- •Пищевая инженерия производства жировой продукции
- •Введение
- •1. Пищевая ценность и качество пищевых продуктов
- •1.1. Пищевая ценность
- •Коэффициенты энергетической ценности
- •Энергетическая ценность нутриентов
- •Калорийность некоторых пищевых продуктов
- •1.2. Качество пищевых продуктов
- •2. Основы питания
- •2.1. Физиологическая потребность человека в пище
- •2.2. Основы сбалансированного питания
- •Формула сбалансированного питания
- •2.3. Основы адекватного питания
- •2.4. Основы рационального питания
- •2.4.1. Баланс энергии
- •Нормы энергозатрат для групп работающих в различных условиях
- •2.4.2. Потребность организма в пищевых веществах
- •Нормы физиологической потребности населения в основных пищевых веществах
- •Нормы физиологических потребностей в некоторых пищевых и биологически активных веществах для человека (1859 лет)
- •2.4.3. Режим приема пищи
- •Рекомендуемые размеры потребления пищевых продуктов в среднем на душу населения России
- •3. Белковые вещества
- •3.1. Строение и свойства белков
- •3.1.1. Основные свойства белков
- •3.1.2. Аминокислоты
- •Строение и некоторые свойства аминокислот
- •3.2. Классификация белков
- •3.2.1. Простые белки (протеины)
- •3.2.2. Сложные белки (протеиды)
- •3.3. Пищевая ценность белков
- •3.3.1. Нормы потребления белков
- •Массовая доля белков в некоторых пищевых продуктах, %
- •3.3.2. Биологическая ценность белков
- •Амикислотная шкала для расчета аминокислотного скора фао/воз
- •3.3.3. Характеристика белков сырья пищевых продуктов
- •3.4. Ферменты
- •3.4.1. Классификация ферментов
- •3.4.2. Номенклатура выпускаемых ферментных препаратов
- •3.4.3. Основные способы производства ферментных препаратов
- •4. Углеводы
- •4.1. Моносахариды
- •4.2. Сахароподобные полисахариды (олигосахариды)
- •4.3. Полисахариды, не обладающие свойствами сахаров
- •4.4. Превращения углеводов при производстве пищевых продуктов.
- •4.4.1. Гидролиз ди- и полисахаридов
- •4.5. Значение углеводов в питании
- •5. Липиды
- •5.1. Жирные кислоты
- •5.1.1. Насыщенные жирные кислоты
- •Основные характеристики и свойства некоторых насущенных жирных кислот
- •5.1.2. Ненасыщенные жирные кислоты
- •5.1.2.1. Жирные кислоты олеинового ряда
- •Основные характеристики и свойства некоторых жирных кислот олеинового ряда
- •5.1.2.2. Полиолефиновые кислоты
- •5.1.2.3. Ацетиленовые (алкиновые) кислоты
- •5.1.2.4. Жирные кислоты с дополнительными кислородсодержащими функциональными группами
- •5.1.3. Структура молекул жирных кислот
- •5.1.4. Физические свойства жирных кислот
- •5.2. Вещества, сопутствующие жирам
- •5.2.1. Свободные жирные кислоты
- •5.2.2. Фосфолипиды
- •5.2.2.1. Эфирные фосфатиды
- •5.2.2.2. Жирные кислоты фосфатидов
- •5.2.3. Общие свойства фосфатидов
- •5.2.4. Стеролы и стериды
- •5.2.5. Воски
- •5.3. Пищевая ценность жиров
- •5.4. Биологическая ценность жиров
- •5.5. Биохимические и физико-химические изменения жиров
- •5.6. Окислительная порча жиров
- •6. Витамины
- •6.1. Водорастворимые витамины и витаминоподобные вещества
- •6.2. Жирорастворимые витамины и витаминоподобные вещества
- •Биологическая активность изомеров токоферолов
- •Содержание различных изомеров токоферолов в % от их общего количества
- •6.3. Антивитамины
- •7. Фенольные соединения
- •8. Нуклеиновые кислоты
- •8.1. Пурины и пиримидины
- •8.2. Состав и свойства нуклеиновых кислот
- •9. Минеральные вещества
- •9.1. Макроэлементы
- •9.2. Микроэлементы
- •9.3. Токсичные минеральные вещества
- •9.4. Вода в пищевых продуктах
- •9.4.1. Строение молекулы воды
- •9.4.2. Структура и свойства льда
- •9.4.3. Свободная и связанная влага в пищевых продуктах
- •9.4.4. Взаимодействие «вода – растворенное вещество»
- •9.4.5. Жесткость воды
- •9.4.6. Активность воды
- •10. Метаболизм пищевых веществ
- •10.1. Основы пищеварения
- •10.2. Биологическое окисление
- •10.3. Метаболизм основных продуктов распада макронутриентов
- •10.3.1. Метаболизм сахаров
- •10.3.2. Метаболизм жирных кислот
- •10.3.3. Метаболизм аминокислот
- •10.4. Взаимопревращения жиров, аминокислот и углеводов
- •10.5. Биосинтез в процессах метаболизма
- •10.5.1. Синтез гликогена
- •10.5.2. Синтез жирных кислот
- •10.5.3. Превращение жирных кислот в жиры
- •10.5.4. Синтез белков
- •11. Пищевые добавки
- •Функциональные классы пищевых добавок
- •11.1. Пищевые красители
- •Основные натуральные и синтетические пищевые красители
- •11.2. Вещества, изменяющие консистенцию
- •11.2.1. Загустители и студнеобразователи
- •11.2.2. Эмульгаторы и стабилизаторы
- •11.3. Ароматические вещества
- •Ароматические вещества некоторых пищевых продуктов
- •Ароматические вещества
- •11.4. Подсластители
- •Свойства основных подсластителей
- •Максмально применяемая массовая доля подсластителей в продуктах. Мг/кг
- •11.5. Химические консерванты
- •Ориентировочные дозы внесения взаимозаменяемых консервантов в пищевые продукты, г/100 кг продукта
- •11.6. Антиоксиданты и их синергисты
- •11.7. Ферментные препараты
- •12. Природные токсиканты и загрязнители
- •12.1. Природные токсиканты
- •12.2. Загрязнители
- •12.2.1. Пестициды
- •12.2.2. Токсичные элементы
- •12.2.3. Радиоактивные загрязнения
- •12.2.4. Микотоксины
- •12.2.5. Канцерогенные вещества
- •Контрольные вопросы
- •Список рекомендуемой литературы
- •Б.А. Рогов пищевая инженерия производства жировой продукции Справочное пособие
5. Липиды
Обширная группа природных органических соединений, включающая жиры и жироподобные вещества называется липидами. Липиды играют очень важную роль в обмене веществ. Они являются одним из основных компонентов клеток и тканей живых организмов.
Жиры находятся в тканевых клетках организмов и в некоторых их жидкостях. Группы клеток, содержащих липиды, образуют жировые ткани. В зрелых клетках жировых тканей липиды тонко диспергированы, поэтому форму их скоплений трудно различить даже в лучшие отечественные микроскопы. Из-за такого тонкого диспергирования липиды очень большой поверхностью соприкасаются со многими веществами, входящими в состав клеток.
Жиры очень распространены в природе. В растениях они являются непременной составной частью семян. Семена некоторых растений, содержащие особенно много жира, принято называть масличными, например семена хлопчатника, льна, подсолнечника, сои и др. Масличные семена служат сырьем для промышленного добывания жиров. Массовая доля масла в некоторых семенах и плодах масличных растений (в %):
|
семена |
|
|
подсолнечника (без плодовой оболочки)………….…………. |
29…65 |
|
хлопчатника……………………………………………………. |
17…29 |
|
клещевины (без плодовой оболочки)……...…………………. |
58…70 |
|
льна…………………………………………………...………… |
29…48 |
|
рапса…………………………………………………………….. |
36…40 |
|
плоды |
|
|
кокосовой пальмы |
|
|
копры………………………………………………………….. |
65…72 |
|
мякоть ореха…………………………………………………... |
51…67 |
|
оливкового дерева (оливки, мякоть)………………………... |
23…49 |
|
лесного ореха…………………………………………………. |
около 60 |
|
конопли………………………………………………………... |
30…38 |
Получаемые в промышленных условиях нерафинированные животные жиры и жирные растительные масла представляют собой смесь триглицеридов высших жирных кислот, содержащую некоторое количество сопутствующих жирам веществ. К числу сопутствующих веществ относятся те вещества животных тканей и масличных семян, которые растворимы в триглицеридах или в гидрофобных растворителях, например фосфатиды, стеролы, воски, токоферолы, пигменты и продукты гидролиза глицеридов и других сложных соединений. Такую сложную смесь различных по своему строению соединений часто называют «сырым жиром».
В сырых жирах может содержаться 90…98 % триглицеридов. В жирах и маслах, подвергнутых промышленной очистке (рафинации), содержание триглицеридов колеблется от 98,5 до 99,5 %.
Т
О
║
СН2
– О– С – R1
│
│ О
│ ║
СН
– О – С – R2
│
│ О
│ ║
СН2–
О – С – R3,
где R1, R2 и R3 – радикалы жирных кислот.
Триглицериды высших жирных кислот в расплавленном состоянии бесцветны, не имеют вкуса и запаха. Они практически не растворяются в воде, но хорошо растворяются в гидрофобных органических растворителях (петролейном эфире, гексане, бензине, диэтиловом эфире, хлороформе и др.).
Природные жиры – сложная смесь различных триглицеридов, которые могут быть простыми и смешанными.
Простыми триглицеридами называют такие, в которых все три гидроксила глицерина этерифицированы одной и той же жирной кислотой.
Смешанными, или разнокислотными, триглицеридами называют такие, в которых гидроксилы глицерина этерифицированы двумя или тремя разными кислотами.
Р
(1
или α) СН2ОСОR1
(1 или
α) СН2ОСО
R2
|
|
(2
или β) СНОСОR2
(2
или β)
СНОСОR1
|
|
(3
или α’) СН2ОСОR2
(3 или
α’) СН2ОСОR2
несимметричный
симметричный
триглицерид
триглицерид
Трехкислотные триглицериды могут давать три изомера:
(α)
СН2ОСОR1
(α) СН2ОСОR1
(α)
СН2ОСОR2
|
| |
(β)
СНОСОR2
(β) СНОСОR3
(β)
СНОСО R1
|
| |
(α’)
СН2ОСОR3
(α’)
СН2ОСОR2
(α’)
СН2ОСОR3
При обозначении разнокислотных триглицеридов учитывают углеродные атомы глицерина, которые обозначаются буквами α, β и α’ или цифрами 1, 2 и 3, например α, α’-дистерео-β-олеин или 1,3-дистерео-2-олеин.
Природные жиры и масла являются чаще всего сложной смесью смешанных (разнокислотных) триглицеридов различного строения. Простые (однокислотные) триглицериды в значительных количествах содержатся только в тех случаях, когда в данном жире преобладает какая-либо одна кислота. Например, в оливковом масле, содержащем около 80% олеиновой кислоты, находится много троилеина.
Кроме триглицеридов, в товарных жирах могут присутствовать в небольших количествах диглицериды и моноглицериды. Моно- и диглицериды – это продукты частичного гидролиза триглицеридов, либо неполного их синтеза. У моноглицеридов и однокислотных диглицеридов бывают только по два изомера. Разнокислотные диглицериды могут существовать в трех изомерных формах
(α)
СН2ОСОR
(α) СН2ОН
|
|
(β) СНОН
(β) СНОСОR
|
|
(α’)
СН2ОН
(α’) СН2ОН
α-монопальмитин
β-монопальмитин
Однокислотные диглицериды
(α)
СН2ОСОR
(α) СН2ОСОR
|
|
(β)
СНОСОR
(β)
СНОН
|
|
(α’)
СН2ОН
(α’) СН2ОСОR
α,β-дипальмитин
α,α’-дипальмитин
Разнокислотные диглицериды
(α)
СН2ОСОR1
(α) СН2ОСОR1
(α) СН2ОСОR2
|
|
|
(β)
СНОН (β) СНОСОR2
(β)
СНОСОR1
|
|
|
(α’)
СН2ОСО
R2
(α’) СН2ОН
(α’) СН2ОН
α-миристо-α’-пальмитин
α-миристо-β-пальмитин
β-миристо-α-пальмитин
Здесь R1 – радикал миристиниовой кислоты и R2 – радикал пальмитиновой кислоты.
Физические и химические свойства триглицеридов обуславливаются их природой (сложные эфиры), жирнокислотным составом, а также расположением жирнокислотных радикалов в молекуле триглицерида. Триглицериды, являясь сложными эфирами, гидролизуются в щелочах и кислых средах с высвобождением глицерина и жирных кислот. Гидролиз триглицеридов происходит в три стадии: в первую очередь гидролизуется радикал, находящийся α положении. Затем гидролизуется радикал, находящийся в положении α’. И только в третью очередь гидролизуется радикал, находящийся в положении β.
При гидролизе глицеридов в щелочных средах (действие КОН или NаОН) образуется глицерин и натриевые или калиевые соли соответствующих жирных кислот (мыла)
СН2ОСОR
СН2ОН
|
|
СНОСОR + 3КОН =
3RСООК + СНОН
|
|
СН2ОСОR
СН2ОН