Технология функциональных продуктов животного происхождения. Лабораторный практикум. Учебное пособие

щее время характеризуется дисбалансом по большому числу показателей, к которым, в частности, относятся:

–избыток энергетически емкой, высококалорийной пищи;

–избыточное количество легкоусвояемых сахаров с высокой удельной энергией, характеризующихся кариесогенными свойствами – сахарозы, глюкозы, крахмала, мальтодекстринов.

Во многих странах в последние годы проводятся работы по созданию и применению подсластителей, увеличивается выпуск заменителей сахара как природного, так и синтетического происхождения. В мировом масштабе он оценивается на уровне 15 – 20 млн т сахарного эквивалента в год. Россия по производству и практическому применению заменителей сахара значительно отстает от высокоразвитых стран.

Проблема использования синтетических подсластителей связана с их небезопасностью для организма человека, медикобиологическими характеристиками, технологической обоснованностью и другими факторами. Несмотря на положительные результаты применения синтетических подсластителей(расширение и обновление ассортимента, наращивание объемов производства) и экономическую целесообразность, они входят в перечень потенциально опасных видов ингредиентов. В этой связи наиболее предпочтительным направлением в производстве продуктов питания является использование натуральных подсластителей и сахарозаменителей – безвредных и безопасных для человека. Среди них наиболее известны монелин, миракулин, таутаматины, дигидрохалконгликозиды, глицирризин, стевиозид, осладин, филодульцин, гексагидрофлуорендикарбоновая кислота, хлорогеновая кислота, циларин, перилартин, D-фруктоза, глюкоза, декстроза, мед, лактоза, полиолы (ксилит, сорбит, манит).

Все заменители сахара характеризуются определенным гликемическим индексом (ГИ) (рис.2), который определяют относительно глюкозы по уровню постпищевой гликемии, обусловленной их потреблением.

Этот показатель очень важен, так как характер изменения глюкозы в крови обусловливает длительность ощущения сытости, частоту и количество потребления пищи, нагрузку на поджелудочную железу, регулирование массы тела. Углеводы с высо-

41

ким ГИ резко повышают уровень глюкозы в крови, который снижается только при активных физических нагрузках. Поэтому в пищевых продуктах целесообразно заменять сахарозу на углеводы с низким ГИ, (многоатомные спирты и фруктоза), а также вещества сладкого вкуса неуглеводной природы.

Главным показателем при оценке подсластителей и сахарозаменителей является коэффициент эквивалентной сладости. В РФ и за рубежом его определяют как величину, равную отношению массовых концентраций раствора сахарозы и исследуемого заменителя сахара, имеющих схожую сладость(на вкус), измеренную при схожих критериях.

Рис.2. Значения гликемических индексовразличных углеводов пищи

Порядок выполнения работы

Оценку степени сладости проводят по методике, которая заключается в последовательном парном сравнении растворов исследуемого сахарозаменителя с одним и тем же эталонным

42

раствором сахара, и выражают в единицах эквивалентной сладо-

сти сахарозы (SweetnessEquivalencyofSaccharose – SES).

Для приготовления исследуемых растворов применяют дистиллированную воду, растворение сахарозы проводят при температуре 90 °С, тестирование – при 20 °С. Эталонный сахарный раствор готовят из сахара-песка.

В тесте должны принимать участие не менее 10 дегустаторов, чувствительность которых к сладким веществам предварительно подтверждена. Меньшее число тестирующихся допускается при условии, что они будут оценивать одну и ту же пару растворов несколько раз.

Для определения чувствительности дегустаторов к сладости предварительно изучают пороговую чувствительность с применением слабых растворов сахарозы. Распределение дегустаторов аппроксимируют распределением Гаусса с максимумом концентрации сахарозы при 20 г/дм3 (рис.3).

С, г/дм3

0

Количество, чел.

Рис. 3.Распределение пороговой чувствительности дегустаторов к сладости

По закону Фехнера минимально различимая разница сенсорного ощущения (в том числе и сладости) прямо пропорцио-

43

нальна логарифму интенсивности раздражителя (R = κ·logC). Поэтому для более точного определения эквивалентной сладости берут меньшие концентрации исследуемого вещества, соответствующие пороговой сладости.

Готовят 5 растворов на основе исследуемого заменителя сахарозы, охватывающих диапазон предполагаемой эквивалентной сладости, и осуществляют их дегустацию. Результаты заносят в табл. 1

Затем готовят 5 новых растворов, характеризующихся более узким диапазоном предполагаемой эквивалентной сладости. Проводят их дегустацию. Результаты заносят в табл. 2.

По результатам исследований строят кривую для определения коэффициента эквивалентной сладости маточного раствора.

Воспринимаемая сладость раствора, эквивалентная сахарозе в минимальной концентрации, будет соответствоватьсреднему арифметическому оценки 5 дегустаторов (Y = 5). Доверительная вероятность графического измерения составляет около10 %. То-

44

гда реальные значения эквивалентной сладости тестируемого раствора находятся в пределах ±10 % от полученных ед. SES.

Вопросы и задания для самоконтроля

1.Понятие о заменителях сахарозы.

2.Классификация заменителей сахарозы.

3.Природные подсластители и сахарозаменители: характеристика, основные виды.

4.Синтетические подсластители: характеристика, основные

виды.

5.Какие существуют рекомендации по выбору заменителя сахарозы и составлению рецептур молочных продуктов?

6.Что такое «коэффициент эквивалентной сладости»? Методика его определения.

Лабораторная работа № 6. ИЗУЧЕНИЕ ПЕРЕВАРИВАЕМОСТИ БЕЛКОВОГО

КОМПОНЕНТАПИЩЕВАРИТЕЛЬНЫМИ ФЕРМЕНТАМИ

(ОПК-3, ПКв-2)

Цель работы: исследовать процесс перевариваемости основного белка молока – казеина пищеварительными ферментами желудка и поджелудочной железы.

Посуда, приборы и материалы: стаканы стеклянные тер-

Теоретические сведения

Химическая обработка белков пищи начинается в желудке под действием желудочного сока, содержащего протеазы и соляную кислоту 0,3 – 0,5 %, которая создает кислую среду (рН желу-

45

дочного сока 1,5 – 1,8), оказывая тем самым антибактериальное действие, облегчая процесс переваривания протеазами.

Протеазы желудочного сока представлены пепсином(основной фермент), гастриксином и желатиназой. Они проявляют максимальную активность в кислой среде и расщепляют белки до полипептидов различной степени сложности.

После частичного переваривания в желудке белки пищи подвергаются дальнейшей обработке ферментами сока поджелудочной железы – трипсином, химотрипсином, эластазой, карбоксипептидазой, аминопептидазой, которые действуют на различные пептидные связи.

Процесс расщепления казеина(основного белка молока) пищеварительными ферментами количественно оценивают по наличию в растворе гидролизата белка и продуктов его расщепления – аминокислот триптофана и тирозина, которые дают цветную реакцию с реактивом Фолина и тем самым изменяют оптическую плотность раствора.

Количество триптофана и тирозина, образующихся при гидролизе молочного белка, пропорционально изменению оптической плотности исследуемого раствора. При расчете массовой доли переваренного казеина исходят из соотношения: 1 г казеина содержит 80 мг тирозина и триптофана.

Порядок выполнения работы

В мерной колбе вместимостью100 см3готовят раствор с массовой долей казеина 1 % на буферном растворе с рН = 2.

10 см3раствора субстрата переносят в пробирку и прогревают в термостате при температуре 37 °С в течение 10 мин. Затем туда вносят 4 см3ферментного раствора (раствор трипсина, пепсина и химотрипсина с рН= 2), перемешивают и помещают в термостат.

Через каждые 20 мин инкубации (продолжительность гидролиза составляет 60 мин, число отобранных проб – 3) при температуре 37 °С отбирают пробу в объеме 4 см3. В пробирку с отобранной пробой добавляют 4 см3 раствора трихлоруксусной ки-

46

слоты с массовой долей5 % и после того, как образуется осадок, пробу центрифугируют.

2 см3центрифугата смешивают с4 см3раствора NaOH с концентрацией 0,5 моль/дм3. Далее добавляют 1,2 см3 реактива Фолина и 10 см3 воды, оставляют на 15 мин при комнатной температуре (20 ± 5) °С.

Измеряют оптическую плотность полученного раствора на фотоэлектроколориметре при длине волны λ = 760 нм.

Контрольный образец готовят, добавляя реагенты в обратном порядке: к 6 см3 раствора с массовой долей трихлоруксусной кислоты 5 % мас. добавляют 1 см3 ферментного раствора и 5 см3 субстрата.

Рисунок. Зависимость оптической плотности раствора от массовых долей тирозина и триптофана в нем

По градуировочному графику(рисунок), зная оптическую плотность раствора, определяют содержание в нем аминокислот

47

где Ктт – масса тирозина и триптофана, мг; 8 – коэффициент, соответствующий массовой доле трипто-

фана и тирозина в казеине, мг%.

Полученные результаты оформляют в виде таблицы и делают выводы.

Вопросы и задания для самоконтроля

1.Переваривание пищи в желудке. Состав желудочного сока.

2.Объясните взаимосвязь между химическим составом продуктов питания и особенностями их переваривания в организме человека.

3.Какие ферменты относятся к пищеварительным протеа-

зам?

4.В чем заключается обезвреживающая роль печени?

5.Какова роль тонкого кишечника в переваривании и -ус воении пищевых веществ?

6.Каковы взаимосвязи между отдельными звеньями пищеварительной системы, их значение для обмена веществ в организации и деятельности других органов?

7.Какое влияние на органы пищеварения оказывают состав пищи, ее количество, режим питания?

48

В воде содержится свыше 50 элементов, которые присутствуют в виде ионов, недиссоциированных молекул, коллоидов и взвесей.

Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу, с благоприятными органолептическими свойствами: быть прозрачной, бесцветной, не иметь посторонних привкусов и запахов, не содержать вредных минеральных и органических примесей и патогенных микроорганизмов. Она должна иметь минимальное количество продуктов распада органических азотистых веществ и неорганических примесей.

Сухой остаток воды(масса высушенного и прокаленного вещества, оставшегося после выпаривания), обусловленный общим содержанием в ней минеральных солей, должен быть не более 1000 мг/дм3.

Окисляемость воды (расход кислорода на окисление примесей воды при кипячении с КMnО4), характеризующая наличие органических веществ (гуминов, продуктов распада белка), а также солей закисного железа, нитритов и сульфидов, не должна превышать 5 мг О2/дм3 или 1,518 КMnО4/дм3.

Не допускается в воде содержание ядовитых веществ: следов ртути, бария, шестивалентного хрома, аммиачных соединений, нитритов.

Важным показателем воды является жесткость. Общая жесткость складывается из карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной) жесткости.

Карбонатная жесткость обусловлена присутствием гидрокарбонатных солей – Са(НСО3)2 и Мg(НСО3)2, разлагающихся при кипячении на карбонаты, углекислоту и воду. Некарбонатная жесткость зависит от содержания в воде хлоридов, сульфатов и других солей кальция и магния.

Жесткость воды показывает количество миллиграммэквивалентов ионов Са2+ или Мg2+ в 1 дм3 воды, 1 моль/дм3 жесткости соответствует содержанию 20,04 мг Са2+ или 12,16 мг Мg2+.

По степени жесткости питьевую воду делят на: очень мягкую (0 –1,5 моль/дм3); мягкую (1,5 – 3 моль/дм3); средней

50