
- •Содержание
- •Глава 1. Химия пищевых веществ и питание человека 6
- •Глава 2. Белковые вещества 14
- •Глава 3. Углеводы 111
- •Глава 4. Липиды (жиры и масла) 175
- •Глава 9. Пищевые и биологически активные добавки 330
- •Глава 10. Вода 444
- •Глава 11. Безопасность пищевых продуктов 475
- •Глава 12. Основы рационального питания 540
- •Предисловие ко второму изданию
- •Глава 1. Химия пищевых веществ и питание человека
- •Глава 2. Белковые вещества
- •2.1. Белки в питании человека. Проблема белкового дефицита на земле
- •2.2. Белково-калорийная недостаточность и ее последствия. Пищевые аллергии
- •2.3. Аминокислоты и их некоторые функции в организме
- •2.4. Незаменимые аминокислоты. Пищевая и биологическая ценность белков
- •2.5. Строение пептидов и белков. Физиологическая роль пептидов
- •2.6 Белки пищевого сырья
- •Белки бобовых культур
- •Белки масличных культур
- •Белки картофеля, овощей и плодов
- •Белки мяса и молока
- •2.7. Новые формы белковой пищи. Проблема обогащения белков лимитирующими аминокислотами
- •2.8. Функциональные свойства белков
- •2.9. Превращения белков в технологическом потоке
- •2.10. Качественное и количественное определение белка
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3. Углеводы
- •3.1. Общая характеристика углеводов
- •Моносахариды
- •Полисахариды
- •3.2. Физиологическое значение углеводов
- •Усваиваемые и неусваиваемые углеводы
- •Углеводы в пищевых продуктах
- •3.3. Превращения углеводов при производстве пищевых продуктов Гидролиз углеводов
- •Реакции дегидратации и термической деградации углеводов
- •Реакции образования коричневых продуктов
- •Окисление в альдоновые, дикарбоновые и урановые кислоты
- •Процессы брожения
- •3.4. Функции моносахаридов и олигосахаридов в пищевых продуктах Гидрофильность
- •Связывание ароматических веществ
- •Образование продуктов неферментативного потемнения и пищевого аромата
- •Сладость
- •3.5. Функции полисахаридов в пищевых продуктах Структурно-функциональные свойства полисахаридов
- •Крахмал
- •Гликоген
- •Целлюлоза
- •Гемицеллюлозы
- •Пектиновые вещества
- •3.6. Методы определения углеводов в пищевых продуктах
- •Контрольные вопросы
- •Глава 4. Липиды (жиры и масла)
- •4.1. Строение и состав липидов. Жирнокислотный состав масел и жиров
- •4.2. Реакции ацилглицеринов с участием сложноэфирных групп Гидролиз триацилглицеринов
- •Переэтерификация
- •4.3. Реакции ацилглицеринов с участием углеводородных радикалов Присоединение водорода (гидрирование ацилглицеринов)
- •Окисление ацилглицеринов
- •4.4. Свойства и превращения глицерофосфолипидов
- •4.5. Методы выделения липидов из сырья и пищевых продуктов и их анализ
- •4.6. Пищевая ценность масел и жиров
- •4.7. Превращения липидов при производстве продуктов питания
- •Контрольные вопросы
- •Глава 5. Минеральные вещества
- •5.1. Роль минеральных веществ в организме человека
- •5.2. Роль отдельных минеральных элементов Макроэлементы
- •Микроэлементы
- •5.3. Влияние технологической обработки на минеральный состав пищевых продуктов
- •5.4. Методы определения минеральных веществ
- •Электрохимические методы анализа
- •Контрольные вопросы
- •Глава 6. Витамины
- •6.1. Водорастворимые витамины
- •6.2. Жирорастворимые витамины
- •6.3. Витаминоподобные соединения
- •6.4. Витаминизация продуктов питания
- •Контрольные вопросы
- •Глава 7. Пищевые кислоты
- •7.1. Общая характеристика кислот пищевых объектов
- •7.3. Пищевые кислоты и их влияние на качество продуктов
- •7.4. Регуляторы кислотности пищевых систем
- •7.5. Пищевые кислоты в питании
- •7.6. Методы определения кислот в пищевых продуктах
- •Глава 8. Ферменты
- •8.1. Общие свойства ферментов
- •Ферментативная кинетика
- •8.2. Классификация и номенклатура ферментов
- •Оксидоредуктазы
- •Гидролитические ферменты
- •8.3. Применение ферментов в пищевых технологиях
- •Мукомольное производство и хлебопечение
- •Производство крахмала и крахмалопродуктов
- •Кондитерское производство
- •Производство плодово-ягодных соков, безалкогольных напитков и вин
- •Спиртные напитки и пивоварение
- •8.4. Иммобилизованные ферменты
- •8.5. Ферментативные методы анализа пищевых продуктов
- •Глава 9. Пищевые и биологически активные добавки
- •9.1. Общие сведения о пищевых добавках
- •Общие подходы к подбору технологических добавок
- •О безопасности пищевых добавок
- •9.2. Вещества, улучшающие внешний вид пищевых продуктов
- •Цветокорректирующие материалы
- •9.3. Вещества, изменяющие структуру и физико-химические свойства пищевых продуктов
- •Эмульгаторы
- •9.4. Вещества, влияющие на вкус и аромат пищевых продуктов
- •Подслащивающие вещества
- •Ароматизаторы
- •Пищевые добавки, усиливающие и модифицирующие вкус и аромат
- •9.5. Пищевые добавки, замедляющие микробиологическую и окислительную порчу пищевого сырья и готовых продуктов
- •Консерванты
- •Антибиотики
- •Пищевые антиокислители
- •9.6. Биологически активные добавки
- •Глава 10. Вода
- •10.1. Физические и химические свойства воды и льда Физические свойства воды и льда
- •Диаграмма состояния воды
- •Строение молекулы и свойства воды
- •Взаимодействие вода — растворенное вещество
- •Структура и свойства льда
- •10.2. Свободная и связанная влага в пищевых продуктах
- •Рассмотрим некоторые примеры.
- •10.3. Активность воды
- •Изотермы сорбции
- •Активность воды и стабильность пищевых продуктов
- •10.4. Роль льда в обеспечении стабильности пищевых продуктов
- •10.5. Методы определения влаги в пищевых продуктах Определение общего содержания влаги
- •Глава 11. Безопасность пищевых продуктов
- •11.1. Классификация чужеродных веществ и пути их поступления в продукты
- •11.2. Окружающая среда - основной источник загрязнения сырья и пищевых продуктов
- •Меры токсичности веществ
- •Токсичные элементы
- •Радиоактивное загрязнение
- •Диоксины и диоксинподобные соединения
- •Полициклические ароматические углеводороды
- •Загрязнения веществами, применяемыми в растениеводстве
- •Загрязнение веществами, применяемыми в животноводстве
- •11.3. Природные токсиканты
- •Микотоксины
- •Методы определения микотоксинов и контроль за загрязнением пищевых продуктов
- •11.4. Антиалиментарные факторы питания
- •11.5. Метаболизм чужеродных соединений
- •11.6. Фальсификация пищевых продуктов Фальсификация: аспект безопасности
- •Генетически модифицированные продукты питания
- •Контрольные вопросы
- •Глава 12. Основы рационального питания
- •12.1. Физиологические аспекты химии пищевых веществ
- •12.2. Питание и пищеварение
- •Основные пищеварительные процессы
- •Схемы процессов переваривания макронутриентов
- •Метаболизм макронутриентов
- •12.3. Теории и концепции питания
- •Первый принцип рационального питания
- •Второй принцип рационального питания
- •Третий принцип рационального питания
- •12.4. Рекомендуемые нормы потребления пищевых веществ и энергии
- •12.5. Пищевой рацион современного человека. Основные группы пищевых продуктов
- •12.6. Концепция здорового питания. Функциональные ингредиенты и продукты
- •Список использованной литературы
Контрольные вопросы
Дайте определение понятию "липиды" (жиры и масла). На какие группы веществ их можно разделить? Приведите примеры основных групп липидов.
Опишите физические свойства и химические превращения ацилглицеринов. Дайте определение реакциям гидролиза, гидрогенизации и переэтерификации масел и жиров. Какова их роль в технологии?
Определите понятие "окисление жиров". Каков его механизм и какие факторы влияют на окисление масел и жиров? Какова роль антиоксидантов при окислении жиров?
Приведите примеры основных превращений фосфолипидов. Какова роль фосфолипидов в технологии жиров, питании?
Расскажите о методах выделения и анализа жиров. Дайте определение понятиям: кислотное, йодное число, число омыления.
Какова роль жиров, их структурных компонентов в питании?
222
220 :: 221 :: 222 :: Содержание
223 :: 224 :: 225 :: 226 :: 227 :: Содержание
Глава 5. Минеральные вещества
5.1. Роль минеральных веществ в организме человека
Многие элементы в виде минеральных солей, ионов, комплексных соединений и органических веществ входят в состав живой материи и являются незаменимыми нутриентами, которые должны ежедневно потребляться с пищей. Содержание минеральных веществ в основных продуктах питания приведено в табл. 5.1.
В соответствии с рекомендацией диетологической комиссии Национальной академии США ежедневное поступление химических элементов с пищей должно находиться на определенном уровне (табл. 5.2). Столько же химических элементов должно ежесуточно выводиться из организма, поскольку их содержание в нем находится в относительном постоянстве.
Роль минеральных веществ в организме человека чрезвычайно разнообразна, несмотря на то, что они не являются обязательным компонентом питания. Минеральные вещества содержатся в протоплазме и биологических жидкостях, играют основную роль в обеспечении постоянства осмотического давления, что является необходимым условием для нормальной жизнедеятельности клеток и тканей. 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, обеспечивают свертывание крови и другие физиологические процессы 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
223
Таблица 5.1. Минеральный состав основных продуктов питания [по данным И.M. Скурихина, M.H. Волгарева "Химический состав пищевых продуктов", 1987]
Пищевые продукты |
Макроэлементы, мг |
Микроэлементы, мкг |
||||||||||||||
Ка-лий |
Каль-ций |
Маг-ний |
Нат-рий |
Сера |
Фос-фор |
Хлор |
Же-лезо |
Иод |
Ко-бальт |
Мар-ганец |
Медь |
Фтор |
Хром |
Цинк |
Моли-бден |
|
Хлеб: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ржаной формовой |
245 |
35 |
47 |
610 |
52 |
158 |
980 |
3900 |
5,6 |
– |
1610 |
220 |
35 |
2,7 |
1210 |
8 |
формовой из пшеничной муки I сорта |
129 |
23 |
33 |
506 |
59 |
84 |
837 |
1860 |
– |
1,8 |
825 |
134 |
– |
2,2 |
735 |
12,8 |
Молочные продукты: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
молоко коровье |
146 |
120 |
14 |
50 |
29 |
90 |
110 |
67 |
9 |
0,8 |
6 |
12 |
20 |
2 |
400 |
5 |
творог жирный |
112 |
150 |
23 |
41 |
– |
216 |
– |
461 |
– |
– |
8 |
74 |
– |
– |
394 |
– |
сыр российский |
116 |
1000 |
50 |
820 |
– |
540 |
– |
1100 |
– |
– |
– |
50 |
– |
– |
3500 |
– |
Мясо: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
свинина |
316 |
8 |
27 |
64,8 |
220 |
170 |
48 |
1940 |
6,6 |
8 |
28,5 |
96 |
69 |
13,5 |
2070 |
13 |
говядина |
355 |
10,2 |
22 |
73 |
230 |
188 |
59 |
2900 |
7,2 |
7 |
35 |
182 |
63 |
8,2 |
3240 |
11,6 |
баранина |
329 |
9,8 |
25,1 |
101 |
165 |
168 |
83,6 |
2090 |
2,7 |
6 |
35 |
238 |
120 |
8,7 |
2820 |
9 |
Рыба: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
речной карп |
265 |
35 |
25 |
55 |
180 |
210 |
55 |
800 |
5 |
35 |
150 |
130 |
25 |
55 |
2080 |
4 |
морская треска |
340 |
25 |
30 |
100 |
200 |
210 |
165 |
650 |
135 |
30 |
80 |
150 |
700 |
55 |
1020 |
4 |
Овощи: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
капуста белокочанная |
185 |
48 |
16 |
13 |
37 |
31 |
37 |
600 |
3 |
3 |
170 |
75 |
10 |
5 |
400 |
10 |
картофель |
568 |
10 |
23 |
28 |
32 |
58 |
58 |
900 |
5 |
5 |
170 |
140 |
30 |
10 |
360 |
8 |
морковь |
200 |
51 |
38 |
21 |
6 |
55 |
63 |
700 |
5 |
2 |
200 |
80 |
55 |
3 |
400 |
20 |
Фрукты: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
слива |
214 |
20 |
9 |
18 |
6 |
20 |
1 |
500 |
4 |
1 |
110 |
87 |
2 |
4 |
100 |
8 |
яблоко |
278 |
16 |
9 |
26 |
5 |
11 |
2 |
2200 |
2 |
1 |
47 |
110 |
8 |
4 |
150 |
6 |
224
Таблица 5.2. Суточное поступление химических элементов в организм человека (в мг) [Ю. H. Кукушкин. Химические элементы в организме человека, 1998]
Элемент |
Взрослые |
Дети |
Элемент |
Взрослые |
Дети |
К |
2000–5500 |
530 |
Cr |
0,05–0,2 |
0,04 |
Na |
1 100–3300 |
260 |
Со |
около 0,2 (витамин B12) |
0,001 |
Ca |
800–1200 |
420 |
Mg |
300–400 |
60 |
Cl |
3200 |
470 |
Zn |
15 |
5 |
PO43– |
800–1200 |
210 |
Fe |
10–15 |
7 |
SO42– |
10 |
– |
Mn |
2,0–5,0 |
1,3 |
I |
0,15 |
0,07 |
Cu |
1,5–3,0 |
1 |
Se |
0,05–0,07 |
– |
Mo |
0,075–0,250 |
0,06 |
F |
1,5–4,0 |
0,6 |
|
|
|
составляет 10 –3–10 –5 %. Если содержание элемента ниже 10 5 %, его считают ультрамикроэлементом. К макроэлементам относят калий, натрий, кальций, магний, фосфор, хлор и серу. Они содержатся в количествах, измеряемых сотнями и десятками миллиграммов на 100 г тканей или пищевого продукта. Микроэлементы входят в состав тканей организма в концентрациях, выражаемых десятыми, сотыми и тысячными долями миллифамма и являются необходимыми для его нормальной жизнедеятельности. Микроэлементы условно делят на две группы: абсолютно или жизненно необходимые (кобальт, железо, медь, цинк, марганец, иод, бром, фтор) и так называемые вероятно необходимые (алюминий, стронций, молибден, селен, никель, ванадий и некоторые другие). Микроэлементы называют жизненно необходимыми, если при их отсутствии или недостатке нарушается нормальная жизнедеятельность организма. Характерным признаком необходимого элемента является колоколообразный вид кривой зависимости ответной реакции организма от дозы элемента (рис. 5.1).
При малом поступлении данного элемента организму наносится существенный ущерб. Он функционирует на грани выживания. В основном это объясняется снижением активности ферментов, в состав которых входит данный элемент. При повышении дозы элемента ответная реакция возрастает и достигает нормы (на кривой представлено в виде плато). При дальнейшем увеличении дозы проявляется токсическое действие избытка данного элемента, в результате чего не исключается и летальный исход.
Распределение микроэлементов в организме зависит от их химических свойств и очень разнообразно. Железо, например, является составной
225
Рис.
5.1. Зависимость ответной реакции (R) от
дозы (n) жизненно необходимых элементов
частью гемоглобина, миоглобина и других дыхательных пигментов, то есть веществ, участвующих в поглощении и транспорте кислорода во все ткани организма; атомы меди входят в активный центр рада ферментов и т.д.
Действие микроэлементов может быть и опосредованным – через влияние на интенсивность или характер обмена веществ. Так, некоторые микроэлементы (например, марганец, цинк, иод) влияют на рост, и их недостаточное поступление в организм с пищей тормозит нормальное физическое развитие ребенка. Другие микроэлементы (например, молибден, медь, марганец) принимают участие в репродуктивной функции, и их недостаток в организме отрицательно влияет на эту сторону жизнедеятельности человека.
К наиболее дефицитным минеральным веществам в питании современного человека относятся кальций и железо, к избыточным – натрий и фосфор.
Недостаток или избыток в питании каких–либо минеральных веществ вызывает нарушение обмена белков, жиров, углеводов, витаминов, что приводит к развитию рада заболеваний. Ниже приведены характерные (типичные) симптомы при дефиците различных химических элементов в организме человека:
Ca |
Замедление роста скелета |
Mg |
Мышечные судороги |
Fe |
Анемия, нарушения иммунной системы |
Zn |
Повреждение кожи, замедление роста, замедление полового созревания |
Cu |
Слабость артерий, нарушение деятельности печени, вторичная анемия |
Mn |
Бесплодие, ухудшение роста скелета |
Mo |
Замедление клеточного роста, склонность к кариесу зубов |
226
Со |
Злокачественная анемия |
Ni |
Учащение депрессий, дерматиты |
Cr |
Симптомы диабета |
Si |
Нарушение роста скелета |
F |
Кариес зубов |
I |
Нарушение работы щитовидной железы, замедление метаболизма |
Se |
Слабость сердечной мышцы |
Наиболее распространенным следствием несоответствия в рационе количества кальция и фосфора является кариес зубов, разрежение костной ткани. При недостатке фтора в питьевой воде разрушается зубная эмаль, дефицит иода в пище и воде приводит к заболеваниям щитовидной железы. Таким образом, минеральные вещества очень важны для устранения и профилактики ряда заболеваний.
Перечислим причины нарушения обмена минеральных веществ, которые могут иметь место даже при их достаточном количестве в пище:
а) несбалансированное питание (недостаточное или избыточное количество белков, жиров, углеводов, витаминов и др.);
б) применение методов кулинарной обработки пищевых продуктов, обуславливающих потери минеральных веществ, например, при размораживании (в горячей воде) мяса, рыбы, или при удалении отваров овощей и фруктов, куда переходят растворимые соли;
в) 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;
г) нарушение процесса всасывания минеральных веществ в желудочно–кишечном тракте или повышение потерь жидкости (например, кровопотери).
227
223 :: 224 :: 225 :: 226 :: 227 :: Содержание
227 :: 228 :: 229 :: 230 :: 231 :: 232 :: Содержание