Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Биотехнология пищевых продуктов. Учебное пособие
.pdf
вированию продуктов питания в будущем: во-первых, для полного понимания микробиологического риска, и, во-вторых, для гарантирования
надлежащего контроля над риском при производстве продуктов питания и выполнении связанных с ним процессов.
Общепризнано, что оценку риска необходимо выполнять при составлении любой новой рецептуры продукта питания или при разработке любого нового процесса, включая консервирование продуктов
питания с применением барьерной технологии. Для некоторых продуктов питания, консервированных надлежащим образом, этот процесс
прост и однозначен. В других случаях, в частности, для продуктов питания, подвергнутых холодильному хранению, нуждающихся в контроле температуры по всей цепочке поставок как в жизненно необходимом
барьере, требуется более сложный анализ. Например, оценка степени
риска инфицирования Listeria monocytogenes при употреблении в пищу
копчёного и икряного лосося и радужной форели, используя подробные
вычисления, представляющие собой модель для таких исследований,
получив вероятность усвоения продуктов питания, содержащих 100
Listeria monocytogenes г-1, что многие считают допустимой концентрацией для здоровых людей при приёме 100 г указанного продукта питания. Разумеется, анализ усложняется, если принимать во внимание повышенную чувствительность очень молодых и очень пожилых людей,
а также лиц с нарушениями иммунитета [16].
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Перечислите концепции, с которыми можно сопоставить концепцию барь-
ерных технологий.
2. Дайте характеристику стадиям разработки продуктов питания с использова-
нием комплексного подхода, включающего барьерную технологию, предсказательную микробиологию, НАССР или ОМР.
3. Укажите, в каком диапазоне происходят измерения активности воды и ка-
кова продолжительность данного измерения.
4. Назовите угрозы для продуктов питания, которые контролируют с помощью
НАССР.
141
5. Укажите, в чем заключается работа специалистов при разработке новых
продуктов питания.
6. Укажите риски, возникающие при разработке продуктов питания.
7. Определите сущность оценки степени микробиологического риска.
8. Охарактеризуйте стадии МКА.
9. Назовите, в чем сущность санитарных и фитосанитарных мер, предлагае-
мых ВТО.
Глава 11. ФУНКЦИИ СОСТАВНЫХ КОМПОНЕНТОВ
ПИЩИ В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА
11.1. ФУНКЦИИ СОСТАВНЫХ КОМПОНЕНТОВ ПИЩИ
В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА НА ПРИМЕРЕ БЕЛКОВ
Одна из важнейших функций белковых молекул – пластическая.
Белки – незаменимый строительный материал. Все клеточные мембраны и мембраны субклеточных структур содержат белок, роль которого многообразна.
Большую группу структурных белков, например, образуют со-
единительно-тканные белки, участвующие в формировании консистенции мяса. Они имеют также прямое отношение к формированию
пищевой ценности белков, во многом определяя степень переваримости мяса в целом.
Другая важная функция белков – каталитическая. В основе всех
жизненных процессов лежат тысячи химических реакций, биологическая эффективность которых поддерживается благодаря наличию
особых биологических катализаторов – ферментов, представляющих
собой специфические белки. Например, велика роль ферментов
в процессе созревания мяса и рыбы. От активности этих ферментов
во многом зависят общее направление и скорость протекания катаболических процессов в мясе при его хранении и переработке. Роль пищеварительных ферментов в питании человека также трудно переоценить. Кроме того, белки осуществляют транспорт веществ в организме. Имея различные функциональные группы и сложное строение
макромолекул, белки связывают и переносят с током крови многие
142
соединения. Это прежде всего гемоглобин, переносящий кислород
из легких к клеткам. У некоторых беспозвоночных такую же роль играет сходный по действию белок гемоцианин. В мышцах эту функцию выполняет еще один транспортный белок – миоглобин. Этот
m-белок играет решающую роль в процессе «созревания» мяса, формируя его цвет: поскольку животных после убоя обескровливают,
цвет мяса в этот период определяется главным образом миоглобином
и его производными. Белки сыворотки крови (альбумины) способствуют переносу жирных кислот, а β-липопротеид – липидов.
Многие белки выполняют сократительную функцию. Это прежде
всего актин и миозин, входящие в мышечные волокна высших организмов (у простейших сократительную функцию осуществляет динеин). Мышечные волокна – миофибриллы – представляют собой длинные тонкие нити, состоящие из многочисленных параллельных, более
тонких мышечных нитей, окруженных внутриклеточной жидкостью.
В ней растворены аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), необходимая для сокращения мышц, гликоген – питательное вещество, неорганические соли и многие другие вещества, в том числе кальций.
Белки образуют комплексы с другими нутриентами, что свидетельствует еще об одной функции белка – запасной.
Важная роль принадлежит гормонам. Значение этой регулятор-
ной функции белков трудно переоценить. Гормоны – это биологиче-
ски активные вещества, которые оказывают влияние на обмен веществ, их действия всегда точно направлены и высокоэффективны,
несмотря на то, что они выделяются в ничтожно малых количествах.
Одним из наиболее известных белков – гормонов является инсулин.
Этот простой белок состоит из аминокислот. Он снижает содержание
сахара в крови путем повышения проницаемости клеточных мембран
для глюкозы, т. е. способствует ее переходу из крови в клетку. С помощью инсулина в крови поддерживается постоянный уровень сахара. Кроме того, инсулин способствует синтезу гликогена в печени и
мышцах, увеличивает образование жиров из углеводов, активизирует
фермент глюкокиназу, влияет на обмен фосфора, обогащает клетки
143
калием. Кроме инсулина существуют гормоны гипофиза (гормон роста, гормон пигментации – интермедии и вазопрессин), гормоны щитовидной железы (тиреоглобулин) и др.
Описание функций белков и их роли в живом организме было бы
далеко не полным, если не остановиться на защитной функции белка.
Известно, что жизненно важные органы и ткани покрыты плотным жировым слоем. Жир обладает свойством теплоизолятора, защищает от
механических повреждений органы, служит питательным веществом,
аккумулирующим большую энергию. Оказалось, что белок на уровне
клетки в ряде случаев обладает аналогичными функциями. Известно,
что нуклеиновая кислота вирусной частицы окружена плотной белковой оболочкой. Функции этого белка весьма многообразны, однако
защита генетического материала вирусной частицы от повреждающего
действия ферментов – одна из самых главных. Белок окружает вирусную нуклеиновую кислоту до тех пор, пока она не проникнет в клетку.
После этого в защитной роли белка уже нет необходимости.
В последнее время представления о защитной роли белков существенно расширились. Отрасль знаний, изучающая защитную реакцию организма от всего чужеродного, названа иммунологией. Специальные белки – антитела – способны защитить организм от различных заболеваний. Антитела представляют собой белки, которые относятся к фракции γ-глобулинов сыворотки крови.
Некоторые белки обладают токсичностью. Такие белки обнаружены в яде змей, насекомых, растений, в микроорганизмах.
В последнее время в особую группу выделены белки с рецепторной
функцией. Доказано, что многие гормоны, активно влияющие на обмен
веществ, не проникают в клетку, а связываются со специфическими белками, находящимися на поверхности клеточных мембран, и таким образом осуществляют гормональное влияние на клетку. Такие белковые рецепторы обнаружены для инсулина, глюкагона, адреналина и др.
Следует упомянуть и о существовании белковых веществ, тормозящих действие ферментов. Такие белки обладают ингибиторными
функциями. При взаимодействии с этими белками фермент образует
144
комплекс и теряет свою активность полностью или частично. К таким
белкам относится, например, овомукоид куриного яйца.
Белки выполняют в организме также энергетическую функцию,
однако по сравнению с углеводами и жирами, как уже отмечалось,
она выражена в меньшей степени.
Если белки классифицировать только по их функциям, то такую
систематизацию нельзя считать завершенной, так как новые исследования позволяют выделить группы белков с новыми функциями.
Таким образом, в процессе обмена веществ благодаря своему поистине всеобъемлющему участию в жизненно важных процессах белок непрерывно расходуется. Следовательно, для обеспечения жизненно важных функций организм человека и животных должен получать белки с пищей, при производстве которой они также выполняют
ряд важнейших функций. Другими словами, белки при создании полноценной пищи должны выполнять как технологическую, так и биологическую функции заданной направленности [6].
11.2. ФУНКЦИИ СОСТАВНЫХ КОМПОНЕНТОВ ПИЩИ
В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА НА ПРИМЕРЕ ЛИПИДОВ
Это обширная группа органических соединений, включающая
жиры и жироподобные вещества.
В организме животных встречаются жиры запасные и протоплазматические. Запасные откладываются в подкожной жировой клетчатке и расходуются при недостаточном питании. Протоплазматические
входят в состав протоплазмы, образуя комплексы с белками. Их количество не зависит от степени упитанности организма.
Жирам отводится разнообразная физиологическая роль в организме человека. Они являются источником энергии, превосходящей
энергию других пищевых веществ.
Жиры участвуют в процессах теплорегуляции организма. Находясь
в подкожной жировой клетчатке, они как плохие проводники тепла
предохраняют внутренние органы от охлаждения и от травм. Кроме того, жиры придают коже эластичность и поддерживают ее влажность.
145
Жиры растворяют витамины А, D, Е, К и способствуют их усвое-
нию. С жирами в организм человека поступает ряд биологически активных ценных веществ: фосфатиды (лецитин), полиненасыщенные
жирные кислоты, стерины, токоферолы и др. Полиненасыщенные
жирные кислоты способствуют выведению из организма избыточного
количества холестерина, препятствуют его отложению на стенках
кровеносных сосудов и предохраняют организм от развития атеросклероза. Изомерные формы витамина Е, являясь антиоксидантами,
предотвращают окисление жиров. Фосфолипиды также задерживают
окисление жира при низких температурах и ускоряют его всасывание
в кишечнике, предохраняют печень от жировой инфильтрации,
улучшают использование белков. Фосфатиды в комплексе с белками
входят в состав нервных и мозговых тканей, печени, сердечной мышцы, а также половых желез. Кроме того, фосфатиды принимают участие в процессе свертывания крови, входят в состав клеточных мембран, регулируя их проницаемость для жирорастворимых веществ.
Лецитин принимает участие в некоторых процессах высшей
нервной деятельности, регулируя процессы возбуждения в коре головного мозга, способствует выведению из организма избыточного
количества холестерина. Стерины являются структурным компонентом клеток, участвуют в образовании некоторых гормонов, необходимых для синтеза желчных кислот. Холестерин содержится во всех
тканях организма, может как синтезироваться в организме, так и поступать с пищевыми продуктами. В здоровом организме количество
холестерина, синтезируемого и выводимого из организма, а также поступающего с пищей, сбалансировано. При нарушении холестеринового обмена он откладывается на стенках кровеносных сосудов,
в желчных путях, способствуя развитию атеросклероза и образованию желчных камней. Таким образом, липиды выполняют энергетическую, пластическую, терморегуляторную и ряд специфических
функций. Кроме того, их используют в приготовлении пищи: применяют в качестве антипригарного материала, с их помощью готовят
пищевые эмульсии, а также некоторые сорта колбас и т. д. [16].
146
11.3. ФУНКЦИИ СОСТАВНЫХ КОМПОНЕНТОВ ПИЩИ
В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА НА ПРИМЕРЕ УГЛЕВОДОВ
Представляют собой обширный класс природных органических
соединений. В организме человека и животных углеводы в расчете на
сухую массу занимают около 2 %.
Человек сталкивается с углеводами в самых различных областях
своей деятельности, в том числе при изучении самых различных живых объектов. Углеводы составляют основную массу пищи человека.
За счет углеводов обеспечивается около половины суточной энергетической потребности пищевого рациона. Углеводы предохраняют
расщепление белка на энергетические цели. Растительная часть пищевых продуктов служит основным источником углеводов для человека, так как животные продукты их содержат мало.
Все углеводы делят на две группы: моносахариды и полисахариды. В состав пищевых продуктов чаще всего входят из моносахаридов – пентозы (арабиноза, ксилоза, рибоза), гексозы (глюкоза, фруктоза, галактоза); из полисахаридов – дисахариды (сахароза, мальтоза,
лактоза, трегалоза), трисахариды (рафиноза), пентазаны (арабан, ксилан), гексазаны (крахмал, инулин, гликоген, клетчатка), пектиновые
вещества (пектин, протопектин).
Особую группу углеводов, в частности полисахаридов, представляют пищевые волокна (ПВ), которые содержатся в основном в растительных продуктах, организмом человека не усваиваются, но используются в качестве балластных веществ.
Пищевые волокна не выполняют собственно питательной функции, но их необходимо вводить в состав пищи для того, чтобы сорбировать и выводить из организма шлаки, радионуклиды, а также стимулировать моторику кишечника.
11.4. ФУНКЦИИ СОСТАВНЫХ КОМПОНЕНТОВ ПИЩИ
В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА НА ПРИМЕРЕ ВИТАМИНОВ
Представляют собой группу низкомолекулярных органических
соединений с высокой биологической активностью, имеющих ряд
общих свойств.
147
Витамины не образуются в организме человека или образуются
в недостаточном количестве. Они относятся к незаменимым пищевым
веществам, которые должны регулярно поступать с пищей. В отличие
от белков, жиров и углеводов, витамины не являются источниками
энергии или пластического материала для построения клеток и тканей. Они регулируют и активизируют обмен веществ и разносторонне
влияют на всю жизнедеятельность организма самостоятельно или
в составе ферментов.
Витамины активны в очень малых количествах; суточная потребность в них выражается в миллиграммах или микрограммах.
В настоящее время изучены свойства более 30 витаминов и витаминоподобных веществ. Непосредственное значение для питания и
здоровья человека имеют только 20 витаминов. В основу классификации витаминов положен принцип растворимости их в воде и в жире, в связи с чем они делятся на две большие группы – водорастворимые и жирорастворимые. Водорастворимые витамины являются
структурной частью ферментов, входят в состав простетической
группы (небелковой части ферментов – коферментов) и тем самым
играют чрезвычайно важную роль в обмене веществ. К водорастворимым витаминам относятся витамины группы В: тиамин (ВО, рибофлавин (В2), ниацин, или никотиновая кислота (РР), пиридоксин
(В6), цианокобаламин (В12), фолиевая кислота (Вс), пантотеновая кислота (В3), биотин (Н). К водорастворимым витаминам относится
также витамин С (аскорбиновая кислота).
Жирорастворимые витамины входят в структуру мембранных
систем, обеспечивая их оптимальное функциональное состояние.
Жирорастворимые витамины не обладают коферментными свойствами, за исключением витамина К. Не исключается возможность участия жирорастворимых витаминов в регуляции активности внутриклеточных ферментов. К жирорастворимым витаминам относятся:
ретинол (А), кальциферол (D), токоферол (Е) и витамин К. В последние годы получена водорастворимая форма витамина К – викасол.
Отдельную группу составляют витаминоподобные вещества, которые относятся к биологически активным, ценным пищевым веще-
148
ствам. Однако они не обладают всеми признаками, присущими истинным витаминам. К витаминоподобным веществам относятся: пангамовая кислота (В15), оротовая кислота (В13), холин (В4), инозит (В8),
метилметионинсульфония хлорид (U), биофлавоноиды (например, Р),
липоевая кислота (N), каротиноиды (β-каротин, провитамин А), убихинон (кофермент Q10).
Потребность в витаминах в основном должна удовлетворяться
за счет продуктов питания. Когда их недостаточно, то возникают ави-
таминозы, которые разделяют на экзогенный и эндогенный. При дефиците витаминов в пище возникает экзогенный авитаминоз. Если
поступающие с пищей витамины не всасываются из кишечника и не
усваиваются или усиленно разрушаются в организме, то речь идет
об эндогенной недостаточности.
Витамин С (аскорбиновая кислота) cреди водорастворимых
витаминов имеет огромное значение для организма человека: он участвует в окислительно-восстановительных процессах, тканевом дыхании, синтезе нуклеиновых кислот, обмене аминокислот, улучшает
использование углеводов и нормализует обмен холестерина, обладает
антиоксидантной активностью (препятствует накоплению в организме вредных окисленных радикалов). Витамин С в организме не синтезируется и не запасается: для удовлетворения физиологической потребности он должен ежедневно поступать с пищей, иначе возможно
быстрое появление симптомов гиповитаминоза.
Витамин Р (биофлавоноиды) состоит из группы биологически
активных веществ (рутин, катехины, гесперидин и др.). Установлена
тесная связь в биологическом действии витаминов Р и С. Основная
биологическая роль биофлавоноидов состоит в укреплении стенок
сосудов и капилляров и снижении их (стенок) проницаемости. Витамин Р участвует в окислительных процессах, восстанавливает дегидроаскорбиновую кислоту в аскорбиновую, защищает адреналин
от окисления, обладает гипотензивным действием (понижает артериальное давление при гипертонической болезни), оказывает благотворное воздействие при кровопотерях. Витамин Р подавляет актив-
149
ность фермента гиалуронидазы, ответственного за повышение проницаемости сосудов.
Витамин В1 (тиамин) входит в состав ферментов, регулирую-
щих прежде всего углеводный обмен, способствуя окислению пировиноградной и молочной кислот, а также синтез белков и жиров. Витамин В1 участвует в превращениях ацетилхолина (химического передатчика нервного возбуждения) и в ряде других биохимических
процессов обмена веществ. Витамин В1 повышает двигательную и
секреторную функции желудка, нормализует работу сердца, функцию
центральной и периферической нервной систем.
Тиамин содержится в продуктах растительного и животного
происхождения. Основными источниками тиамина являются зерновые продукты грубого помола (хлебобулочные изделия из муки низших сортов), не освобожденные от зародыша, периферической части
и оболочек. Много тиамина в дрожжах, печени, мясной свинине, горохе, пшене, фасоли, в гречневой, овсяной, ячневой крупах и др.
Витамин В2 (рибофлавин) активно участвует в окислительно-
восстановительных реакциях, является постоянной составной частью
дыхательных ферментов, участвующих в транспорте кислорода
в тканях, играет важную роль в белковом, углеводном и жировом обменах, способствует наиболее полному расщеплению углеводов, необходим для обеспечения роста. Рибофлавин оказывает положительное действие на функцию центральной нервной системы, особенно ее
вегетативного отдела, на состояние кожи и слизистых оболочек, стимулирует кроветворение, регулирует деятельность печени, благотворно влияет на сетчатку глаза, усиливает световое и цветовое ощущения, повышает адаптацию человека к темноте.
Источниками рибофлавина являются продукты животного и растительного происхождения. При обычном питании до 60 % витамина В2
поступает с животными продуктами и около 40 % – с растительными.
Витамин РР (ниацин). Никотиновая кислота активно участвует
в окислительно-восстановительных процессах, активирует углевод-
150
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]