Теоретические основы товароведения и экспертизы. Методическое пособие

Жиры принимают активное участие в пластических процессах и выступают важным источником энергии. При полном окислении 1 г жира выделяется около 39 Кдж энергии, что в два с лишним раза больше, чем из такого же количества белков или углеводов. Жиры – это носители жирорастворимых витаминов и биологически активных липоидов. Человеку в сутки нужно от 80 до 100 г жиров.

Жиры используются при производстве многих пищевых продуктов. Они улучшают вкусовые свойства пищи, увеличивают его энергетическую ценность.

Состав и свойства жиров. В химическом отно-

шении жиры представляют собой сложные эфиры триатомного спирта глицерина и жирных кислот. Образование молекулы жира проходит вследствие реакции этерификации.

Большинство жиров пищевых продуктов имеют в своем составе две или три разные кислоты. Однокислотные триглицериды встречаются значительно реже, чем разнокислотные.

В природных жирах обнаружено около 170 различных жирных кислот, но не все они достаточно часто встречаются в жирах. Есть кислоты, которые содержатся почти во всех жирах. Это, так сказать, универсальные кислоты (пальмитиновая, олеиновая). Но есть такие кислоты, которые содержатся в отдельных группах или отдельных видах жиров. Эти кислоты можно назвать специфическими. Например, клупанадоновая кислота в основном содержится в рыбьем жире.

Большинство кислот, входящих в состав натуральных свежих жиров, является одноосновными и имеет неразветвленную углеводородную цепочку.

Основная масса жирных кислот в своем составе имеет четное число атомов углерода (от 4 до 24).

41

В зависимости от характера связи атомов углерода в углеводородной цепочке все жирные кислоты делятся на насыщенные и ненасыщенные.

Азотистые вещества. Азотистые вещества – это химические соединения, в состав которых, кроме углерода, водорода и кислорода, входит азот. В пищевых продуктах содержатся азотистые вещества органического происхождения (белки, ферменты, аминокислоты, алкалоиды и др.) и неорганического (нитраты, нитриты). Наибольшее значение для организма человека имеют белковые вещества, на долю которых приходится до 98% азота пищевых продуктов. К важнейшим белковым веществам, входящим в состав пищевых продуктов, относятся белки и ферменты.

Белки – это сложные высокомолекулярные азотистые соединения.

Синтез белков из неорганических элементов в природе совершают только растительные организмы. В организме человека идет формирование тканей благодаря животным и растительным белкам, которые поступают с пищей.

Белки составляют почти половину сухих веществ нашего организма и выполняют многочисленные функции.

1. Вступая во взаимодействие с нуклеиновыми кислотами и другими соединениями, белки образуют основу всего живого. Исследованиями многих ученых доказано, что быстрый рост и размножение клеток, образование белковых секретов, активная физиологическая перестройка клеточных белков сопровождаются значительным накоплением нуклеопротеидов

всоответствующих частях клеток или тканей.

2.Белки – это главный строительный материал для животного организма (как клетчатка для раститель-

ного). Например, половина всего азота белков печени

42

заменяется в течение 5 – 7 дней, эритроциты крови полностью обновляются за 3,5 – 4 месяца.

3. Белки пищи и тканей организма могут использоваться для образования небелковых веществ, необходимых организму (особенно при углеводородном или жировом голодании).

4. Белки – это источник потенциальной энергии для организма. 1 г белка при окислении выделяет 23,5–

17кДж энергии.

5.Некоторые белки (например, γ-глобулин) вы-

полняют защитную функцию, защищая организм человека от вредных микроорганизмов (особенно вирусов)

инеблагоприятного воздействия внешней среды.

6.Белки играют важную роль в преобразовании химической энергии в механическую. Благодаря этому

мышцы могут сокращаться.

7. Очень важна транспортная функция белков, которые переносят, а вернее, протягивают через мембраны клеток необходимые вещества и выбрасывают из клеток ненужные вещества (шлаки). Например, гемоглобин доставляет в каждую клетку кислород, а забирает углекислый газ.

8. Некоторые белки выступают как органические высокоактивные катализаторы, ускоряя большинство реакций, проходящих в организме человека. Речь идет о белках-ферментах.

Несмотря на большое разнообразие белков в природе, главными элементами, которые входят в их состав, они мало отличаются между собой. В молекуле белка на долю углерода приходится 50 – 55%, кислорода – 21 – 23, водорода – 6 – 7, серы – 0,5 – 2,5%. Количество азота в молекуле белка достаточно постоянная 15–18% (в среднем считается 16%).

43

Пищевая ценность белков обусловлена прежде всего тем, что они выступают источником энергии и некоторых биологически ценных веществ (незаменимые аминокислоты, ферменты).

Белки, которые входят в состав пищевых продуктов, могут быть причиной нежелательных процессов при хранении (гниение, гидролиз). Кроме того, наличие белков в некоторых пищевых продуктах ухудшает их товарный вид (помутнение пива и других напитков), вкусовые и ароматические свойства (чай, табак).

Количество белков в пищевых продуктах колеблется в широких пределах. Богатые белками продукты животного происхождения, а также зерновые и бобовые культуры, плоды, ягоды, овощи содержат относительно мало белков.

Аминокислотный состав и структура белков.

Элементарной структурной единицей белковой молекулы является аминокислота. В природе обнаружено около 100 различных аминокислот, но только 20 – 22 из них входят в состав белков организма человека из пищевых продуктов, около 10 встречается редко, а другие входят в состав некоторых физиологических небелковых соединений (гормонов, антибиотиков и др.) или содержатся в растительных и животных организмах в свободном состоянии.

На основе изучения аминокислотного состава многих белков установлено, что такие аминокислоты, как фенилаланин, пролин, тирозин, лейцин, изолейцин, глютаминовая кислота почти постоянно встречаются в белках. Такие же аминокислоты, как лизин, метионин, аргинин, гистидин, встречаются значительно реже. Но это общее положение не всегда можно применить к отдельным специфическим белкам.

44

В зависимости от аминокислотного состава белки бывают полноценными и неполноценными.

Роль незаменимых аминокислот для организма человека еще недостаточно изучена, но все они выполняют важные функции. Недостаток в рационе питания той или иной аминокислоты влияет в первую очередь на регенерацию белков.

Свойства белков. Важнейшие свойства белков, проявляющиеся при переработке, хранении и использовании пищевых продуктов: амфотерность, гидрофильность, гидролиз, гниение и некоторые другие.

В любых живых организмах образуются сложные вещества белковой природы, которые называются ферментами и играют главную роль в обмене веществ и других жизненных процессах организмов.

Ферменты – это своеобразные роботы, приспособленные для выполнения определенной химической реакции. Если реакция сложная, то ее, подобно автоматической линии, поэтапно выполняют несколько ферментов.

Одной из особенностей животного организма является способность осуществлять необходимые для жизнедеятельности превращения веществ при относительно низких температурах. Так, например, в лабораторных условиях сахароза гидролизуется при длительном нагревании (65-67°С) с сильными концентрированными кислотами. Тем временем в организме человека этот процесс идет с большой скоростью за короткое время при

температуре около 37°С и концентрации соляной кислоты 0,4-0,5%. Академик И.П. Павлов отмечал, что ферменты играют огромную роль, они обусловливают химические процессы, благодаря которым осуществляется жизнь, они и есть в полном смысле возбудителя-

45

ми жизни. Ферменты действуют как в клетках, так и после выделения из клеток.

Но не только в живом организме мы имеем дело с ферментами. Процессы ферментации сырья при производстве многих пищевых продуктов (вина, хлеба, кисломолочных товаров) использовались давно, независимо от того, что люди долго не могли проникнуть в тайны этих процессов.

Ферменты как белки в зависимости от состава молекулы могут быть однокомпонентными или двухкомпонентными (кроме остатков аминокислот имеют еще небелковые группы). Если в молекуле двухкомпонентного фермента небелковая группа является органическим веществом, то она называется коферментом.

Ферменты широко используются при производстве пищевых продуктов. Сыроварение, производство вина, пива, кисломолочных продуктов, хлеба, чая было бы невозможным, если бы не было ферментов. Безусловно, что большинство этих процессов было известно человеку задолго до того, как возникло само слово «фермент», поэтому можно говорить, что практическое использование ферментов в пищевой промышленности началось гораздо раньше, чем научное изучение этих веществ. Но в наши дни, когда ферментология достигла достаточно высокого уровня, она стала активно вмешиваться в веками известные процессы, совершенствуя их, приспосабливая к современным технологическим требованиям, с целью улучшения качества готовой продукции.

Научные исследования ведутся в направлении получения ферментных препаратов, которые в своем составе содержат ферменты различного направления. Некоторые препараты такого типа уже используются,

46

например, при производстве хлебобулочных изделий. С их помощью улучшаются органолептические свойства изделий, удлиняется время сохранения хлеба в свежем виде, уменьшаются затраты некоторых ценных видов сырья (сахара, жира). Количество же препаратов чрезвычайно мало (2-5 г на тонну муки).

Вещества, формирующие биологическую ценность пищевых продуктов

В состав пищевых продуктов входят разнообразные вещества, которые играют определенную роль в формировании пищевой ценности продовольственных товаров. Важным фактором, влияющим на пищевую ценность продовольственных товаров, является их биологическая ценность, которая зависит от содержания биологически ценных веществ: витаминов, гормонов, иммунных тел, минеральных элементов и др.

Витамины – это органические вещества разнообразной химической природы, которые присутствуют в пищевых продуктах в небольшом количестве, но являются биологически ценными веществами и принимают активное участие в химических и биохимических процессах в живых клетках. В организме человека витамины не могут синтезироваться и должны поступать с пищей.

Достаточно сложным вопросом в витаминологии являются вопросы классификации витаминов. Согласно одной из классификаций витамины делят на две группы в зависимости от растворимости: жирорастворимые (витамины А, Д, Е, К) и водорастворимые (витамины В1, В2, В3, В6, В9, В12, В15, С, РР, Р, Н и др.).

Классификация витаминов основана на химической структуре молекулы. На этой основе витамины можно разделить на четыре группы:

1. Витамины алифатического ряда (С, В3).

47

2.Витамины ароматического ряда (К).

3.Витамины алициклического ряда (А, Д).

4.Витамины гетероциклического ряда (Е, В1, В2,

В6, В12, РР, Н).

Вещества, которые формируют органолептические свойства пищевых продуктов

Кислоты входят в состав почти всех продовольственных товаров в свободном виде или в виде кислых и средних солей. Самыми распространенными являются муравьиная, уксусная, молочная, лимонная, яблочная, винная, щавелевая, бензойная (точнее, ее кислые соли). Именно благодаря наличию этих кислот большинство пищевых продуктов (за исключением мучных кондитерских изделий) имеют кислую реакцию среды и кислый привкус.

Пищевые продукты, которые в своем составе имеют кислоты, хорошо усваиваются организмом, поскольку они (кислоты) возбуждают пищеварительные железы. Суточная потребность человека в кислотах (около 2 г) полностью обеспечивается пищевыми продуктами.

Во время хранения готовых продуктов тоже происходят разные виды брожения, в результате чего в продуктах увеличивается количество кислот или появляются новые. Так, например, при скисаннии вина в нем появляется уксусная кислота, при окислении жиров в них могут накапливаться низкомолекулярные жирные кислоты. При этом качество продуктов, безусловно, снижается.

В продовольственных товарах может определяться активная и титруемая кислотность.

Активная кислотность определяется концентрацией водородных ионов и выражается отрицательным логарифмом концентрации ионов водорода (величине рН).

48

Титрованная (общая) кислотность характеризует наличие в пищевых продуктах всех веществ, которые имеют кислые свойства (свободные кислоты, кислые соли и другие органические соединения), и определяется путем нейтрализации этих веществ щелочью. Титрованная кислотность в различных продуктах выражается различными единицами и имеет различные формулы определения:

Кислотность маргарина и коровьего масла:

где X – титруемая кислотность продукта, градус Кеттсторфера;

V – объем 0,1 н раствора щелочи, израсходованного на титрование, мл;

k – коэффициент нормальности 0,1 н раствора щелочи;

m – масса продукта, взятого для титрования, г. Кислотность зерномучных товаров:

Мука:

где X – титруемая кислотность продукта, градус кислотности;

V – объем 0,1 н раствора щелочи, израсходованного на титрование, мл;

k – коэффициент нормальности 0,1 н раствора щелочи;

m – масса навески продукта, г;

1/10 – коэффициент приведения 0,1 н раствора щелочи в 1 н.

Хлеб:

49

T – титр 0,1 н раствора щелочи по соответствующей кислоте:

0,009 – для молочной кислоты;

0,006 – для уксусной кислоты;

0,0067 – для яблочной кислоты;

0,0075 – для винной кислоты.

Кислотность в молоке и молочных продуктах:

50