1. Зольні елементи їжі, фізіологічна роль

2. Влив зольних елементів на харчову роль і якість продовольчих товарів.

Роль мінеральних елементів у житті людини, тварин і рослин дуже велика - всі фізіологічні процеси проходять з участю цих елементів. Мінеральні елементи беруть участь у пластичних процесах, формуванні і побудові тканин, у підтримці осмотичного тиску крові, обміні речовин тощо. Багато ферментативних процесів, які проходять в різних тканинах організму, були б неможливими без участі мінеральних елементів.

Для нормального життя організму в ньому повинна підтримуватися певна кислотно-лужна рівновага. Під час складного перетворення в організмі людини продуктів, багатих кальцієм, магнієм, натрієм, калієм, в основному утворюються лужні сполуки. Джерелом таких елементів є плоди, овочі, бобові, молоко. Такі продукти, як м'ясо, риба, яйця, хліб, при перетворенні в організмі дають кислотні сполуки. Тому характер харчування може істотно впливати на реакцію середовища у тканинах. Частіше кислотно-лужна рівновага зсувається в кислотності, а це може призвести до зниження захисних функцій організму. Тому в харчовому раціоні людини необхідні вдосталь овочі, молоко, бобові.

Залежно від кількісного вмісту мінеральних елементів у живих організмах і харчових продуктах їх ділять на макро-, мікро-і ультрамікроелементи. До макроелементів належать такі елементи, які входять у харчові продукти в кількості більшій ніж 1 мг%. Це натрій, калій, кальцій, магній, фосфор, хлор.

Мікроелементи входять у харчові продукти не більше 1 мг%. До них належать йод, фтор, мідь, цинк, бром, алюміній, кобальт, нікель.

4

Вміст ультрамікроелементів виражаються мікрограмами на 100 г продукту. Це олово, свинець, ртуть, уран, радій.

Харчові продукти мають у своєму складі різну кількість мінеральних елементів .Наприклад загальна кількість мінеральних елементів у пшениці -1,7-1,9%, крупі гречаній – 1,8-2,2%, овочах свіжих – 0,4-1,8%, м’ясі -0,8-1,1.

Кількість мінеральних елементів встановлюють спалюванням харчових продуктів до золи. Зольність є важливим показником якості багатьох продуктів, а для деяких (борошно, крохмаль) - ознакою для встановлення сорту. У харчових продуктах може визначатись два види золи -"загальна зола" і "чиста зола". "Загальна зола" - це сума мінеральних елементів і їх окислів, які входять у структуру речовин, з яких складаються харчові продукти, а також потрапляють у продукти під час виробництва або перевезення.

"Чиста зола" - це сума мінеральних елементів і їх окислів, без домішок. Для одержання "чистої золи" "загальну золу" обробляють 10%-вим розчином соляної кислоти. При такій обробці "чиста зола" розчиняється, а побічні неорганічні домішки залишаються.

Лекція №4

Тема: Вуглеводи харчових продуктів (4г)

План

1. Моносахариди: склад, властивості, вміст у продовольчих товарах.

2. Олігосахариди, склад, властивості.

3. Полісахариди і похідні вуглеводів, склад, властивості, характеристика найважливіших представників.

4.Роль вуглеводів у формуванні харчової вартості та якості продовольчих товарів.

5

Моносахариди являють собою найпростіші сполуки вуглеводів,які мають у своєму складі від 3 до 7 атомів вуглецю (тріози, тетрози, пентоди, гексози).

Пентози(С5Н10О5) містяться головним чином у рослинах у вигляді високомолекулярних полісахаридів пентозанів..

Пентозани накопичуються головним чином в зовнішньому шарі рослинних організмів, тому за кількістю пентозанів можна, наприклад, встановити якість борошна. Велика кількість пентозанів буде в більш низьких сортах борошна.

Гексози (С6Н1206) - головним чином представлені Д-глюкозою, Д-фруктозою, а у складних вуглеводах зустрічається і Д-галактоза.

Глюкоза (декстроза, виноградний цукор) - міститься у плодах, овочах, листі, корінні. Як складова частина глюкоза входить до багатьох оліго- та полісахаридів. Це високо енергетичний поживний продукт, який швидко відновлює енергію організму.

Глюкоза широко використовується в кондитерській промисловості і медицині.

Фруктоза (плодовий цукор, левульоза) у вільному вигляді входить до складу фруктів, ягід; із продуктів тваринного походження значна кількість її міститься в меді. Крім того, фруктоза є складовою частиною деяких олігосахаридів (сахароза, рафіноза) та полісахаридів (інулін).

Галактоза (ізомер глюкози) у вільному вигляді в природі не зустрічається, а входить до складу олігосахаридів (лактози, рафінози), а також високомолекулярних полісахаридів (агар-агару, геміцелюлоз, пектинових сполук).

Моносахариди легко розчиняються у воді, розчини їх нейтральні й оптично активні.

При нагріванні та випаровуванні моносахаридів утворюються в'язкі сиропи, а кристалізація не відбувається. Ця властивість використовується при одержанні карамельної маси.

6

Моносахариди мають солодкий смак, тому істотно впливають на органолептичні властивості тих продовольчих товарів, до складу яких вони входять.

Завдяки тому, що моносахариди у складі своїх молекул мають вільний напівацетальний (глікозидний) гідроксил, вони є активними відновниками. При окислюванні моносахаридів утворюються кислоти, а при відновленні - спирти. Із глюкози, фруктози і сорбози - спирт сорбіт. Цей спирт, а також ксиліт, який утворюється при відновленні пентози (ксилози), мають солодкий смак і використовуються в харчовій промисловості як замінник цукру у виробах для хворих цукровим діабетом. Завдяки тому, що всі моносахариди здатні вступати в окислювально-відновні реакції, вони одержали назву редукуючих цукрів.

Однією з найважливіших властивостей цих цукрів є гігроскопічність. Тому редукуючі цукри використовуються в кондитерській промисловості як антикристалізатори.

Моносахариди зброджуються різними мікроорганізмами. Ця властивість моносахаридів широко застосовується в харчовій промисловості при виробництві багатьох харчових продуктів (хліб, і пиво, кисломолочні вироби та ін.). Але про це треба пам'ятати і при зберіганні харчових продуктів. Так, перетворення вина в оцет, спиртовий запах навіть при короткочасному зберіганні свіжих ягід - це наслідок процесів бродіння.

Моносахариди своїм напівацетальним гідроксилом можуть вступати в хімічну взаємодію із спиртами, кислотами, альдегідами, утворюючи сполуки на зразок складних ефірів. Ці сполуки одержали назву глікозидів.Вони відіграють певну роль у формуванні споживчої вартості продовольчих товарів: деякі з них належать до речовин, що зумовлюють колір (енін- в чорному винограді, кверцитин - у покривних лусках цибулі); інші надають продуктам специфічного смаку (синегрин в гірчиці, перці; лимони в цитрусових; амігдалін в ядрі сливи, вишні).

7

До олігосахаридів належать вуглеводи, які у своєму складі мають від 2 до 10 залишків моносахаридів. У харчових продуктах частіше зустрічаються дисахариди (сахароза, лактоза, мальтоза, трегалоза) та трисахариди (рафіноза).

Дисахариди (С12Н22011) складаються з двох залишків моносахаридів, які з'єднані між собою напівацетальним зв'язкам або за рахунок напівацетальних гідроксилів (сахароза, трегалоза), або за рахунок напівацетального і спиртового гідроксиду (мальтоза, лактоза).

Трисахариди (С18Н32016) складаються з трьох залишків моносахаридів. У харчових продуктах з трисахаридів частіше зустрічається рафіноза. Вона входить до складу цукрових буряків, сої, гороху, ядра бавовни.

Олігосахариди за своїми фізичними властивостями наближається до моносахаридів. Всі вони розчиняються у воді, а розчини оптично активні. Але ступінь розчинності олігосахаридів різний. Найменшою розчинністю відзначається лактоза. Це часто є причиною появи такого недоліку згущених молочних консервів, як піскуватість.

Більшість олігосахаридів має нижчу солодкість, ніж моносахариди. За еталон солодкості взято сахарозу (100 одиниць солодкості). Солодкість мальтози дорівнює 32,5 одиниці, рафінози - 22, а лактози - 16 одиницям.

Олігосахариди мають різну гігроскопічність. Наприклад, мальтоза дуже гігроскопічна, а хімічно чиста сахароза практично негігроскопічна. Тому для того, щоб відкрита карамель не зволожувалася, її обсипають цукром-піском.

Усі олігосахариди здатні гідролізуватися, утворюючи при цьому ті моносахариди, із залишків яких вони складались. При гідролізі сахарози утворюється суміш рівних кількостей глюкози і фруктози- інвертний цукор, який дуже гігроскопічний, солодший, ніж сахароза, менше здатний до кристалізації, тому вводиться до складу кондитерських виробів (варення, повидла, мармеладу) для запобігання зацукровуванню, в тісто - для зменшення швидкості черствіння.

8

Характерною властивістю цукрів є їхня здатність до карамелізації. При нагріванні цукру вище температури плавлення він спочатку перетворюється в ангідрид, а потім, при втраті приблизно 20 % води в речовину коричневого кольору, гіркого смаку - карамелен. Ця реакція має місце при смаженні кави, випіканні хліба. Карамелен використовується як фарбник в лікеро-горілчаній, безалкогольній та кондитерській промисловостях.

При виробництві деяких харчових продуктів (виготовлення ірису, випікання хліба, пастеризація молока), зберіганні (згущеного молока, концентратів, консервів у герметичній тарі) і обробці в хатніх умовах(смаження риби, м'яса, овочів) відбувається реакція меланоїдиноутворення (реакція Майєра), внаслідок чого продукт набуває темного забарвлення і специфічного смаку.

Реакція меланоїдиноутворення являє собою взаємодію глікозидного гідроксилу цукру з аміногрупою амінокислот, поліпептидів, білків. Цей процес є серією хімічних перетворень з утворенням складних сполук, серед яких провідне місце займають речовини коричневого кольору різних відтінків, які одержали назву меланоїдини.

Утворення меланоїдинів бажане при обсмажуванні риби, м'яса, овочів - з'являється характерний колір і аромат смажених продуктів. Реакція меланоїдиноутворення не бажана при виготовленні та зберіганні соків, сушених плодів, овочів, бо при цьому змінюється не тільки колір продуктів, але й заявляється незвичний смак і запах, знижується їхня харчова вартість. Чорні продукти, що утворюються внаслідок цієї реакції, токсичні. При виробництві деяких продуктів для запобігання меланоїдиноутворенню використовують сировину з малою кількістю редукуючих цукрів.

Полісахариди - це високомолекулярні продукти поліконденсації моносахаридів, які зв'язані киснево глікозидними зв'язками в лінійні або розгалужені ланцюжки.

9

Систематичної хімічної номенклатури полісахаридів немає. Свою назву полісахариди одержали залежно від того, звідки їх виділили або у зв'язку з особливостями їх властивостей.

У складі харчових продуктів зустрічаються такі полісахаридами, як крохмаль, целюлоза (клітковина), глікоген (тваринний крохмаль), інулін. Всі ці полісахариди в основі своєї молекули мають гексози, тому називаються гексозанами і мають загальну формулу (С6Н10О5)п.

Полісахариди зустрічаються переважно в рослинах. Деякі з них (целлюлоза) утворюють опорні тканини, а інші (крохмаль, інулін) виконують роль запасних речовин.

Крохмаль - резервний полісахарид рослин - у значних кількостях міститься в зернових (60-80 %), картоплі (до ЗО %). Крохмаль - це не однорідна речовина. В його зерні існує оболонка, яка складається з амілопектину, і внутрішня частина, що складається з амілози. Амілоза і амілопектин складаються із залишків -глюкопіранози, але відзначаються будовою своїх молекул та властивостями. Амілоза –це нерозгалужені довгі ланцюги, які побудовані із 1000-1600 залишків глюкози. Вона розчиняється в гарячій воді (при температурі 70-80°С) й утворює слабков'язкі розчини, у присутності йоду синіє. Молекули амілопектину також побудовані з залишків глюкози, але на відміну від амілози ці ланцюги дуже розгалужені. Амілопектин має значно більшу молекулярну масу, бо до його складу входить понад 30 000 залишків молекул глюкози. Амілопектин у воді не розчиняється, а тільки набухає, у гарячій воді утворює в'язкий клейстер, йодом забарвлюється у червоно-бурий колір.

З огляду на вплив, що мають ті чи інші властивості крохмалю на якість харчових продуктів, у ряді виробництв застосовують різні модифіковані крохмалі. Наприклад, попередньо клейстеризованний крохмаль використовується як загущувач в харчових продуктах без нагрівання - пудингах, начинках; крохмаль, модифікований кислотою застосовують у якості умягчителя при виробництві желированих цукерок.

10

Глікоген (тваринний крохмаль) відкладається в печінці людини(до 20 %) і служить запасною речовиною. За будовою молекули дуже схожий з амілопектином, але більш розгалужений і містить меншу кількість залишків глюкопіранози.

Целюлоза (клітковина) - основний будівельний матеріал рослинних тканин. Її кількість у різних рослинах коливається в широких межах-від 2,0 % (в зернових) до 98 % (у волосках насіння бавовни). Целюлоза-це нерозгалужений полісахарид, побудований із залишків -глюкопіранози. Целюлоза не розчиняється у воді і в більшості розчинників. При виробництві харчових продуктів застосовується мікрокристалічна целюлоза, для одержання якої використовують кислотний гідроліз целюлози. Цей продукт використовується як наповнювач і реологичний компонент у низькокалорійних харчових продуктах.

Інулін - полісахарид, який складається із залишків (38-45) фруктофуранози. Інулін легко розчиняється у теплій воді, утворюючи колоїдні розчини. В медицині його використовують як замінник цукру і крохмалю в їжі хворих цукровим діабетом.

Пектинові речовини. Вони міститься в рослинних продуктах - у фруктах, овочах. Ці речовини неоднорідні і зустрічаються у виді протопектина, пектину, пектинової і пектової кислот. Завдяки прекрасним желирующим властивостям пектин широко застосовується при виробництві харчових продуктів - желе, варення, мармеладу, пастили.

Полисахариди, які присутні у харчових продуктах виконують важливу функцію, що полягає у забезпеченні їх якості і текстури: твердості, крихкісті, щільності, загущування, в'язкості, гелеутворюваючий здатності. Саме завдяки полисахаридам утвориться структура харчового продукту - м'яка чи тендітна, набрякла чи желеутворюча.

11

Лекція №5

Тема: Ліпіди харчових продуктів (2г)

План