Химия пищи. Учебно-методическое пособие

никающие радикалы, взаимодействуя с молекулами жирных кислот, образуют оксикислоты. Количество их определяют по ацетильному числу, которое возрастает с увеличением количества оксигрупп.

Образовавшиеся оксикислоты вовлекаются в процесс полимеризации, в результате чего образуются высокомолекулярные соединения и жир приобретает характерную салистую, мазеобразную консистенцию. Осалившийся жир характеризуется также специфическим неприятным запахом и вкусом.

Изменение окраски жиров связано с разрушением каротиноидов, которое наступает до начала окислительных изменений. При этом жир обесцвечивается, иногда принимает зеленоватую окраску, изменяется его спектр поглощения. Эти изменения каротиноидов позволяют обнаружить окислительные изменения жиров на ранних стадиях. При этом происходит распад токоферолов.

Наиболее интенсивно окислительная порча происходит при продолжительном нагреве жиров при высоких температурах 180-300 °С. Такой нагрев сопровождается снижением содержания ненасыщенных жирных кислот и накоплением перекисей, карбонильных соединений, летучих кислот и продуктов сополимеризации.

При температуре свыше 200 °С может произойти термическое разложение жира с выделением дыма (пиролиз). Продукты пиролиза ухудшают цвет жира при жарке пищевых продуктов. Потемнение жира происходит за счет загрязнения его веществами пирогенетического распада, образующихсяприобугливаниимелкихчастиц,реакциймеланоидинообразования и карамелизации, а также накопления темноокрашенных продуктов окисления самого жира.

Изменение запаха жира при длительной жарке продуктов вызвано образованием акролеина. Образующиеся при жарке карбонильные соединения, содержащие 3, 5, 7

61

атомов углерода, ухудшают запах и вкус жира, а содержащие 4, 6, 10, 12 атомов углерода придают жиру приятный запах жареного.

Изменение биологической ценности жира. В резуль-

тате окисления изменяются не только органолептические свойства жира, но и снижается его пищевая, в том числе биологическая ценность. Это связано с окислением жизненно необходимых ненасыщенных жирных кислот, а также с разрушением каротиноидов, токоферолов, фосфатов и других биологически активных веществ. Кроме того, первичные продукты окисления, перекиси оказывают токсическое действие на организм. В то же время перекиси в процессе разнообразных реакций образуют вещества, содержащие карбонилы, а также полимерные соединения, ухудшающие усвояемость жира, снижающие биологическую ценность, а иногда обладающие канцерогенными свойствами. Накопление таких продуктов специфического состава и строения происходит наиболее интенсивно при продолжительном нагревании жира при высоких температурах (выше 180 °С).

Контрольные вопросы по теме «Липиды, их превращения в пищеварительном тракте и при пе-

реработкепищевого сырья»

1.Рольжироввпитаниичеловека,суточнаяпотребность.

2.Что понимают под биологической эффективностью

жира?

3.По каким константам можно судить о природе жира

иего фальсификации?

4.Какие жирные кислоты можно отнести к семейству омега-3 и омега-6?

5.Какие ПНЖК обладают наибольшей физиологической активностью?

6.Фракционный состав липидов. Неомыляемые липиды, их роль в организме.

62

7.Жирорастворимые биологически активные вещества, их роль в сохранении качества жиров.

8.Типы ацилглицеринов в пищевом сырье.

9.Пищевая ценность животных, рыбных жиров и растительных масел в сравнительном аспекте.

10.Пищевая ценность рафинированных и нерафинированных масел в сравнительном аспекте.

11.Факторы, вызывающие окисление жиров.

12.Механизм цепной реакции окисления, начальные продукты окисления.

13.Промежуточные и конечные продукты прогоркания и осаливания.

14.Способы стабилизации жиров при хранении.

15.Отличительные признаки процессов гидролиза и липолиза.

16.Как влияет степень гидролиза жира на его пищевую ценность?

17.По какому показателю можно судить о степени гидролиза жира?

18.Превращение жиров в пищеварительном тракте.

19.Промежуточные и конечные продукты переваривания жиров в пищеварительном тракте.

Тесты для самоконтроля знаний теоретического материала по теме:

Отметьте все правильные ответы на поставленный вопрос:

1. Все жиры являются поставщиками: а) энергии; б) эссенциальных жирных кислот;

в) летучих жирных кислот; г) токоферола; д) фосфолипидов;

е) жирных кислот омега-3.

63

2.Биологическая эффективность жира определяется количеством:

а) ненасыщенных жирных кислот; б) насыщенных жирных кислот; в) жирорастворимых витаминов; г) эссенциальных жирных кислот; д) фосфолипидов; е) стеринов.

3.Какие полиненасыщенные жирные кислоты обладают наибольшей физиологической активностью:

а) стеариновая; б) олеиновая; в) линолевая; г) линоленовая; д) арахидоновая;

е) пальмитиновая.

4.Факторы, вызывающие гидролиз жира:

а) наличие влаги; б) повышенная температура; в) действие кислот; г) кислород воздуха; д) свет;

е) все виды излучения.

5. По какому показателю можно установить начальный процесс окисления:

а) йодное число; б) кислотное число;

в) перекисное число; г) сумма продуктов окисления; д) число омыления; е) эфирное число.

64

6.По какому показателю можно судить о глубине окис-

ления:

а) йодное число; б) кислотное число;

в) перекисное число; г) сумма продуктов окисления; д) число омыления; е) число Поленске.

7.По какому показателю можно судить о степени гидролиза жира:

а) перекисному числу; б) числу омыления; в) йодному числу; г) числу Поленске; д) кислотному числу; е) эфирному числу.

8.Конечные продукты переваривания жиров в ЖКТ: а) диацилглицерины; б) моноацилглицерины; в) жирные кислоты; г) холин; д) глицерин; е) лецитин.

9.Природные эмульгаторы жиров:

а) производные холевой кислоты; б) желатин; в) лецитин;

г) фосфатидилэтаноламины; д) пектиновые вещества; е) фосфорная кислота.

65

10. Процесс гидрирования сопровождается: а) отнятием водорода; б) присоединением водорода; в) отнятием воды;

г) отнятием карбоксильной группы; д) разрывом эфирных связей; е) насыщением непредельных связей.

Библиографический список

1.Рогов И.А. Химия пищи. Принципы формирования качества мясопродуктов: учеб. пособие для вузов/ И.А. Рогов, А.И. Жаринов, М.П. Воякин. ─ СПб.: Издательство РАПП, 2008. ─ 339 с.

2.Гамаюрова В.С. Пищевая химия: лаб. практикум / В.С. Гамаюрова, Л.Э. Ржечицкая. ─ СПб.: ГИОРД, 2006. ─ 133 с.

3.Пищевая химия: учеб. для студ. вузов по спец. «Технология продуктов питания» и др. / под ред. д-ра техн. наук, проф. А.П. Нечаева. ─ 4-е изд., испр. и доп. ─ СПб.: ГИОРД, 2007. ─ 636 с.

4.Пищевая химия: лаб. практикум/ А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг, А.А. Кочеткова и др.; под ред. А.П. Нечаева. ─ СПб.: ГИОРД, 2006.

5.Пищевая химия: учеб. для студ. вузов/ под ред. д-ра техн. наук А.П. Нечаева. ─ 2-е изд., перераб. и испр. ─ СПб.:

ГИОРД, 2003.

Тема 4. Углеводы, их превращения в пищеварительном тракте и технологическом потоке

При переработке и хранении пищевого сырья и продуктов углеводы претерпевают сложные и разнообразные превращения, зависящие от состава углеводного комплекса, температуры и рН среды, влажности, наличия ферментов, присутствия в продуктах других компонентов, взаимодей-

66

ствующих с углеводами (белков, липидов, органических кислот и других).

Простые и сложные углеводы содержатся в основном в продуктах растительного происхождения. Единственный полисахарид гликоген имеется в продуктах животного происхождения.

Основными процессами, протекающими в углеводах при различных видах технологической обработки и хранения пищевых продуктов, являются следующие:

–кислотный и ферментативный гидролиз ди- и полисахаридов;

–брожение моно- и дисахаридов;

–меланоидинообразование;

–карамелизация.

Гидролиз ди- и полисахаридов – наиболее распространенный процесс, протекающий в пищевых продуктах при тепловой и холодильной обработке, а также при хранении картофеля, плодов и овощей в охлажденном и замороженном состоянии.

Гидролиз ди- и полисахаридов. При нагревании ди-

сахариды (сахароза, мальтоза, лактоза) под действием кислот или в присутствии ферментов распадаются на моносахариды. Сахароза в водных растворах под влиянием кислот присоединяет молекулу воды и гидролизуется на равное количество глюкозы и фруктозы, вращающих плоскость поляризации влево, а не вправо, как сахароза.

Такое преобразование называется инверсией, а эквимолекулярная смесь глюкозы и фруктозы – инвертным сахаром, который имеет более сладкий вкус, чем сахароза.

Полисахариды также при нагревании под действием кислот или в присутствии ферментов подвергаются гидролизу с образованием низкомолекулярных соединений, принимающих участие в обменных процессах.

Из высокомолекулярных полисахаридов существен-

67

ным изменениям подвергаются крахмал и пектиновые вещества.

Крахмал. (С6Н10О5)n состоит из амилозы и амилопектина, содержит много молекул D-глюкозы, соединенных между собой a-глюкозидными связями. В крахмале различных плодов и овощей относительное содержание амилозы и амилопектина колеблется в широких пределах. В растительной ткани крахмал откладывается в запас в виде зерен. Эти зерна содержат 96-97 % амилозы и амилопектина, белка – около 1 %, жирных кислот – до 0,6% и минеральных веществ – до 0,7 %. Минеральные вещества в крахмале представлены фосфорной кислотой. В картофельном крахмале ее содержится около 0,18 % или в 3-4 раза больше, чем в крахмале зерновых культур. От количества фосфора зависит степень вязкости крахмала. Крахмальные зерна разных растений заметно различаются по размеру и строению (в картофеле они крупнее, в рисе – мельче). С размером крахмальных зерен связаны консистенция картофельного клубня и рассыпчатость после варки.

При варке пищевых продуктов происходит насыщение растительныхклеток водой:амилозарастворяется в горячей воде при температуре 60-80 °С, амилопектин образует при этих же условиях набухшую студенистую массу – клейстер. Поглощение воды клейстеризующимся крахмалом достигает 100-200 %. В кислой среде крахмал гидролизуется до конечных продуктов неферментативным путем, на чем основан один из методов определения содержания крахмала в пищевых продуктах.

Карамелизация. В пищевой промышленности особое значение имеет карамелизация сахарозы, глюкозы и фруктозы. Нагревание моно- и дисахаров при температуре 100 °С и выше приводит к изменению их химического состава, цвета, увеличению содержания редуцированных веществ. Глубина этих процессов зависит от состава сахаров,

68

их концентрации, рН среды, температуры и продолжительности нагрева, присутствия примесей. Особенно чувствительна к нагреванию фруктоза, карамелизация ее протекает

в6-7 раз быстрее, чем глюкозы. Сахароза при нагревании

входе технологического процесса в слабокислой или нейтральной среде подвергается частичной инверсии с образованием глюкозы и фруктозы. Эти моносахариды подвергаются дальнейшим превращениям. Например, от молекулы глюкозы могут отщепиться молекулы воды (дегидратация), а образовавшиеся продукты соединяются друг с другом или с молекулой сахарозы. При отнятии двух молекул воды от

сахарозы образуется карамелан С12Н18О9 – растворимое в воде соединение желтого цвета, при отщеплении трех моле-

кул – карамелен С36Н50О25, имеющий ярко-коричневый цвет, затем при дальнейшей дегидратации - карамелин - трудно растворимоевводесоединение.Припоследующейдегидратации образуется оксиметилфурфурол, при превращениях которого разрушается углеродный скелет и накапливаются продукты деструкции - муравьиная и левулиновая кислоты.

Контрольные вопросы по теме «Углеводы, их превращения в пищеварительном тракте и технологическом потоке»

1.Характеристика редуцирующих углеводов растительного сырья.

2.Редуцирующие углеводы в сырье животного происхождения.

3.Усваиваемые и неусваиваемые полисахара, причина неусвоения.

4.Сходство и различие в строении и свойствах крахмала, гликогена, клетчатки.

5.Химическая структура редуцирующих и нередуцирующих олигосахаров.

6.Субстратная специфичность галактозидазы.

69

7.Механизм действия пектиназ.

8.Физиологическое значение углеводов.

9.Пищевые волокна, их роль в организме согласно теории адекватного питания.

10.Химическая природа пищевых волокон.

11.Функции моно- и олигосахаров в пищевых продуктах.

12.Этапы пищеварения углеводов.

13.Общая схема превращения углеводов в технологическом потоке.

14.Кислотный гидролиз крахмала, условия проведения, побочные продукты.

15.Преимущества ферментативного гидролиза углеводов.

16.Использование процессов гидролиза углеводов в пищевой промышленности.

17.Виды брожения углеводов, конечные продукты.

18.Реакции дегидратации моно- и олигосахаров, их влияние на пищевую ценность и качество готовых изделий.

19.Химическая природа окрашенных пигментов углеводного сырья, образующихся при его переработке

20.Что происходит при клейстеризации крахмала?

Тесты для самоконтроля знаний теоретического материала по теме

Отметьте все правильные ответы на поставленный вопрос:

1. Редуцирующие углеводы растительного сырья: а) сахароза; б) гликоген; в) лактоза; г) мальтоза; д) галактоза; е) фруктоза.

70