16.Общая характеристика ферментов. Номенклатура и активность ферментных препаратов.

Ферменты играют очень важную роль в пищевой промышленности, принимая участие во многих технологических процессах. Превращение исходного сырья в готовые продукты в таких отраслях пищевой промышленности, как виноделие, пивоварение, хлебопечение, сыроделие. Ферменты обладают высокой специфичностью действия. Эффективность действия ферментов особенно сильно зависит от ряда факторов, в частности от температуры, некоторых специфических веществ, рН среды. Ферменты дают возможность снизить энергию активации или энергетический барьер, осуществить превращение исходного вещества в конечное через промежуточное состояние или состояние активного комплекса, что энергетически более выгодно. Процесс биосинтеза ферментов в живом организме связан с обеспечением метаболизма клеток, а количество синтезируемых ферментов строго определяется жизненной потребностью организма.

Номенклатура. Ферментативные препараты отличаются от фермента тем, что помимо активного белка содержит различные балластные вещества. Очень часто такой препарат содержит не один, а несколько ферментов. При определение название препарата учитывается только основной фермент, активность которого в препарате наивысшая. Наименование каждого препарата начинается с сокращенного названия этого основного фермента.

Активность препаратов. Ферменты являются веществами белковой природы, поэтому в препарате в смеси с другими белками количественно определить невозможно. Наличие определенного фермента в данном препарате может быть установлено по результатам той реакции, которую катализирует фермент, т.е по количеству образовавшихся продуктов реакции или по уменьшению исходного субстрата. Любая активность препаратов является не абсолютной величиной, а лишь условным выражением активности, полученном при принятых условиях эксперимента. В количественном выражении активности фермента определяется по начальной скорости ферментативной реакции, которая зависит от многи факторов. За стандартную единицу активности любого фермента принимается то его количество, которое катализирует превращение одного микромоля субстрата в минуту при заданных стандартных условиях.

17.Ферментные препараты в пищевой промышленности.

В крахмало-паточной промышленности для получения кристаллической глюкозы, глюкозной и мальтозной паток с различной степенью осахаривания используют ферментные препараты — источники амилолитических ферментов, полученных из различных источников микроорганизмов. В спиртовом производстве для осахаривания крахмалосодержащего сырья солод почти полностью заменяют ферментными препаратами из микроорганизмов. Это позволяет не только сэкономить зерновое сырье, расходуемое на приготовление солода, но и увеличить выход спирта в среднем на 1.5% за счет более полного гидролиза крахмала. При производстве соков широко используются пектолитические ферменты, глюкозооксидаза и каталаза. При приготовление плодовых сиропов применяют и амилолитические ферменты для гидролиза крахмала, находящегося в соке, и снятие отрицательного влияния на процесс сгущения соков.

18. Углеводы выполняют роль источника энергии, регулятора био процессов, составлют основу субклеточных структур. Они входят в состав нуклеиновых кислот и участвуют в передаче генетической инормации. В растениях углеводы образуются с помощью фотосинтеза. Животные организмы не способны синтезировать углеводы и должны получать из рациона. По основной класификации углеводы подразделяются на моносахариды и полисахариды. Их подразделяют на дисахариды, низкомолекулярные полисахариды, высокомолекулярные полисахариды. С точки зрения пищ.химии углеводы делят на усвояемые и не усвояемые. Усвояемые: Глюкоза,фруктоза,сахароза. Не усвояемые:пептин,цилюлоза. Частичное расщипление таких углеводов происходит за счет ферментов,выделяющихся из толстого кишечника. Норма потребления углеводов: 365-500г. В том числе 350 крахмала и 25 балансных веществ.

19.Неусвояемые углеводы: пищевые волокна или балансные вещества пептин и цилюлоза. Частичное расщипление балансных веществ происходит за счёт ферментов,выделяемых в толстом кишечнике. Балансные вещества положительно влияют на перестатику кишечника. Способствуют выведению из организма холестерина,препятствуют всасыванию веществ. Источники:хлеб из муки грубого помола,картофель,капуста,морковь. Для норм жизнидеятельности организму нужно от 80 до 100 мг глюкозы на 100мг крови.

20. Основными неусвояемыми углеводами являются так называемые «пищевые волокна» - смесь различных структурных полисахаридов растительных клеток – целлюлозы, гемицеллюлоз и пектиновых веществ, лигнина, а также неструктурных полисахаридов, встречающихся в натуральном виде в продуктах питания, - камедей, слизей, а также полисахаридов, используемых в качестве пищевых добавок.Пищевые волокна устойчивы к перевариванию и адсорбции в тонком кишечнике; они частично или полностью могут ферментироваться микрофлорой толстого кишечника.

Углеводы можно определить как альдегидные или кетонные производные полиатомных (содержащих более одной ОН-группы) спиртов или как соединения, при гидролизе которых образуются эти производные. углеводы подразделяются на три основные группы: моносахариды, олигосахариды и полисахариды

Моносахариды можно рассматривать как производные многоатомных спиртов, содержащие карбонильную (альдегидную или кетонную) группу. Если карбонильная группа находится в конце цепи, то моносахарид представляет собой альдегид и называется альдозой; при любом другом положении этой группы моносахарид является кетоном и называется кетозой. Простейшие представители моносахаридов – триозы: глицеральдегид и диоксиацетон

Углеводы – это основные поставщики энергии! При сгорании 1г углеводов выделяетcя 4 ккaл энергии. Суточная энергетическая потребность организма должна компенсироваться за счет сложных углеводов на 60-80% и за счет простых углеводов (сахар) на 5-10 %, а оставшиеся 20-30% энергии образуется за счет сгорания жиров и белков. Такие углеводы как рибоза и дезоксирибоза входят в состав нуклеиновых кислот (генетического материала).Основное количество углеводов, поступающих с пищей, – это сложные полисахариды (крахмал), дисахариды и моносахариды. При обильном поступлении сахара в организм его излишек откладывается в печени и мышцах в виде гликогена. Как только уровень сахара в крови падает, гликоген распадается, восполняя дефицит.Углеводы могут синтезироваться в организме из белков и жиров.

Особое место среди углеводов занимает клетчатка (целлюлоза). Она практически не усваивается, но в качестве балласта помогает пищеварению, механически очищая слизистые оболочки желудка и кишечника.

Углеводов много в картофеле и овощах, крупах, макаронных изделиях, фруктах и хлебе.

Норма потребления углеводов составляет 400(300) – 500 г в сутки в зависимости от степени физической активности. Углеводы обеспечивают больше половины энергии, получаемой организмом с пищей. Играя важную роль в обменных процессах, углеводы помогают в усвоении жиров. С другой стороны, избыточное поступление в организм сахара способно провоцировать ожирение, атеросклероз и гипогликемию. Различают так называемые медленные углеводы и быстрые углеводы, которые получили такое название исходя из скорости усваивания организмом. К медленным углеводам относится крахмал, который поступает в организм в составе картофеля, мучных изделий грубого помола, круп. Быстрые углеводы представляют собой сахара, которые находятся в кондитерских изделиях, собственно сахаре и сладких сортах ягод и фруктов. В современном питании принято считать, что для организма необходим прием большего количества медленных углеводов и меньшего количества быстрых.

21.Углеводы при хранении пищевого сырья, его переработке в ротовые продукты претерпевают разнообразные и сложные превращения. Они зависят от состава углеводного комплекса, условий (влажность, температура, рН среды), наличия ферментов, присутствия в перерабатываемых продуктах других компонентов, взаимодействующих с углеводами (белки, липиды, органические кислоты и т. д.).Из этих превращений необходимо в первую очередь отметить кислотный и ферментативный гидролиз ди- и полисахаридов, брожение моноз, меланоидинообразование и карамелизациюПроцессы гидролиза ди- и полисахаридов, а также брожение моноз уже рассматривали и еще раз вернемся к ним при описании химизма конкретных технологий. В этом разделе рассмотрим процессы меланоидинообразования и карамелизации.Меланоидинообразование. Под меланоидинообразованием понимают взаимодействие восстанавливающих Сахаров (монозы и восстанавливающие дисахариды как содержащиеся в продукте, так и образующиеся при гидролизе более сложных углеводов) с аминокислотами, пептидами и белками, приводящее к образованию темно-окрашенных продуктов - меланоидннов (от греч. меланос - темный). Этот процесс получил одновременно название реакции Майяра, по имени ученого, который в 1912 г. впервые его описал. Характерные ее признаки - потемнение продукта в результате образования трудно- или нерастворимых в воде темно-окрашенных соединений, снижение содержания редуцирующих Сахаров и азота аминных групп, появление ароматообразующих веществ. Меланоидинообразование - окислительно-восстановительный процесс, который представляет собой совокупность последовательно и параллельно идущих реакций. Механизм его сложен, реакция сопровождается образованием большого числа промежуточных продуктов, которые на следующих этапах взаимодействуют между собой и с исходными веществами. Скорость и глубина меланоидинообразования зависит от состава взаимодействующих продуктов, соотношения отдельных компонентов, рН среды, температуры, влажности.Наиболее интенсивно меланоидинообразование протекает в нейтральной и щелочной средах, легче проходит в концентрированных растворах, тормозится NaHSOa, H2SO4, Н2О2 и некоторыми другими соединениями. Образующиеся в ходе меланоидинооб-разования из аминокислот и Сахаров карбонилсодержащие соединения (фурфурол, оксиметилфурфурол, ацетальдегид, изовале-риановый альдегид, диацетил и др.) принимают участие в формировании аромата и в какой-то степени вкуса готовых продуктов.Реакция меланоидинообразования играет большую роль в процессах, происходящих при переработке пищевого сырья, и существенно влияет на качество готовых продуктов. Особенно интенсивно идут эти процессы при повышенных температурах (выпечка хлеба, сушка овощей, фруктов, получение сухого молока и т. д.). Так, с меланоидинообразованием связано потемнение сахарного сиропа при его упаривании, снижении выхода спирта при переработке кукурузы низкого качества, образование цвета и аромата при «томлении» красного солода и затора в пивоварении. Образование вкусной, хрустящей, золотисто-коричневой корочки хлеба, его вкус и аромат также во многом связаны с меланоидинообразованием, протекающим главным образом при его выпечке. Продукты, образующиеся при получении вина, изготовлении коньяка и шампанского в результате процесса меланоидинообразования, влияют на их цвет, вкус и аромат. Глубоко зашедшая реакция меланоидинообразования при длительной выдержке вина - одна из причин изменения его первоначальных органолептических свойств.С реакциями меланоидинообразования связано потемнение фруктовых соков при хранении, внешний вид, вкус и запах готовых мясных продуктов. При меланоидинообразовании может связываться до 25 % белков, витаминов, аминокислот, снижается активность ферментов и многих биологически активных соединений, тем самым снижается пищевая ценность получаемых продуктов.

Карамелизация Сахаров. Нагревание моно- и дисахаров при температуре 100 °С и выше приводит к изменению их химического состава, повышается цветность продуктов, увеличивается содержание редуцированных веществ. Глубина этих процессов, а следовательно, и состав образующихся веществ зависит от состава Сахаров, их концентрации, степени и продолжительности теплового воздействия, рН среды, присутствия примесей. В пищевой промышленности особое значение имеет карамелизация сахарозы, глюкозы и фруктозы. Особенно чувствительна к нагреванию фруктоза, поэтому карамелизация ее протекает в 6-7 раз быстрее, чем глюкозы. Основной углеводный компонент кондитерских изделий - сахароза, при нагревании в ходе технологического' процесса в слабокислой или нейтральной среде подвергайся частичной инверсии с образованием глюкозы и фруктозы, которое претерпевают дальнейшие превращения. Например, от молекулы глюкозы может отщепиться одна или две молекулы воды (дегидратация), а образовавшиеся продукты соединиться друг с другом или с молекулой сахарозы, или может отщепиться три молекулы воды с образованием оксиметилфурфурола, дальнейшие превращения которого сопровождаются разрушением углеродного скелета и образованием разнообразных продуктов деструкции (муравьиная, левулиновая кислоты). При отщеплении двух молекул воды от сахарозы образуется карамелан QjHigOi) - растворимое в воде соединение желтого цвета, при отщеплении трех - карамелей С36Н50О25, имеющий ярко-коричневый цвет, затем - карамелин, трудно растворимое в воде соединен ие. Степень полимеризации образовавшихся продуктов может быть различной. Если концентрация углеводов невелика (10-30 %), то легче протекает образование оксиметилфурфурола, при повышенных концентрациях (70-80 %) активней идут процессы конденсации.При изготовлении кондитерских изделий, например карамели, температуре воздействия подвергаются высококонцентрированные растворы Сахаров (до 80 %), поэтому основными продуктами карамелмзации являются ангидриды и продукты их конденсации. При ил: взаимодействии с металлами и Аминокислотами образуются разнообразные и сложные по составу соединения, которые ухудшают качество, повышают цветность и гигроскопичность готовых продуктов.

22. Гликозиды-производные сахаров которые встречаются в растениях. Они состоят из моносахарида и неуглеводной компоненты агликона. В качестве агликона в построении молокелу гликозида принимают участие остатки спиртов,стероидов и органических соединений. Растительные гликозиды имеют горький вкус,запах. Некоторые из них обладают токсичным действием.