Основи фізіології та гігієни харчування

Е928 тощо), які запобігають надмірному розтягуванню клейковини борошна, одержаного з пророслого зерна або з ураженого шкідниками;

-покращувачі відновної дії (тіосульфат натрію Е539, цистин Е920), які сприяють кращому розтягуванню клейковини, але можуть спричинити утворенням неорганічних сполук сірки;

-заміщуючі клейковину (гелеутворюючі речовини, зокрема модифіковані крохмалі, суху пшеничну клейковину тощо);

-покращувачі якості (ферменти та поживні речовини) створюють кращі умови для мікроорганізмів закваски, тобто забезпечують поживними речовинами або створюють оптимальне середовище.

До ферментних препаратів належать закваски та сухі суміші, наприклад:

-для покращання хліба до борошна препарат із Aspergillus awamori (штам

673, штам 476 “І”, штам 22), із Asp.oryzae (штам 3-9-15);

-для кращої якості пива до ячменю препарат із Trychothecium roseum, із

Asp.flavus (штам 716), фітазу;

-для модифікації білків сої препарат протосубтилін Г20х;

-амілази (Е1100) та протеази (Е1101) із генетично модифікованих культур,

зокрема Bac.subtilis.

Крім вище наведених препаратів пропонуються новіші (целюлозолітичні тощо), небезпека використання джерел ферментів полягає у тому, що разом із ними можуть надходити компоненти культуральної рідини, в якій вирощували мікробів-продуцентів. Таким чином, у препаратах можуть бути токсичні речовини з живильного середовища та мікробні метаболіти.

До поживних речовин належать – карбамід (Е927), фосфорна кислота та її солі (Е338), солі заліза, кальцію, гідрокарбонат натрію, карбонат амонію (вміст не нормується).

З метою попередження злипання драже та карамельних виробів застосовують поліруючі речовини: фосфат кальцію (341), силікати (Е550-560), тальк (Е553в), галуни (Е554-559), бентоніт (Е558), воски (Е901-903), парафін (Е905с), вазелін (Е905а), вазелінова олія (Е905в), ланолін (Е913).

Таблиця 4 Ступінь солодкості цукрозамінників (порівняно із сахарозою)

31

32

Фізіологічні ефекти використання біологічно активних харчових добавок.

Біологічно активна харчова добавка – це спеціальний харчовий продукт, призначений для вживання або введення в межах фізіологічних норм до раціонів харчування чи харчових продуктів із метою надання їм дієтичних, оздоровчих, профілактичних властивостей для забезпечення нормальних та відновлення порушених функцій організму людини;

БАД – це концентрати натуральних або ідентичних натуральним біологічно активних речовин, у тому числі незамінних поживних речовин. Вони призначені для безпосереднього використання або додавання до харчових

продуктів. Розрізняють три групи: нутріцевтики, парафармацевтики, еубіотики. Нутріцевтики – це життєво необхідні речовини, які є природними

компонентами харчових продуктів – вітамінів та їхніх попередників, мінеральних речовин, ессенціальних жирних кислот, амінокислот, вуглеводів, харчових волокон.

Використання нутріцевтиків дозволяє:

-швидко і максимально пристосувати харчування до особливостей окремої людини, як конституційних, так і залежно від фізичних та психологічних навантажень, а також екологічних умов життя,

-легко ліквідувати виникаючий дефіцит у дорослих і дітей,

-пристосувати обмін речовин у хворої людини до нових умов існування,

-посилити неспецифічну резистентність клітин до впливу несприятливих факторів зовнішнього середовища,

-зв’язати та вивести ксенобіотики з організму,

-забезпечити профілактику та лікування захворювань, пов’язаних із

порушенням обміну речовин.

Парафармацевтики – це добавки, які використовують із профілактичною та лікувально-профілактичною метою. Фізіологічно активні речовини цієї групи одержують із рослинної або тваринної сировини, до них належать органічні кислоти, кофеїн, біофлавоноїди, біогенні аміни, пептиди, олігосахариди. Використовують такі БАДи у вигляді таблеток, капсул, порошків та чаїв.

Значення парафармацевтиків полягає у їхній здатності регулювати у фізіологічних межах:

-функціональну активність органів та систем;

-нервову діяльність;

-мікробіоценоз шлунково-кишкового каналу;

-адаптаційні процеси.

Еубіотики, інша назва пробіотики – це препарати, що містять висушені бактерії нормальної мікрофлори кишечнику. Такі бактеріальні препарати готують на основі чистих культур мікроорганізмів або їхніх сумішей, із додаванням амінокислот, моно- і дисахаридів, мікроелементів.

У складі пробіотиків є біфідобактерії (біфідумбактерин, біфікол), біфідо, ентерококи, молочнокислі (лінекс), кишкова паличка (колібактерин),

33

лактобактерії (лактобактерин), сахароміцетин або дріжджі (ентерол), “живі” йогурти та інші кисломолочні продукти тощо.

Мета використання пробіотиків полягає у:

-заселити травний канал мікроорганізмами, які є антагоністами патогенних видів та штамів;

-відновити мікробіоценоз після дисбактеріозу, викликаного надходженням антимікробних речовин;

-вплинути на перистальтику та секрецію соків при порушеннях функції травного каналу, які викликані особливостями харчування або ритмом життя.

З метою захисту людини від несприятливих факторів зовнішнього середовища, пов´язаних з екологічними умовами, доцільним та фізіологічно виправданим є використання біологічно активних добавок. Ці добавки мають відновити одержані та запобігти додатковим порушенням обміну речовин та змінам фізіологічних процесів в організмі людей.

Добавки, що мають такі властивості ще називають детоксикантами, тобто здатними видаляти токсини різного походження, або сорбентами, тобто здатними поглинати токсичні сполуки. У зв´язку з тим, що більшість сорбентів використовують для попередження надходження токсичних речовин із травного каналу, часто використовують назву “ентеросорбенти”, а через те, що більшість з них мають рослинне походження, то також застосовують термін “фітосорбенти”.

Властивістю приєднувати шкідливі речовини володіють активоване вугілля, пектинові речовини, препарати целюлози, геміцелюлози, лігніну, які отримують із рослинної сировини різних видів.

34

Гігієнічна оцінка харчових продуктів рослинного походження після переробки та під час зберігання, сполуки органічного синтезу та біологічного походження

1. Токсичні речовини, які утворюються під час переробки та зберігання харчових продуктів.

Гігієнічні нормативи за показниками мікробіологічної безпеки передбачають контроль за чотирма групами мікроорганізмів:

-санітарно-показникові (МАФАМ та БГКП), які постійно перебувають на поверхні або у травному каналі людей і тварин, але не мешкають у зовнішньому середовищі, тому їхня поява у продуктах вказує на забрудненість виділеннями людей або тварин

-умовно-патогенні (E.coli, S.aureus, Proteus, B.cereus, сульфітредукуючі клостридії), які потрапляють до продуктів уже після їхнього виготовлення, це сапрофіти, деякі види яких утворюють токсини

-патогенні (сальмонели),

-мікробного псування (дріжджі, плісеневі гриби).

Безпеку харчових продуктів для здоров'я оцінюють за відсутністю в певному об'ємі продукту санітарно-показникових, потенційно патогенних і патогенних мікроорганізмів.

I група - санітарно-показникові мікроорганізми. Показник кількості мезофільних аеробних та факультативно-анаеробних мікроорганізмів (інакше “МАФАнМ”, тобто скорочено “количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов”) є найбільш поширеним мікробіологічним тестом, що використовується в харчовій промисловості для оцінки якості продуктів, крім тих, які отримують ферментативним шляхом. За загальною кількістю мікроорганізмів роблять висновки про точність проведення технологічних процесів, особливо при застосуванні термічної обробки. Ентерококи є непрямим доказом фекального, а стрептококи – повітряно-крапельного забруднення. Визначення проводиться на поживному агарі при +30+10С протягом 72 годин.

Кишкова паличка є показником санітарно-епідеміологічного благополуччя виробництва. Наявність значної кількості БГКП (бактерії групи кишкової палички) або коліформних бактерій вказує на порушення гігієнічного режиму під час і після обробки продукту. У стандартах ряду країн та в міжнародних стандартах санітарно-показниковими визнаються лактозопозитивні кишкові палички (коліформи), а основною диференційною ознакою - ферментація лактози при 370С протягом 24 - 48 год. При цьому обов'язково зважають на цитратпозитивні і цитратнегативні варіанти бактерій групи кишкових паличок. З метою оцінки чисельності кишкової палички визначають такі показники:

-колі-титр, це найменший об´єм або маса досліджуваного матеріалу, у якому знайдено одну клітину E.сoli,

-колі-індекс, це кількість бактерій E.coli у 1 л або 1 кг досліджуваного матеріалу.

35

Показник "бактерії групи кишкових паличок" (БГКП) співпадає з показником "коліформні бактерії". До цієї групи належать аеробні та факультативноанаеробні грамнегативні, не утворюючі спор палички, які ферментують лактозу з утворенням кислот і газу, зокрема роди Ешеріхія, Клебсієла, Ентеробактер, Цитробактер, Серація.

II група - потенційно патогенні мікроорганізми. До них належать E. coli, коагулазопозитивні стафілококи, B. cereus, сульфітредукуючі клостридії, бактерії роду Протея. Вони розвиваються при недотриманні вимог щодо зберігання продуктів.

III група - патогенні мікроорганізми. Бактерії роду Сальмонела вважаються індикаторними мікроорганізмами на наявність патогенної мікрофлори, тому вони не повинні знаходитись в продуктах, що призначені для безпосереднього вживання. До цієї групи належать також Клостридія ботуліну та її токсини.

IV група - показники мікробіологічної стабільності продукту. Ці показники полягають у відсутності в певній масі (об'ємі продукту) дріжджів та мікроскопічних грибів (плісені).

Archmycetes – внутрішньоклітинні паразити рослин

Ascomycytes – плісеневі гриби, найбільш поширені представники родів Aspergillus (формують чорні, зелені, сині нашарування на продуктах) та Penicillium (утворюють зелений шар, від якого злітає сірий пил), рідше Rhizopus (зумовлює чорний шар).

Phycomycetes – мукорові гриби, зброджуючі вуглеводи у продуктах Багатоклітинні гриби, що викликають гниття рослин – Botrytis (на плодах та

овочах), Alternaria та Phoma (на коренеплодах), Oidium (біла плівка на квашених овочах та кисломолочних продуктах)

Дріжджоподібний гриб Monilia, який забруднює борошно, залишається після випікання та зумовлює появу в хлібі білих сухих утворень.

Природні види родів Candida та Saccharomyces погіршують роботу культурних дріжджових заквасок, утворюють білу плівку на поверхні безалкогольних напоїв, змінюють смак та аромат виноматеріалам та пиву.

Дріжджі родини Zygosaccharomyces використовують органічні кислоти у соках та винах, зменшують кислотність та накопичують спирти та вуглекислий газ.

Дріжджі роду Pichia зумовлюють ефірний присмак напоїв, появу товстої сірої плівки на поверхні, помутніння пива, вина, соків. Представники роду Hansenula теж викликають помутніння та різкий запах продукції бродильного виробництва, роду Brettanomyces надають винам аромату яблук, роду Torulopsis – помутніння соків та утворення слизу у вині та суслі, роду Phodotorula синтезують червоні, чорні або жовті пігменти.

V група - показники промислової стерильності консервів:

-мезофільні аеробні та факультативно-анаеробні мікроорганізми;

-мезофільні анаеробні мікроорганізми;

-термофільні аеробні та факультативно-анаеробні мікроорганізми;

36

-термофільні анаеробні мікроорганізми;

-плісені та дріжджі;

-молочнокислі мікроорганізми.

Мікробіологічні показники, що використовуються для оцінки якості харчових продуктів та умов їх виробництва, виражають кількісно або альтернативно. За кількісним показником роблять висновок про справжнє або найбільш ймовірне число життєздатних колонієстворюючих одиниць (КУО), які містять в 1 г (куб. см) продукту. Альтернативний показник вказує на присутність або відсутність життєздатних клітин (спор) мікроорганізмів або їх токсинів у певній масі (об'ємі)

продукту (0.1; 1.0; 10.0; 25.0 і т. д.).

Харчове отруєння або інтоксикація – це захворювання, спричинене сполуками, які утворені мікроорганізмами, що перебувають у продуктах навіть після загибелі мікроорганізмів. Є токсини двох видів: екзотоксини, які зумовлюють специфічні прояви отруєння, та ендотоксини, які зумовлюють загальні ознаки отруєння.

Харчова інфекція – це захворювання, спричинені патогенними мікроорганізмами, що забруднюють харчові продукти.

Згідно ВООЗ розрізняють шість категорій харчових продуктів, залежно від небезпеки для людини отримати харчову інфекцію або інтоксикацію:

1)які часто є прямим джерелом отруєння,

2)які є джерелом отруєння при порушенні технології виробництва, зберігання та транспортування,

3)які можуть бути причиною отруєння при недотриманні санітарних вимог під час переробки,

4)які рідко є причиною отруєння,

5)які проходять термообробку, що гарантує їхню безпеку,

6)харчові добавки, які забруднюють основний харчовий продукт.

2. Втрати поживних речовин під час технологічної обробки та зберігання. Вплив умов зберігання продукції на збереження її високої якості.

Харчові продукти мають певну харчову цінність, яка визначається кількістю та співвідношенням наявних у їхньому складі поживних речовин, ступенем засвоєння та органолептичними властивостями для людини. Для зниження небезпечності, підвищення засвоєння, задоволення гастрономічних вимог споживачів продовольча сировина проходить через певні технологічні методи переробки. Найчастіше використовуються термічні методи, завдяки яким гине більшість мікроорганізмів та розм´якшується сировина. Однак під час обробки можуть відбуватися й небажані процеси – руйнування поживних речовин та утворення антипоживних або шкідливих сполук.

Під час термічної обробки, стерилізації, консервуванні та подальшому зберіганні можливим стає реакція Майяра між аміногрупами амінокислот та альдегідними або кето-групами вуглеводів. Такі сполуки не гідролізуються у

37

травному каналі, тому й не засвоюються людиною. При карамелізації зумовлюють подразнення травного каналу, зокрема так дії оксиметилфурфурол.

Гідротермічна обробка зерна - зволожування до 14-16% вологи з витримкою 4-12 годин без попереднього нагрівання або після нагрівання до +45-570С. Проводять із метою збільшення рихлості ендосперму, вищого виходу крупки та кращої еластичності оболонки або полегшення її видалення при виготовленні круп. Швидкісний аналог такої обробки - екструдування зерна або крупи чи борошна.

Ненасичені жирні кислоти у складі продуктів можуть руйнуватись або при тривалій термообробці, або внаслідок окислення киснем повітря. Розпад розпочинається утворенням гідроперекисів, а завершується руйнуванням вітамінів та накопиченням коротколанцюгових альдегідів, кетонів та кислот, які спричиняють появу неприємного запаху та присмака, а після споживання таких продуктів виникає значне подразнення травного каналу. Ці руйнівні процеси відбуваються в сировині як бідній на жир (до 1% від сирої маси овочів, картоплі, зелені), так і багатій (до 100% в оліях, насінні олійних культур). Прискорюється розпад ліпідів при нагріванні та опромінюванні продуктів, або ж при наявності ферменту ліпооксигенази.

Тривале нагрівання без доступу кисню зумовлює полімеризацію жирів з появою канцерогенних сполук. Під час рафінації рослинних олій видаляються фосфатиди, а після короткочасного нагрівання руйнуються ненасичені жирні кислоти. При тривалій тепловій обробці (понад 30 хв.) утворюються токсичні сполуки після окислення жирних кислот, що після нагрівання понад +2000С та кількаразового нагрівання відбувається полімеризація та виникають канцерогени.

Ретинол руйнується світлом та вільними радикалами, що з’являються з ліпідів при доступі до них кисню та світла, ізомеризується у неактивні форми під впливом тепла. При варінні протягом 1 год. втрачається 40-50% вітаміну.

Кальциферол стійкий до впливу кисню та лугів, але руйнується мінеральними кислотами, високою температурою.

Токоферол руйнується вільними радикалами.

Філохінон руйнується у лужному середовищі та на світлі, стійкий до нагрівання.

Аскорбінова кислота руйнується при повторному розігріванні страв, легко переходить у відвар при варінні. У кислому середовищі зберігається, у лужному руйнується. Під час варіння картоплі втрата досягає 50%, капусти – 40%, тушкуванні – 70%, для попередження не тримати при доступі кисню, вкидати у окріп, а не холодну воду. Під час сушіння продуктів повністю розпадається.

Тіамін руйнується у лужному середовищі, але стійкий до світла та нагрівання у кислому середовищі. Диоксид сірки або сірчаний ангідрид за 48 год. викликає розпад 90% вітаміну. Такі ж наслідки має заморожування овочів

38

та зелені або наявність ферментів тіамінази та поліфенолоксидази у продукті. Вітамін легко екстрагується водою, тому під час миття подрібненої сировини втрачається близько половини тіаміну із продукту.

Рибофлавін руйнується у лужному середовищі та при ультрафіолетовому опромінюванні й повторному нагріванні. Вітамін також втрачається внаслідок миття подрібненої сировини.

Пантотенова кислота руйнується у кислих та лужних розчинах, стійкий до світла.

Нікотинова кислота стійка до світла та кисню, руйнується при варінні (втрати до 20%).

Піридоксин стійкий до кисню та кип’ятіння, але руйнується внаслідок нагрівання при жаренні та на світлі. Кулінарна обробка знижує на 20-35%.

Біотин руйнується у лужному середовищі. Інозит руйнується стійкий до кислот та лугів.

Фолієва кислота руйнується на світлі, до 50% розпадається при варінні у відкритому посуді.

Метилметионін сульфоній руйнується при тепловій обробці.

При зберіганні вміст вітамінів дуже зменшується, тому вітамінні продукти слід зберігати у добре закритому глиняному або фарфоровому посуді в темному місці (підвал, холодильник, але не заморожувати). Фрукти краще вживати сирими, а овочі готувати на пару за невеликий проміжок часу в невеликій кількості води (томати та цибулю без води) у герметично закритому посуді, краще під гнітом або у мікрохвильовій печі. Вода, в якій варились овочі, містить багато вітамінів і мінералів.

При радіаційному забрудненні картоплю миють та чистять, зелень, огірки, томати, ягоди - утилізують, овочі вимочують та видаляють покривні тканини. органічні кислоти та пектинові речовини зв’язують і вимивають радіонукліди, калій сприяє видаленню цезію, каротиноїди, аскорбінова кислота та рутин попереджують ушкодження.

При температурі вищій за +25, швидкість перетворення нітратів на нітрити зростає. У сік переходить із моркви до 40% наявних нітратів, із капусти - до 60%, із буряка - до 70%. При відварюванні з картоплі виходить 75-80% нітратів, із моркви - 40-56%, селери - 50-60%. При квашенні та солінні нітрати переходять до розсолу.

Подрібнені овочі не можна зберігати, заморожені відразу направляти на теплову обробку.

При бланшуванні вихід нітратів забезпечує зниження нітратів на 20-60% у продуктах.

Рослинницьку продукцію, забруднену важкими металами, слід використовувати на переробку з видаленням зародків та оболонок зерна, стебла та листя. Тому, якщо сировина визнана умовно-придатною (не більше 2 ГДК), із неї можливо отримувати лише рафіновані продукти – борошно, крохмаль, цукор, спирт, олію, тобто такі, що фактично не містять білків та

39

харчових волокон.

Термообробка продукції суттєво зменшує вміст пестицидів, також використовують очищення та миття продуктів.

Оптимальні умови зберігання борошна та круп – відносна вологість 60-70%, температура +5-+120С. Терміни зберігання борошна та круп – холодний час – 6-8 міс., теплий – 2-3 міс., із сої, вівса, кукурудзи – 1-3 міс.

Найбільша гігроскопічність у гречаної крупи та обойного борошна. Найбільше згіркнення властиве багатим на жир крупам з вівса, пшона, кукурузи, борошну з кукурудзи, вівса, пшеничному 2 гатунку. Сприяє цьому світло, висока температура та вологість.

Можливе прокисання борошна та круп унаслідок зброджування вільних вуглеводів.

Пліснявіння починається при вологості повітря понад 75%. Якщо наступного дня після випікання на хлібі виникають брудні плями, м’якуш стає тягучим, липким, це зумовлено картопляною хворобою хліба. Її викликають картопляна та сіна палички. Спори картопляної палички завжди є у борошні, вони витримують до +1300С, а при зберіганні пшеничного хліба при кислотності м’якуша менше за 60 та температурі понад +250С розмножуються. Житній хліб цими паличками не пошкоджується. Борошно, виготовлене із зерна, ушкодженого фузаріозом, є причиною випікання “п’яного хліба”.

Темнішає зріз картоплі через ферментативне окислення тирозину киснем повітря. Вміст соланіну не повинний перевищувати 0,01%.

Види переробки овочів та плодів – сушіння, квашення, соління, консервування у герметичну тару, маринування, заморожування.

При сушінні відбувається денатурація білків, окислення та карамелізація вуглеводів, розпад вітамінів та поліфенолів, зникнення ароматичних речовин. Методи обробки –

-миття – видалення бруду та ядохімікатів,

-сортування – видалення ушкоджених екземплярів,

-очищення – видалення неїстівних частин,

-різання – подрібнення,

-бланшування – короткочасне обварювання або ошпарювання парою з наступним швидким охолодженням водою для інактивації ферментів, тому зберігається більше вітамінів та залишається природне забарвлення,

-сушіння на сонці або на сушарці (конвейерні, розпилювальні, вальцеві, сублімаційна).

Квашення та соління створюють накопиченням молочної кислоти у концентрації 0,7-0,8%, додаванням солі 2-3% та спиртовому бродінні до 0,7- 2% етанолу. Процес відбувається за рахунок мікрофлори або внесення закваски у безкисневих умовах.. Виникаючі дефекти – потемніння (втрата розсолу, надлишок солі), порозовіння (дріжджі), ослизнення (слизотворні мікроби), загнивання (гнилостні мікроби).

Вміст сухої речовини у томатному пюре – 12%, 15%, 20%, солоній пасті –

40