Їжа, її значення для людини.

ВСТУП

ЇЖА, ЇЇ ЗНАЧЕННЯ ДЛЯ ЛЮДИНИ.

КОНЦЕПЦІЯ ЗБАЛАНСОВАНОГО ХАРЧУВАННЯ

Нормальне функціонування організму людини визначається трьома основними факторами, до яких відноситься споживання їжі, води і наявність кисню.

Сукупність процесів, пов’язаних із споживанням та засвоєнням в організмі складових речовин їжі називається харчуванням.

Харчування включає послідовні процеси поступання, переварювання, всмоктування та засвоєння в організмі харчових речовин, необхідних для покриття його енергозатрат, побудови та відновлення клітин і тканин тіла і регуляції функцій організму.

Хімічний склад харчових продуктів формують три основні групи компонентів:

а) продовольча сировина – продукти рослинного, тваринного, мікробіологічного, а також мінерального походження, які використовуються для виготовлення харчових продуктів;

б) харчові добавки – природні чи синтетичні речовини, сполуки, які спеціально вводяться в харчові продукти в процесі виготовлення останніх з метою надання харчовим продуктам визначених (заданих) властивостей і (або) збереження їх якості;

в) біологічно-активні речовини – концентрати природних (ідентичні природним) біологічно-активних речовин, що призначені для безпосереднього приймання з їжею або введення до складу харчових продуктів.

В аспекті біохімії харчування всі речовини, які можуть бути визначені у складі харчових продуктів поділяють на три основних класи:

1) макронутрієнти (від лат. “нутрицио” – харчування) – клас головних харчових речовин, що являють собою джерела енергії і пластичних (структурних) матеріалів; присутні в їжі у відносно великих кількостях (від 1 г); представниками є білки, жири, вуглеводи;

2) мікронутрієнти – клас харчових речовин, які мають виражені біологічні ефекти на різні функції організму; містяться в їжі у невеликих кількостях (мілі- і мікрограми); це вітаміни, попередники вітамінів і вітаміноподібні речовини, мінеральні речовини (макро- і мікроелементи), полі ненасичені жирні кислоти і фосфоліпіди, деякі амінокислоти (незамінні), окремі олігосахариди;

3) неаліментарні речовини (від англ. аlimentary - харчовий, поживний) – речовини, які містяться в харчових продуктах, але не використовуються організмом у процесі життєдіяльності; це різні технологічні добавки (ароматизатори, консерванти, антиоксиданти та ін.), отруйні речовини і т.п. Проте сьогодні роль окремих не аліментарних речовин переглядається, тому що були відкритими нові властивості нехарчових речовин, пов’язаних із фізіологією харчування. До них відносяться харчові волокна, попередники синтезу біологічно-активних речовин, ферменти і еубіотики (харчові добавки мікробного походження, які мають позитивний вплив на організм людини через регуляцію кишкової мікрофлори).

Кожній групі харчових речовин у процесах харчування належить своя особлива роль.

Функції харчування:

1. Енергетична – їжа – єдине джерело енергії для організму людини, яку він витрачає навіть у стані повного спокою. При тяжкій фізичній праці величина енергетичних затрат збільшується у 5-6 разів і більше. Носіями енергії є лише білки, жири та вуглеводи.

2. Пластична – у живому організмі проходять два взаємопов’язаних процеси – асиміляція (засвоєння нових речовин) і дисиміляція (розклад складних органічних речовин). З асиміляцією пов’язане утворення нових клітин (ріст, розвиток), відновлення речовин, порушених у результаті дисиміляції. Асиміляція можлива лише при умові постування в організм поживних речовин, а саме білків. Дисиміляція проходить в організмі постійно.

3. Біорегуляторна – їжа містить речовини, із яких утворюються ферменти та гормони – біологічні регулятори обміну речовин у тканинах.

4. Захисно-реабілітаційна – стійкість організмі до інфекцій та різноманітних шкідливих факторів залежить від якості харчування, особливо від білків та вітамінів. Харчування сприяє нормалізації обміну речовин, відновленню тканин, прискоренню видужування.

5. Пристосувально-регуляторна – кожна харчова речовина має визначену роль у діяльності різних систем організму. Наприклад, харчові волокна є основним регулятором діяльності шлунку та кишечника.

6. Соціально-мотиваційна – виражається у спонуканні до приймання їжі. Це проявляється в апетиті. Хороший апетит – головний стимулятор шлункової секреції та нормального травлення.

Теорії та концепції харчування

Формування наукових уявлень про харчування та роль харчових речовин у процесах життєдіяльності почалося лише в середині XIX ст. із появою класичної теорії харчування. Їй передував ряд наукових відкриттів пов’язаних із харчуванням (відкриття вітамінів, мікроелементів, наукові досягнення пов’язані із виясненням структури білків, жирів, вуглеводів і нуклеїнових кислот, ролі мікроелементів у життєдіяльності організму і т.д.).

У кінці XIX – початку XX ст. сформувалась теорія збалансованого харчування, в основі якої лежать три головні положення.

1) При ідеальному харчуванні приплив речовин точно відповідає їх втраті;

2) Приплив поживних речовин забезпечується шляхом порушення харчових структур і використання організмом органічних і неорганічних речовин, що утворилися;

3) Енергетичні затрати організму повинні бути збалансованими із постуванням енергії.

Згідно цієї теорії, нормальне функціонування організму забезпечується при його забезпеченні не тільки необхідними енергією та білком, але також при дотриманні визначених співвідношень між багато чисельними незамінними факторами харчування, кожен із яких виконує свою специфічну функцію в обміні речовин.

Формула збалансованого харчуванняпо А.А.Покровському являє собою таблицю, що включає перелік харчових компонентів із потребою в них відповідно до фізіологічних особливостей організму. У скороченому вигляді середня потреба дорослої людини у харчових речовинах (формула збалансованого харчування по А.А.Покровському) представлена нижче.

 

білок від 80 до 100 г (50 г – тваринного білку);

жири 80 – 100 г (рослинних не менше 25 г);

вуглеводи 400-500 г;

мінеральні речовини;

вітаміни

Виходячи із формули збалансованого харчування, повноцінний раціон повинен містити поживні речовини п’яти класів:

- джерела енергії – білки, жири, вуглеводи;

- незамінні амінокислоти;

- вітаміни;

- незамінні жирні кислоти;

- неорганічні елементи.

Вода, хоча і не є харчовою речовиною в прямому смислі слова, також необхідна людині для відновлення втрат у різних процесах, наприклад, при диханні, потовиділенні і т.д.

Але балансовий підхід до харчування призвів до помилкового висновку, що цінними є тільки засвоювані речовини їжі, інші ж відносяться до баластних речовин. Проте, узагальнення досвіду створення та споживання таких продуктів (збагачених харчовими речовинами і з виділенням баластних речовин), вивчення ролі баластних речовин і ролі кишкової мікрофлори у процесах травлення показали, що теорія збалансованого харчування потребує корегування. Тому у 80-ті роки XX ст. була сформульована теорія адекватного харчування (автор російський фізіолог академік А.М.Уголєв). В основі теорії лежать чотири принципових положення:

- їжа засвоюється як організмом, так і населяючи ми його бактеріями;

- приплив нутрієнтів в організмі забезпечується за рахунок вилучення їх із їжі і в результаті життєдіяльності бактерій, які синтезують додаткові поживні речовини;

- нормальне харчування зумовлюється не одним, а декількома потоками поживних та регуляторних речовин;

- фізіологічно важливими компонентами їжі є баластні речовини, які отримали назву “харчові волокна”.

Харчові волокна – це біополімерні компоненти рослинної їжі, до яких відносяться не засвоювані полісахариди, які включають целюлозу, геміцелюлози, пектини і сполуки полі фенольної природи – лігніни.

Хоча ферментні системи людини не містять ферментів, які відповідають структурам харчових волокон, і останні не можуть засвоюватися і бути джерелом енергії і пластичних матеріалів для організму, вони являють собою єдиний фізіологічно активний комплекс, що забезпечує ряд важливих функцій, пов’язаних із процесами травлення і обміну речовин в цілому.

Специфічні фізіологічні властивості харчових волокон:

- стимуляція кишкової перистальтики;

- адсорбція різних токсичних продуктів, в т.ч. продуктів неповного перетравлення, радіонуклідів, деяких канцерогенних речовин;

- інтенсифікація обміну жовчних кислот, що регулює рівень холестерину в крові;

- зниження доступності макронутрієнтів (жирів і вуглеводів) дії ферментів, запобігають різкому підвищенню їх у крові;

- доступність дії кишкової мікрофлори, діяльність якої забезпечує постування до організму цінних вторинних нутрієнтів (вітамінів групи В та ін.) і проявляється у різноманітних позитивних ефектах їх дії на обмін речовин.

 

Функції розчинних і нерозчинних харчових волокон має відмінності: целюлози та геміцелюлози мають дію стимуляторів перистальтики, пектини є сорбентами і поживним субстратом для кишкової мікрофлори.

Теорія адекватного харчування формулює основні принципи, що забезпечують раціональне харчування, в якому враховується весь комплекс факторів харчування, взаємозв’язку цих факторів в обмінних процесах і відповідність ферментних систем організму індивідуальним особливостям хімічних перетворень, що протікають у ньому.

Основу раціонального харчування складають три головних принципи.

1. Баланс енергії, який припускає адекватність енергії, що поступає із їжею, і енергії, яка витрачається в процесах життєдіяльності.

2. Задоволення потреб організму в оптимальній кількості і співвідношенні харчових речовин.

3. Режим харчування, тобто дотримання визначеного часу і числа прийомів їжі, а також раціонального розподілу їжі при кожному її прийомі.

 

Функції води в організмі

1) є розчинником;

2) активізує хімічні процеси (кислоти і сіль)

3) вимиває відходи з клітини

4) регулює теплообмін

5) бере участь в реакції гідролізу

Організм людини в середньому містить 70% води. В головному мозку і в м’язах 85% води, а в кістках до 20% води. Втрата організмом 10 % води призводить до незворотних реакцій.

Із організму виводиться вода шляхом потовиділення, нирками, стравоходом і диханням.

Харчові продукти містять різну кількість води. У плодах і овочах її 75-95%, у м’ясі – 52-78%, у молоці – 88%, у хлібі – 35-50%, у макаронних виробах, борошні, крупах – 10-15%, у цукрі – 0,14%.

Кількість води у харчових продуктах впливає на їх якість, активність мікробіологічних і біохімічних процесів, термін зберігання.

Із підвищенням масової частки води продукти, які швидко псуються не можуть довго зберігатись без консервування. Так, зерно з високою вологістю при зберіганні швидко зігрівається, проростає, пліснявіє, тоді як сухе зерно зберігається роками.

При контакті з водою продукти здатні її поглинати. Особливо інтенсивно поглинається вода продуктами, що містять не денатуровані білки, фосфатиди, пектинові та інші речовини, які при цьому переходять у колоїдний, желеподібний стан.

Властивості харчових продуктів залежать як від масової частки води в них, так і від форми зв’язку з її окремими компонентами. В залежності від цього розрізняють хімічно зв’язану, адсорбційно зв’язану, осмотично поглинену та капілярну вологу.

Хімічно зв’язана вода – вода, яка знаходиться у складі кристалогідратів. Кристалогідрати неорганічних сполук поширені в природі. Деякі з них втрачають кристалізаційну воду вже при кімнатній температурі, щоб зневоднити інші кристалогідрати необхідне нагрівання до температури вище 100 ^оС (прожарювання).

У харчових продуктах, складовими компонентами яких є органічні сполуки, вода у вигляді кристалогідратів зустрічається рідко. При їх прожарюванні вода може виділятися за рахунок відщеплення гідроксильних груп (-ОН) від молекул окремих сполук.

Адсорбційно зв’язана вода виникає в результаті концентрування молекул води у поверхневому шарі колоїдних часточок продукту. Ця вода вхдить до складу міцел різних гідрофільних колоїдних розчинів, наприклад, розчинів білків.

Процес сполучення за допомогою адсорбційних сил молекул води з молекулами речовини називається гідратацією, а сама вода – гідратаційною. Гідратаційна вода кристалізується при значно нижчій температурі, ніж звичайна. Тому гідратаційна вода у насінні рослин і спорах мікроорганізмів при низьких температурах не утворює кристалів льоду, що можуть пошкодити структуру клітин, і вони здатні витримувати низькі температури.

Адсорбційно зв’язану воду містять і мікро гетерогенні системи, до яких належать порошки крохмалю (розмір часточок 6-150 мкм), борошно (розмір часточок 6-150 мкм) тощо. Її кількість залежить від розміру часточок і питомої поверхні (поверхні 1 г речовини). Чим менші часточки і більша питома поверхня, тим більшу кількість адсорбційно зв’язаної води вони можуть містити. При нагріванні така адсорбційно зв’язана вода легко переходить у пару.

Осмотично поглинена вода. Деякі продукти можуть перебувати у желеподібному стані, наприклад, драглі. Еластичні гелі або драглі утворюються фібрилярними (волокнистими) молекулами білків та іншими волокнистими структурами, між якими виникають зв’язки. При цьому утворюється тривимірна просторова сітка, ячейки (комірки) якої заповнюються молекулами води. Вода, яка знаходиться у просторі цієї структурної сітки, називається осмотично поглиненою водою. Вона може легко проникати усередину структурної сітки, так як усередині концентрація розчиненої фракції речовини більша, ніж зовні. Осмотично поглинена волога при висушуванні продуктів видаляється раніше, ніж адсорбційна вода.

Капілярна вода – знаходиться у капілярах, радіус яких може бути більший 10^{-5 см (макрокапіляри) і менший 10-4 см (мікрокапіляри).}

Капілярна вода утворюється в результаті конденсації молекул води (пари) усередині вузьких капілярів.

Воду у капілярах можна вважати вільною. Вона переміщується по капілярах у вигляді рідини або пари. Утримується капілярна вода в проміжках структурно-капілярної системи продуктів за рахунок капілярних сил. При механічному пошкодженні цієї системи у продуктах, наприклад, при нарізанні м’яса, риби, овочів частково втрачається їх клітинний сік.

Капілярна й осмотично зв’язана вода у свіжих плодах і овочах складає до 95 %, у м’язах тварин і риб знаходиться 45-55% осмотично зв’язаної води, 40-45% - капілярної і 6,7-7,5% - адсорбційної.

Різні стани води у харчових продуктах пов’язані між собою, між ними не спостерігається чіткої межі. При переробці й зберіганні продуктів вода може переходити із однієї форми в іншу.

 

Методи визначення вологості:

Виділ. Експрес метод (швидко) – висушують при t = 160^oC 3-10 хв

Прискорений метод – висушують 45-60 хв. t = 130^oC

Висушування до постійної маси при t = 160^oC  4 години + 1 година

 

Мінеральні речовини

В організмі людини і тварин виявлено більше 70 хімічних елементів.

Приблизно 98,7% атомів різних елементів організму людини припадає на чотири елементи, які виділяють як основні. Це Гідроген (водень), Оксиген (кисень), Карбон (вуглець) і Нітроген (азот). Із цих елементів побудовані основні хімічні сполуки живого організму – білки, нуклеїнові кислоти, вуглеводи, ліпіди та ін.

Другу групу складають макроелементи, частка атомів яких в організмі приблизно 1,3% (речовини вміст яких становить більше 1мг на 100 г продукту). Це - Натрій, Кальцій, Фосфор, Сульфур (сірка), Калій, Хлор, Магній.(K, Ca, Mg, Na, S, P, Сl). У живих організмах ці елементи виконують різні функції. Натрій-іони знаходяться у міжклітинному просторі та у складі клітин, калій-іони знаходяться у складі клітин і підтримують структуру клітин, активують діяльність ряду ферментів, забезпечують проведення імпульсів по нервових клітинах. Натрій-іони впливають на кров’яний тиск, беруть участь у водному обміні. Добова потреба в Натрію складає 1-2 г, що значно менше, ніж ми вживаємо. У продуктах Натрій міститься у невеликих кількостях і практично задовольняє добову потребу на 80%.

Основна кількість Натрію надходить до організму людини із хлібом із підсоленою їжею (4-6 г). Надлишок Натрію перевантажує нирки, серце, підвищує кров’яний тиск, тому не слід вживати його більше ніж 4 г на добу.

Калій-іони нормалізують тиск крові, проявляють сечогінні властивості. Добова потреба в Калію 2,5 – 3 г повністю задовольняється продуктами харчування, наприклад, картоплею.

Кальцій є одним з основних структурних компонентів кісток знижує збудженість нервової й м’язової тканин, проникність клітинних мембран, бере участь у процесах м’язового скорочення й згортання крові. Добова потреба людини в Кальцію становить приблизно 800 мг. Багато Кальцію міститься в молоці та молочних продуктах.

Важлива роль належить у організмі Фосфору, він як і Кальцій, бере участь у побудові кісткової тканини, входить до складу нуклеїнових кислот, АТФ, АДФ, коферментів, фосфоліпідів, які є основними компонентами клітинних мембран. Добова потреба у Фосфорі становить приблизно 1200 мг. Основним джерелом Фосфору є молоко і хліб, багато Фосфору міститься в рибі, м’ясі, квасолі, горосі.

Частина магнію міститься в кістках, а друга – у вигляді іонів усередині клітин. Магній регулює нервово-м’язову збудженість, роботу серця, активує ряд ферментів. Добова потреба в Магнію становить 400 мг. Джерелом Магнію для людини є хліб та круп’яні вироби. Значну кількість Магнію містять горіхи та овочі.

Хлор у сполуці з Натрієм на 70 % забезпечує осмотичний тиск крові й рідин в організмі. Він бере участь в утворенні шлункового соку, формуванні плазми, активує деякі ферменти. Добова потреба у хлорі близько 2 г. з кухонною сіллю до організму надходить 7-10 г Хлору, що перевищує добову потребу.

Сульфур входить до складу білків, які містять сульфурмісні амінокислоти (метіонін, цистеїн), а також деяких вітамінів. Добова потреба у Сульфурі близько 1 г і повністю задовольняється білоквмісними харчовими продуктами.

Частка атомів інших елементів організму, які належать до групи мікроелементів, складає менше 0,001% (Ферум, Купрум, Цинк, Манган, Кобальт, Йод, Флуор та ін.). вони виявлені у складі білків, ферментів та інших біологічно активних речовин.

Ферум (залізо) бере участь в утворенні гемоглобіну та деяких ферментів. Добова потреба складає близько 14 мг. Вона задовольняється звичайними продуктами харчування. На Ферум багаті печінка, нирки та бобові. Мало Феруму міститься у білому хлібі з пшеничного борошна вищого сорту і він не повністю засвоюється, оскільки знаходиться у зв’язаному стані з фосфатами і фітином.

Цинк входить до складу інсуліну та деяких ферментів. Добова потреба в Цинку 8-22 мг. Вона задовольняється звичайним раціоном. Багато Цинку міститься у печінці, бобових.

Йод бере участь в утворенні гормону тироксину. При його нестачі розвивається зобна хвороба. Добова потреба у Йоді 100-150 мг. На кількість йоду в продуктах впливає його вміст у грунті території, з якої збирався урожай. У випадку продуктів бідних на Йод, щоб попередити захворювання на зоб, застосовують йодовану сіль.

Флуор (фтор) входить до складу зубної емалі. При його нестачі виникає карієс (руйнується зубна емаль).

Добова потреба у Флуорі 3 мг. Вона задовольняється Флуором, який міститься у продуктах харчування та у воді.

 

/ Мінеральні речовини – забезпечують побудову опорних тканин скелету, Р, S, Мg) підтримання необхідного осматичного середовища клітин у крові, де протікають всі обмінні процеси (Na, K) утворення специфічних травних соків (Се), гормонів (J, Zn, Cu)

беруть участь у перенесенні кисню в організмі (Fe, Cu)

входять до складу деяких життєвонеобхідних вітамін і ферментів (Со, Mn, Zn).

Мінеральні речовини поділяють на макроелементи і мікроелементи.

Макроелементи –

Мікроелементи -  елементи вміст яких становить менше ніж 1 мг на 100 г продукту (Cu, Zn, B, Ca, M, молібден)

Білки

R – CH – COOH

    |                - загальна формула амінокислот

  NH₂

Серед азотних речовин, що входять до складу харчових продуктів найважливіша роль належить білкам. Їх основне значення незамінність іншими компонентами їжі. Білки складають основу процесів життєдіяльності організму і необхідність їх постійного оновлення лежить в основі обміну речовин.

Функції білків в організмі:

1) структурна – побудова тканин та клітинних компонентів;

2) функціональна – ферменти, гормони, дихальні пігменти.

Дефіцит білка в харчовому раціоні підвищує сприйнятливість організму до інфекційних захворювань, порушує процеси кровотворення, обмін ліпідів, вітамінів та інше.

У дітей при білковій недостатності сповільнюється ріст та розумовий розвиток, але тривалий надлишок білка в організмі також негативно впливає на його життєдіяльність викликаючи перезбудження нервової системи, порушення обмінних процесів, перевантаження печінки та нирок.

У щоденному раціоні дорослої людини білки повинні складати біля 14 % загальної калорійності.

Білки рослинного походження засвоюються організмом не повністю у порівнянні з білками тваринного походження.

Білок молока, яєць засвоюється – 96%, риби, мяса – 95%, хліба з борошна І-ІІ гатунків – 85%, картоплі, хліба з обойного борошна, бобових культур – 70%

Так як білки рослинного походження менш повноцінні за складом ніж білки тваринного походження, то для дорослої людини доля білка тваринного походження повинна складати в середньому біля 55% загальної кількості білка в раціоні.

Прості білки поділяють на розчинні (протеїни)

1) альбуліни – водорозчинні

2) глобуліни – розчиняються в розчинах солей

3) проламіни – спирторозчинні (гліадин в зернах)

4) глютеаніни – розчиняються в лугах (прикл. глютенін – входить до складу зерна)

нерозчинні прості білки – (протеноїди) містять багато сірки (Прикл. колаген – білок сухожилля)

Складні білки – протеїди – білки до складу яких входять залишки глюкози, нуклеїнових кислот та інші

Властивості білків – амфотерні сполуки, тобто можуть дисоціювати як кислоти і як луги.

З підвищенням кислотності ступінь розчинності білків збільшується, отже знижується рН. Білки здатні утворювати студнв, здатні денатуруватись під дією t, рН, тиску, ультрафіолетового проміння. Білки використовують як піноутворювач (розпушувач бісквітів).

 

Жири

Жири – найпоширеніші сполуки класу ліпідів. До ліпідів відносяться воски, стероїди, фосфоліпіди та інше, целтоїди.

Ліпіди широко поширені в природі, вони приймають участь у побудові кліткових структур тваринних та рослинних тканин, у біохімічних процесах, що протікають на клітковому рівні.

Ліпіди легко утворюють комплекси з білками, вуглеводами іншими органічними сполуками, які виконують важливі фізіологічні функції: вони забезпечують окислювально-відновні процеси на клітковому рівні, приймають участь у біосистемі білків, забезпечують перенесення речовин через кліткові мембрани, приймають участь у вищій нервовій діяльності і т.д. За хімічним складом жири це тригліцериди (складні ефіри вищих жирних кислот і трьохатомного спирту гліцерину). До складу тригліцеридів у різному поєднанні входять десятки органічних кислот.

С₁₇Н₃₃СООН – амінова кислота.

Жири тваринного і рослинного походження істотно відрізняються. У жирах насичені жирні кислоти, у жирах рослинного походження – ненасичені жирні кислоти.

Жирні властивості жиру визначають вищі вищі жирні кислоти (ВЖК), що входять до його складу, якщо до складу тригліцириду переважно насичені жирні кислоти з високою температурою плавлення, то тригліцерид твердий.

Якщо ж у його складі в основі ненасичені жирні кислоти, то при звичайних умовах цей жир рідкий.

50-60% потрібно вживати рослинних жирів. При розкладі 1г жиру до найпростіших сполук (СО₂ і Н₂О) виділяється  Дж; при розкладі 1г вуглеволів чи білка виділяється  Дж.

За рахунок енергетичної цінності жирів, що входять до харчового раціону організм людини отримує 30% енергії.

Харчова цінність жирів визначається їх складом, засвоюваністю та наявністю в них так званої нежирової фракції – жиророзчинних вітамінів, фосфатидів, стеринів та інше. Загальною властивістю жирів є їх нерозчинність у Н₂О, але хороша розчинність в органічних розчинниках – бензолі, бензині, сірчаному ефірі, ацетоні, хлороформі, сірководні, метиловому та етиловому спирті.

Кількість жирів у харчових продуктах:

Борошно – 1-2%

Молоко – 3-5%

Горіхи – 60-75%

Яловичина – від 4 до 25%

Жири здатні перетворюватися з рідких у тверді.

Процес гідрогенізації – здатність приєднувати Н₂ по місцю подвійного зв’язку.

 

 

Вуглеводи

Вуглеводи – основна складова частина рослинних продуктів. Добова потреба 400-500 г.

 

 

Класифікація вуглеводів

Моносахариди Глюкоза Фруктоза

Дисахариди Сахароза Мальтоза Фруктоза Лактоза

Трисахариди Сахариди Рафіноза

Полісахариди Крохмаль Клітковина декстрини

 

Властивості цукрів

Це гігроскопічні сполуки, редукуючі речовини (мають вільну альдегідну або кетонну групу (=0=)),

Здатні окислюватися, цукри мають різну солодкість

Сахароза 100 %

Фруктоза 80%

Глюкоза 60%

Мальтоза 32%

Лактоза 25%

Цукри добре зброжуються дріжджями. При великій консистенції не розчиняються. Сіль використовується як антикристалізатор.

Найвищий полісахарид є крохмаль – містить 25% амілози і 75% амілопектину. У борошні крохмалю – 65-70%, хлібі – 50%, макаронних виробах – 60%, картоплі – 17,5-20%

Декстрини – полісахариди різної молекулярної маси – проміжні продукти при гідролізі крохмалю.

 

 

Вітаміни

Віта – життя.

Вітаміни – життєво необхідні речовини.

Вітамін А – отримується із печінки риб та окремих морських тварин. Його відсутність в організмі призводить до таких хвороб: куряча сліпота. Існує провітамін А – каротин (морква) який в шлунку перетворюється в вітамін А.

Вітамін В₁ – служить для попередження організму від фізичного та розумового перенавантаження та сприяє покращенню роботи нервової системи.

В₂ – служить для нормального травлення, для захисту від деяких хвороб очей, шкіри та інше.

 

КЛАСИФІКАЦІЯ РЕЧОВИНИ

 

Сировина

Суха Борошно Цукор Сіль Солод зерно

Рідка Вода Олія Молоко Патока

Соковита Фрукти Овочі

 

ОСНОВНІ ЗЕРНОВІ КУЛЬТУРИ

Будова зерна

1 – оболонка, 2 – алейноровий шар, 3 – ендосперм, 4 – зародок

Оболонка – зовнішній шар зерна. Вона складається з плодової оболонки та насіннєвої.

Плодова – зовнішня оболонка має чотири прошарки, в ній містяться пігменти, які надають забарвлення зерну.

Насіннєва оболонка знаходиться під плодовою, маєж чотири прошарки, вона міцно зрослася з алейроноровим шаром.

В оболонках містяться клітковина, гемінцелюлози, пентозани, мінеральні речовини. Оболонки складають 10% маси зерна.

Алейроновий шар міститься під насіннєвою оболонкою. Алейроновий шар складається з великих та дрібних білків, клітковини, пентозанів, є мінеральні речовини, цукри, вітаміни, ферменти. Алейроновий шар відділяється при помолі. Алейроновий шар складає 7% маси зерна.

Ендосперм складається в основному з крохмалю та білку (15% б., 75% кр.) містить пентозани, клітковину.

Ендосперм може мати різну структуру (скловидну чи мучнисту структуру)

Структура ендосперму залежить ві щільності розміщення клітин білків та крохмалю.

Якщо клітини білків та крохмалю розміщені нещільно, то світло проходячи через таке тіло буде розсіюватися, а якщо щільно, то якщо не заломлюється і таке зерно прозоре, зріз такого зерна буде скловидний.

Тверді пшениці – скловидне.

М’які – борошнисте.

Зерно може бути напівскловидним.

Ендосперм складає 80% маси зерна. Зародок складає 3% від маси зерна, в ньому містяться всі поживні речовини: в зародку 35%-40% цукру, 35% - білків, 25% - жирів, є мін.речовини, ферменти, вітаміни. Зародок обов’язково відділяють від зерна при помелі.

 

Хімічний склад зерна

	Пшениця %	Жито %
Білки Вуглеводи Цукри Клітковина Жири Мін.речовини Вологість	11-13 67-70 1,5-2 2,4 2,5 1,8 14	9-10 68-70 5-6 2,6 2,2 2,0 14

 

В білку пшениці більше ніж у житі, але білок жита повноцінний за амінокислотним складом. Білок пшениці складається з глютоніну та гліадину. Ці білки здатні набухати і утворювати студеподібний комплекс, який наз. клейковиною.

В житті міститься більше водорозчинних та солерозчинних білків, які нездатні утворювати клейковину. Клейковину житнього борошна можна відмити.

 

Вуглеводи

 

Представлені крохмалем, цукром, клітковиною, декстринами, пентозами. Крохмаль має здатність клейстеритуватися. Крохмаль пшениці – 63^оС, жита – 55^оС.

Декстрини містяться в пророслому зерні. Пентозани мають здатність набухати. Структура пшеничного тіста залежить від наявності білків, а з житнього від кількості пентозанів. Серед ферментів особливе значення мають a і b - амілази. В пшениці в активному стані є тільки b - амілаза, а a - амілаза активізується при проростанні зерна. В житі є і a і b.

Хімічний склад зерна залежить від сорту, клімату та сиротехнічних прийомів вирощування. Сорти зерна розрізняються за ботаніко-фізіологічними ознаками та за якістю. За якістю розрізняють м’які та тверді сорти пшениці. Зерно твердих сортів має скловидну структуру за формою – більш видовжене ребристе, має світле литарне забарвлення.

М’які – борошниста структура, форма кругла, коротше, забарвлення темніше. Тверді більш цінні, їх використовують при виробництві макаронних виробів та як покращувач хлібопекарського борошна. Зерно жита має борошнисту структуру.

 

Показники якості зерна:

1. ботаніко-фізіологічні

2. органолептичні

3. фізичні

4. хімічні

5. механічні

6. технологічні

 

2. Колір є сортовою ознакою. На колір впливає зрілість зерна, це є також ознакою озернення. Запах зерна – властивий зерну, без пліснявіння. Пророщене зерно має солодкуватий запах.

3. а) вирівняність зерна (це однорідність зерна за розміром, кольором, формою);

б) виповненість зерна (або плюскле або випухлене). Виповненість є ознакою зрілості зерна;

в) абсолютна маса зерна – це маса 1 тис. зернин

для твердої пшениці абсолютна маса m ₁₀₀₀=33 г, для м’якої 30 г;

г) натура зерна – це маса 1 г зерна.

Розрізняють зерно високонатурне m = 780 г, вище середньої натури зерно – m = 764 – 780 г; зерно середньої натури m = 725 – 764 г, низьконатурне 724 г.

д) скловидність зерна % скловидних до загальної маси зерна.

4. Особливим показником є вологість; сухе зерно до 15%, середня смухість 15-16%, вологе 16-17%, сіре 18%. Зольність речовин або масова частка мінеральних речовин визначається шляхом наважки зерна і визначення маси залишку після спалювання, зольність твердих пшениць більша ніж м’яких. Здатність до транспортування, сипучість зерна.

Кислотність – характеризує кількість кислореагуючих речовин в зерні і виражається в градусах кислотності.

Кислотність в процесі зберігання зерна може підвищуватись. Кислотність є показником свіжості зерна. Свіже зерно має 1- 3^о кислотності.

Технологічні показники якості:

- борошномельні властивості зерна;

- хлібопекарські;

- макаронні.

Борошномельні властивостізерна це здатність подрібнюватись, поділятись на фракції, давати певний вихід (борошна).

Хлібопекарські властивості це здатність борошна давати хліб тієї чи іншої якості.

Макаронні властивості – здатність зерна при помелі утворювати макаронну крупку та напвкрупку, що дає змогу виробляти якісні макаронні вироби.

Механічні властивості – здатність та транспортування і сипучість зенрна.

 

Дефекти зерна

Залежно від властивостей зерна розрізняють такі дефекти:

1) проросле зерно;

2) морозобійне зерно;

3) пошкоджене клопом-черепашкою;

4) зерно висушене при неправильних режимах;

5) свіжозібране зерно.

Проросле зерно утворюється у випадку дощової погоди або надмірної зволоженості зерна, таке зерно характеризується підвищеною активністю амілолітичних та протеолітичних ферментів, бо при проростанні активізується альфа-амілоза. В пророслому зерні міститься більше цукрів, декстринів, у такому зерні слабка клейковина. В процесі тістоприготування при використанні борошна з пророслого зерна накопичується велика кількість низькомолекулярних декстринів. Все це призводить до дефектів хліба.

 

Дефекти хліба при пророслому зерні

Хліб має надто забарвлену скоринку в коричневий колір, хліб розпливається, може мати липку м’якушку, солодкуватий смак хліба – це результат дії аміноліптичних ферментів.

Морозобійке зерно – утворюється коли наступають ранні заморозки, а зерно ще недозріле, процеси синтезу білкових речовин та вуглеводневих речовин не відбулися, зерно ще не дозріло. Таке зерно має наступні дефекти:

1) плюскле зерно, зморшкувате;

2) так як синтез білка не відбувся у зерні міститься велика кількість водорозчинних білків;

3) у зерні підвищена активність амілоліптичних і протиоліптичних ферментів.

4) Клейковина буде короткої розтяжності.

Дефекти зерна при морозобійкому зерні

1) малий об’єм хліба;

2) щільна липка м’якушка;

3) солодкий смак.

Зерно вражене клопом-черепашкою

Утворюється під час дозрівання зерна, комаха може прокушувати зерно, висмоктує соки з зерна при укусі залишає слину, яка багата на протиоліптичні ферменти:

- зерно плюскле, зморшкувате;

- підвищена активність протиоліптичних ферментів, клейковина слабка, розтяжна, нееластична, іноді взагалі не відмивається.

Дефекти хліба при ураженні клопом-черепашкою:

1) розпливчата форма;

2)  невисокий об’єм, бо тісто має низьку газоутримуючу здатність.

 

Свіжозбиране зерно. Дефект – коли борошно не відлежується. Бо після збирання йдуть ще різні процеси.

 

Показники якості зернової маси

 

Зернова маса неоднорідна складається з зерна основної культури та домішок.

Домішки поділяють на 2 групи: зернові домішки

                                                 сміттєві домішки (солома, пісок, земля).

До зернових домішок належить зерно інших культур, насіння бур’янів (гірчак, в’язень) вони мають ядовите насіння, дуже токсичні, кількість гірчака не більше 0,04%, всіх інших бур’янів не більше 0,1%. До домішок також відносяться спори рослинних паразитів, вони надають неприємний смак та запах борошну. Зернова маса може бути заражена комахами (амбарний довгоносик, борошняний кліщ, метелики).

Показники якості які характеризують фізичні властивості зернової маси – сипу