Что такое химический состав пищевых продуктов. Из чего ещё состоят продукты питания, полезные для организма человека? Молоко и молочные продукты

КЛАССИФИКАЦИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

В зависимости от сырья и особенностей использования пищевые продукты подразделяют на следующие группы: овощи и плоды; сахар, крахмал, мед, кондитерские изделия; продукты переработки зерна; вкусовые продукты; рыбные продукты; мясные продукты; молочные продукты; пищевые жиры.

В общественном питании пищевые продукты классифицируют по условиям хранения: мясорыбные; молочно-жировые; гастроно­мические; сухие; овощи и плоды.

Пищевые продукты подразделяют на виды и сорта. Вид продукта обусловлен его происхождением или получением, а сорт - уровнем качества в соответствии с требованиями стандарта. Виды и сорта продуктов составляют ассортимент.

Тема: Пищевая ценность продуктов питания.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Для поддержания нормальной жизнедеятельности человеку не­обходима пища. Пища содержит вещества, которые служат для построения клеток организма человека, обеспечивают его энерги­ей и способствуют протеканию всех жизненных процессов в орга­низме.

Химический состав большинства пищевых продуктов сложен и разнообразен.

В состав пищевых продуктов входят: вода, минеральные вещества, углеводы, жиры, белки, витамины, ферменты, органические кисло­ты, дубильные вещества, гликозиды, ароматические, красящие со­единения, фитонциды, алкалоиды.

Все эти вещества называют пищевыми. От их содержания и ко­личественного соотношения зависят: химический состав, пищевая ценность, цвет, вкус, запах и свойства пищевых продуктов.

По химическому составу все пищевые вещества подразделяют на неорганические - вода, минеральные вещества и органические - углеводы, жиры, белки, витамины, ферменты и др.

Вода (Н 2 0) является составной частью всех пищевых продуктов. Она играет важную роль в жизнедеятельности организма человека, являясь самой значительной по количеству составной частью всех его клеток (2 / 3 массы тела человека). Вода - это среда, в которой существуют клетки организма и поддерживается связь между ними, это основа всех жидкостей в организме человека (крови, лимфы, пищеварительных соков). При участии воды происходят обмен ве­ществ, терморегуляция и другие биологические процессы. Вместе с потом, выдыхаемым воздухом и мочой вода выводит из организма человека вредные продукты обмена.

В зависимости от возраста, физической нагрузки и климатических условий суточная потребность человека в воде составляет 2... 2,5 л. С питьем в организм поступает 1 л воды, с пищей - 1,2 л, около 0,3 л образуется в организме в процессе обмена веществ.

В продуктах вода может находиться в свободном и связанном со­стояниях. В свободном виде она содержится в клеточном соке, меж­клеточном пространстве, на поверхности продукта. Связанная вода находится в соединении с веществами продуктов. При их кулинарной обработке вода из одного состояния может переходить в другое. Так, при варке картофеля свободная вода переходит в связанную в про­цессе клейстеризации крахмала.

Чем больше воды в продукте, тем ниже его пищевая ценность и меньше срок хранения, так как вода является хорошей средой для развития микроорганизмов и ферментативных процессов, в результате которых происходит порча пищевых продуктов. Все скоропортящиеся продукты (молоко, мясо, рыба, овощи, фрукты) содержат много влаги, а нескоропортящиеся (крупа, мука, сахар) - мало.

Содержание воды в каждом пищевом продукте - влажность - должно быть определенным. Уменьшение или увеличение содержа­ния воды влияет на качество продукта. Так, товарный вид, вкус и цвет моркови, зелени, плодов и хлеба ухудшаются при снижении влажности, а крупы, сахара и макаронных изделий - при ее увеличении. Многие продукты способны поглощать пары воды, т. е. обладают гигроскопичностью (сахар, соль, сухофрукты, сухари). Так как влаж­ность влияет на пищевую ценность, товарный вид, вкус, цвет пище­вых продуктов, а также на сроки и условия хранения, она является важным показателем в оценке их качества.

Влажность продукта устанавливают высушиванием его опреде­ленной навески до постоянной массы.

Вода, используемая для питья и приготовления пищи, должна соответствовать определенным требованиям стандарта. Она долж­на иметь температуру 8... 12 °С, быть прозрачной, бесцветной, без посторонних запахов и привкусов. Общее количество минераль­ных солей должно быть не более норм, установленных стандар­том.

Присутствие солей магния и кальция придает воде жесткость. Жесткость зависит от содержания ионов кальция и магния в 1 л воды. По стандарту она не должна превышать 7 мг/л (7 мг в 1 л воды). В жесткой воде плохо развариваются овощи и мясо, так как находя­щиеся в продуктах белковые вещества образуют со щелочными со­лями кальция и магния нерастворимые соединения. В жесткой воде ухудшается вкус и цвет чая. При кипячении жесткая вода образует накипь на стенках пищеварочных котлов и кухонной посуды, что вызывает необходимость частой их чистки.

По санитарным нормам в 1 л питьевой воды допускается не более трех кишечных палочек, в 1 мл - не более 100 микробов. В питьевой воде не должно быть патогенных бактерий.

МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА

Минеральные (неорганические) вещества являются обязательной составной частью пищевых продуктов, в которых они представлены в составе минеральных солей, органических кислот и других орга­нических соединений.

В организме человека минеральные вещества относятся к числу незаменимых, хотя они не являются источником энергии. Значение этих веществ состоит в том, что они участвуют в построении тканей, в поддержании кислотно-щелочного равновесия в организме, в нор­мализации водно-солевого обмена, в деятельности центральной нервной системы, входят в состав крови.

В зависимости от содержания в пищевых продуктах минеральные вещества подразделяют на макроэлементы, находящиеся в продуктах в сравнительно больших количествах, микроэлементы, содержа­щиеся в малых дозах, и ультрамикроэлементы, количество которых ничтожно мало.

Макроэлементы. К ним относят кальций, фосфор, магний, желе­зо, калий, натрий, хлор, серу.

Кальций (Са) необходим организму для построения костей, зубов, нормальной деятельности нервной системы и сердца. Он влияет на рост человека и повышает сопротивляемость организма инфекци­онным заболеваниям. Солями кальция богаты молочные продукты, яйца, хлеб, овощи, бобовые. Суточная потребность организма в кальции составляет в среднем 1 г.

Среднесуточная физиологическая потребность человека в основ­ных пищевых веществах здесь и далее приводится в соответствии с СанПиН 2.3.2.1078 - 01 для условного (среднего) человека при энер­гетической ценности рациона питания 2 500 ккал в сутки.

Фосфор (Р) входит в состав костей, влияет на функции централь­ной нервной системы, участвует в обмене белков и жиров. Наиболь­шее количество фосфора содержится в молочных продуктах, осо­бенно в сырах; кроме того, фосфор имеется в яйцах, мясе, рыбе, икре, хлебе, бобовых. Суточная потребность организма в фосфоре состав­ляет в среднем 1 г.

Магний (Мд) влияет на нервно-мышечную возбудимость, деятель­ность сердца, обладает сосудорасширяющим свойством. Магний является составной частью хлорофилла и содержится во всех про­дуктах растительного происхождения. Из животных продуктов его больше всего в молоке и мясе. Суточная потребность организма в магнии составляет 0,4 г.

Железо (Fe) играет важную роль в нормализации состава крови. Оно необходимо для жизнедеятельности животных организмов, входит в состав гемоглобина и является активным участником окис­лительных процессов в организме. Источником железа являются продукты растительного и животного происхождения: печень, поч­ки, яйца, овсяная крупа, ржаной хлеб, яблоки, ягоды. Суточная по­требность организма в железе составляет 0,014 г.

Калий (К) регулирует водный обмен в организме человека, уси­ливая выведение жидкости, улучшает работу сердца. Калия много в сухих фруктах (кураге, урюке, изюме, черносливе), горохе, фасоли, картофеле, мясе, молоке, рыбе. Суточная потребность организма в калии составляет 3,5 г.

Натрий (Na), как и калий, регулирует водный обмен, задерживая влагу в организме, поддерживает величину осмотического давления в тканях. Содержание натрия в пищевых продуктах незначительно, поэтому его вводят с поваренной солью (NaCl). Суточная потреб­ность организма в натрии составляет 2,4 г (10... 15 г поваренной соли).

Хлор (Cl) участвует в регулировании осмотического давления в тканях и в образовании соляной кислоты (НС1) в желудке. В основ­ном хлор поступает в организм за счет поваренной соли, добавляе­мой в пищу. Суточная потребность организма в хлоре составляет 5...7 г.

Сера (S) входит в состав некоторых аминокислот, витамина В 1г гормона инсулина. Источниками серы являются горох, овсяная кру­па, сыр, яйца, мясо, рыба. Суточная потребность организма в сере составляет 1 г.

Микроэлементы и ультрамикроэлементы. К ним относят медь, кобальт, йод, фтор, цинк, селен и др.

Медь (Си) и кобальт (Со) участвуют в кроветворении. Они со­держатся в небольших количествах в животной и растительной пище: говяжьей печени, рыбе, свекле и др. Суточная потребность организма в меди составляет 1,25 мг, в кобальте - 0,1... 0,2 мг.

Йод (I) участвует в построении и работе щитовидной железы. При недостаточном поступлении йода нарушаются функции щитовидной железы и развивается зоб. Наибольшее количество йода содержит­ся в морской воде, морской капусте и рыбе. Суточная потребность организма в йоде составляет 0,15 мг.

Фтор (F) принимает участие в формировании зубов и костного скелета. В основном фтор находится в питьевой воде. Суточная по­требность организма в фторе составляет 0,7 ... 1,5 мг, в цинке - 15 мг, в селене - 0,07 мг.

Некоторые микроэлементы, поступающие в организм в дозах, превышающих норму, могут вызывать отравления. Стандартами не допускается содержание в продуктах свинца, цинка, мышьяка, а количество олова и меди строго ограничивается. Так, в 1 кг продукта допускается содержание меди не более 5 мг (кроме томатной пасты), а олова - не более 200 мг.

Общая суточная потребность организма взрослого человека в минеральных веществах составляет 20... 25 г.

Важно еще благоприятное соотношение минеральных веществ в пище. Так, соотношение кальция, фосфора и магния в пище должно быть 1:1:0,5. Наиболее соответствует такому соотношению этих минеральных веществ молоко, свекла, капуста, лук, менее благопри­ятное это соотношение в крупе, мясе, рыбе, макаронах.

К минеральным веществам щелочного действия относят Са, Мg, К и Na. Этими элементами богаты молоко, овощи, фрукты, картофель. К минеральным веществам кислотного действия относят Р, S и О, которые в значительных количествах содержатся в мясе, рыбе, яйцах, хлебе, крупе. Это необходимо учитывать при приго­товлении блюд и подборе гарниров к мясу и рыбе для поддержания кислотно-щелочного равновесия в организме человека. Лучшему усвоению минеральных веществ способствует присутствие вита­минов.

О количестве минеральных веществ в продукте судят по количе­ству золы, оставшейся после полного сжигания продукта.

При сжигании продуктов органические вещества сгорают, а ми­неральные остаются в виде золы (зольные вещества). Состав золы и ее количество в различных продуктах неодинаковы. Содержание золы в каждом продукте определенно и колеблется от 0,05 до 2 %: в сахаре - 0,03...0,05, молоке - 0,6...0,9, яйцах - 1,1, пшеничной муке - 0,5...1,5.В продуктах растительного происхождения (крупе, овощах, фруктах) зольных веществ больше, чем в продуктах живот­ного происхождения (мясе, рыбе, молоке). Количество золы может быть повышенным при загрязнении продукта песком и землей. Золь­ность является показателем качества некоторых пищевых продуктов, например муки. Максимальные нормы содержания зольных веществ в продуктах приводятся в стандартах.

УГЛЕВОДЫ

Углеводы - это органические вещества, в состав которых входят углерод, водород и кислород. Название этих веществ объясняется тем, что многие из них состоят из углерода и воды. Синтезируются углеводы зелеными растениями из углекислоты и воды под действи­ем солнечной энергии. Поэтому они составляют значительную часть тканей растительного происхождения (80... 90 % сухого вещества) и в небольших количествах содержатся в тканях животного проис­хождения (до 2 %).

Углеводы преобладают в пище человека. Они являются основным источником жизненной энергии, покрывая 58 % всей потребности организма в энергии. Углеводы входят в состав клеток и тканей че­ловека, содержатся в крови, участвуют в защитных реакциях орга­низма (иммунитет), влияют на жировой обмен.

В зависимости от строения углеводы подразделяют на моносаха­риды (простые сахара), дисахариды, состоящие из двух молекул моносахаридов, и полисахариды - высокомолекулярные вещества, состоящие из многих моносахаридов.

Моносахариды. Это простые сахара, состоящие из одной моле­кулы углевода. К ним относят глюкозу, фруктозу, галактозу, маннозу. Состав их выражается формулой С 6 Н 12 0 6 . В чистом виде моносаха­риды представляют собой кристаллическое вещество белого цвета, сладкого на вкус, хорошо растворимое в воде.

Глюкоза (виноградный сахар) - самый распространенный моно­сахарид. Содержится она в ягодах, плодах, в небольшом количестве (0,1 %) в крови человека и животных. Глюкоза имеет сладкий вкус, хорошо усваивается организмом человека, не претерпевая никаких изменений в процессе пищеварения, используется организмом как источник энергии, для питания мышц, мозга и поддержания необ­ходимого уровня сахара в крови. В промышленности глюкозу полу­чают из картофельного и кукурузного крахмала путем гидролиза.

Фруктоза (фруктовый сахар) находится в плодах, ягодах, овощах, меде. Она очень гигроскопична. Сладость ее в 2,2 раза выше сладости глюкозы. Хорошо усваивается в организме человека, не повышая содержание сахара в крови.

Галактоза - составная часть молочного сахара. Она обладает незначительной сладостью, предавая молоку сладковатый вкус, для организма человека благоприятна, в свободном виде в природе не встречается, в промышленности получают путем гидролиза молоч­ного сахара.

Манноза содержится во фруктах.

Дисахариды. К дисахаридам относятся углеводы, построенные из двух молекул моносахаридов: сахароза, мальтоза, лактоза. Состав их выражается формулой C 12 H220 n .

Сахароза (свекловичный сахар) состоит из молекулы глюкозы и фруктозы, входит в состав многих плодов и овощей. Особенно мно­го ее в сахарной свекле и сахарном тростнике, которые являются сырьем для производства сахара. В сахаре-рафинаде содержится 99,9 % сахарозы. Она представляет собой бесцветные кристаллы сладкого вкуса, очень хорошо растворимые в воде.

Мальтоза (солодовый сахар) состоит из двух молекул глюкозы, в естественных пищевых продуктах имеется в небольшом количе­стве. Содержание ее повышают искусственно путем проращивания зерна, в котором мальтоза образуется из крахмала путем его гидро­лиза под действием ферментов зерна.

Лактоза (молочный сахар) состоит из молекулы глюкозы и моле­кулы галактозы, находится в молоке (4,7 %), придавая ему сладковатый вкус. По сравнению с другими дисахаридами она менее сладкая.

Дисахариды при нагревании со слабыми кислотами, под действи­ем ферментов или микроорганизмов гидролизуются, т.е. расщепляются на простые сахара. Так, сахароза расщепляется на равные количества глюкозы и фруктозы:

C12H22O11+H20->C6H1206+C6H12O6

Этот процесс называется инверсией, а полученная смесь моносахаридов - инвертным сахаром. Инвертный сахар об­ладает высокой усвояемостью, сладким вкусом и большой гигроско­пичностью. Он содержится в меде, а в кондитерской промышлен­ности используется в производстве карамели, халвы и помадки для предупреждения их засахаривания в процессе приготовления.

Гидролиз сахарозы под действием кислот фруктов и ягод проис­ходит при варке киселя, запекании фруктов, а гидролиз мальтозы - в процессе пищеварения под действием ферментов пищеваритель­ных соков.

Моно- и дисахариды называют сахарами. Все сахара растворимы в воде. Это следует учитывать при хранении и кулинарной обра­ботке продуктов. Растворимость Сахаров влияет на их способ­ность к кристаллизации (засахаривание). Чаще кристалли­зуется сахар, глюкоза (засахаривание меда, варенья), не кристал­лизуется фруктоза вследствие ее большой растворимости. При нагревании Сахаров до высоких температур образуется вещество темного цвета и горького вкуса (карамелен, карамелан, карамелин). Такое изменение Сахаров называют карамелизацией. Процес­сом карамелизации объясняется появление румяной корочки при жаренье, выпекании и запекании изделий. Потемнение молочных консервов или корки хлеба при выпечке объясняется образованием темноокрашенных меланоидов в результате реакции Сахаров и ами­нокислот белков.

Микроорганизмы сбраживают сахара. Под действием мо­лочнокислых бактерий лактоза сбраживается до молочной кислоты, что происходит при производстве кисломолочных продуктов (про­стокваши, творога). Под действием дрожжей протекает спиртовое брожение Сахаров с образованием этилового спирта и углекислого газа, что наблюдается при брожении теста.

Полисахариды. Это высокомолекулярные углеводы, имеющие общую формулу (С 6 Н 10 О 5)„. К ним относят крахмал, клетчатку, гликоген, инулин. Полисахариды не обладают сладким вкусом и называются несахароподобными углеводами. Эти вещества, кроме клетчатки, являются резервным источником энергии для организ­ма.

Крахмал - представляет собой цепь, состоящую из многих моле­кул глюкозы. Это наиболее важный углевод для человека, в питании которого он составляет 80 % от общего количества употребляемых углеводов, является источником энергии и вызывает чувство насы­щения у человека.

Крахмал содержится во многих растительных продуктах: в зерне пшеницы - 54,5 %, риса - 72,9 %, гороха - 44,7 %, картофеле - 15%. В них он откладывается в качестве запасного вещества в виде свое­образных зерен, имеющих слоистое строение, различных по форме и величине.

Различают крахмал картофельный, пшеничный, рисовый и куку­рузный. Самые крупные зерна у картофельного крахмала, самые мелкие - у рисового.

Крахмал не растворяется в воде. В горячей воде зерна крахмала набухают, связывая большое количество воды и образуя коллоидный раствор в виде вязкой густой массы - клейстера. Этот процесс на­зывается клейстеризацией крахмала и происходит он при варке каш, макаронных изделий, соусов, киселей. При клейстериза-ции крахмал способен поглощать 200... 400 % воды, что приводит к увеличению массы продукта, т. е. выхода готовых блюд. В кулинарии это увеличение массы часто называют приваром (привар каш, макаронных изделий).

Под действием кислот и ферментов крахмал гидролизуется (расщепляется) до глюкозы. Этот процесс происходит при перева­ривании крахмала в организме человека, при этом глюкоза образу­ется и усваивается постепенно, что обеспечивает организм энерги­ей на длительный период. Крахмал является для организма основным источником глюкозы.

Процесс гидролиза крахмала под действием кислот называют осахариванием, его применяют в пищевой промышленности при производстве патоки. Процесс частичного осахаривания крахмала (до получения промежуточных продуктов - декстринов) происходит при брожении теста, образовании плотной корочки при выпечке изделий из теста и при жаренье картофеля.

Крахмал окрашивается йодом в синий цвет, что дает возможность определить наличие его в продуктах.

Клетчатка - полисахарид, называемый целлюлозой и входящий в состав оболочек клеток растительных тканей. Клетчатка в воде не растворяется, организмом человека почти не усваивается. Она от­носится к группе пищевых волокон (балластных веществ), необхо­дима для регулирования двигательной функции кишечника, выве­дения из организма холестерина, создания условий для развития полезных бактерий, необходимых для пищеварения. Много клет­чатки (до 2 %) содержится в овощах, плодах, крупах, мучных изделиях низших сортов. В последнее время в лабораторных условиях производят гидролиз клетчатки с помощью кислот до получения простых Сахаров, что в будущем найдет промышленное приме­нение.

Гликоген - животный крахмал, содержащийся в основном в печени и мышцах. В организме человека гликоген участвует в об­разовании энергии, расщепляясь до глюкозы. Гликоген пищевых продуктов не является энергетическим источником, так как его со­держится в них очень мало (0,5 %). Гликоген растворим в воде, окра­шивается йодом в буро-красный цвет, клейстера не образует.

Инулин при гидролизе превращается во фруктозу, растворяется в горячей воде, образуя коллоидный раствор. Содержится в топи­намбуре и корне цикория, которые рекомендуются в питании боль­ных сахарным диабетом.

Энергетическая ценность 1 г углеводов составляет 4 ккал (энер­гетическая ценность основных пищевых веществ и пищевых про­дуктов здесь и далее приводится по данным справочника «Химиче­ский состав российских продуктов питания»).

Суточная потребность человека в усвояемых углеводах составля­ет в среднем 365 г (из них 15... 20 % должны составлять сахара), пи­щевых волокон - 30 г. При недостатке в пище углеводов организм расходует в качестве энергетического вещества собственные жиры, а затем и белки, при этом человек худеет. При избытке в пище угле­водов организм человека легко превращает их в жиры и человек полнеет.

Количество углеводов в пищевых продуктах различно: в карто­феле - в среднем 16,3, свежих овощах - 8, крупе - 70, хлебе ржа­ном - 45, молоке - 4,7 %.

Пектиновые вещества. Эти вещества являются производными углеводов и входят в состав овощей и плодов. К ним относят прото­пектин, пектин, пектиновую и пектовую кислоты. Эти вещества как пищевые волокна стимулируют процесс пищеварения и способству­ют выведению из организма вредных веществ.

Протопектин входит в состав межклеточных пластин, соединя­ющих клетки между собой. Его много в незрелых плодах и овощах, при созревании которых протопектин под действием ферментов переходит в пектин, что приводит к размягчению плодов и овощей. При нагревании с водой или с разбавленными кислотами протопек­тин также переходит в пектин. Этим объясняется размягчение ово­щей и плодов при тепловой обработке.

Пектин растворим в воде, находится в клеточном соке плодов и овощей. При кипячении с сахаром (65%) и кислотами (1 %) он способен образовывать желе. Это свойство пектина используют в про­изводстве мармелада, желе, джема, варенья, пастилы и др.

Пектиновая и пектовая кислоты образуются из пектина под действием ферментов при перезревании плодов, придавая им кислый вкус.

Пектиновыми веществами богаты яблоки, абрикосы, сливы, алы­ча, черная смородина. В среднем в них содержится 0,01... 2 % пекти­новых веществ.

ЖИРЫ

Жиры - это сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и жирных кислот. Они имеют большое значение для питания челове­ка. В организме человека жиры выполняют ряд важных функций. Жиры участвуют почти во всех жизненно важных процессах обме­на в организме и влияют на интенсивность многих физиологических реакций - синтез белка, углеводов, витамина D, гормонов, а также на рост и сопротивляемость организма к заболеваниям. Жиры предохраняют организм от охлаждения, участвуют в построении тканей. Как и углеводы, жиры служат источником энергии (возме­щая в сутки 30 % энергозатрат человека) и жирорастворимых вита­минов.

Пищевая ценность жиров и их свойства зависят от входящих в их состав жирных кислот, которых известно около 70. Жирные кис­лоты подразделяют на насыщенные (предельные), т. е. до преде­ла насыщенные водородом, и ненасыщенные (непредельные), имеющие в своем составе двойные ненасыщенные связи, поэтому они могут присоединять другие атомы.

Наиболее распространенными насыщенными жирными кисло­тами являются пальмитиновая (С 15 Н 31 - СООН) и стеариновая (С 17 Н 35 -СООН). Эти кислоты содержатся в основном в животных жирах (бараньем, говяжьем).

К наиболее часто встречающимся ненасыщенным жирным кислотам относят олеиновую (С 17 Н 33 -СООН), линолевую (С 17 Н 31 -СООН),линоленовую (Ci 7 H 29 - СООН) и арахидоновую (С 19 Н 31 - - СООН). Они содержатся преимущественно в растительных жирах, а также в свином, рыбьем жире. Биологическая ценность линолевой, линоленовой и арахидоновой жирных кислот приравнивается к витамину F, их называют полиненасыщенными жирными кислотами. В организме человека они не синтезируются и долж­ны поступать с пищевыми жирами.

Химический состав жирных кислот влияет на консистенцию жира, в состав которого они входят. В зависимости от этого жиры при комнатной температуре бывают твердыми, мазеобразными, жидкими. Чем больше в составе жиров насыщенных жирных кислот, тем выше температура их плавления, такие жиры называют туго­плавкими. Жиры, в составе которых преобладают ненасыщенные жирные кислоты, характеризуются низкой температурой плавления, их называют легкоплавкими. Температура плавления баранье­го жира 44...51 °С, свиного - 33...46 "С, коровьего масла - 28...34 °С, подсолнечного масла- 16... 19 "С. От температуры плавления жиров зависит их усвояемость в организме. Тугоплавкие жиры усваивают­ся организмом хуже, так как температура их плавления выше тем­пературы человеческого тела, они пригодны в пищу только после тепловой обработки в горячем виде. Легкоплавкие жиры можно ис­пользовать без тепловой обработки (сливочное и подсолнечное масла).

По происхождению различают жиры животные, получаемые из жировой ткани животных продуктов, и растительные - из семян растений и плодов.

Жиры не растворяются в воде, но растворимы в органических растворителях (керосине, бензине, эфире), что находит применение при извлечении растительного масла из семян подсолнечника.

С водой жиры могут образовывать эмульсии, т. е. распределяться в воде в виде мельчайших шариков. Это свойство жира используют в пищевой промышленности при производстве майонеза, маргарина.

В процессе хранения, особенно под действием света и повышен­ной температуры, жиры окисляются (прогоркают) кислородом воз­духа, приобретая неприятный вкус и запах. Наиболее быстро про­горкают жиры, содержащие ненасыщенные жирные кислоты.

Жиры, в состав которых входят ненасыщенные жирные кислоты, при определенных условиях могут присоединять водород. Процесс присоединения водорода жирами называют гидрогенизацией. В ре­зультате жиры жидкой консистенции превращаются в твердые. Их называют саломасом и используют как основу при производстве маргарина и кулинарных жиров.

При высокой температуре в процессе жаренья жиры дымят с об­разованием ядовитого вещества акролеина. Для жаренья следует применять жиры с высокой температурой дымообразования (160... 190 °С), например, свиной топленый жир, подсолнечное масло, кулинарные жиры.

Под действием воды, высокой температуры, кислот, щелочей и ферментов жиры гидролизуются, т.е. расщепляются, с образованием жирных кислот и глицерина. Этот процесс происходит при интенсивном кипении мясных бульонов. Полученные в результа­те гидролиза жирные кислоты придают бульону мутность, сали­стый вкус и неприятный запах. В организме человека в процессе пищеварения жиры гидролизуются под действием фермента ли­пазы.

Природные жиры содержат жироподобные вещества - ф о с-фатиды (в виде лецитина, кефалина) и стерины (в виде холе­стерина, эргостерола), а также жирорастворимые витамины (A, D и Е) и ароматические соединения, что повышает их пищевую цен­ность.

Энергетическая ценность 1 г жира составляет 9 ккал.

Жиры значительно улучшают вкус блюд, способствуют равно­мерному прогреванию продуктов при жаренье. Растворяя красящие и ароматические вещества овощей при жаренье и пассеровании, жиры придают блюдам цвет и аромат. Распределяясь по всей массе продукта, жиры способствуют образованию особо нежной структу­ры, что улучшает органолептические свойства и повышает общую питательную ценность пищи.

Среднесуточная физиологическая норма потребления жиров со­ставляет 83 г, из них 30 % должны составлять растительные масла - источники ненасыщенных жирных кислот и 20 % - сливочное масло - легкоусвояемое, богатое витаминами.

Жиры имеются почти во всех продуктах, но в разном количестве: в мясе их 1...49%, рыбе - 0,5...30%, молоке - 3,2%, сливочном масле - 82,5 %, подсолнечном масле - 99,9 %.

БЕЛКИ

Белки - это сложные органические соединения, в состав которых входят углерод, водород, кислород, азот; могут входить также фос­фор, сера, железо и другие элементы. Это наиболее важные биоло­гические вещества живых организмов. Они являются основным материалом, из которого строятся клетки, ткани и органы человека. Белки могут служить источником энергии, покрывая 12% от всей потребности в энергии человека, и составляют основу гормонов и ферментов, способствующих основным проявлениям жизни (пище­варению, росту, размножению и т. д.).

Белки состоят из аминокислот, соединенных между собой в длинные цепочки. В настоящее время известно более 150 природ­ных аминокислот. Около 20 из них содержатся в пищевых продуктах. В организме человека белок пищи расщепляется до аминокис­лот, из которых затем синтезируются белки, свойственные челове­ку. Аминокислоты, содержащиеся в белках, по биологической ценности подразделяют на заменимые и незаменимые.

Заменимые аминокислоты (аргинин, цистин, тирозин, аланин, серии и др.) могут быть синтезированы в организме из других ами­нокислот, имеющихся в составе пищи. Незаменимые аминокислоты синтезироваться организмом не могут, и они обязательно должны поступать с пищей.

Незаменимых аминокислот восемь - метионин, триптофан, ли­зин, лейцин, фенилаланин, изолейцин, валин, треонин. Наиболее дефицитными и ценными являются метионин, триптофан и лизин, содержащиеся в животной пище.

В зависимости от состава белки условно подразделяют на две группы - простые (протеины) и сложные (протеиды).

Простые белки состоят только из аминокислот. К ним от­носят альбумины (содержатся в молоке, яйцах), глобулины (в мясе, яйце), глютенины (в пшенице).

Сложные белки состоят из простых белков и небелковой части (углеводов, фосфатидов, красящих веществ и др.). Наиболее распространенными сложными белками являются казеин молока, вителлин яйца и др.

По происхождению белки бывают животными и расти­тельными. Животные белки в основном полноценные, особенно белки молока, яиц, мяса, рыбы. Растительные белки являются не­полноценными, за исключением белков риса и сои. Сочетание белков животного и растительного происхождения повышает ценность белкового питания.

Белки обладают определенными свойствами. Нагревание, ультразвук, высокое давление, ультрафиолетовое излучение и хи­мические вещества могут вызывать денатурацию (свертывание) белков, при которой они уплотняются и теряют способность свя­зывать воду. Этим объясняется потеря влаги мясом и рыбой при тепловой обработке, что приводит к уменьшению массы готового продукта.

Белок молока - казеин - денатурирует под действием молочной кислоты при молочнокислом брожении, что положено в основу приготовления кисломолочных продуктов. Образование пены на по­верхности бульонов, жареных мясных и рыбных изделий объясня­ется также свертыванием растворимых белков (альбумина, глобу­лина).

Денатурированные белки не растворяются в воде, теряют способ­ность набухать, лучше перевариваются в организме человека.

Неполноценный белок - коллаген мяса и рыбы - нерастворим в воде, разведенных кислотах и щелочах, а при нагревании с водой образует глютин, который при охлаждении застывает, образуя сту­день. На этом свойстве основано приготовление заливных блюд и студней.

Под действием ферментов, кислот и щелочей белки гидролизуются до аминокислот с образованием ряда промежуточных про­дуктов. Этот процесс происходит при изготовлении соусов на мясных бульонах, заправленных томатом или уксусом.

Белки способны набухать, что можно заметить при изготовлении теста, а при взбивании - образовывать пену. Это свойство исполь­зуют при изготовлении пудингов, муссов, самбуков. Под действием гнилостных микробов белки подвергаются гниению с образованием аммиака (NH 3) и сероводорода (H 2 S).

Энергетическая ценность 1 г белка составляет 4 ккал.

Среднесуточная физиологическая потребность человека в белках составляет 75 г, причем белки животного происхождения как полно­ценные должны составлять 55 % суточной нормы.

В питании человека очень важна сбалансированность основных пищевых веществ. Оптимальным в питании считается соотношение белков, жиров и углеводов для основных групп населения как 1:1,1:4.

В настоящее время ученые всего мира работают над проблемами создания синтетической пищи. Из трех основных питательных ве­ществ (белков, жиров, углеводов) синтез белка представляет особый интерес, так как необходимость изыскания дополнительных ресур­сов его получения вызвана относительным белковым голоданием на нашей планете. Эта проблема решается путем химического синтеза отдельных аминокислот и получения с помощью микробов белка для животноводства.

ВИТАМИНЫ

Витамины - это низкомолекулярные органические соединения различной химической природы. Они играют роль биологических регуляторов химических реакций обмена веществ, протекающих в организме человека, участвуют в образовании ферментов и тканей, поддерживают защитные свойства организма в борьбе с инфек­циями.

Предположение о существовании в продуктах особых веществ высказал в 1880 г. русский врач Н.И.Лунин. Польский ученый К. Функ в 1911 г. выделил в чистом виде из отрубей риса вещество, содержащее аминную группу NH 2 , которому дал название «вита­мин» (жизненный амин). Большой вклад в изучении витаминов внесли коллективы отечественных ученых под руководством Б. А. Лаврова, А. В. Палладина.

В настоящее время открыто несколько десятков веществ, которые по действию на организм человека можно отнести к витаминам, но непосредственное значение для питания имеют 30 из них. Многие витамины обозначают буквами латинского алфавита: А, В, С, D и др. Кроме того, каждый из них имеет название, соответствующее хими­ческому строению. Например, витамин С - аскорбиновая кислота, витамин D - кальциферол, витамин В) - тиамин и т.д.

Витамины, как правило, не синтезируются организмом человека, поэтому основным источником большинства из них являются про­дукты питания, а в последнее время - и синтезированные витамин­ные препараты. Некоторые витамины могут синтезироваться в ор­ганизме (В 2 , В 6 , В 9 , К и РР). Суточная потребность организма челове­ка в витаминах исчисляется в миллиграммах.

Отсутствие витаминов в пище вызывает заболевания - авита­минозы. Недостаточное потребление витаминов вызывает гипови­таминоз, а избыточное потребление жирорастворимых витаминов в виде аптечных препаратов - гипервитаминоз.

Витамины находятся почти во всех пищевых продуктах. Некото­рые продукты подвергают витаминизации в процессе производства: молоко, сливочное масло, муку, продукты детского питания, конди­терские изделия и др.

В зависимости от растворимости витамины подразделяют на водорастворимые - группа В, С, Н, Р, РР, холин и жирораствори­мые - A, D, Е и К. К витаминоподобным веществам относят вита­мины F и U.

Водорастворимые витамины. К витаминам этой группы относят B, В 2 , В 6 , В 9 , В 12 , В 15 , С, Н, Р, РР, холин и др.

Витамин В, [тиамин) играет важную роль в обмене веществ, особенно в углеводном, в регулировании деятельности нервной си­стемы. При недостатке в пище этого витамина наблюдаются рас­стройства нервной системы, кишечника. Отсутствие витамина в питании приводит к авитаминозу - заболеванию нервной системы «бери-бери». Суточная норма потребления витамина составляет 1,5 мг. Этот витамин содержится в растительной и животной пище, особенно в дрожжах, в хлебе пшеничном 2-го сорта, горохе, крупе гречневой, свинине, печени. Витамин устойчив к тепловой обработ­ке, но разрушается в щелочной среде.

Витамин В 2 [рибофлавин) принимает участие в процессе роста, в белковом, жировом и углеводном обменах, нормализует зрение. При недостатке в пище витамина В 2 ухудшается состояние кожи, слизистой оболочки, зрение и снижается функция желудочной се­креции. Суточная норма потребления витамина составляет 1,8 мг. Содержится этот витамин в яйцах, сыре, молоке, мясе, рыбе, хлебе, крупе гречневой, овощах и фруктах, дрожжах. При тепловой обра­ботке он не разрушается. Потери витамина происходят при замора­живании продуктов, их оттаивании, высушивании и хранении на свету.

Витамин В 6 [пиридоксин) принимает участие в обмене веществ. При его недостатке в питании наблюдается расстройство нервной системы, дерматиты (кожные заболевания), склеротические изме­нения в сосудах. Суточная норма потребления витамина составляет 1,8... 2,2 мг. Содержание витамина В 6 во многих пищевых продуктах невелико, но потребности человека можно удовлетворить при пра­вильном сбалансированном пищевом рационе. Витамин устойчив к кулинарной обработке.

Витамин В 9 [фолиевая кислота) обеспечивает нормальное кро­ветворение в организме человека и участвует в обмене веществ. При недостатке фолиевой кислоты в питании у людей развиваются раз­личные формы малокровия. Суточная норма потребления витамина составляет 0,2 мг. Правильно сбалансированные дневные рационы содержат 50... 60 % суточной потребности витамина В 9 . Недостающее количество дополняется за счет синтеза витамина бактериями ки­шечника. Много этого витамина имеется в зеленых листьях (салате, шпинате, петрушке, зеленом луке). Витамин очень неустойчив к тепловой обработке.

Витамин В п [кобаламин), как и фолиевая кислота, играет боль­шую роль в процессах регулирования кроветворения, в обмене белков, жиров и углеводов. При недостатке витамина В 12 в организ­ме развивается злокачественное малокровие. Суточная норма потребления витамина составляет 0,003 мг. Этот витамин содержится в продуктах только животного происхождения: в мясе, печени, мо­локе, сыре, яйцах. Витамин устойчив к кулинарной обработке.

Витамин В 15 (пангамовая кислота) участвует в окислительных процессах организма, оказывая благоприятное действие на сердце, сосуды, кровообращение, особенно в пожилом возрасте. Суточная норма потребления витамина составляет 2 мг. Содержится он в ри­совых отрубях, дрожжах, в печени и крови животных.

Витамин С (аскорбиновая кислота) играет большую роль в окислительно-восстановительных процессах организма, оказывает влияние на белковый, углеводный и холестериновый обмен. Недо­статок витамина С в питании снижает сопротивляемость человече­ского организма к различным заболеваниям. Отсутствие его вызы­вает цингу. Суточная норма потребления витамина составляет 70... 100 мг.

Содержится витамин С в основном в свежих овощах и плодах, особенно много его в шиповнике, черной смородине и перце крас­ном, имеется он также в зелени петрушки и укропа, луке зеленом, капусте белокочанной, красных помидорах, яблоках, картофеле и др. Картофель, свежая и квашеная капуста, хотя и содержат этого вита­мина немного, но являются важным его источником, так как эти продукты употребляют почти ежедневно.

Витамин С нестоек при кулинарной обработке и хранении про­дуктов. Губительно на витамин действуют свет, воздух, высокая температура, вода, в которой он растворяется, окисляющиеся части оборудования. Хорошо он сохраняется в кислой среде (квашеной капусте). В процессе приготовления пищи следует учитывать фак­торы, отрицательно влияющие на сохраняемость витамина: так, нельзя длительно хранить очищенные овощи в воде. При варке овощи следует заливать горячей водой, полностью погружая их, варить при закрытой крышке при равномерном кипении, не допу­ская переваривания. Для холодных блюд овощи следует варить неочищенными. Витамин С разрушается при протирании вареных овощей, при повторном подогреве овощных блюд и длительном их хранении.

Витамин Н (биотип) регулирует деятельность нервной системы. При недостатке этого витамина в питании отмечаются нервные рас­стройства с поражениями кожи. Суточная норма потребления вита­мина составляет 0,15... 0,3 мг. Он частично синтезируется бактерия­ми кишечника. В продуктах биотин имеется в небольших количествах (в печени, мясе, молоке, картофеле и др.). Витамин устойчив к кули­нарной обработке.

Витамин Р (биофлавоноид) обладает капилляроукрепляющим действием и снижает проницаемость стенок кровеносных сосудов. Он способствует лучшему усвоению витамина С. Суточная норма потребления витамина составляет 35... 50 мг. Содержится этот вита­мин в достаточном количестве в тех же растительных продуктах, в которых находится витамин С.

Витамин РР (никотиновая кислота) является составной частью некоторых ферментов, участвующих в обмене веществ. Недостаток в пище витамина РР вызывает утомляемость, слабость, раздражитель­ность и заболевание «пеллагрой» (шершавая кожа), которое харак­теризуется расстройством нервной системы и болезнью кожи. Су­точная норма потребления витамина составляет 20 мг. Витамин РР может синтезироваться в организме человека из аминокислоты (триптофана). Этот витамин содержится в продуктах растительного и животного происхождения: хлебе, картофеле, моркови, гречневой и овсяной крупах, говяжьей печени и сыре. При разнообразном пи­тании человек получает достаточное количество этого витамина. При кулинарной обработке продуктов потери витамина незначительны.

Холин оказывает влияние на белковый и жировой обмен, обез­вреживает вредные для организма вещества. Отсутствие холина в пище способствует жировому перерождению печени, пораже­нию почек. Суточная норма потребления витамина составляет 500... 1 000 мг. Холин находится в продуктах животного и раститель­ного происхождения (кроме овощей и фруктов): в печени, мясе, желтке яиц, молоке, зерне и рисе.

Жирорастворимые витамины. Витамин А (ретинол) оказывает влияние на рост и развитие скелета, зрение, состояние кожи и сли­зистой оболочки, сопротивляемость организма инфекционным за­болеваниям. При недостатке витамина А прекращается рост, выпа­дают волосы, организм истощается, притупляется острота зрения, особенно в сумерках («куриная слепота»). Суточная норма потре­бления витамина составляет 1 мг.

Содержится витамин А в продуктах животного происхождения: в рыбьем жире, печени, яйцах, молоке, мясе. В продуктах раститель­ного происхождения желто-оранжевого цвета и в зеленых частях растений (шпинате, салате) находится провитамин А - каротин, который в организме человека в присутствии жира пищи превраща­ется в витамин А. Потребность в витамине А на 75 % удовлетворяет­ся за счет каротина. Суточная норма потребления каротина состав­ляет 3... 5 мг.

Витамин А и каротин стойки к кулинарной обработке. Каротин хорошо растворяется в жирах при пассеровании овощей. Губительно действуют на витамин А солнечный свет, кислород воздуха и кислоты.

Витамин D (кальциферол) участвует в образовании костной ткани, способствует удержанию в ней солей кальция и фосфора, стимулирует рост. При недостатке этого витамина в организме детей развивается тяжелое заболевание «рахит», а у взрослых изменяют­ся костные ткани. Суточная норма потребления витамина составля­ет 0,0025 мг. Витамин D содержится в животной пище: в печени трески, палтусе, сельди, треске, печени говяжьей, сливочном масле, яйцах, молоке и др. Но в основном он синтезируется в организме, образуясь из провитамина (вещества, содержащегося в коже) в результате воздействия ультрафиолетовых лучей. Взрослые люди в обычных условиях не испытывают недостатка в этом витамине. Из­быточное поступление витамина D (в виде аптечных препаратов) может привести к отравлению.

Витамин Е (токоферол) влияет на процессы размножения. При недостатке этого витамина происходят изменения в половой и цен­тральной нервной системах человека, нарушается деятельность желез внутренней секреции. Суточная норма потребления витами­на составляет 10 мг. Витамин Е находится как в растительных, так и в животных продуктах, поэтому недостатка в нем человек не испы­тывает. Особенно его много в зародышах злаков и растительных маслах. Содержание витамина в продуктах при нагревании снижа­ется. Витамин Е обладает антиокислительным действием и широко применяется в пищевой промышленности для замедления окисления жиров.

Витамин К (филлохинон) участвует в процессе свертывания крови. При недостатке его замедляется свертывание крови и появля­ются подкожные внутримышечные кровоизлияния. Суточная норма потребления витамина составляет 2 мг. Витамин синтезируется бак­териями в кишечнике человека. Витамин К в основном содержится в зеленых листьях салата, капусты, шпината, крапивы. Он разрушается под действием света, высокой температуры и щелочей.

Витаминоподобные вещества. Наибольшее значение из них имеют витамины F и U.

Витамин F (ненасыщенные жирные кислоты: линолевая, линоленовая, арахидоновая) участвует в жировом и холестериновом обмене. Суточная норма потребления витамина составляет 5...8 г. Лучшее соотношение ненасыщенных жирных кислот в свином сале, арахисовом и оливковом маслах.

Витамин U (метилметионин) нормализует секреторную функ­цию пищеварительных желез и способствует заживлению язв желудка и двенадцатиперстной кишки. Содержится витамин в соке свежей капусты.

ФЕРМЕНТЫ

Ферменты (энзимы) - это биологические катализаторы белковой природы, которые обладают способностью активизировать различ­ные химические реакции, происходящие в живом организме.

Образуются ферменты в любой живой клетке и могут проявлять активность вне ее.

Известно около 1 ООО ферментов, и каждый из них обладает ис­ключительной специфичностью действия, т. е. катализирует только одну определенную реакцию. Поэтому название ферментов скла­дывается из названия вещества, на которое они действуют, и окон­чания «аза». Например, фермент, расщепляющий сахарозу, называ­ют сахарозой, фермент, расщепляющий лактозу, - лактазой.

Ферменты обладают очень большой активностью. Ничтожной дозы их достаточно для превращения огромного количества вещества из одного состояния в другое. Так, 1,6 г амилазы пищеварительного сока человека за 1 ч могут расщепить 175 кг крахмала, air пепсина желудочного сока - 50 кг яичного белка.

Ферменты обладают определенными свойствами. Так, некоторые ферментативные процессы обратимы, т. е. в зависимости от условий одни и те же ферменты могут ускорять как процесс распада, так и процесс синтеза вещества.

Очень чувствительны ферменты к изменению температуры. Наи­высшую активность они проявляют при 40...50 "С. Поэтому для предупреждения порчи продуктов от действия ферментов их хранят на холоде или подвергают тепловой обработке.

Активность ферментов зависит от влажности среды, повышение которой приводит к ускорению ферментативных процессов, а это влечет за собой порчу продуктов. Она зависит также от реакции среды (рН). Так, пепсин желудочного сока действует только в кислой среде. Скорость ферментативных процессов зависит также от со­стояния вещества, на которое действует фермент, и от присутствия в среде других веществ. Так, свернувшийся при тепловой обработке белок мяса расщепляется ферментом быстрее сырого белка, а при­сутствие в супах пассерованной муки замедляет разрушение вита­мина С под действием ферментов.

Ферменты играют большую роль в производстве пищевых про­дуктов, в процессе их хранения и кулинарной обработки. В производстве сыров используют сычужные ферменты, в получении кисломолочных продуктов, квашеных овощей и брожении теста принимают участие ферменты, выделяемые бактериями и дрож­жами.

Большое влияние ферменты оказывают на качество продуктов. В одних случаях это влияние положительное, например при созре­вании мяса после убоя животных и при посоле сельди, в других случаях - отрицательное, например потемнение яблок, картофеля при чистке, нарезании. Для предохранения от потемнения яблоки следует немедленно отправлять в тепловую обработку, а картофель погружать в холодную воду. Ферменты разрушают витамин С, окис­ляя его при хранении и неправильной варке овощей и фруктов, ко­торые следует погружать при варке в кипящую воду или бульон, в которых ферменты быстро разрушаются. Под действием ферментов окисляются жиры. Прокисание супов, гниение фруктов, брожение компотов и варенья вызывают ферменты, выделяемые попавшими в пищу микробами. Отрицательное действие ферментов можно пре­кратить путем повышения или понижения температуры воздуха при хранении продуктов.

В настоящее время учеными проводится большая работа по изуче­нию ферментативных процессов и дальнейшему применению их в пищевой промышленности. Разработаны способы размягчения соеди­нительной ткани мяса с помощью фермента прототерризина, изуча­ются ферментативные процессы, замедляющие черствение хлеба.

Ферментные препараты применяются в медицине, животновод­стве, при переработке сельскохозяйственного сырья. Получают ферменты из культур микроорганизмов, а также из растительного и животного сырья.

Потребность в белках удовлетворяется за счёт хлеба, молока, мяса, рыбы, яиц, творога, сыров, крупяных изделий.

В этих же продуктах содержатся носители энергии - углеводы и жиры, а также различные витамины и минеральные вещества.

Полиненасыщенные жирные кислоты и жирорастворимые витамины есть в растительном масле.

Фрукты и овощи, в том числе картофель, являются основными «поставщиками» витамина C, а также имеют значительные количества минеральных веществ.

Последний, кроме того, богат крахмалом - тоже источником энергии.

Краткая характеристика основных пищевых продуктов

Хлеб

Жиры (точнее, липиды) хлеба состоят из собственно жиров (триглицеридов), фосфолипидов (необходимой составной части всех клеток организма, но особенно нужной для нормальной работы клеток нервной системы и печени) и стеринов (они препятствуют всасыванию в кровь холестерина и таким образом способствуют профилактике атеросклероза). Из жирных кислот, входящих в состав липидов хлеба, основными считаются линолевая (33-54 %), пальмитиновая (10-24 %) и олеиновая (10-24%). Две последние жирные кислоты выполняют в организме энергетическую функцию. Однако общее количество как липидов, так и их фракций в хлебе относительно невелико.

Углеводы в хлебе представлены в основном крахмалом, который в желудочно-кишечном тракте под действием ряда пищеварительных ферментов расщепляется до молекул глюкозы.

Продукт этот богат витаминами группы B, входящими в состав так называемых витаминов, растворимых в воде: тиамином (B1), рибофлавином (B2), пиридоксином (B6), ниацином (PP), фолацином. За счет хлеба мы обычно удовлетворяем значительную часть суточной потребности в этих веществах.

Хлеб содержит также существенное количество минеральных веществ (хлор, натрий, калий, фосфор, сера, магний), включая микроэлементы (железо, марганец, цинк, медь, фтор, молибден, йод, хром, кобальт).

В нем имеются растительные волокна, представляющие собой оболочки растительных клеток, состоящие из целлюлозы или гемицеллюлозы, которые не перевариваются в пищеварительном тракте, но играют важную физиологическую роль, способствуя нормальной работе кишечника.

Так называемый чёрный хлеб, выпекаемый из ржаной муки, отличается от белого, производимого из пшеничной муки, несколько более высоким содержанием лизина (т.е. более высокой биологической ценностью) и повышенным количеством растительных волокон.

Химический состав продукта в большой степени зависит от качества помола муки. Выпечка из пшеничной муки грубого помола имеет более серый цвет, содержит значительное количество растительных волокон, витаминов и минеральных веществ.

В целом же хлеб в нашем рационе играет существенную роль. В царской России он являлся основным источником питания широких народных масс, и прежде всего крестьян. Ели его в больших количествах - 1,5-2 кг в сутки, обеспечивая тем самым основную потребность организма в белке, энергии (за счёт крахмала), водорастворимых витаминах и минеральных веществах. Однако чтобы получить необходимое количество лизина, надо было потребить в составе хлеба избыточное количество других аминокислот, оказывающих чрезмерную нагрузку на печень и почки. После Великой Октябрьской социалистической революции потребление хлеба населением СССР неуклонно снижается за счёт увеличения других продуктов, и прежде всего тех, которые содержат повышенные количества лизина: молока, мяса, рыбы, яиц. В настоящее время потребление хлеба в нашей стране составляет в среднем на человека 380 г в сутки. В соответствии с рекомендуемым набором пищевых продуктов, разработанным Институтом питания, оно должно быть снижено приблизительно до 300 г в сутки.

Молоко и молочные продукты

Молоко, по высказыванию известного русского физиолога И.П. Павлова, представляет собой высокоценный продукт питания, созданный самой природой и содержащий большинство компонентов, необходимых человеку.

Оно - прекрасная пища для человека, однако не идеальная (т.е. не содержит всех необходимых для организма веществ).

Белки молока (2,8-2,9 %), в отличие от белков хлеба, полноценные - в них есть достаточное количество всех незаменимых аминокислот - такое же или выше, чем в идеальном белке. Интересно отметить, что такой остродефицитной незаменимой кислоты, как лизин, в молоке значительно больше, чем в идеальном белке, и если пить молоко, заедая его хлебом, то происходит обогащение белков последнего за счёт белков молока.

Этот продукт питания относительно богат жиром (липидами), который хорошо усваивается: в природном виде его от 2,9 до 3,6 %, в продаже обычно бывает 3,2; 3,5 или 6 % (за счёт добавки жира). В состав липидов молока входят собственно жиры (триглицериды, диглицериды и моноглицериды), фосфолипиды и стерины. Основными жирными кислотами в составе общих липидов молока являются олеиновая (23-27 %), пальмитиновая (19- 33%), миристиновая (12-15%) и стеариновая (10-12 %); на долю линолевой кислоты приходится лишь 2,4-2,6%. В липиды молока входят также в значительном количестве так называемые среднепочечные жирные кислоты, которые наиболее легко всасываются из полости тонкого кишечника во внутреннюю среду организма. Особенно важны они для питания новорожденных с ещё не окрепшей пищеварительной системой.

Из молока приготовляют ряд молочных продуктов, особенно богатых жиром: сливки, содержащие 10 или 20 % его, сметану - 30 % и наконец сливочное масло, которое практически представляет собой жиры молока, полученные в чистом виде.

Углеводный компонент молока - это преимущественно лактоза - молочный сахар. В пищеварительном тракте человека он быстро расщепляется.

Молоко богато витаминами, особенно в летне-осенний период: это витамин C, тиамин, рибофлавин, витамин B6, ниацин, пантотеновая кислота, биотин, витамины B12, A, D и относительно большие количества фолацина и витамина E.

За счёт молока и молочных продуктов удовлетворяется существенная доля нашей потребности в минеральных веществах. Особенно много содержится в нем кальция (около 120 мг в 100 г) и калия (около 150 мг в 100 г). Заметим, что кальция в хлебе немного, и поэтому употреблять хлеб с молоком целесообразно и чтобы удовлетворить потребность организма в этом веществе. В молоке присутствуют также хлор, фосфор, натрий, сера, магний, цинк, железо, фтор, йод, медь, марганец, молибден, хром, селен, кобальт.

Высокой пищевой и биологической ценностью обладают кисломолочные продукты - кефир, ацидофилин, простокваша, ряженка, получаемые в результате размножения различных грибков. Особо отметим кумыс, производимый из кобыльего молока: он является естественным антибиотиком и помогает при ряде заболеваний, в том числе туберкулёзе.

При скисании молока присутствующие в нем растворимые белки - казеины подвергаются денатурации, то есть теряют природные свойства и выпадают в осадок в виде рыхлых хлопьев. Они становятся более доступными для действия пищеварительных ферментов и легче перевариваются в желудочно-кишечном тракте. (Молоко через час после еды усваивается на 32 %, а кефир и простокваша - на 91 %). К полезным свойствам кисломолочных продуктов следует отнести и то, что молочнокислые бактерии, содержащиеся в них в больших количествах, являются антагонистами гнилостных микроорганизмов, присутствующих в толстом кишечнике человека и в процессе своей жизнедеятельности выделяющих ряд токсических веществ. Именно поэтому потребление кисломолочных продуктов способствует нормализации флоры толстого кишечника человека и уменьшению в ней доли гнилостных микроорганизмов. Действие молочнокислых бактерий впервые обнаружил известный русский учёный И.И. Мечников, а затем оно было подтверждено работами многочисленных исследователей.

Продуктами, обладающими высокой пищевой и биологической ценностью, являются также творог и сыры.

Творог как бы сконцентрировал в себе все ценные компоненты молока: он содержит большое количество полноценных белков (14 %), богат молочным жиром (18 %), витаминами и минеральными веществами, особенно кальцием.

Сыры получают из молока, предварительно подвергнутого створаживанию особым ферментом - реннином (или химозином), присутствующим в сычугах молодых телят и ягнят. Они богаты полноценными белками (23- 30 %), жирами (15-30 %), витаминами и минеральными веществами. Это пищевой продукт, содержащий в концентрированном виде значительную часть важных компонентов.

Таким образом, молоко и молочные продукты являются важной составной частью суточного рациона человека. Они удовлетворяют существенную часть нашей потребности в белках, жирах, витаминах, минеральных веществах и в меньшей мере в углеводах.

Мясо и мясные продукты

Мясо (говядина, баранина, свинина, куры, утки, гуси, индейки) является прежде всего носителем высокоценных белков, которые составляют 12-22 % и содержат все незаменимые аминокислоты в большем количестве, чем идеальный белок.

В мясе обычно есть немного органических веществ- липидов, преимущественно в виде собственного жира. В говядине, баранине и свинине основными жирными кислотами являются олеиновая, пальмитиновая, стеариновая и в меньшей мере - линолевая; у уток и гусей больше ненасыщенных жирных кислот и в том числе олеиновой и линолевой.

Углеводы в мясе имеются в очень небольших количествах в виде гликогена. По своему химическому строению он близок к крахмалу растений и при расщеплении его з пищеварительном тракте под действием амилолитических ферментов в конечном счёте образуются молекулы глюкозы, которые и всасываются в кровь.

В мясе есть также некоторое количество витаминов (ниацина, биотина, витамина B12, пиридоксина, тиамина, рибофлавина, фолацина и пантотеновой кислоты), а также минеральных веществ (калия, серы, фосфора, натрия, хлора, магния, кальция), включая микроэлементы (цинк, железо, медь, фтор, олово, марганец, хром, молибден, никель, кобальт, йод).

Рыба и рыбные продукты

Рыба, так же как и мясо, - в первую очередь источник высокоценных белков; у различных видов рыб их от 13 до 20 %. Содержание в белках рыбы всех незаменимых аминокислот выше, чем в идеальном белке. В одних видах рыб жиров немного (например, в пикше - 0,2%), тогда как в других - значительно (например, в сибирской стерляди - 30,8 %). Жирнокислотный состав жиров рыб иной, чем в мясе и молоке. В них, кроме насыщенных стеариновой и пальмитиновой кислот, а также олеиновой кислоты, присутствует широкий набор полиненасыщенных жирных кислот: линолевая (до 7 %), линоленовая (до 3 %), арахидоновая (до 4,5 %), жирные кислоты с пятью и шестью двойными связями в углеродной цепочке, состоящей из 20 или 22 атомов углерода. В некоторых видах рыб (например, в сельди) есть существенное количество жирорастворимых витаминов (A, D и E), а также витамина B12. Высоко содержание калия, серы и фосфора. В большинстве видов рыб в относительно большом количестве присутствуют микроэлементы: цинк, железо, медь, марганец, фтор, йод, кобальт, никель.

Яйца

Это высокоценный продукт питания. Белки их (12,7 %) содержат все незаменимые аминокислоты в достаточных количествах. Более того, по своему аминокислотному составу они в большей степени, чем какие-либо другие природные белки, приближаются к идеальному.

В яйцах значительное количество липидов - 11,5%, из которых на долю собственно жиров (триглицеридов) приходится 7,45 %, на долю фосфолипидов (преимущественно лецитина) - 3,39% и на долю холестерина - 0,57%. Углеводы составляют всего 0,7 %.

Присутствуют здесь в немалых количествах как жирорастворимые витамины A, D, E, так и водорастворимые - B12, биотин, фолацин и др. Однако наряду с биотином в яйцах содержится и антивитамин авидин - антагонист биотина.

В яйцах относительно много фосфора, серы, натрия и калия и сравнительно мало кальция и магния. Из микроэлементов в яйцах в значительных количествах присутствуют железо и цинк, тогда как содержание в них меди, фтора, марганца, йода, кобальта, молибдена и хрома невысоко.

Яйца содержат так называемый ингибитор трипсина (овомукоид), который в кишечнике человека соединяется с трипсином и тем самым делает неактивным - подавляет этот фермент. При варке яиц содержащийся в них ингибитор трипсина превращается в обычный пищевой белок. Разрушается при этом и авидин. Поэтому потребление в пищу сырых яиц следует ограничивать. Вообще даже варёных яиц не следует съедать свыше 7-10 штук в неделю; в них содержится относительно много холестерина. В этом случае, как во всей системе питания в целом, необходимо придерживаться принципа: ничего слишком.

Картофель

Иногда его называют вторым хлебом, хотя по биологической и пищевой ценности он значительно ему уступает. Белков в нём лишь 2 %, а по аминокислотному составу они приближаются к белкам бобовых.

Количество липидов в картофеле очень невелико - 0,4 %, причём на долю собственно жиров (триглицеридов) приходится 0,014%, тогда как 0,34 % составляют фосфолипиды и гликолипиды. Основными жирными кислотами в липидах картофеля являются олеиновая (48%), линолевая (24%) и пальмитиновая (21%).

Углеводов в картофеле 19,7% и 18,2 % из них приходится на долю крахмала. В картофеле присутствуют в небольших количествах сахароза, глюкоза, фруктоза, целлюлоза, пектин и гемицеллюлозы, а также яблочная, лимонная и щавелевая кислоты.

Картофель богат витамином C (20 мг в 100 г съедобной части продукта); меньше в нем ниацина, пантотеновой кислоты, витамина B6, тиамина, рибофлавина, фолацина и витамина E.

Картофель очень богат калием (568 мг в 100 г продукта), тогда как хлора, фосфора, серы, натрия, магния и кальция в нем содержится на порядок меньше. В картофеле (названы в убывающем порядке) широко представлены микроэлементы: железо, алюминий, рубидий, цинк, марганец, йод, кобальт, никель.

Овощи

Это в первую очередь носители витаминов, минеральных веществ и растительных волокон (целлюлозы и гемицеллюлоз). Содержание белков, липидов и крахмала в овощах невелико, и поэтому они имеют достаточно небольшую энергетическую ценность. В то же время они богаты витаминами и особенно витамином C, фолацином, бета-каротином (предшественником витамина A). Витамина C больше всего в различных сортах перца (150-250 мг на 100 г съедобной части продукта), в петрушке (150 мг), укропе (100 мг), капусте (120 мг в брюссельской, 70 мг в цветной, 45-60 мг в белокочанной). В зимнее время значительную долю суточной потребности в витамине C мы удовлетворяем за счёт капусты, особенно квашеной - снижение количества витамина C при хранении происходит в ней медленнее, чем в других пищевых продуктах, где оно бывает весьма существенным. Фолацина больше всего в петрушке (110 мкг на 100 г съедобной части продукта), меньше - в шпинате (80 мкг) и салате (48 мкг). Бета-каротина больше всего в моркови (9 мг на 100 г продукта), черемше (4,2 мг), чесноке (2,4 мг) луке (2 мг), перце красном (2 мг), салате (1,75 мг), петрушке (1,7 мг). В овощах много калия и на 1-2 порядка меньше натрия. Что же касается микроэлементов, то овощи наиболее богаты железом, цинком, алюминием, марганцем и медью. Все овощи содержат существенное количество целлюлозы, гемицеллюлоз и пектина - относится это к капусте, моркови и свекле.

Фрукты и ягоды

По своей пищевой ценности они близки к овощам: также содержат очень небольшое количество белков и липидов и преимущественно являются носителями витаминов, минеральных веществ и растительных волокон. Однако в отличие от большинства овощей, во фруктах содержится существенное количество усвояемых углеводов в виде моно- и дисахаридов, а чаще всего - в виде фруктозы. Во фруктах и ягодах в целом витамина C ещё больше, чем в овощах. Например, в шиповнике его 470 мг на 100 г продукта, в чёрной смородине - 200, в облепихе - 200, в землянике - 60, в апельсине - 60 мг. Во фруктах и ягодах, так же как и в овощах, калий можно считать основным минеральным элементом.

Грибы

Весьма своеобразным продуктом питания являются грибы. В них от 0,9 до 3,3 % белков. Белки грибов, как и других растительных продуктов, неполноценны, содержат недостаточное количество незаменимых аминокислот: изолейцина и валина. Липиды в грибах составляют 0,3-0,9 %. В них есть также немного углеводов в виде моно- и дисахаридов, а также существенное количество растительных волокон.

Из витаминов мы могли бы назвать C, ниацин, пантотеновую кислоту, в меньшей степени - E, рибофлавин, B6 и тиамин. Грибы относительно богаты фолацином. Основным представителем минеральных веществ в них является калий - его на 1-2 порядка больше, чем натрия. Фосфора здесь несколько больше, чем кальция. В грибах очень высоко содержание железа - до 6,5 мг на 100 г продукта. Кроме этого микроэлемента, в грибах найдены также цинк, марганец, медь, фтор, рубидий, йод, кобальт, хром и никель.

Даже краткий перечень пищевых продуктов, веществ, содержащихся в них, даёт представление о том, как не проста химическая комбинация элементов в пище, которую мы потребляем, и как она ещё более не проста в многосложном химическом процессе, называемом жизнью.

Все биологически активные вещества мы делим на эндогенные (синтезирующиеся внутри организма) и экзогенные (поступающие извне в готовом виде, с пищей). К первым относятся низкомолекулярные регуляторы (адреналин, АТФ, ацетилхомин и др.) и высокомолекулярные биополимеры (белки, ДНК, РНК и др.). Все они входят в состав организма.

Но ряд веществ - белки, жиры, углеводы, витамины - поступает в организм с пищей. Их принято называть экзогенными. Это они-то и восстанавливают энергетические траты, осуществляют пластические функции.

По данным Института питания, в суточном рационе взрослого человека должно быть более 600 веществ, в том числе 17 витаминов и 20 аминокислот. И каждый продукт имеет свой химический состав, оказывающий определённое воздействие на организм, обладающий определённой биологической активностью, выполняющий ту или иную функцию. Можно сказать, что полностью индифферентных веществ не существует.

Организм может нормально функционировать только в случае, если сохраняется гармония, тонкое взаимодействие между эндогенными и экзогенными веществами.

Тело человека можно уподобить микрокосму, в котором, как в макрокосме, то есть в масштабе планеты, содержатся почти все химические элементы, количество которых небезразлично для организма в целом. Вот это-то тончайшее соотношение эндогенных и экзогенных веществ и должно обеспечить сбалансированное, рациональное питание.

Именно оно является важнейшим условием увеличения продолжительности жизни, сохранения здоровья. При этом следует отметить, что источники пищевых веществ, в том числе и белков животного происхождения (мясо, рыба, молоко, яйца) в широких пределах взаимозаменяемы. Например в Японии, где зафиксировано наиболее низкое потребление мяса, недостаток животных белков компенсируется за счёт самого высокого потребления рыбы. Вообще же белково-калорийная недостаточность, в частности дефицит мяса и других продуктов животного происхождения, может явиться одной из основных причин ослабления здоровья.

Основными компонентами пищевых продуктов являются белки, углеводы, жиры, пищевые кислоты, соли минеральных кислот, ферменты витамины, вода.

Белки. Белки – органические высокомолекулярные соединения, в состав которых входят 5 элементов: N 2 , C, O 2 , H 2 , S. Белковые вещества построены из аминокислот, имеют 2 группы NH 2 и COOH, молекулы соединены пептидными связями. Суточная потребность в белках 100-120 г. Белками богато мясо, молоко. Свойства белков, которые применяются в пищевых отраслях:

1) способность к гидратации, то есть к поглощению и удержанию влаги. В нормальных условиях белки способны удерживать двух- трехкратное количество воды. Набухание обусловлено способностью белков относящихся к гидрофильным веществам поглощать воду и при определенных условиях образовывать растворы называемые студнями. Свойство набухания применяется в пищевых технологиях: набухание белков масличных семян при производстве растительного масла;

2) денатурация, то есть изменение пространственной ориентации белковой молекулы. Денатурация обуславливается повышением температуры, механическим и химическим воздействием, например, в свеклосахарном производстве необходимо разрушить протоплазму свекловичной клетки, которая состоит из белков, нагреваемых выше 60 0 С, при этом белок свертывается и в оболочке клетки открываются поры обеспечивающие экстрагирование сахарозы (С 12 Н 22 О 11) и других растворенных веществ из вакуоли в окружающую среду;

3) пенообразование, то есть образование эмульсии в системе «жидкость-газ» называющиеся пенами. Белки как пенообразователи широко используются при приготовлении кондитерских изделий (безе, зефир, пастила);

4) способность к гидролизу, то есть расщеплению на составные части в присутствии кислот и ферментов. Эта способность используется при рафинировании масла.

Жиры (липиды). Нормирование жира может производится соответственно калорийной ценности суточной нормы пищевого рациона, при этом на 1000 ккал предусматривается 35 г жира. Жиры обладают определенными свойствами, которые необходимо учитывать в пищевых технологиях, к ним относятся:

1) все жиры в воде не растворимы, но растворимы в органических растворителях, это свойство используется при получении растительных масел экстракционным способом;

2) жиры хорошо растворяют в себе многие органические вещества, в том числе и ароматические;

3) при нагревании под давлением жиры расщепляются на глицерин и соответствующие жирные кислоты, в присутствии щелочи эта реакция идет с образованием глицерина и солей жирных кислот, это свойство жиров используется в парфюмерной и сахарной промышленности;

4) жиры в присутствии ПАВ (эмульгаторов) способны образовывать стойкие эмульсии (производство маргарина и майонеза);

5) при хранении в неблагоприятных условиях (повышенная температура, влажность, свет) жиры под воздействием фермента липазы гидролизуются на глицерин и свободные жирные кислоты, которые под воздействием кислорода окисляются с образованием продуктов с горьким вкусом – прогоркание жиров;

6) при высоких температурах (250-300 0 С) жиры гидролизуются на жирные кислоты и глицерин, который разлагается до вещества с неприятным запахом – акролеин;

7) в результате гидрогенизации (насыщение водородом полиненасыщенных жирных кислот) жиры могут переходить из жидкого

состояния в твердое – производство маргарина.

Углеводы. Природные органические соединения, состоящие из 3 элементов: С, Н 2 и О 2 . углеводы образуются в зеленых листьях растений из диоксида углерода, воды под воздействием солнечной радиации при участии природного фотокатализатора – фотосинтез. Углеводы делятся на:

1) простые (моносахариды) – углеводы, которые не способны гидролизоваться с образованием более простых соединений. К ним относятся гексозы: глюкоза, фруктоза, арабиноза, ксилоза – являются структурными компонентами сложных полисахаридов. В этой группе важное значение имеют глюкоза и фруктоза, которые присутствуют в плодах, ягодах. Промышленным способом глюкозу получают путем кислотного и ферментативного гидролиза крахмала. Глюкоза сбраживается дрожжами, сладость ее составляет 70% всей сладости сахарозы. Фруктоза (левулеза) на воздухе гигроскопична, что затрудняет ее использование в чистом виде. В водных растворах быстро разлагается, как и глюкоза сбраживается дрожжами. По сладости более чем в два раза превышает глюкозу;

2) сложные углеводы (ди- и полисахариды), они способны гидролизоваться на более простые, у них число атомов углерода не равно числу атомов кислорода. Сложные углеводы делятся на 2 вида:

Низкомолекулярные (сахароподобные или олигосахариды);

Высокомолекулярные (несахароподобные).

К первой группе относится сахароза, мальтоза, лактоза. Они обладают свойством подвергаться кислотному или ферментативному гидролизу с образованием двух моноз. Сахароза наиболее распространенный в растительном мире сахар, содержится в сахарной свекле, тростнике, плодах дыни и арбуза. Хорошо сбраживается дрожжами, подвергается гидролизу

С 12 Н 22 О 11 +Н 2 О→С 6 Н 12 О 6 +С 6 Н 12 О 6

Смесь глюкозы и фруктозы называется инвертным сахаром.

Мальтоза при гидролизе распадается на 2 молекулы глюкозы. Она содержится в семенах злаковых, особенно при их прорастании. Мальтоза получается в результате ферментативного гидролиза крахмала.

Лактоза при гидролизе распадается на галактозу и глюкозу, содержится в молоке.

Ко второй группе относится крахмал, целлюлоза, пектиновые вещества. Крахмал является наиболее важным по пищевой ценности полисахаридом. При кипячении с разбавленными кислотами превращается в глюкозу, при ферментативном гидролизе (солодовой амилазой) образуется мальтоза и частично глюкоза. В пищевой промышленности крахмал является основным сырьем для производства глюкозы и патоки, которая применяется в кондитерском производстве. Целлюлоза (клетчатка) – пищевой углевод, практического значения как источник энергии не имеет, но, хотя клетчатка в тонком кишечнике почти не усваивается, нормальное пищеварение без нее практически невозможно. Недостаток клетчатки в диете способствует развитию ожирения, желчнокаменной болезни, сердечно-сосудистых заболеваний. Клетчатка создает благоприятные условия для нормального продвижения пищи по желудочно-кишечному тракту. Кроме того, клетчатка нормализует деятельность полезной кишечной микрофлоры, способствует (особенно вместе с пектином, содержащемся в овощах и фруктах) выведению из организма холестерина. Пектиновые вещества образуют комплексные соединения с тяжелыми металлами и радионуклидами и выводят их из организма. В кислой среде в присутствии сахара и кислоты образуют плодово-ягодные студни, на этом свойстве пектиновых веществ основано производство джемов, пастилы.

Пищевая ценность углеводов. Относительная сладость сахаров в условных единицах по данным РАМН: сахароза 100%, фруктоза 173%, глюкоза 74%, галактоза 32,1%, мальтоза 32,5%, лактоза 16%, инвертный сахар 130%.

Свойства углеводов, используемых в пищевых технологиях:

1) способность простых углеводов сбраживаться ферментами дрожжей (получение вина, пива);

2) простые углеводы можно получить предварительным гидролизом полисахаридов (спиртовое производство);

3) способность растворяться в воде и кристаллизоваться (сахарная промышленность);

4) отсутствие свойства растворения в воде (технология получения чистого крахмала из картофеля);

5) способность крахмала к гидролизу дает возможность получать полные и неполные продукты гидролиза;

6) способность пектиновых веществ образовывать студни в присутствии сахарозы и органических кислот (кондитерское производство).

Ферменты. Ферментами или энзимами называют сложные биологические катализаторы белковой природы, изменяющие скорость химических реакций. Ферменты в одних случаях ускоряют технологические процессы пищевых производств, в других затрудняют.

Превращение исходного сырья в готовые продукты в виноделии, пивоварении, производстве спирта, сыроделии, хлебопечении ускоряют технологические процессы. В сахарном производстве ферменты разлагают сахарозу – отрицательное влияние. Ферменты обладают резко выраженным специфическим действием, например, инвертаза расщепляет сахарозу на глюкозу и фруктозу; амилазы – группа ферментов гидролизующих крахмал с образованием декстринов и мальтозы. Гидролиз пектиновых веществ протекает с участием пектолитических ферментов, их применение дает возможность повышать выход продукта и осветлять плодово-ягодные соки.

Органические кислоты. Во многих случаях определяют вкусовые достоинства. Суточная потребность в них около 2 г, удовлетворяется за счет фруктов, овощей. В продуктах питания преобладают молочная, яблочная, винная, лимонная кислоты.

Минеральные вещества. Не обладают энергетической ценностью как белки, жиры и углеводы, однако без них жизнь человека невозможна. Минеральные вещества делятся на 2 группы:

1) макроэлементы – Са, Р, Мg, Nа, К, Сl, S, содержатся в пище в относительно больших количествах;

2) микроэлементы – Fe, Zn, Cu, J, F. Содержание минеральных веществ в продуктах составляет в среднем 1%: 0,99% - макроэлементы, 0,01% - микроэлементы.

Витамины. Витаминами называют группу веществ органической природы, играющих исключительно важную роль в деятельности организма, они необходимы человеку для нормального обмена веществ, роста тканей, защиты от болезней. Организм человека не синтезирует витамины, он должен получать их с пищей. Витамины делятся на водорастворимые: С, Н, В и жирорастворимые: А, D, Е, К. Тепловая обработка, хранение приводят к снижению их пищевой и витаминной ценности, например, при помоле муки высших сортов с отрубями теряется 20% витаминов содержащихся в исходном сырье.

Вода. Организм человека на ⅔ состоит из воды. Приблизительно 87% воды человек получает с пищей и напитками, остальные 13% образуются в результате окисления пищевых веществ. Вода является идеальной средой, в которой совершаются все процессы синтеза и распада, кроме того вода сама участвует в химических реакциях. Содержание воды в пищевых продуктах колеблется, например, в сахаре, чае, соле, растительном масле ее почти нет, в овощах ее 95%. Влажность, в % некоторых продуктов:

Мука, зерно 12-15%;

Хлеб 38-48%;

Сахар-песок 0,14%;

Крахмал 13%;

Фрукты 75-90%;

Овощи 65-95%;

Молоко 87-88%;

Сливочное масло 14-15%;

Растительное масло 1%;

Мясо говяжье 54-79%;

Избыточная влажность пищевых продуктов способствует поражению их плесенями и другими вредными микроорганизмами, активизирует действие ферментов, которые могут вызвать порчу продукта, и, наоборот, удаление воды высушиванием или замораживанием дает возможность длительного хранения.

Энергетическая ценность пищевых продуктов (калорийность) - это количество энергии, которое образуется при окислении жиров, белков и углеводов, содержащихся в продуктах, и используется для физиологических функций организма.

Калорийность - важный показатель пищевой ценности продуктов, выражается в килокалориях (ккал) или в килоджоулях (кДж). Одна килокалория равна 4,184 килоджоуля (кДж), Энергетическая ценность белков равна 4,0 ккал/г (16,7 кДж/г). Она рассчитывается обычно на 100 г съедобной части пищевого продукта для определения энергетической ценности продукта, следует знать его химический состав.

Пищевые продукты характеризуются комплексом простых и сложных свойств - химических, физических, технологических, физиобиологических и др. Совокупность этих свойств определяет их полезность для человека. Полезность продуктов питания характеризуется пищевой, биологической, физиобиологической, энергетической ценностью, доброкачественностью и органолептическими свойствами.

Энергетическая ценность продукта - это энергия, которая высвобождается из пищевых веществ продуктов в процессе биологического окисления и используется для обеспечения физиологических функций организма.

В процессе жизнедеятельности человек затрачивает энергию, количество которой зависит от возраста, физиологического состояния организма, характера трудовой деятельности, климатических условий обитания и др. Энергия образуется в результате окисления содержащихся в клетках организма углеводов, жиров, белков и в небольшой степени других соединений - кислот, этилового спирта и т.д. Поэтому необходимо знать количество расходуемой в сутки человеком энергии, чтобы своевременно восстанавливать её запасы. Энергия, которую затрачивает человек, проявляется в форме теплоты, поэтому количество энергии выражают в тепловых единицах.

Необходимые вещества поступают в организм с пищей. Используют их также для обеспечения составных частей клеток, тканей и органов, для роста, увеличения массы тела. Поэтому пища должна обеспечивать оптимальные условия для жизни и работоспособности человека.

Достаточное количество в организме пищевых продуктов высокого качества позволяет организовать сбалансированное (рациональное) питание, т.е. организованное и своевременное снабжение организма продуктами, содержащими все вещества, необходимые для обновления тканей, обеспечения энергозатрат и являющиеся регуляторами многочисленных обменных процессов. При этом вещества пищи должны находиться между собой в благоприятных соотношениях. Количество незаменимых компонентов при сбалансированном питании превышает 56 наименований.

Сбалансированное питание требует определенного режима, т.е. распределения приема пищи в течение дня, соблюдения благоприятной температуры пищи и т.д. При сбалансированном питании человека такие основные вещества, как белки, жиры и углеводы, должны находиться в пище в соотношении 1:1:4; а для людей, занимающихся тяжелым физическим трудом, соответственно 1:1:5. Количество белков, жиров и углеводов, необходимое для людей разных профессий при сбалансированном питании, различно. Так, для людей профессий, не связанных с применением физического труда, суточная потребность составляет (в г): в белках - 100, в жирах 87, в углеводах - 310. для людей, профессии которых связаны с применением механизированного труда, такая потребность составляет соответственно 120, 105 и 375 г, а с применением немеханизированного труда - 200, 175 и 620 г.

Таблица

Суточная потребность человека в пищевых веществах

15* = 10 мг токоферола.

100** = 2,5 мкг витамина ДЗ.

Важное значение в питании человека имеет природа белков, жиров и углеводов. Полагают, что общее количество белков должно давать 15 % суточной калорийности (энергетической ценности), причем из этого количества на долю белков животного происхождения должно приходиться более 50 %, на долю жиров - около 30 % калорийности (из них 25 % - на растительные), на долю углеводов - несколько более 50 % (из них на крахмал - 75 %, на сахара 20, на пектиновые вещества 3, на клетчатку 2 %).

Энергетические затраты человека складываются из расхода энергии на основной обмен, прием пищи и трудовую деятельность.

Энергия, расходуемая организмом на основной обмен, связана с работой внутренних органов (сердца, легких, эндокринных желез, печени, почек, селезенки и др.). Считается, что взрослый мужчина массой 70 кг на основной обмен в сутки расходует 1700 ккал, или 7123 кдж, а женщина - на 5 % меньше. У пожилых людей расход энергии ниже, чем у молодых.

Прием пищи увеличивает расход энергии на основной обмен организма в среднем на 10-15 % в сутки и зависит от характера занятий человека. Так, при разных видах работы затрачивается примерно следующее количество энергии (ккал/ч):

при легкой физической механизированной работе - 75; при работе средней тяжести, частично механизированной - 100;

при напряженной физической немеханизированной работе - 150-130;

при очень тяжелой физической работе и занятиях спортом - 400 и более.

По энергетическим затратам взрослое население страны делят на пять групп, детское - на восемь. Кроме того, отдельно выделяют энергетические затраты мужчин и женщин в возрасте 18-29, 30-39, 40-59 лет. Особую группу составляют люди пожилого возраста. Энергетическая ценность пищевых продуктов выражается в ккал или кДж (1 ккал соответствует 4,186 кДж).

В табл. приведены данные, характеризующие энергетические затраты мужчин и женщин в возрасте от 18 до 60 лет при различных видах труда. При расчете потребности в энергии для населения в указанном возрасте средняя масса тела принята для мужчин 70 кг, для женщин -60 кг.

Таблица

Характеристика энергетических затрат мужчин и женщин разного возраста при различных видах труда

До недавнего времени считалось, что при окислении 1 г белка, усвояемых углеводов и органических кислот в организме человека выделяется около 4,1 ккал (17,2 кДж), при окислении 1 г жиров 9,3 ккал (38,9 кДж), Позднее было установлено, что энергетическая ценность углеводов несколько ниже, чем белков (табл.).

Таблица

Коэффициенты энергетической ценности различных пищевых веществ

Жиры и углеводы при нормальном процессе усвоения в организме расщепляются до конечных продуктов (углекислоты и воды), как и при обычном сгорании. Белки же расщепляются не полностью, с выделением таких продуктов, как мочевина, креатинин, мочевая кислота и других азотистых соединений со значительной потенциальной тепловой энергией. Поэтому количество тепла при полном окислении белка до конечных продуктов (аммиака, воды и углекислоты) оказывается большим, чем при окислении его в организме.

Энергетическую ценность пищевых продуктов можно определить по химическому составу. Так, если пастеризованное молоко содержит (в %): белков - 2,8, жиров - 3,2 и сахаров - 4,7, то энергетическая ценность 100 г молока составит 57,86 ккал (4,0 ккал *2,8 + 9,0 ккал* 3,2 +3,8 ккал* 4,7), или 241,89 кДж.

Если в составе суточного пищевого рациона имеется (в г):

белков - 80, углеводов - 500, жиров - 80, то общая энергетическая ценность его составит 2915 ккал (4,0 ккал * 80 +9,0 ккал *80+3,8 ккал * 500), или 12 184,7 кДж.

В зависимости от химического состава энергетическая ценность пищевых продуктов различна (табл.).

Таблица

Энергетическая ценность различных пищевых продуктов

Наиболее высокой энергетической ценностью обладают: сливочное масло, маргарин, шоколад, сахарное печенье и сахар-песок, низкой - молоко, яблоки, капуста, некоторые виды рыбы (карп, треска и др.).

Таблица

Химический состав пищевых продуктов

Расчет энергетической ценности пищевых продуктов

Для определения теоретической калорийности 100 г пищевых продуктов, необходимо знать удельную калорийность питательных веществ (1г жира выделяет 9 ккал; 1 г белка - 4,1 ккал; 1 г углеводов - 3,75 ккал) и умножить на количество содержащихся в продуктах. Сумма полученных показателей (произведений) определяет теоретическую калорийность пищевого продукта. Зная калорийность 100 г продукта, можно определить калорийность любого его количества. Зная теоретическую калорийность, например углеводов, можно найти практическую (фактическую) калорийность углеводов путем умножения результата теоретической калорийности углеводов на усвояемость в продуктах (для углеводов - 95,6 %) и деления произведения на 100.

Пример расчета. Определите теоретическую калорийность 1 стакана (200 г) молока коровьего.

По таблице химического состава или учебнику товароведения находим средний химический состав коровьего молока (в %):

жира - 3,2; белков - 3,5; молочного сахара - 4,7; золы - 0,7.

Решение:

Калорийность жиров в 100 г молока - 9x3,2 = 28,8 ккал. Калорийность белков в 100 г молока - 4 х 3,5 = 14,0 ккал. Калорийность углеводов в 100 г молока - 3,75 х 4,7 = 17,6 ккал.

Теоретическая калорийность 1 стакана молока (200 г) будет равна 60,4 х 2 = 120,8 ккал (28,8 + 14,0 + 17,6) х 2: Фактическая калорийность составит с учетом усвояемости жира - 94 %, белков - 84,5 %, углеводов - 95,6 %.

17,6*95/100 + 28,8*94/100+ 14,0*84,5/100= 54,73 ккал

Для перевода килокалорий в килоджоули число килокалорий умножают на 4,184 (по системе СИ).

В состав продовольственных товаров входят неорганические и органические вещества.

К неорганическим веществам относятся вода и минеральные вещества, к органическим- белки, углеводы, жиры, витамины, органические кислоты, ферменты, красящие, пектиновые, дубильные вещества, фитонциды, гликозиды, алкалоиды.

Пищевые продукты являются источником энергии, строительным материалом и участвуют в регулировании процесса обмена веществ.

Вода – принимает участие во всех процессах жизнедеятельности живого организма. Содержание воды в организме человека составляет в среднем 2/3 массы тела. Суточная потребность человека в воде зависит от физической нагрузки, климатических условий и составляет 1,5-2 л. Так без пищи человек может существовать около месяца, тогда как без воды – не более 10 дней.

В пищевых продуктах вода может быть в свободном и связанном состоянии. Свободная вода находится в виде мельчайших капель на поверхности или в массе продукта. Свободная вода легко удаляется при усушке и замораживании продуктов.

Связанной водой называют воду, молекулы которой более или менее прочно соединены с другими веществами продукта. Вода свободная и связанная при хранении и переработке может переходить из одного состояния в другое и вызвать изменение их свойств. Например, во время хранения хлеба связанная вода частично переходит в свободное состояние, в результате чего происходит его черствение. Пищевые продукты с большим содержание воды нестойки в хранении, т.к. в них легко развиваются микроорганизмы. Чем больше в продуктах воды, тем ниже их питательная ценность и меньше их срок хранения. В каждом продукте содержание воды должно быть определенным: увеличение содержание воды в печенье, крупе, муке, чае вызывает плесневение, в варенье, меде -брожение, а ее уменьшение в овощах, плодах приводит к их быстрой порче.

Определенные требования предъявляются к качеству питьевой воды. Она должна быть бесцветной, прозрачной, без запаха, посторонних привкусов и вредных микроэлементов и иметь соответствующий химический состав.

Минеральные вещества- входят в состав всех клеток, тканей, костей; они поддерживают кислотно-щелочное равновесие в организме человека и оказывают большое влияние на обмен веществ. Минеральные вещества подразделяют на микро и макроэлементы . К макроэлементам относят натрий, калий, кальций, магний, хлор, кремний, серу, железо и др. Натрий и хлор содержатся в поваренной соли. Калий улучшает работу сердца. Много калия содержится в овощах. Кальций входит в состав костей и зубов-содержится в молоке и молочных продуктах, бобовых, хлебе, яйцах, овощах. Магний способствует снижению холестерина, оказывает влияние на нервную систему. Богаты магнием горох, овсяная крупа, ржаной хлеб. Сера содержится в крупах, хлебе, мясе, сыре, рыбе- входит в гомон инсулина. Железо входит в состав гемоглобина, его недостаток вызывает упадок сил, малокровие. Большое количество железа содержится в мясе, печени, гречневой и овсяной крупах, желтке яйца, ягодах. Фосфор входит в состав костей и зубов, участвует в нервных тканях, а также в процессе усвоения углеводов, белков и жиров. Богаты фосфором рыба, овощи, сыр, мясо, ржаной хлеб, яйца, орехи, крупы, молочные продукты.

Кмикроэлементам относятся вещества, содержание которых в продуктах ничтожно мало- это йод, цинк, медь, фтор, бром, марганец и др.Йод необходим для нормальной деятельности щитовидной железы. Много йода в морепродуктах, грецких орехах, салате, шпинате. Марганец участвует в формировании костей, образовании гемоглобина, росту организма. Много марганца в листовых овощах, крупах, хлебе, плодах. Медь икобальт участвуют в кроветворении. Они содержатся в говяжий печени, рыбе, свекле. Фтор необходим для формирования костей и зубов. Находится он в молоке и мясе, в хлебе из муки простого помола. Цинк входит в состав всех тканей, влияет на функцию поджелудочной железы, жировой обмен, способствует росту молодого организма. Цинк содержится в печени, говядине, яйцах, репчатом луке. Цинк в больших количествах может привести к отравлению организма. Потребность человека в микроэлементах выражается в миллиграммах или долях миллиграмма, но их отсутствие или недостаток в питании приводит к серьезным осложнениям.

Белки -наиболее важные биологические вещества живых организмов. Они являются основным строительным материалом, из которого строятся клетки, ткани и органы человека. По составу белки подразделяют на простые (протеины) и сложные (протеиды). Суточная потребность взрослого человека в белках составляет 80-100 гр.

Углеводы - содержатся в основном в продуктах растительного происхождения. Взрослому человеку требуется в сутки 400-500 г углеводов. Из углеводов почти целиком состоят сахар, крахмал, мед, крупы, макаронные изделия и др. продукты, они легко усваиваются в организме. При избыточном потреблении углеводов, они в организме человека превращаются в жир.

Жиры – важная составная часть пищевых продуктов. Значение жиров в питании человека обусловлено, прежде всего их высокой энергетической способностью. Жиры различают по происхождению: животные, растительные, комбинированные; по консистенции – жидкие и твердые.

Витамины – незаменимые вещества в пище человека, необходимые ему в малых количествах. Отсутствие витаминов в пище приводит к заболеванию- авитаминоз. Витамины делятся на водорастворимые и жирорастворимые.

Водорастворимые: витамин С (аскорбиновая кислота) – является одним из наиболее важных. Он принимает участие в обмене веществ, повышает стойкость организма к инфекционным заболеваниям. Содержится в овощах, фруктах, ягодах. Больше всего в плодах шиповника, черной смородине, цитрусовых, стручковом перце, картофеле, капусте. Витамин В-1 (тиамин) регулирует углеводный и жировой обмен в организме. Наиболее богаты им ржаной хлеб, печень, почки, дрожжи, все виды овощей и др. Витамин В-2 (рибофлавин) играет важную роль в окислительно-восстановительных процессах. Недостаток его приводит к вялости, утомляемости, бессоннице, ослаблению зрения, неврастении, нарушению пищеварения, задержке роста, выпадению волос. Богаты витамином В-2 молоко, печень, яйца, зерновые, орехи, свекла, абрикосы. К водорастворимым витаминам относят В-3, В-6, В-12, Р, РР, Н, U.

Жирорастворимые витамины : витамин А необходим для нормального зрения, роста, повышает сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям, благоприятствует восстановлению крови, предохраняет кожу и слизистые оболочки от ороговения. Много витамина А в молоке, сливочном масле, желтке яиц, печени трески. В растительной пище витамин А находится в виде каротина. Много каротина в моркови, абрикосах, красном перце, тыкве, персиках. Витамин D (кальциферол) регулирует усвоение кальция и фосфора. При недостатке витамина у детей развивается рахит. Он содержится в рыбьем жире, молоке, сливках, печени рыб, пивных дрожжах, грибах. Витамин Е (токоферол) – защищает от окисления витамины, участвует в энергетическом обмене. Необходим при дистрофии, неврастении, переутомлении, гипертонической болезни, дерматозе, псориазе. Этот витамин называют фактором размножения (при его недостатке наступает бесплодие). Этот витамин содержится в зародышах хлебных злаков, салатах, растительных маслах (облепиховом, кукурузном, соевом и др.). Витамин К (фоллохинон) – является крове свёртывающим. Он обладает сильным болеутоляющим и антимикробным действием, способствует заживлению ран, ожогов, обморожений. Источником витамина К являются: салат, зеленые листья капусты, томаты, картофель, огурцы, фасоль, соевое масло.

Органические кислоты- придают вкус продуктам, способствуют сохраняемости некоторых из них. Органические кислоты чаще встречаются в растительных продуктах. К ним относят: яблочную, лимонную, винную, щавелевую кислоты; в продуктах животного происхождения – молочную.

Ферменты – это белковые вещества, которые играют роль в процессе обмена веществ. Под их влиянием происходят все процессы жизнедеятельности организма. Ферменты применяются в хлебопечении, в сыроделии, при получении плодово-ягодных соков, осветляя их.

Красящие вещества придают цвет пищевым продуктам. Каротин обуславливает оранжевую окраску (морковь, абрикосы и др.). Ликопин придает красный цвет (томаты, яблоки), ксантофилл – желтую окраску (апельсин, яичный желток). Хлорофилл - зеленый пигмент, окрашивает листья растений, овощи, плоды. Антоцианы – пигменты различной окраски, содержатся в кожице сливы, винограда, черники, бруснике, свекле.

Пектиновые вещества – пектин, протопектин, пектиновая кислота – содержится в ягодах, плодах. В присутствии сахара и кислоты пектин способен образовывать желе,

применяется в производстве мармелада, пастилы, конфитюра. Желирующей способностью обладает крыжовник, смородина, алыча и др.

Дубильные вещества – придают продуктам терпкий, вяжущий вкус. Много дубильных веществ в хурме, айве, чае, кофе. Дубильные вещества под действием кислорода воздуха окисляются и приобретают темно-коричневый цвет. Дубильные вещества обладают бактерицидным свойством, способствуют заживлению ран, укрепляют стенки сосудов.

Пищевые продукты содержат и другие вещества: ароматические, экстрактивные, фитонциды и др.

Вопросы для повторения:

1. Перечислите органические и неорганические вещества, входящие в состав продовольственных товаров.

2. Ответьте, почему содержание влаги в некоторых продуктах является обязательным показателем качества.

3. Назовите, какова роль минеральных веществ в питании человека.

4. Назовите, какое значение имеют витамины в питании человека.

5. Перечислите органические кислоты, обладающие бактерицидными свойствами.

6. Назовите, в каком производстве применяют пектиновые вещества.