книги2 / 69

61

Гликоген - животный крахмал - полисахарид, который состоит из сильно разветвленных цепочек молекул α-D-глюкопиранозы.

Гликоген - резервное вещество тканей и клеток организма. В печени содержится 20 % гликогена, в скелетных мышцах 0,9 %.

Целлюлоза (клетчатка) - это сложный углевод, входящий в состав оболочек растительных клеток, представляет собой линейный гомополимер из сотен или десятков тысяч остатков D-глюкозы. Соединение фрагментов глюкозы обеспечивается β(1→4)-гликозидной связью. Такое соединение мономерных звеньев отличает целлюлозу от α(1→4)-гликозидных связей характерных для других гомополимеров глюкозы: крахмала и гликогена.

62

Вотличие от амилозы крахмала, молекулы которой сворачиваются в спираль, макромолекула целлюлозы склонна принимать вытянутую стержневую конформацию.

Ворганизме клетчатка практически не переваривается, лишь незначительная часть может подвергнуться под влиянием находящихся в кишечнике микроорганизмов. Клетчатку, вместе с пектинами, лигнинами и гемицеллюлозой, называют балластными веществами. Они улучшают работу пищеварительной системы, являясь профилактикой многих заболеваний.

К полисахаридам относятся кислые полисахара: пектин (клетчатка ягод,

фруктов), и студневидное вещество водорослей - агар-агар. Пектин и агар-агар

– гетерополисахариды. Они построены из цепей глюкозы, галактозы, спиртов,

кислот, атомов Са, Mg, S. Строение пектина:

Агар-агар является смесью полисахаридов агарозы и агаропектина,

отличающихся по содержанию сульфатных групп и другим показателям. Агар-

агар получают путём экстрагирования из красных (Phyllophora, Gracilaria, Gelidium, Ceramium) и бурых водорослей, произрастающих в Чёрном море,

Белом море и Тихом океане. Агар является растительным заменителем желатина. Формула (C12H18O9)n

64

5.2 Углеводы пищевых продуктов

Углеводы являются основной частью пищевого рациона. За счёт углеводов обеспечивается половина суточной энергетической ценности пищевого рациона человека.

Удовлетворение потребности человека в углеводах осуществляется чаще за счёт растительных источников.

Наиболее распространенные простые углеводы пищи – это глюкоза и фруктоза, которые содержатся в плодах, ягодах, пчелином меде, зеленых частях растений. В арбузе весь сахар – фруктоза, в винограде - глюкоза + фруктоза. В

яблоках, грушах, смородине содержатся фруктоза и другие сахара. В

организме моносахариды появляются при ферментативном гидролизе дисахаридов и полисахаридов.

Гидролиз сахарозы называется инверсия, так как она связана с оптической особенностью гидролизата. Смесь, образовавшихся "глюкозы+ фруктозы"

называется инвертным сахаром.

Основной функцией глюкозы является обеспечение нашего организма энергией. Так, например, для человека весом в 70 кг норма составляет 185

граммов глюкозы в день. При этом 120 грамм употребляют клетки головного мозга, 35 грамм – поперечнополосатые мышцы, а оставшиеся 30 грамм идут на питание эритроцитов крови.

Продукты, богатые глюкозой - сахар, сладости,

пшеничный хлеб, виноград, черешня, клубника,

малина, вишня, яблоки, дыня, инжир, арбуз, груша,

бананы, бобы, фасоль, капуста, морковь, манка,

белый рис, кукурузная каша, пшено, просо.

65

Чтобы организм получал максимум положительных веществ, нужно правильно питаться и знать, в каких продуктах есть фруктоза. Этот углевод можно встретить в разной пище, не только фрукт, но и овощ может содержать в себе фруктозу.

Наибольшее количество фруктозы в меде, агаве, черносливе, яблоках,

винограде, грушах, вишнях, апельсинах, дыне, арбузе,

персике, клубнике, банане, финиках и землянике.

Фруктоза содержится в таких овощах, как спаржа,

брокколи, капуста, картофель, сладкий перец,

морковь, лук и всех разновидностях салата. Фруктозу можно найти в арахисе, чечевице и фасоли.

Магазинные соки имеют высокую концентрацию фруктозы из-за сахара, попадающего из фруктов, и

кукурузного сиропа, обогащенного фруктозой, чтобы подсластить продукт. То же касается и других напитков, таких как фруктовые пюре, газировки, лимонад, алкогольные

напитки, так как в них тоже добавляют кукурузный сироп.

Моносахариды – важная часть в рационе человека, но употребление должно быть грамотным.

Дисахарид сахароза представляет главную ценность для биологических систем. Важнейшие источники: сахарная свекла, тростник. Она также присутствует в клиновом сиропе, ягодах, фруктах.

Безмерное потребление сахара вызывает гнилостные процессы в ЖКТ, нарушает обмен холестерина.

Мальтоза – не такая сладкая, как сахароза,

благодаря чему применяется в пищевой промышленности при изготовлении: детского питания,

66

мюслей, пива, кондитерских изделий, диетических продуктов (например,

печенья и хлебцов), мороженого.

Лактоза – ключевой углевод любого молочного продукта. Нехватка его приводит к проблемам с пищеварением. Сегодня наибольшее распространение получило применение лактозы для изготовления детского питания и различных заменителей

молока. В процессе выпечки хлеба лактозу используют для формирования на поверхности изделий красивой коричневой корочки. Кондитеры применяют лактозу для улучшения свойств и вкуса карамели. Также лактоза является необходимым компонентом шоколада, сгущенки, мармелада, джемов,

бисквитного теста, конфет, мясных и диабетических продуктов. Обычно ее добавляют в продукты вместе с обычным сахаром, причем оптимальное их соотношение составляет 1:1. Добавление лактозы в мясные продукты устраняет горький привкус и снижает соленость, а также продлевает срок хранения.

Также она добавляется в водку с целью усиления и смягчения вкуса крепких алкогольных напитков.

Полисахариды играют немаловажную роль в питании человека.

Роль крахмала в рационе человека – превращение в глюкозу для получения дополнительной энергии. Крахмал – в питании составляет до 80% всех углеводов. Его основные источники: хлеб и хлебобулочные изделия, крупы,

бобовые, рис и картофель. Крахмал, относительно медленно переваривается,

расщепляясь до глюкозы. Он в небольших количествах содержится в животных продуктах (в печени 2-10% и в мышечной ткани – 0,3-1%). Крахмал широко используется в пищевой промышленности. Он является необходимым ингредиентом при приготовлении различных киселей, соусов, кремов, колбас и выпечки. В подавляющем большинстве сосисок и колбасных изделий содержится крахмал для придания им более плотной консистенции. Наиболее

67

часто в кулинарных целях этот компонент используется для сгущения продукта и связывания части жидкости в нём. Например, при приготовлении желе или майонеза. Для этого чаще используют модифицированные крахмалы, то есть те,

свойства которых в результате разнообразных способов обработки

(физического, химического, биологического) заметно отличаются от свойств обычного крахмала. Так, модифицированные крахмалы существенно отличаются от обычного крахмала по степени гидрофильности, способности к клейстеризации и гелеобразованию. Модифицированные крахмалы используют в хлебопекарной и кондитерской промышленности, в том числе и для получения безбелковых диетических продуктов питания.

Гликоген находится в пищевых продуктах в очень небольших количествах,

благодаря малому содержанию в мясной ткани и печени.

В пищевой технологии находят применение целлюлоза (клетчатка) и ее производные: микрокристаллическая целлюлоза (Е460i), метилцеллюлоза

(Е461), карбоксиметилцеллюлоза (Е466), гидроксипропилцеллюлоза (Е463),

гидроксипропилметилцеллюлоза (Е464), метилэтилцеллюлоза (Е465). Эти пищевые добавки используют в производстве мороженого, кондитерских изделий и соусов. Производные целлюлозы применяют в качестве диетических волокон при создании сбалансированных продуктов питания. Они являются также эффективными загустителями, стабилизаторами и эмульгаторами.

Источниками целлюлозы являются: хлеб грубого помола, картофель, капуста,

лук, чеснок - перо, овощи, фрукты, крупы.

В пищевой промышленности хитин используют в качестве консерванта,

осветлителя соков и вин, диетического волокна, эмульгатора. Свойство хитозана растворяться в разведенных органических и минеральных кислотах, с

образованием бесцветных вязких растворов, позволяет использовать его в пищевой промышленности в качестве загустителя. Растворы хитозана способны также образовывать термически устойчивые гели, что обусловливает

68

его применение как студнеобразователя, особенно в производстве рыбных консервов определенного ассортимента.

Пектиновые вещества (пектин) - кислые полисахариды растений Они содержатся в стенках клеток ягод и

фруктов, соках, корнеплодах (свекла). В пищевой промышленности пектин получают из яблочных и цитрусовых выжимок, свекловичного жома,

соцветий-корзинок подсолнечника, створок плодов-коробочек хлопчатника. В зависимости от вида сырья пектин имеет различные органолептические и физико-химические

показатели. Основными свойствами пектиновых веществ, которые определяют области их применения в пищевой промышленности, являются

студнеобразующая и комплексообразующая способности.

Пектины применяют в производстве кондитерских

(мармелад, пастила, зефир,

желейные конфеты) и

консервных (желе, джем,

конфитюр, фрукты в желе)

изделий; в качестве стабилизаторов при производстве молочных напитков,

майонеза, маргарина, аналогов сливочного масла, соусов, мороженого, рыбных консервов; в качестве средства, замедляющего черствление в производстве хлебобулочных изделий; в качестве загустителей при производстве фруктовых соков и киселей; при изготовлении овощных желе, паштетов, студней, сыров и пищевых продуктов детского, лечебного и профилактического питания.

Агар-агар применяют в кондитерской промышленности при производстве мармелада, пастилы, зефира, мясных и рыбных студней, желе, пудингов,

мороженого, для предотвращения образования кристалликов льда, а также при осветлении соков.

69

5.3Физико-химические свойства углеводов, используемые

впищевой промышленности

Гидрофильность - это взаимодействие углеводов с водой, протекающее с образованием водородных связей между водой и большим количеством гидроксогрупп в углеводах. Моносахариды, взаимодействуя с водой,

растворяются. Так, глюкоза, соединяясь с водой, растворяется в ней. При этом молекулы глюкозы переходят в раствор.

При упаривании раствора глюкоза продолжает прочно связывать оставшуюся воду, образуя сироп. Способность глюкозы образовывать сироп используется в производстве карамелей, леденцов, варенья и других сладких продуктов.

Фруктоза лучше, чем глюкоза и сахароза растворяется в воде. Высокая растворимость фруктозы обуславливает большую мягкость её сиропа - бастры,

которая применяется в изготовлении шоколадных конфет с мягкой начинкой.

Так как фруктоза удерживает воду лучше, чем сахароза, её применяют для предотвращения засахаривания варенья, джемов, конфет.

Реакция Майяра (меланоидинообразование, ферментативное потемнение)

- это реакция потемнения пищевых веществ в результате образования

меланоидинов – продуктов взаимодействия углеводов (моно-, ди-,

полисахаров) с аминокислотами, пептидами и белками в присутствии воды. В

результате получаются разнообразные вещества, в том числе, фурфурол,

оксиметилфурфурол, ацетальдегид, изовалерьяновый альдегид, пираны,

70

фураны, лактоны, эфиры. Меланоидины образуют аромат и вкус пищевого

продукта. Интенсивно эти процессы идут при высоких температурах.

Например, при выпечке хлеба имеет место потемнение корочек и особый их вкус, так же наблюдается потемнение кипяченного и сгущенного молока, обладающих особым вкусом.

Реакция Майяра протекает при топлении

молока, сушке овощей, фруктов, упаривании сиропов. От меланоидинов зависит цвет коньяка и вкус вин, а также вид, вкус и запах готовых мясных продуктов (жаренных, тушенных).

Важно, с какими конкретно аминокислотами взаимодействуют углеводы при нагревании. Например, при нагревании (+1000) глюкозы с валином

появляется аромат ржаного хлеба, с глицином - карамельный аромат, с

глютамином - запах шоколада, с пролином - запах жареного белка. При температуре +180° глюкоза даёт с валином аромат шоколада, с пролином -

печеного теста, с гистидином - запах жжёного сахара. Следовательно, вид,

аромат, присутствие сахаров и температурный режим оказывают существенное влияние на аромат и вкус продукта.

В целом реакция Майяра должна учитываться в технологии приготовления продуктов питания: потемнение продукта и его аромат могут быть желательны,

или нежелательны; может иметь место потеря незаменимых аминокислот,

ушедших в комплексные соединения.

На реакцию Майяра влияет рН среды, температура, влажность, ионы металлов. Если реакция желательна, её активизируют, а если нежелательна -

ингибируют (оксидом серы SО2).

Реакция меланоидинообразования начинается с реакции дегидратации углеводов, а затем связывания большого количества белков, витаминов,

ферментов и других биологически активных веществ. Поэтому пищевая ценность готового продукта, прошедшего реакцию Майяра, снижается.