60. Значение ферментов

В основе процессов, происходящих при изготовлении хранении многих пищевых продуктов, лежат ферментатные изменения, вызываемые деятельностью тканевых ферментов или ферментных препаратов и ферментов, выделяемых микроорганизмами.

Изучение механизма действия ферментов помогает вы нить процессы, происходящие при посмертном созревая мяса и рыбы, дозревании плодов, изготовлении пива, сок вина, сыров, чая, кофе, табака и т.д. и дает возможность установить сроки и необходимые условия хранения (температуру, влажность, газовый состав среды) продуктов. Например, в клубнях картофеля наблюдается минимальная активность ферментов (естественно, и минимальная интенсивность дыхания) при температуре 4 °С. Более высокая к более низкая температура до определенного предела способствует активизации ферментов. Поэтому оптимальной для хране­ния картофеля в зимний период является температура 4 °С. Ферментативные процессы в яблоках резко замедляются при хранении их в среде с пониженным содержанием O2 —3 %и повышенным количеством С0₂ (3—5 %) по срав­нению с обычной атмосферой. Такая газовая среда рекомендована для увеличения срока хранения этих плодов.

Ферментные препараты широко используются в пищевой промышленности для получения аминокислот из небелкового сырья.

Протеолитические ферменты применяются в производ­стве хлеба, при переработке рыбы, для обработки сырной массы; пектазы — при изготовлении плодовых соков и пива; амилазы — в производстве хлеба, пива; протеиназы — для смягчения мяса и т.д.

61. Значение витаминов в питании и связь их с ферментами

Витамины представляют собой группу сравнительно низкомолекулярных органических соединений разнообразного химического строения, объединенных по признаку ихстрогой необходимости для питания животного и человече­ского организма. По сравнению с основными питательными псществами — белками, жирами и углеводами витамины требуются в ничтожно малых количествах и выполняют в организме те или иные каталитические функции.

Основным поставщиком витаминов для человека и жи­вотных являются растения, где они синтезируются. Длительное отсутствие в пище того или иного витамина иызывает заболевание, которое носит название «авитамноз».

Встречаются заболевания, которые носят название гипервитаминозы. Они связаны с избыточным поступление в организм витаминов. Гипервитаминозы бенно опасны в детском возрасте.

Повышенная потребность в витаминах возникает при усиленной физической нагрузке, переохлаждении организма, ряде заболеваний желудочно-кишечного тракта, у женщин во время беременности.

В результате длительных исследований было установле­но, что существует тесная связь между витаминами и фер­ментами. Взаимоотношения витаминов и ферментов харак­теризуются, с одной стороны, тем, что некоторые витамины получаются в результате ферментативных реакций (напри_: мер, при ферментативном гидролизе каротина получается витамин А), а с другой — что некоторые витамины рассматриваются в настоящее время как составные части молекулы ферментов. Витамин С также рассматривается как активная группа, участвующая в окис­лительно-восстановительных процессах.

В зависимости от вида продуктов добавление витаминов имеет целью ревитаминизацию, стандартизацию, обогаще­ние, витаминизацию или специальное воздействие при тех­нологической переработке продуктов питания. Ревитаминизация заключается в добавлении витаминов в те продукты питания, которые теряют их при переработке. В качестве примера можно привести добавление водораство­римых витаминов B1, В₂ и РР к пшеничной муке и обрушен­ному рису, а также жирорастворимых витаминов А и D к обезжиренному молоку. Стандартизация и обогащение витаминами применяют при производстве фруктовых соков. При обогащении со­ков поддерживают заданную концентрацию витамина С и следуют общему принципу — добавлять прежде всего те ви­тамины, которые содержались в продуктах первоначально. Во многих странах в зимние месяцы добавляют витамин А к молоку. Витаминизация витаминами А и D проводится при изготовлении маргарина, поскольку сам маргарин не содер­жит этих витаминов, но является идеальным их носителем.

Два витамина используются для стабилизации продук­тов питания. Это витамины С и Е, действующие как антиок­сиданты. Они обладают свойством связывать кислород, пред­отвращая тем самым его разрушающее воздействие на пище­вые продукты. Сам антиоксидант при этом разрушается. Свойство растворимости этих витаминов определяет область их применения. Витамин С растворим в воде, витамин Е — в жирах. Поэтому витамин С используется для стабилизации напитков (пива, вина, фруктовых соков), а витамин Е (токо­ферол) для стабилизации жиров и В целях специального воздействия при технологической переработке продуктов питания витамин С, кроме т применяется для обогащения муки с незначительным содержанием клейковины.

В мясоперерабатывающей промышленности витамин С используется для ускорения процесса побурения при посололе, благодаря чему уменьшается добавка NaNО2. Витамин С предохраняет мясо от изменений, вызываемых окислительными процессами, и стабилизирует окраску.

Каротиноиды (провитамин А) используются в пищевой промышленности в качестве безвредных красящих веществ.

Следует отметить, что все витамины, за исключением B12, получают с помощью химического синтеза.

62. Классификация витаминов

Все витамины принято обозначать буквами латинского алфавита, хотя в последнее время витаминам дают более определенные названия, соответствующие их химическому составу или действию в организме.

Витамины делят на две группы: водорастворимые и жирорастворимые. К группе водорастворимых относятся С, РР, В_1; В₂, В₆, В12, В15, Н, Р. К группе жирорастворимых —А, D, Е, К.

63. Химическая природа и биологическая роль водорастворимых витаминов

С (аскорбиновая кислота) относится к числу наиболее важных витаминов. Отсутствие его приводит к развитию такого тяжелого заболевания, как цинга, недоста­ток — различных авитаминозов, вызывающих слабость, утомляемость, восприимчивость к инфекционным болезням. Витамин С является катализатором окислительно-восстановительных процессов, протекающих в живых организмах.

Аскорбиновая кислота легко восстанавливает различные окисленные формы ферментов, превращаясь при этом в дегидроаскорбиновую кислоту, которая затем восстанавлива­ется глютатином.

В организме взрослого человека содержится около 5 г аскорбиновой кислоты. Потребность в витамине С составляет в сутки 100 мг. Прием его свыше 7500 мг вызывает понос, кро­вотечение из десен, боли. Кроме того, высокие дозы витамина С стимулируют образование камней в почках, приводят к развитию сердечно-сосудистых заболеваний.

Большое количество аскорбиновой кислоты находится в свежих плодах и овощах (удовлетворительно сохраняется — и квашеных). Особенно богаты витамином С: капуста — 80 мг%, стручковый перец — 130, лимон— 40, зеленые грец­кие орехи — 1800, черная смородина — 400, шиповник — 2500, картофель — 25, смородина красная — 8-16 мг%.

При длительном хранении плодов и овощей содержание витамина С в них резко уменьшается, так как он расходуется на дыхание (весной картофель, капуста, яблоки почти не содержат витамин С).

Аскорбиновая кислота устойчива в кислых растворах и при этом выдерживает кипячение. При варке, сушке плодов и овощей она легко разрушается.

В1 (тиамин, аневрин) в продук­тах находится в виде солянокислого или бромистоводородного тиамина. Он играет важную роль в регулировании белкового, жирового, водного и особенно углеводного обменов, входит в состав фермента пироватдекарбоксилазы, расщепляющего пировиноградную и некоторые другие кисл. Укрепляет иммунную систему.

Недостаток витамина вызывает нарушения в деятельности нервной системы, которые проявляются недостаточ ной концентрацей внимания, быстрой умственной и физической утомляемостью, легкой возбудимостью, плохим апетитом.

Главными источниками витамина B1 являются пшеничные и рисовые отруби, зародыши злаков, внутренние органы животных (печень, почки, сердце). Особенно много витамина содержится в дрожжах пивных — 163 285 мг/кг, хлебопекарных — 27—66, говядине — 1,7—2 мг/кг.

Суточная потребность в витамине B1 для взрослого человека составляет 2—3 мг в зависимости от интенсивности труда, а также количества углеводов, поступающих с пищей.

Витамин B1 устойчив при нагревании до 100—120 °С.

Витамин В₂ (рибофлавин) синтезируется только растениями и некоторыми микроорганизмами, относится к желтым красящим веществам — флавинам. Он необходим для нормального обмена веществ (жиров) в организм» и функционирования нервной системы; катализирует пер», нос водорода ферментами.

Недостаточное поступление витамина В₂ с пищей вызывает задержку или даже полную приостановку роста молодого организма в результате снижения окислительных процессов а тканях и ослабления процессов обмена веществ. Часто при авитаминозе возникают заболевания глаз, поражения слизистой оболочки в углах рта, усиленное выпадение волос. |

Суточная потребность человека в рибофлавине составля-2—3 мг.

Важнейшими источниками витамина В₂ являются: дрожжи— 4 мг%, печень и почки быка — до 2,5, яйца — 0,8, молоко —0,2, сыр, творог — 0,4—0,5.

В₂ устойчив при сушке, нагревании и варке; Разрушается в щелочных растворах и под воздействием ультрафиолетовых лучей, высоких температур.

Витамин В₆ (пиридоксин, адермин) является производ­ным м пиридина.

Значение пиридоксина определяется в основном тем, что он входит в виде остатка в состав таких важных ферментов, как аминотрансфераза, декарбоксилаза и др., а также играет огромную роль в превращении аминокислот, процессах обме­ни веществ (особенно азотного) и в деятельности централь­ном нервной системы. При отсутствии или недостатке витамина В₆ у человека наблюдаются воспалительные поражения кожи.

Потребность человека в витамине составляет 1,5—3 мг в сутки.

Находится он в сухих дрожжах, печени, мясе, рыбе — до I мг%, фасоли и горохе — 0,7, пшенице — 0,3, картофеле и Капусте — 0,1—0,2 мг%.

Пиридоксин устойчив к действию высоких температур, разрушается под действием света.

Витамин В9 (фолиевая кислота, фолацин). Как и витамин В₁₂, он оказы вает благотворное влияние при лечении некоторых злокачественных анемий у человека. Недостаток фолиевой кислоты в кормах приводит к задержке роста и процесса кроворерения у животных. Устойчив к кислороду воздуха, высокой температуре; разрушается при длительном воздействии солнечных лучей.

Витамин В9 содержится во многих пищевых продуктов печени говяжьей — 160 мкг%, почках — 45, говядине - 10, молоке — 4, яйцах — 11, салате — 40, шпинате — 53, дрожжах прессованных пекарских — 1080 пивных — 1470 мкг% .

Из-за того, что фолиевая кислота синтезируется микрофлорой кишечника, суточную потребность в ней определить затруднительно.

В 12 это кристаллическое соединение красного цвета. Он является биокатализатором, участвующим в процессах кроветворения.

Отсутствие витамина В₁₂ в организме вызывает анемии. Цианокобаламин необходим также для нормальной деятельности нервной системы. Наличие его в пище способствуй лучшему усвоению растительных белков.

Витамин B1₂ применяется при лечении лучевой болезезни. В организме животных и человека синтезируется микрофлорой кишечника.

Витамин В12 устойчив при нагревании, разрушается при длительном действии света.

Суточная потребность человека в цианокобаламине составляет 2—5 мкг.

Главными источниками витамина В₁₂ являются следу­ющие пищевые продукты: говядина — 2—8 мкг% , говяжьи почки —- 20—50, печень — 50—130, сердце — 25, корове молоко — 0,2—0,6, сыр — 1,4—3,6.

РР по характеру действия называют антипеларгическим, так как его отсутствие в организме вызываот пеллагру, что в переводе с итальянского означает «шерша­вая кожа». Витамин РР входит в состав фермента дегидрогеназы и учавствует обмене веществ; устойчив к внешним воздей-миям: свету, кислороду, высоким температурам. Суточная потребность организма в витамине РР составляет 15—25 мг.

Важными его источниками являются: дрожжи — 40 мг, печень — 22, мясо и рыба — 2—6, крупа гречневая 2, капуста — 0,4, молоко — 0,1, хлеб пшеничный 2 сорта — 1,9, грибы сушеные — 40 мг%.

Р (биофлаваноид) иногда называют витамином С2, поскольку при лечении тяжелых форм цинги его также необходимо применять. Он обладает способностью повышать прочность стенок капилляров.

Витамин Р содержится в зеленом горохе, апельсинах, черной смородине, малине, землянике, зеленом чае. Суточная потребность в нем составляет 25—50 мг.