желчных кислот активная липаза катализирует гидролиз триацилглицерина с отщеплением крайних ацилов и образованием смеси свободных высших жирных кислот в виде мыл (калиевых и натриевых солей) и 2-моноацилглицеринов, которые эмульгируются при помощи желчных кислот и всасываются через ворсинки тонкого кишечника. Водорастворимые витамины, вода и минеральные вещества непосредственно всасываются из тонкого кишечника в кровь. За исключением большей части триацилглицеринов, питательные ве щества, поглощенные в кишечном тракте, поступают в печень, которая является основным центром распределения питательных веществ, где са хара, аминокислоты и некоторые липиды подвергаются дальнейшим пре вращениям и распределяются между разными органами и тканями.

Основы рационального питания 1 Теории и концепции питания 2 Принципы рационального питания 3 Пищевой рацион современного человека 4 Концепция здорового питания. Функциональные ингредиенты и продукты 1 Теории и концепции питания Формирование научных представлений о питании и роли пищевых веществ в процессах жизнедеятельности началось лишь в середине XIX в. благодаря ряду научных открытий, непосредственно или опосредованно связан ных с питанием. Суть первой научной парадигмы питания сводилась к необходимо сти обеспечения организма требуемыми питательными веществами. Эта парадигма использована в теории сбалансированного питания, в основе которой лежат три главных положения. При идеальном питании приток веществ точно соответствует их потере. Приток питательных веществ обеспечивается путем разрушения пищевых структур и использования организмом образовавшихся органических и неорганических веществ. Энергетические затраты организма должны быть сбалансированы с поступлением энергии.

Формула сбалансированного питания по А. А. Покровскому представ ляет собой таблицу, включающую перечень пищевых компонентов с по требностями в них в соответствии с физиологическими особенностями организма: белки, жиры, углеводы; незаменимые аминокислоты; незаменимые жирные кислоты; витамины; минеральные вещества. Также человеку необходима вода для воспроизведения потерь в различных биологических процессах. Балансовый подход к питанию привел к ошибочному заключению, что ценными являются только усваиваемые организмом компоненты пищи, остальные же относятся к балласту. В 80-е гг. XX в. была сформулирована новая теория питания, представляющая собой развитие теории сбалансированного питания с учетом новейших знаний о функциях балластных веществ и кишечной микрофлоры в физиологии питания. Эта теория, автором которой явился российский физиолог академик А. М. Уголев, была названа теорией адекватного питания. В основе теории лежат четыре принципиальных положения:

пища усваивается как поглощающим ее организмом, так и населяющими его бактериями; приток нутриентов в организме обеспечивается за счет извлечения их из пищи и в результате деятельности бактерий, синтезирующих дополнительные питательные вещества; нормальное питание обусловливается не одним, а несколькими потоками питательных и регуляторных веществ; физиологически важными компонентами пищи являются балластные вещества, получившие название «пищевые волокна». Принципы рационального питания Теория адекватного питания формулирует основные принципы, обеспечивающие рациональное питание, в котором учитывается весь комп лекс факторов питания, взаимосвязи этих факторов в обменных процес сах и соответствие ферментных систем организма индивидуальным осо бенностям протекающих в нем химических превращений.

Первый принцип рационального питания Пища для человеческого организма, прежде всего, является источни ком энергии. Именно при ее превращениях происходит выделение энергии, необхо димой организму в процессах жизнедеятельности (поддержание температуры тела, пищеварение, работа мышц). Энергию выражают в килокалориях (ккал) или килоджоулях (к Дж); 1 ккал соответствует 4,18 к Дж. Калорийность белков – 4 ккал/г; жиров – 9 ккал/г; углеводов – 4 ккал/г. Доля энергии, которая может высвободиться из макронутриентов в ходе биологического окисления, характеризует энергетическую ценность (калорийность) продукта. Организму человека в зависимости от пола, возраста, вида деятельности необходимо определённое количество энергии. При этом должен соблюдаться баланс между энергией потребля емой и расходуемой. Из быток энергии будет аккумулироваться в виде жира, что приводит к избыточной массе тела.

Второй принцип рационального питания В соответствии со вторым принципом рационального питания, дол жно быть обеспечено удовлетворение потребности организма в основ ных пищевых веществах. Углеводы являются наиболее распространенными питательными ве ществами. Суточная потреб ность организма человека в углеводах составляет 400–500 г, что соответ ствует 53–58% калорийности дневного рациона. Жиры или триацилглицерины являются одним из основных источников энергии, а кроме того, служат источником углеродных атомов в биосинтезе холе стерина и других стероидов. Суточная потребность организма в жирах со ставляет 60–80 г, что соответствует 30–35% от общей энергетической цен ности рациона. Белки являются источником незаменимых и заменимых аминокислот, а также вносят хотя и небольшой, но важный вклад в ежедневный общий расход энергии. Суточная потребность в белках 85–90 г.

Витамины участвуют в метаболизме, укрепляют иммунную систему орга низма. Минеральные вещества, как функциональные ингредиенты, влияют на осмотическое давление межклеточной жидкости, работу мышц, участвуют в процессах кроветворения, участвуют в построении костной ткани и иммунной системы человека. Третий принцип рационального питания В основу третьего принципа рационального питания положены четыре основных правила: регулярность питания связана с соблюдением времени приема пищи; дробность питания в течение суток, которая должна составлять не менее 3–4 раз в день с целью равномерной нагрузки на пищеварительный аппарат; рациональный подбор продуктов при каждом приеме для обеспечения оптимального усвоения пищи; оптимальное распределение пищи в течение дня дифференцируется в зависимости от возраста, характера физической активности, распоряд ка дня.

Пищевой рацион современного человека Согласно принципам рационального питания, для сохранения здоровья, человек должен поддерживать баланс энергии, потреблять разнообразный и сбалансиро ванный рацион, соблюдать режим питания. При неправильном потреблении пищи, что вызвано постоянным дефицитом определённых нутриентов или просто несбалансированным рационом возможно развитие таких болезней, как раковые, сердечно-сосудистые заболевания, нарушение функций желудочно-кишечного тракта, остеопорозы, ожирение. Пищевой рацион современного человека, определяющий в итоге его здоровье, формируется на базе физиологических потребностей в энер гии, макро- и микронутриентах с учетом трех принципов рационального питания. Общие рекомендации специалистов по фор мированию пищевого рациона включают: потребление разнообразных пищевых продуктов; поддержание идеальной массы тела; снижение потребления жиров, насыщенных жиров и холестерина; повышение потребления углеводов (крахмала, клетчатки); сокращение потребления сахара; сокращение потребления натрия (Na Cl).

С учетом тенденций к дальнейшему снижению потребностей челове ка в энергии, особенно остро возникает вопрос достаточном содержании в уменьшенном пищевом рационе эссенциальных микронутриентов. Последние, по всей видимости, необходимо целенаправленно использовать для обогащения пищевых продуктов или принимать отдельно в виде мультивитаминных и витаминно-минеральных комплексов. Концепция здорового питания. Функциональные ингредиенты и продукты Концепция здорового (позитивного, функционального) питания была сформулирована в начале 80-х гг. в Японии, где приобрели большую попу лярность так называемые функциональные продукты, т. е. продукты питания, содержащие ингредиенты, которые приносят пользу здоровью человека, повышают его сопротивляемость заболеваниям, спо собны улучшить многие физиологические процессы в организме человека, позволяя ему долгое время сохранять активный образ жизни.

В составе продуктов функционального питания содержатся функциональные ингредиенты: пищевые волокна (растворимые и нерастворимые); витамины (А, группа В, D и т. д.); минеральные вещества (кальций, железо); полиненасыщенные жиры (растительные масла, рыбий жир, ω-3- и ω-6-жирные кислоты); антиоксиданты: β-каротин, витамин С и витамин Е; пробиотики (препараты живых микроорганизмов); пребиотики (олигосахариды как субстрат для полезных бактерий). Функциональные свойства пищевых волокон связаны, в ос новном, с работой желудочно-кишечного тракта. Ненасыщенные жирные кислоты предотвращают агрегацию кровяных тел и образование тромбов, снимают воспалительные процес сы и т. д.

Пробиотики – препараты и продукты питания, в состав которых входят вещества микробного и немикробного происхождения, оказыва ющие при естественном способе введения (с пищей) благоприятные эф фекты на физиологические функции и биохимические реакции организ ма человека через оптимизацию состава его кишечной микрофлоры. Пробиотическими эффектами обладают, в частности, различные виды бифидо- и лактобактерий. Максимальный положительный эффект на организм человека оказывают продукты, содержащие живые бифидобактерии в количестве не менее 10 7 КОЕ/см 3 . Пребиотики – пищевые добавки немикробного происхождения, неперевариваемые в кишечнике человека и способные оказывать благо приятный эффект на его организм через селективную стимуляцию роста и активности микрофлоры (бифидогенные факторы – олигосахариды, например, лактулоза). Максимальный физиологический эффект достигается при комбинации пробиотиков и пребиотиков.

В настоящее время выпускаются четыре группы продуктов функционального питания: зерновые завтраки, молоч ные продукты, жировые эмульсионные продукты и растительные масла, безалкогольные напитки.

Искусственные и генетически-модифицированные пищевые продукты 1 Основные особенности ИПП и технологии их получения 2 Белок как сырье для ИПП. Источники получения белка 3 Виды ИПП 4 Генетически модифицированные продукты питания 5 Фальсификация пищевых продуктов Основные особенности ИПП и технологии их получения В настоящее время можно считать общепризнанным, что мировое производство продуктов питания не является достаточным для удовлетворения биологических потребностей населения нашей планеты и, прежде всего, в белках. Так более 60% человечества питается неудовлетворительно. Традиционные пути решения проблемы производства продуктов питания связаны с повышением продуктивности земледелия, животноводства, птицеводства, рыболовства, а также снижением потерь при хранении пищевого сырья и продуктов питания. Однако они на сегодняшний день не достаточны.

Одним из перспективных путей решения указанной проблемы является создание искусственных продуктов питания. Термин ИПП означает, что они получены на основе белков и других пищевых веществ природного происхождения, но их состав, структура, внешний вид и комплекс свойств изменены искусственным путем. Производство ИПП имеет ряд достоинств: - сокращаются пищевые цепи при производстве продуктов питания; - сырьем для производства ИПП служат сухие белковые препараты, крахмал, сахара, витамины и минеральные соли. Это сырье легко транспортируется и может храниться продолжительное время при обычных условиях с минимальными затратами и потерями. - производство ИПП может быть организовано вблизи мест потребления, что приводит к сокращению перевозок и связанных с ними затрат; - содержание белков, жиров, углеводов, минеральных солей и других веществ в ИПП регулируемо и может быть четко установлено в соответствии с физиологическими нормами питания для разных категорий населения; - при производстве ИПП можно значительно сократить ручной труд, так как перерабатывается стандартное сырье.

Одним из перспективных путей решения указанной проблемы является создание искусственных продуктов питания. Термин ИПП означает, что они получены на основе белков и других пищевых веществ природного происхождения, но их состав, структура, внешний вид и комплекс свойств изменены искусственным путем. Производство ИПП имеет ряд достоинств: - сокращаются пищевые цепи при производстве продуктов питания; - сырьем для производства ИПП служат сухие белковые препараты, крахмал, сахара, витамины и минеральные соли. Это сырье легко транспортируется и может храниться продолжительное время при обычных условиях с минимальными затратами и потерями. - производство ИПП может быть организовано вблизи мест потребления, что приводит к сокращению перевозок и связанных с ними затрат; - содержание белков, жиров, углеводов, минеральных солей и других веществ в ИПП регулируемо и может быть четко установлено в соответствии с физиологическими нормами питания для разных категорий населения; - при производстве ИПП можно значительно сократить ручной труд, так как перерабатывается стандартное сырье.

Белок как сырье для ипп. Источники получения белка Основное требование к белку как исходному сырью для получения искусственных продуктов заключается в наличии необходимых для его переработки функциональных свойств. Высокими функциональными свойствами характеризуются белки, хорошо растворимые в водных средах, способные образовывать высококонцентрированные, вязкие растворы и гели, эффективно стабилизирующие пены, эмульсии и суспензии других пищевых веществ в водных средах. Это белки, не имеющие запаха, вкуса, цвета, практически не содержащие липидов и не изменяющие своих свойств при длительном хранении в обычных условиях. ИПП производят, как правило, на основе трех типов белковых продуктов: обезжиренной муки, концентрата и изолята белка. При этом в качестве исходного сырья используют, как правило, сырьё растительного происхождения – соевые бобы, зерновые культуры (пшеница, рис, кукуруза).

Наиболее перспективными видами сырья могут быть семена масличных культур (хлопчатник, подсолнечник, конопля, арахис, лен, рапс, горчица и др.), а также семена других бобовых (помимо сои). Наконец, чрезвычайно интересным источником белка для питания является зеленая масса растений. Это не только травы, но и отходы плодов и овощей. Важными источниками белков является сырье животного происхождения: молоко, отходы молочной промышленности, малоценные породы рыб и другие морепродукты. Молочные белки казеины и сывороточные являются наиболее полноценными и дешевыми белками животного происхождения. Они применяются в качестве обогатителей, колбасно-сосисочных изделий, мучных кондитерских изделий, используют для обогащения продуктов детского питания, хлебобулочных изделий и т.п. В то же время распространение молочных белков в производстве ИПП не имеет массовый характер, что связано с недостаточно функциональными свойствами этих белков. Они обладают низкой гелеобразующей способностью, изменяют свои свойства при хранении, а их водные растворы имеют специфический привкус и запах.

Виды ипп Молочные продукты . Выделяют три категории молочных искусственных продуктов. Потребность в молочных ИПП с изменённым углеводным составом связана с тем, что половина взрослого населения не усваивает молочный сахар лактозу и не может употреблять натуральное молоко. Потребность в молочных ИПП с изменённым жирнокислотным составом связана с ролью полиненасыщенных жирных кислот в питании, последние повышают биологическую эффективность липидов готового продукта. ИПП молочные продукты с изменённым белковым составом предназначен в первую очередь для детского питания. Ряд белков молока может быть аллергеном для детей и взрослых. С целью устранения аллергических свойств этих белков предложено денатурировать их путем нагрева или же заменить их белком сои. Ещё один тип молочных продуктов, не содержащих молочные компоненты, получают на основе белков сои. В настоящее время во многих странах освоено производство искусственных молочных продуктов на базе концентратов и изолятов белка сои: творог тофу, соевое молоко, искусственные сливки, кремы, отбеливатели кофе, десерты, сыры, салатные заправки и др.

Искусственные крупы и макаронные изделия При получении круп традиционными способами снижается их биологическая ценность: уменьшается количество витаминов, минеральных веществ, белков. Для получения искусственных круп используют смесь различных видов муки (соевую, арахисовую, кокосовую, кукурузную, пшеничную и рисовую), обогащающих добавок и крахмала с водой. Для повышения биологической ценности макарон в состав тестовой массы на основе муки различных составов вводят различные белки и смеси аминокислот (казеин, сухое молоко, клейковину, гидролизаты дрожжей). Разработаны рецептуры и технологии получения искусственных макаронных изделий и без применения пшеничной муки: на основе казеина сои, белка семян хлопчатника.

Искусственные мясопродукты Вырабатываются два типа искусственных мясопродуктов, имитирующих: - традиционные изделия из рубленого мяса (ИРМ); - нерубленые продукты волокнистой структуры (ИВС). К типу продуктов ИРМ относятся колбасно-сосисочные изделия, рубленые шницели, котлеты, мясной хлеб, холодные мясные завтраки, мясные пасты, паштеты. Их производят на основе белков сои и пшеницы, яичного альбумина, казеина или их смесей. Для получения ИРМ в раствор или дисперсию белкового или полисахаридного гелеобразователя вводят тонкоизмельченные пищевые вещества, вкусовые и ароматические вещества, красители. Полученную массу помещают в соответствующую оболочку или форму и переводят в студнеобразное состояние. Для получения ИВС используют белковые волокна, получаемые методом мокрого прядения растворов белков. Волокна затем склеивают пищевым связующим (яичный альбумин, клейковину пшеницы, изолят белков сои, альгинат натрия), содержащим различные пищевые вещества. Получают широкий ассортимент аналогов мяса животных, птицы, рыбы.

Генетически модифицированные продукты питания Генетически модифицированные (трансгенные) продукты питания представляют особый интерес и озабоченность мирового сообщества. Впервые сообщения о генетически модифициро ванных растениях и полученных из них продуктах питания появились в 80-х гг. Сегодня существуют трансгенные растения, микроорганизмы и животные. Их получают путём встраивания генов, выделенных из одних организмов и несущих определенную генетическую информацию (например, устойчивость к заморозкам, гербицидам, болезням и паразитам, высокая урожайность, неполегаемость, продуктивность и др.) в ДНК других. В настоящее время только в США насчитывается более 150 наименований генетически измененных продуктов. Трансгенные растения выращивают в США, Канаде, Японии, Китае, Бразилии, Аргентине и многих других странах. Европейские государства занимают в этом отношении более жесткую позицию.

В настоящее время генетическому изменению подвергается важнейшее растительное сырье, и, поскольку растительное сырьё используется во многих технологиях, перечень продуктов, содержащих трансгенные компоненты является очень широким. Наиболее распространены трансгенные соя, томаты, кукуруза, рис, картофель, клубника. Широко используются в пищевой промышленности генетически модифи цированные дрожжи и ферментные препараты, полученные из трансген ных микроорганизмов (в основном – это гидролазы, в сыроделии – рекомбинированный химозин, при переработке растений используется множество рекомбинированных амилаз). Генная инженерия находит применение и в животновод стве, влияя на рост и продуктивность сельскохозяйственных животных. Безопасность генетически модифицированных продуктов питания ос тается все еще под вопросом. И хотя сегодня нет конкретных примеров серьезной опасности от генетически модифицированных продуктов, учёные не могут дать однозначного ответа на вопрос о возможной опасности отдаленных последствий. Теоретически возможны крайне тяжелые последствия от употребления трансгенных продуктов.

Последствия изготовления, реализации и потребления фальсифицированных товаров связаны с риском и потерями, в первую очередь, со стороны потребителя. При широком распространении фальсифициро ванной продукции возникает риск утраты здоровья, снижается продол жительность жизни, увеличивается смертность от болезней и пищевых отравлений.

Изменения макро- и микронутриентов в технологическом потоке 1 Изменения белков в технологическом потоке 2 Изменения липидов в технологическом потоке 3 Изменения углеводов в технологическом потоке 4 Изменения минеральных веществ в технологическом потоке 5 Изменения витаминов в технологическом потоке 1 Изменения белков в технологическом потоке Нативная трехмерная структура белков поддерживается разнообра зием внутри- и межмолекулярных сил и поперечных связей. Любое из менение условий среды в технологических потоках производства пище вых продуктов оказывает влияние на связи молекуляр ной структуры и может привести к разрушению четвертичной, тре тичной и вторичной структуры. Этот процесс называется денатурацией . Большинство белков денатурируются в присутствии сильных минеральных кислот или оснований, при нагревании, охлаждении, обработке поверхностно-активными веществами, мочевиной, солями тяжелых металлов (Ag, Pb, Hg) или органическими растворителями (этанолом, метанолом, ацетоном).

Большая часть белков денатурируется при температурах выше 60 С, однако встреча ются и термостабильные белки (казеин и а-лактоальбулин молока и а-амилазы некоторых бактерий). Тепловая денатурация белков является одним из основных физико-химических процессов, лежащих в основе выпечки хлебобулочных изделий, сушки макаронных изделий, варки, жарения овощей, рыбы, мяса, консервирования, пастеризации и стерилизации молока. Данный вид пре вращений относится к полезным, так как он ускоряет переваривание бел ков в желудочно-кишечном тракте человека. Однако при тепловой обработке продуктов выше 100 С со значительной скоростью про текает взаимодействие белков с восстанавливающими сахарами, сопро вождающееся образованием карбонильных соединений и темноокрашенных продуктов – меланоидинов, при этом теряются незаменимые аминокислоты (лизин, треонин), что ухудшает пищевую ценность продукта.

Термическая обработка белоксодержащей пищи при температурах выше 120 С или при более низких, но в щелочной среде, при водит не к денатурации, а к разрушению (деструкции) макромолекул бел ка с отщеплением функциональных групп, расщеплением пептидных свя зей и образованием сероводорода, аммиака, углекислого газа и ряда бо лее сложных соединений небелковой природы. Некоторые из них обладают мутогенными свойствами. Наряду с денатурацией белков возможна их агрегация . Способность белков к формированию высоко агрегированных и надмолекулярных образований зависит от р Н, ионной силы и состава среды. С повышением р Н от 4,0 до 9,1 агрегация белков злаковых культур (пшеницы, ржи, ячменя) повышается. Также агрегирующая способность белков повышается при увеличении концентрации нейт ральных солей.

Дегидратация белков. Потеря белками связанной воды происходит под влиянием внешних воздействий: сушка продуктов питания, замораживание, хранение в замороженном состоянии и размораживание пищевых продуктов. Коллоидное состояние белка. Белки обладают различной растворимостью. Одни белки растворяются в дистиллированной воде, другие – в слабых солевых растворах, третьи – в спирте. Некоторые белки нерастворимы. Изменения липидов в технологическом потоке При получении продуктов питания в ходе технологического потока липиды исходного сырья претерпевают разнообразные превращения. Значительные изменения происходят и в липидном комплексе хранящихся продуктов. Главные направления этих превращений – гидролиз липидов, окислительное и биохимическое прогоркание в пищевом сырье, полуфабрикатах и готовых продуктах. Гидролиз триацилглицеринов Под влиянием щелочей, кислот, фермента липазы, а также при действии высоких температуры (220-225ºC) и давления (2,0-2,5МПа) триацилглицерины гидролизуются с образованием ди-, затем моноацилглицеринов и, в конечном счете, жирных кислот и глицерина. При повышении влажности хранящихся продуктов, температу ры и активности липазы гидролиз липидов интенсифицируется. Гидролиз ацилглицеринов под действием липазы про текает ступенчато. При этом гидролиз в первую очередь протекает по сложноэфирным связям 1, 3.

В связи с этим трансгенная продукция должна проходить тщатель ную многофакторную проверку на безопасность и иметь специальную маркировку. Фальсификация пищевых продуктов С точки зрения безопасности продуктов питания значительную опасность могут представлять и некоторые виды фальсификации пищевых продуктов. Как правило, это виды ассортиментной фальсификации, ко торые могут привести к использованию опасных заменителей. Виды та ких фальсификаций крайне разнообразны. Примерами могут служить: фальсификация алкогольных напитков путем частичной или полной замены пищевого этилового спирта техническим спиртом, содержащим вредные примеси; приготовление «искусственных» вин; использование запрещенных пищевых добавок или при менение их в повышенных количествах; недостаточное отделение примесей в крупяных продуктах, использование загрязненного раститель ного сырья, больных животных, испорченных полуфабрикатов и т. д.

Гидролиз триацилглицеринов широко применяется в технике для по лучения жирных кислот, глицерина, моно- и диацилглицеринов, а также в процессе получения («варки») мыла. Переэтерификация Большое практическое значение имеет группа реакций, протекающих при тем пературе 80–90 С в присутствии катализаторов, при которых идет обмен ацильных групп (ацильная миграция), приводящий к обра зованию молекул новых ацилглицеринов. При этом ацильная миграция происходит как внутри молекулы ацилглицерина (внутримолекулярная переэтерификация), так и между различными молекулами ацилглицеринов (межмолекулярная пе реэтерификация). Переэтерификация высокоплавких животных и растительных жи ров с жидкими растительными маслами позволяет получить пищевые пластичные жиры с высоким содержанием линолевой кислоты при от сутствии трансизомеров жирных кислот. Переэтерифицированные жиры специ ального назначения применяются в хлебопечении, при производстве аналогов молочного жира, кондитерского жира, комбинированных жиров и т. д.

Присоединение водорода (гидрирование ацилглицеринов) Гидрирование масел и жиров молекулярным водородом в промышленности проводят при температурах 180–240 С в присутствии катализаторов. Задача гидрогенизации масел и жиров – целе направленное изменение жирнокислотного состава исходного жира в результате частичного или полного присоединения водорода к остаткам ненасыщенных жирных кислот в липидах растительного происхождения. Окисление ацилглицеринов При свободном доступе воздуха происходит окисление жиров, которое ускоряется с повышением температуры. При хранении (температура от 2 до 25 С) в жирах происходит автоокисление (самоокисление), при обжаривании (температура от 140 до 200 С) – термическое окисление.

Первыми продуктами окис ления являются разнообразные по строению гидропероксиды (первичные продукты окисления). Преимущественно окисляется группа -СН 2 -, соседняя с двойной свя зью (α-положение), а с наибольшей скоростью – расположенная между двумя двойными связями. Образовавшиеся гидропероксиды неустойчи вы; в результате их сложных превращений образуются вторичные продук ты окисления: окси- и эпоксисоединения, спирты, альдегиды, кетоны, кислоты и их производные. Для подавления процесса автоокисления используют антиоксиданты, которые могут связывать активные радикалы. При введении антиоксидантов в количестве 0,01% стойкость жиров к окислению увеличивается в 10–15 раз. Если жир нагрет до температуры от 140 до 200 0 С в воздушной среде, то присоединение кислорода к углеводородным радикалам жирных кислот происходит интенсивно и более беспорядочно, минуя некоторые стадии, имеющие место при автоокислении. При этом не только снижается пищевая ценность липидов, но и возникает реальная угроза здоровью при употреблении липидов с продуктами окисления.

Изменения минеральных веществ в технологическом потоке При переработке пищевого сырья, как правило, происходит снижение содержания минеральных веществ (кроме технологий, предусматривающих их специальное введение: добавление поваренной соли, производство ферментативных, а также плавленых сыров и т.д.). В растительных продуктах они теряются с отходами. Так, содержание ряда макро- и микроэлементов при получении крупы и муки после обработки зерна снижается, так как в удаляемых оболочках и зародышах этих компонентов находится больше, чем в целом зерне. При очистке овощей и картофеля теряется от 10 до 30% минеральных веществ. Если их подвергают тепловой обработке, то в зависимости от технологии (варки, обжаривании, тушении) теряется еще от 5 до 30%.

Мясные, рыбные продукты и птица, в основном теряют такие макроэлементы как кальций и фосфор при отделении мякоти от костей. При тепловой кулинарной обработке мясо теряет от 5 до 50% минеральных веществ. Однако, если обработку вести в присутствии костей, содержащих много кальция, то возможно увеличение его содержания в кулинарно обработанных мясных продуктах на 20%. При производстве жидких молочных продуктов их минеральный состав практически не изменяется. При производстве белковых молочных продуктов: творога, сыры в них концентрируются соли кальция и магния, но снижается содержание калия, натрия и хлора. В технологическом процессе за счет недостаточно качественного оборудования может переходить в конечный продукт некоторое количество микроэлементов, в том числе и токсичных, что представляет опасность для здоровья человека. При хранении консервов в жестяных банках с некачественно выполненным припоем или при нарушении защитного лакового слоя в продукт могут переходить такие высокотоксичные элементы как свинец, кадмий, а также олово.

5. Изменения углеводов в технологическом потоке При производстве и хранении пищевых продуктов, содержащиеся в них углеводы подвергаются реакциям гидролиза, дегидратации, в том числе термической деградации, реакциям образования коричневых продуктов, окислению и брожению. 5.1 Гидролиз углеводов. Гидролиз пищевых гликозидов, олигосахаридов и полисахаридов имеет место во многих технологиях, а также при хранении пищевых продуктов, последнее является нежелательным. Гидролиз сахарозы. Поскольку сахароза как сырье используется во многих производствах, необходимо учитывать ее исключительную способность к гидролизу. Это может иметь место при нагревании в присутствии неболь шого количества пищевых кислот. Образующиеся при этом моносахара (глюкоза, фруктоза) могут участвовать в реакциях дегидрата ции, карамелизации и меланоидинообразования, образуя окрашенные и ароматические вещества. В ряде случаев это может быть нежелательно. Ферментативный гидролиз сахарозы под действием фермента сахаразы (инвертазы) играет положительную роль в ряде пищевых технологий (производство кондитерских изделий).

Гидролиз крахмала. 1. Гидролиз крахмала возможен под действием кислот . Он используется в промышленности для получения глюкозы. Этот способ имеет ряд существенных недостатков, так как сопровождается образованием продуктов термической деградации и дегидратации углеводов. 2. Крахмал гидролизуется также и под действием амилолитических ферментов при получении зерновых сахарных сиропов из дешевого крахмалсодержащего сырья и крахмала (рожь, кукуруза, сорго и др.). Ферментативный гидролиз крахмала присутствует во многих пище вых технологиях как один из необходимых процессов в хлебопечении производстве пива, спирта, различных сахаристых крахмалопродуктов. Ферментативный гидролиз некрахмалистых полисахаридов. Этот гид ролиз имеет место под действием ферментов целлюлолитического, гемицеллюлазного и пектолитического комплекса. Используется в пище вой технологии для более полной переработки сырья и улучшения каче ства продукции.

5.2 Реакции дегидратации и термической деградации углеводов Эти реакции катализируются кислотами и щелочами и занимают важное место производстве пищевых продуктов. При дегидратации пентоз образуется в основном фурфурол, при дегидратации гексоз – оксиметилфурфурол и другие продукты. Некоторые из образующихся продук тов обладают определенным запахом и могут поэтому сообщать пище вому продукту желательный или нежелательный аромат. При тепловой обработке некоторых пищевых продуктов могут обра зовываться в значительном количестве ангидросахара, особенно при об работке в сухом виде продуктов, содержащих D-глюкозу или полимеры на её основе. При получении глюкозы кислотным гидролизом крахмала, который обычно проводят в сильнокислой среде при высокой температуре, могут в результате деградации углевода могут образовываться изомальтоза и гентиобиоза, что является нежелательным.

5.3 Реакции образования коричневых продуктов Потемнение пищевых продуктов может иметь место в результате окислительных или неокислительных реакций. Неокислительное или неферментативное потемнение связано с реакциями углеводов и включает явление карамелизации и взаимодействие углеводов с белка ми или аминами (реакция Майяра). Карамелизация. Прямой нагрев углеводов, особенно сахаров и сахар ных сиропов, способствует протеканию комплекса реакций, называемых карамелизацией. Реакции катализируются небольшими концентрация ми кислот, щелочей и некоторых солей. При этом образуются коричне вые продукты с типичным карамельным ароматом. При этом основными являются реакция дегидратации с образованием ангидроколец или включение двойных связей в кольца углеводов. В результате образуются соединения, имеющие коричневый цвет.

Реакция Майяра (меланоидинобразование). Реакция Майяра является первой стадией реакции неферментативного потемнения пищевых про дуктов. Для протекания реакции требуется наличие редуцирующего са хара, аминного соединения (аминокислоты, белки) и немного воды. На начальной стадии реакции Майяра карбонильный углерод редуцирующего сахара в открытой цепи под вергается нуклеофильной атаке свободной электронной парой аминно го азота. Это сопровождается потерей воды и замыканием кольца с обра зованием глюкозоамина (рис. 2). Глюкозоамин под вергается перегруппировке по Амадори и переходит в аминокислоту (фруктозоамин). Продукты реакции, полученные при перегруппировке по Амадори, могут далее превращаться по двум путям: один – через дикарбонильные промежуточные соединения (дифруктозоамин), другой – через образование промежуточных дезоксигексозулоз. В обоих случаях образуются меланоидиновые пигменты. Поскольку в реакции Майяра участвуют белки и аминокислоты, оче видно, что имеет место определенная их потеря, как нутриента питания и снижение пищевой ценности продукта.

Поскольку в реакции Майяра участвуют белки и аминокислоты, оче видно, что имеет место определенная их потеря, как нутриента питания и снижение пищевой ценности продукта. Протекание реакции меланоидинообразования можно ингибировать снижением р Н ниже 6 ед., обеспечением в продукте очень низкой или высокой «активности воды», снижением температуры технологического процесса, снижением кон центрации сахара (разведением) или его полным удалением, например, путём окисления. Окисление, катализируемое ферментами. Здесь прежде всего следует сказать об окислении глюкозы под воздействием глюкозооксидазы.

5.5 Процессы брожения Брожение – процесс с участием углеводов, используемый в ряде пищевых технологий: в производстве кисломолочных продуктов, пива, кваса, спирта, вина, во время тестоприготовления. Различают несколько видов брожения: спиртовое, молочнокислое, уксуснокислое, пропионовокислое и маслянокислое. Наибольшее практическое значение в пищевой промышленности имеют спиртовое и молочнокислое брожение. Спиртовое брожение осуществляется благодаря жизнедеятельности ряда микроорганизмов. Наиболее типичными организмами спиртового брожения являются дрожжи рода Saccharomyces. Суммарно спиртовое брожение может быть выражено следующим уравнением: С 6 Н 12 О 6 2СО 2 2С 2 Н 5 ОН В реальном процессе спиртового брожения, кроме глав ных продуктов – этилового спирта и углекислого газа, всегда в незначительном количестве образуются другие спирты, а также карбоновые кислоты, от наличия которых зависит специфический аромат вина, пива и других спиртных напитков.

Другой вид брожения, важный для пищевых технологий, это молочнокислое брожение , при котором из одной молекулы гексозы образуются две молекулы молочной кислоты: Молочнокислое брожение играет очень большую роль при производстве молочнокислых продуктов (простокваши, ацидофилина, кефира, ку мыса, творога, кисломолочных сыров), при изготовлении кваса, хлебных заквасок и «жидких дрожжей» для хлебопечения, при квашении капусты, огурцов, при силосовании кормов. Все микроорганизмы, вызывающие молочнокислое брожение, раз деляются на две группы. К первой группе принадлежат микроорганизмы, подобные Lactococcus lactis, сбраживающие гексозы в точном соответствии с вышеприведенным суммарным уравнени ем молочнокислого брожения. Их называют гомоферментативными молочнокислыми бактериями. Вторую группу образуют гетероферментативные молочно кислые бактерии, которые, кроме молочной кислоты, образуют значитель ные количества других продуктов, в частности, уксусной кислоты и этило вого спирта.

6 Изменения витаминов в технологическом потоке Витамины из всех нутриентов обладают наименьшей устойчивостью. В процессе хранения и технологической переработки пищевого сырья, а также при хранении готовых продуктов питания происходят существенные изменения их витаминного состава. Основными факторами, влияющими на степень и скорость изменения витаминов, являются: действие света и кислорода воздуха, температура хранения и обработки, реакция среды, взаимодействие витаминов с ионами металлов и др. Среди витаминов наибольшей устойчивостью обладают РР, В6, В2, В3 и Н. Высокой чувствительностью к действию света отличаются С, В2 и В9. Термолабильными являются витамины А и С. Разрушаются кислородом воздуха витамины С, А, Е, В1 и В9. Эти витамины являются антиокислителями и предохраняют сырьё и продукты от окислительной порчи. Некоторые витамины чувствительны к реакции среды, так в нейтральной среде устойчивы витамины В3, В9, в кислой – В1, В2. Общим свойством всех водорастворимых витаминов (витамины группы В, витамины С и Н) является возможность высоких потерь в процессах экстракции. Следует отметить, что разрушение витаминов может носить и ферментативный характер. Это характерно для витаминов В1, С (ферменты тиаминаза, аскорбатоксидаза).

ПУТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ 1. Использование неразрешенных красителей, консервантов, антиокислителей или их применение в повышенных дозах. 2 . Применение новых нетрадиционных технологий продуктов питания или отдельных веществ, в том числе полученных путем химического и микробиологического синтеза. 3. Загрязнение сельскохозяйственных структур и продуктов животноводства пестицидами 4 . Нарушение гигиенических правил использования в растениеводстве удобрений, оросительных вод, различных отходов промышленности, коммунальных, сточных и других вод, осадков очистительных сооружений. 5 . Использование в животноводстве и птицеводстве неразрешенных кормовых добавок, консервантов, стимуляторов роста.

ПУТИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ 6. Миграция в продукты питания токсичных веществ из пищевого оборудования, посуды, инвентаря, тары, упаковок вследствие использования неразрешенных полимерных, резиновых и металлических материалов. 7 . Образование в пищевых продуктах эндогенных, токсичных соединений в процессе теплового воздействия, кипячения и других способов технологической обработки. 8 . Несоблюдение санитарных требований в технологии производства и хранения пищевых продуктов, что приводит к образованию бактериальных токсинов (микотоксинов, ботулотоксинов и др.). 9 . Поступление в продукты питания токсичных веществ, в том числе радионуклидов из окружающей среды, атмосферного воздуха, почвы, водоемов.

Пищевые добавки Пищевые добавки- это природные соединения и химические вещества, которые сами по себе обычно не употребляются как пищевой продукт или обычный компонент пищи, но которые добавляются в продукты питания для того, чтобы они дольше хранились, для приобретения стойкости вкуса, улучшения внешнего вида. Пищевые добавки – действенный способ придать и на долгое время сохранить привлекательный внешний вид продукта. Они способны в несколько раз продлить срок хранения, улучшить цвет, вкус и аромат пищи. Полный каталог пищевых добавок состоит из нескольких сотен наименований. Большинство из этих добавок вредные, а некоторые – особо опасные.

I. По происхождению выделяют следующие пищевые добавки: 1. Натуральные – имеют растительное или животное происхождение, включают в свой состав минеральные вещества. 2. Идентичные натуральным – имеют те же свойства, что и натуральные пищевые добавки, но синтезированы в лаборатории. 3. Синтетические (искусственные) – разработаны и синтезированы в искусственных условиях, не имеют аналогов в природе. II. Существует разделение пищевых добавок по числовому коду Е 200–299 – продлевающие срок хранения продуктов консерванты Пищевые добавки сокращенно обозначаются буквой «Е». Есть несколько версий происхождения этого. Некоторые эксперты утверждают, что название идёт от Examined (в переводе означает протестировано), другие же считают, что от слова Европа. Букву «Е» всегда сопровождает число, обозначающее группу пищевых добавок. Е 100–199 – красители, усиливающие естественный цвет или возвращающий потерянный оттенок во время изготовления продукта Е 200–299 – продлевающие срок хранения продуктов консерванты

Е 200–299 – продлевающие срок хранения продуктов консерванты Е 300–399 – антиоксиданты или антиокислители, препятствующие порче продуктов Е 400–499 – загустители, эмульгаторы и стабилизаторы, влияющие на консистенцию продукта Е 500–599 – вещества, сохраняющие структуру продукта за счёт нормализации кислотности, влажности; также их называют ещё разрыхлителями; они препятствуют «слёживанию» продуктов Е 600–699 – усилители вкуса и запаха Е 700–799 – пищевые добавки, имеющие выраженные антибактериальные свойства. Е 800–899 – категория, оставленная под новые добавки Е 900–999 – подсластители и пеногасители Е 1000–1999 – группа пищевых добавок с обширным спектром действия: глазирующие (антифламинги), солеплавители, текстураторы, разделители, герметики, газосжиматели III. Также выделяют полезные, нейтральные, вредные и опасные (запрещенные) пищевые добавки. Более подробно о них будет рассказано ниже

Полезное и вредное влияние пищевых добавок на организм человека Сейчас очень популярно утверждение, что абсолютно все пищевые добавки приносят только вред. На самом деле, это совсем не так. Они имеют свои плюсы и минусы, а некоторые из них являются даже полезными для человеческого организма. Большое преимущество пищевых добавок заключается в том, что они способствуют более длительному хранению продуктов, придают им «вкусный» вид, делают их намного аппетитнее (что очень ценят гурманы). К главным недостаткам относится их отрицательное влияние на здоровье. Различные синтетические пищевые добавки повреждают органы и вызывают их быстрое изнашивание, потому что химикаты тяжело перерабатываются человеческим организмом. В высоких дозировках часть добавок может быть очень опасными.

Полезные для организма человека пищевые добавки Куркумин (Е100 ) – снижает в крови уровень холестерина и способствует повышению гемоглобина, оказывает благоприятное влияние на желудочно-кишечный тракт (стимулирует его перистальтику, нормализует микрофлору кишечника, эффективен при кишечных инфекциях и язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, восстанавливает клетки печени), предотвращает развитие диабета, артрита и онкологических заболеваний.

Рибофлавин (Е101) – является витамином В2. Он участвует в жировом и белковом обмене, в окислительно-восстановительных процессах, синтезировании других витаминов в организме. Рибофлавин поддерживает молодость и эластичность кожи, необходим для нормального формирования и развития плода и роста детей. Также он очень эффективен при постоянных стрессах, депрессиях и психоэмоциональных напряжениях.

Каротин (Е160а), экстракт аннато (Е160b), ликопин (Е160d) – близки по составу и действию к витамину А, являются мощными антиоксидантами. Они способствуют сохранению и улучшению остроты зрения, укрепляют иммунитет, защищают от онкологических заболеваний. Всегда нужно помнить, что эти веществ а являются сильными аллергенами.

Свекольный бетанин (Е162) – благотворно влияет на сердечно-сосудистую систему, понижая тонус сосудов и тем, самым снижая артериальное давление. Уменьшает риск возникновения инфарктов миокарда. Улучшает усвоение белков растительного и животного происхождения. Участвует в синтезе холина, стимулирующего работу гепатоцитов (клеток печени). К тому же, это вещество обладает сильным противорадиационным действием. Также оно препятствует развитию или прогрессированию онкологических заболеваний, перерождению доброкачественной опухоли в злокачественную.

Кальция карбонат (Е170 ) является простым мелом. При дефиците кальция в организме, восполняет его недостаток. Может оказывать влияние на процессы свёртывания крови. Принимает участие в мышечных сокращениях, в том числе сердечной мышцы. Является основным компонентом костей и зубов. Мел при передозировке оказывает токсическое влияние на организм, вызывая в нём развитие молочно-щелочного синдрома.

Молочная кислота (Е270) содержится в молочных продуктах и сырах, квашеной капусте и огурцах. Она нормализует микрофлору кишечника и участвует в углеводном обмене, способствуя усвоению углеводов.

Витамин С (Е300) – аскорбиновая кислота является мощнейшим антиоксидантом и защищает клетки организма от свободных радикалов. Укрепляет иммунитет. В большом количестве содержится в чёрной смородине, киви, яблоке, капусте, луке, перце. Витамин Е (Е306–309) – токоферолы ускоряют процессы регенерации кожных покровов. Замедляют старение организма, защищают от действия токсинов. Разжижают кровь и стимулируют работу эритроцитов, тем самым благоприятно влияя на сердечно-сосудистую систему. Лецитин (Е322) обладает большим количеством полезных свойств. Содержится в яичном желтке, икре и молоке. Способствует правильному развитию нервной системы. Повышает иммунитет. Снижает уровень холестерина в крови и выводит его из организма. Улучшает кроветворение, состав желчи. Препятствует развитию цирроза печени.

Агар (Е406) входит в состав водорослей. Он богат витамином РР и микроэлементами (натрий, калий, магний, кальций, фосфор, железо, йод). Его желирующий эффект очень часто используется в пищевой и кондитерской промышленности. Агар, в связи с содержанием в нём большого количества йода, стимулирует работу щитовидной железы. Он также способен связывать и выводить из организма токсины и различные шлаки. Еще одним полезным его свойством является улучшение работы кишечника.

Пектины (Е440 ), источниками которого служат яблоко, виноград, цитрусовые, слива. Они выводят из организма токсины, шлаки, тяжёлые металлы. Способствуют очищению кишечника. Защищают слизистую желудка от действия повреждающих факторов, обладают обезболивающим и заживляющим воздействием на язвы. Снижают уровень холестерина в крови. Всегда следует помнить, что в больших количествах пектины являются сильными аллергенами.

Нейтральные пищевые добавки Хлорофилл (Е140 ) является красителем. Он окрашивает продукты в зелёный цвет. Совершенно безопасен для здоровья человека. Некоторые же специалисты утверждают, что он даже полезен – выводит токсины из организма, при наружном применении способен заживлять раны и устранять неприятные запахи, издаваемые телом человека. Сорбиновая кислота (Е202) имеет мощное антимикробное действие, потому как способна подавлять рост плесени в продуктах. Она абсолютно безопасна для человека. Её чаще всего добавляют в колбасы, сыры, копчёности, ржаной хлеб. Уксусная кислота (Е260) является самым распространённым регулятором кислотности. В небольшой концентрации она совершенно безвредна для организма и даже полезна, потому что способствует расщеплению углеводов и жиров. А вот при концентрации 30% и более она становится опасной из-за возможности возникновения ожогов кожных покровов и слизистых оболочек внутренних органов. Её используют при приготовлении майонеза, различных соусов, кондитерских изделий, при консервации овощей, рыбы, мяса.

Лимонная кислота (Е330) служит усилителем вкуса, консервантом и регулятором кислотности. Из-за того, что применяется в небольших дозировках, она является безопасной для человека. Но при работе с концентрированными растворами или при употреблении в пищу большого количества лимонной кислоты могут возникнуть побочные эффекты – ожог слизистых оболочек ротовой полости, глотки, пищевода и желудка, раздражение дыхательных путей и кожных покровов. Камедь (Е410, 412, 415 ) является натуральной добавкой в мороженое, десерты, плавленые сыры, овощные и фруктовые консервы, соусы, паштеты, хлебобулочные изделия. Её используют из-за способности формировать желе для создания определённой структуры продукта. Также она препятствует его кристаллизации, что очень важно для мороженного. Безопасна для здоровья человека. Отмечают её благоприятное влияние на аппетит – камедь его уменьшает. Моно — и диглицериды жирных кислот (Е471 ) служат натуральными стабилизаторами и эмульгаторами. Входят в состав майонеза, паштета, йогуртов. Они абсолютно безопасны для здоровья, но обладают одним важным побочным эффектом – при их употреблении в больших количествах увеличивается масса тела.

Пищевая сода (Е500 ) служит разрыхлителем при изготовлении кондитерской продукции (хлебобулочные изделия, печенья, торты), потому как она препятствует слёживанию продуктов и образованию в них комков. Безвредна для человека. Кальция и калия йодиды (Е916, 917). Эти пищевые добавки находятся в стадии исследования, поэтому их ещё нет в списках запрещённых или разрешённых веществ. Теоретически они должны стимулировать работу щитовидной железы. Могут защищать от радиоактивного излучения. При большом поступлении йода в организм появляются признаки отравления, поэтому данные добавки стоит употреблять в умеренном количестве. Ацесульфам калия (Е950), Аспартам (Е951), Цикламат натрия (Е952), Сахарин (Е954), Тауматин (Е957), Мальтит (Е965), Ксилит (Е967), Эритрит (Е968) – подсластители и заменители сахара. Их добавляют в газированные напитки, десерты, леденцы, жевательные резинки и некоторые низкокалорийные продукты. О пользе и вреде этих пищевых добавок ведутся активные споры. Одни считают, что они абсолютно безопасны для организма, другие же утверждают, что эти вещества усиливают действие канцерогенов. Также бытует мнение, что подсластители являются замечательными заменителями сахара и подходят для тех, кто хочет сбросить лишний вес. Врачи предупреждают о негативном их влиянии на клетки печени, особенно у людей перенесших гепатит.

Жёлто-зелёный хинолин (Е104 ) является красителем. Его добавляют в сладости, жевательную резинку, газированные напитки, бакалейные продукты, копчёную рыбу. Он может вызывать сильные аллергические реакции, заболевания желудочно-кишечного тракта. Оказывает негативное влияние на здоровье детей. Бензойная кислота и её производные (Е210–213) наносят большой вред здоровью человека, особенно у детей. Они вызывают сильные аллергические реакции и развитие раковых заболеваний, нервное возбуждение, негативно влияют на дыхательную систему и интеллект человека. Список продуктов, в которые входят эти пищевые добавки, огромен. Вот некоторые из них: чипсы, кетчуп, овощные и мясные консервы, газированные напитки, сок. Тем не менее, эти вещества не запрещены во многих странах. Сульфиты (Е221-228) — это группа пищевых добавок, которые ещё плохо изучены и считаются опасными для здоровья человека. Они являются консервантами и добавляются во фруктовые и овощные консервы, картофельные пюре быстрого приготовления, томатные пасты, крахмал, вино. Ими обрабатываются сухофрукты и проводится дезинфекция тар. Эти вещества способны вызывать сильные аллергические реакции, провоцировать приступы бронхиальной астмы, раздражая дыхательные пути, и заболевания ЖКТ. При нарушении технологии приготовления продуктов они могут привести к смерти.

Уротропин (Е239) увеличивает сроки хранения сыров и консервированной икры. Является опасным для здоровья человека из-за сильного канцерогенного действия. Он также является мощным аллергеном и вызывает различные заболевания кожи. Нитриты и нитраты (Е250-252 ). Эти пищевые добавки добавляют в колбасные изделия для придания им насыщенного розового цвета. К тому же они способны защищать продукты от окисления и воздействия микробных агентов. Несмотря на такие положительные качества, эти вещества очень опасны для здоровья человека, потому что оказывают мощное канцерогенное действие, провоцируя развитие рака лёгких и кишечника. На них часто бывают аллергические реакции вплоть до удушья. Также они оказывают влияние на сердечно-сосудистую систему, то сужая, то расширяя сосуды, вызывая тем самым резкие скачки артериального давления. Влияют нитраты и на нервную систему. Проявляется это головными болями, нарушением координацией, судорогами. Пропионаты (Е280-283 ) служат консервантами. Их добавляют в молочную продукцию, хлебобулочные изделия, различные соусы. Они оказывают негативное влияние на сосуды головного, вызывая их спазм. При большом употреблении этих химикатов может появляться мигрень. Их не рекомендуют давать детям.

Углекислый газ (Е290) является одним из основных компонентов газированных напитков. Он способен вымывать кальций, что очень вредно для растущего организма. Может провоцировать обострение гастрита и язвенной болезни желудка, отрыжки и метеоризм. Хлористый аммоний (Е510 ) служит улучшителем теста. Его добавляют в дрожжи, хлеб, хлебобулочные изделия, диетическое питание и муку. Оказывает сильное негативное влияние на желудочно-кишечный тракт, особенно на печень и кишечник. Глутамат натрия (Е621 ) является одной самых известных пищевых добавок. Он входит в группу усилителей вкуса. Нашумевшая его опасность немного преувеличена. На самом деле, глутамат натрия является компонентом бобовых, водорослей, соевого соуса. В небольших количествах он совершенно безвреден для организма человека. Но при систематическом употреблении большого количества продуктов, содержащих его (чипсы, приправы, соусы, полуфабрикаты), происходит накопление и отложение в различных органах солей натрия. В результате этого могут развиваться болезни: снижение остроты зрения, тахикардия, общая слабость, выраженные головные боли, нервное возбуждение, аллергии (зуд кожных покровов и гиперемия лица).

Это далеко не полный перечень. В него включены только наиболее опасные и часто используемые пищевые добавки. На самом же деле их существует намного больше. Запрещённые пищевые добавки Жёлтый тартразин (Е102) используют в качестве красителя в мороженом, сладостях, газированных напитках, йогуртах. Он способен вызывать сильные аллергические реакции, мигрени и нервное возбуждение. Очень опасен для детей. Запрещён в большинстве стран. Цитрусовый красный (Е121) добавляют в газированные напитки, леденцы, мороженое. Является мощным канцерогеном. Запрещён в большинстве стран. Амарант (Е123) – тёмно-красный краситель. Он является химической пищевой добавкой, поражающей печень и почки, провоцирующая развитие сильных аллергических реакций, хронического насморка и онкологических заболеваний. Она чаще всего используется в приготовлении продуктов, которые очень любят дети – желе, десерты, пудинги, мороженое, сухие завтраки, кексы и так далее. В большинстве стран это вещество запрещено.

Формальдегид (Е240) применяется в качестве консерванта при изготовлении мясных и колбасных изделий, различных напитков (газированная вода, холодные чаи, соки) и сладостей (десерты, леденцы, жевательные резинки, желе). Он оказывает канцерогенное действие, вызывает поражение нервной системы, аллергии и интоксикацию организма. Броматы калия и кальция (Е924а, Е 924b) служат улучшителями и окислителями в производстве хлебобулочных изделий, а также пеногасителями в газированных напитках. Они обладают мощным канцерогенным эффектом. В большинстве стран запрещены к применению. Дозирование пищевых добавок Для каждой пищевой добавки определена допустимая суточная доза, при которой здоровью человека не будет нанесён вред. Но загвоздка состоит в том, что чаще всего производители на упаковках не пишут содержание вещества в продукте. Полный состав можно узнать только в специальных лабораториях. Там же произведён точный расчёт добавки на данное количество продукта. Существует правило распределения ингредиентов по убыванию – то вещество, которое содержится в наибольшей концентрации, в составе указывается первым, а которого меньше всего – последним. Очень часто производители, чтобы скрыть недостатки товара, добавляют в него пищевые добавки не по технологии, а до доведения «товарного вида». Таким образом, они даже сами не знают, сколько содержится в них химикатов. И на упаковках не всегда указывают точный состав продукта.

Советы по использованию пищевых добавок На сегодняшний день добавки настолько заполонили рынок пищевой продукции, что даже сложно сказать, где они не содержатся. Полностью отказаться от продуктов, продаваемых в магазинах тоже практически невозможно, особенно если это относится к городским жителям. Поэтому нужно стараться свести к минимуму их употребление. Ниже приведено несколько советов, как это возможно осуществить. Перед покупкой какого-либо продукта лучше заранее изучить его точный состав (информацию можно найти в Интернете); Следует всегда помнить о том, что чаще всего химикаты представляют опасность при употреблении их в большом количестве, будь то полезная или опасная добавка; Также их воздействие на организм зависит от возраста и веса человека; Во время болезни или при ослабленном иммунитете химические вещества наносят больше вреда, поэтому при таких состояниях употребление их лучше ограничить;

Волокна растительной клетчатки, благодаря содержащемуся в них пектину, очищают организм от токсинов и шлаков. Поэтому каждый день нужно кушать свежие овощи и фрукты; При тепловой обработке напичканные химикатами продукты могут образовывать и выделять опасные вещества. Наиболее вредными в этом плане являются аспартам (Е951) и нитрит натрия (Е250). Перед тем, как жарить или варить продукт необходимо внимательно изучить его состав. Не стоит употреблять в пищу ярко окрашенные продукты, овощи и фрукты не по сезону. Нужно обязательно ограничить употребление продуктов, богатых пищевыми добавками, детьми до пяти лет (колбасные и мясные изделия, сырки, десерты, желе, йогурты, приправы и бульонные кубики, лапша быстрого приготовления, хлопья и так далее). Ну и самое главное, всего должно быть в меру – не нужно совсем избегать продуктов с добавками, но и сильно увлекаться колбасой, чипсами и фантой тоже не стоит. Организм в нормальном состоянии способен без вреда для здоровья переработать небольшое количество химикатов. Их опасные эффекты начинают проявляться при систематическом употреблении продуктов с красителями и заменителями.

Все пищевые добавки, согласно их функциям, разделяют на категории: Е100-182 – красители (влияют на цвет продукта); Е200-299 – консерванты (продлевают срок годности пищи); Е300-399 – антиокислители (тормозят процессы окисления, действием напоминают консерванты); Е400-499 – стабилизаторы (сохраняют консистенцию), загустители (добавляют вязкость); Е500-599 – эмульгаторы (придают однородную консистенцию, предотвращают образование комков); Е600-699 – усилители вкуса и запаха; Е700-899 – зарезервированные номера; Е900-999 – пеногасители, антифламинги.

Консерванты и антиокислители – наиболее вредные добавки , вызывающие мутации в организме, хронические заболевания, раковые опухоли. А в США, Канаде, Германии, Англии и Франции уже заговорили о том, что потребление консервантов в большом количестве тормозит разложение тел после смерти. Наиболее вредное влияние на организм имеет формальдегид (E240). Запрещенные как особо опасные вещества есть и среди красителей: Е121, Е123 (встречаются в газировках и ярких сортах мороженого). А чтобы заболеть гепатитом, порой, достаточно только 6 месяцев регулярного употребления продуктов с подсластителем Е968 (ксилит). Фактически безвредными (хотя и их не советуют детям) называют только натуральные добавки: Е100, Е363, Е504, Е957. Список опасных и запрещенных добавок: Е102, Е104, Е110, Е120-124, Е127-129, Е131-133, Е142, Е151, Е153-155, Е173-175, Е180; Е214-217, Е219, Е226, Е227, Е230, Е231, Е233, Е236-240, Е249-252, Е296, Е320, Е321, Е620, Е621, Е627, Е631, Е635, Е924а-b, Е926, Е951, Е952, Е954, Е957. Особо опасные: Е510, Е513, Е527. Подозрительные, но пока не запрещенные: Е104, Е122, Е141, Е150, Е171, Е173, Е241, Е477.

Влияние пищевых добавок на здоровье человека: Вызывают расстройство пищеварения: Е221-226, Е320-322, Е338-341, Е407, Е450-453, Е461, Е463, Е465, Е466. Вредны для кишечника: Е220-Е224, E154, E343, E626-635. Вредны почек и печени: Е171-173, Е220, Е302, Е320-322, Е510, Е518. Повышают холестерин: Е320, 466, 471. Провоцируют приступы астмы: Е102, Е107, Е122-124, Е155, Е211-214, Е217-227. Вызывают аллергические реакции: Е131, Е132, Е160, Е210, Е214, Е217, Е230-232, Е239, Е311-313. Влияют негативно на кожу, вызывают : E151, E160, E230-233, E239, E310-312, E907, E951. Повышают артериальное давление: E154, E250, E251. Влияет на ход беременности и развитие плода: 233. Провоцируют рост опухолей: Е103, Е105, Е121, Е123, Е125, Е126, Е130, Е131, Е143, Е152, Е210, Е211, Е213-217, Е230, Е240, Е249, Е252, Е280-283, Е330, Е447, Е 954.

Классификация пищевых добавок Индекс "Е" был введен в свое время для удобства: ведь за каждой пищевой добавкой стоит длинное и непонятное химическое наименование, которое не умещается на маленькой этикетке. А, например, код Е115 выглядит одинаково на всех языках, не занимает много места в перечислении состава продукта и к тому же наличие кода означает, что эта пищевая добавка официально разрешена в европейских странах.

Классификация пищевых добавок Е100-Е182 – красители (устанавливают или восстанавливают цвет продукта); Е200-Е299 – консерванты (повышают срок хранения продуктов, защищая их от микробов, грибков, бактериофагов, добавки при созревании вин, дезинфектанты); Е300-Е399 – антиокислители (защищают от окисления, например от прогоркания жиров и изменения цвета)

Классификация пищевых добавок Е400-Е499 – стабилизаторы (сохраняют заданную консистенцию) и загустители (повышают вязкость);предупредительный и текущий санитарный надзор осуществляется органами Роспотребнадзора. Е 500 - Е 575 -разрыхлители, поддерживающие структуру продукта Е 631 - Е 637 - ароматизаторы

Виды пищевых добавок Красители – зто вещества, которые добавляют для восстановления природного цвета, утраченного в процессе обработки или хранения продукта, или для повышения его интенсивности; так же для окрашивания бесцветных продуктов – безалкогольных напитков, мороженого, кондитерских изделий. Консерванты увеличивают срок годности продукта. Чаще всего в качествеконсервантов используются поваренная соль, этиловый спирт, уксусная, сернистая, сорбиновая, бензойная кислоты и некоторые их соли Антиокислители защищают от порчи жиры и жиросодержащие продукты, предохраняют от потемнения овощи и фрукты, замедляют ферментативное окисление вина, пива и безалкогольных напитков.

Виды пищевых добавок Загустители улучшают и сохраняют структуру продуктов, позволяют получить продукты с нужной консистенцией. Все, разрешенные для применения в пищевых продуктах, загустители, встречаются в природе. Эмульгаторы отвечают за консистенцию пищевого продукта, его вязкость и пластические свойства. Например, не дают хлебобулочным изделиям быстро черстветь. Ароматизаторы — вещества, которые используют для придания продуктам или изделиям определённых запахов, создания или улучшения аромата.

ГЕННОМОДИФИЦИРОВАННЫЕ ПРОДУКТЫ Генети чески модифици рованный органи зм (ГМО) — организм , генотип которого был искусственно изменён при помощи методов генной инженерии . Это определение может применяться для растений, животных и микроорганизмов. Генетические изменения, как правило, производятся в научных или хозяйственных целях. Генетическая модификация отличается целенаправленным изменением генотипа организма в отличие от случайного, характерного для естественного и искусственного мутационного процесса.

Биологически активные добавки Биологически активные добавки (БАД) – природные (или идентичные природным) биологически активные вещества, которые употребляются одновременно с пищей или вводятся в состав пищевых продуктов. Исторически так сложилось, что во все времена люди использовали травяные лекарства для лечения болезней и вирусов, для снятия лихорадки и заживления ран. Натуральные средства могут облегчить боль, наладить пищеварение, играть роль релаксантов или стимуляторов. Исследовав некоторые растения, ученые пришли к выводу, что порой их результативность не хуже, чем у медпрепаратов, но при этом обычно можно не переживать о возможных побочных эффектах. Это и послужило причиной для создания фармакологической продукции, названной БАД.

Сырьем для большинства таких препаратов служат вытяжки из самых разных органических и неорганических веществ. Но сразу же заметим, что так, по крайней мере, должно быть в идеале. Но поскольку БАДы не входят в список веществ, качество которых строго контролируется законом, состав большинства из их – только на совести производителей. В этой статье мы поговорим о БАДах, так сказать, правильных, изготовленных с соблюдением технологий и исключительно из полезных для человека веществ. Компонентами биологически активных препаратов могут быть самые разные вещества. Зависимо от функции, отведенной БАДу, в его составе могут быть разные виды липидов, протеины и , витамины и минералы, ферменты, клетчатка, продукты пчеловодства и экстракты растений. Они могут играть роль пробиотиков и других полезных для человека веществ. Виды БАДов Все биологические активные добавки принято делить на 2 группы: нутрицевтики и парафармацевтики , или биорегуляторы. Первые – это препараты, восстанавливающие дефицит тех или иных веществ в организме. Прием этих БАДов оправдан для людей, чей рацион далек от сбалансированного. Вещества из второй группы влияют на работу органов и систем. Как правило, принимают их для профилактики или как вспомогательное средство параллельно с традиционной терапией. Хотя часто производители комбинируют свойства обоих видов в одном препарате.

Принимая биологически активные добавки, надо иметь в виду, что, как и обычные медикаменты, они могут вызывать побочные эффекты в виде аллергии, а также влиять на действенность некоторых лекарственных средств. Помимо витаминов и минералов долгосрочные эффекты от БАДов неизвестны. Качество БАДов на 100 процентов гарантировать не может никто. Некоторые исследования вообще опровергает эффективность БАДов, сравнивая их работу с эффектом плацебо. Биоактивные добавки – это не лекарственные препараты, поэтому и принципы их приема также отличаются. Меж тем, они могут быть полезными для профилактики некоторых болезней. Часто их принимают в качестве средства для укрепления иммунитета или дополнительного источниками витаминов. БАД из натуральных компонентов может быть эффективным дополнением при комплексном лечении хронических болезней. способствовать стабильности кислотно-щелочного равновесия; благотворно влиять на микрофлору кишечника.

Помимо этого, биоактивные добавки способны: регулировать обмен полезных веществ; способствовать кроветворению и правильной свертываемости крови; играть роль антиоксиданта; некоторые обладают свойствами, аналогичными гормонам; воздействовать ферментативным процессам; влиять на клеточное дыхание; активизировать репродуктивные возможности организма; способствовать формированию соединительной ткани; выводить токсины; укреплять сердце и сосуды; усиливать иммунитет; поддерживать электролитный баланс;

Спасибо за внимание!