Лекции по "Гигиене питания и химии пищи"

При недостатке витамина возникает депигментация и дерматит кожи, нервные расстройства.

Биотин содержится в большинстве пищевых продуктов, но больше всего в субпродутках 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 соединений. Наиболее активной формой является холекальциферол (D3).

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 переломы 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.

 

 

 

Лекция №8

Тема: Физиологическое значение минорных веществ 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

 

 

2 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 рН (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 показателей качества пищевого продукта. Главное вкусовое ощущение, вызываемое присутствием кислот в составе 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 рН 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).

 

 

3 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.

 

Лекция №9

Тема: 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 рН, 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.

 

 

2 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 (NaHSO3, SO2, NaCl).

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.