Химические компоненты растениеводческой пищевой продукции

Ряд веществ этой группы проявляет относительно высокую острую токсичность, но большинство из них не представляет значительной опасности для здоровья человека, если эти продукты не употребляются в исключительно больших количествах. Наиболее известные вещества, входящие в эту группу следующие.

Ингибиторы ферментов пищеварения

Вещества, способные ингибировать протеолитическую активность некоторых ферментов, называют ингибитором протеаз. Это вещества белковой группы. Они содержатся в семенах бобовых (соя, фасоль и др.) и злаковых (пшеница, ячмень и др.) культур, в картофеле, яичном белке и других продуктах растительного и животного происхождения.

Ингибиторы протеаз, выделенные в сои, можно разделить на две основные категории: ингибиторы Кунитца и ингибиторы Баумана-Бирка. Одна молекула ингибитора кунитца инактивирует одну молекулу трипсина, а ингибитор Баумана-Бирка инактивирует одну молекулу трипсина и химотрипсина. В сырых бобах сои содержание ингибитора Кунитца составляет 1,4%, ингибитора Баумана-Бирка – 0,6%.

При возрастающем интересе к использованию сои в качестве пищевого продукта необходимо учитывать возможную угрозу здоровья человека в связи с неполной активацией ингибиторов протеаз при нарушении технологических режимов обработки.

Лектины

Лектины, являясь веществами белковой природы, широко распространены в растениях, особенно в бобовых. И известно, что некоторые даже съедобные виды бобовых – фасоль, чечевица, горох – содержат фитогемагглютиниды. Относительная их активность специфична по отношению к разным типам кровяных телец – эритроцитам разных видов животных («лектин» ‑ от лат. Legere – выбирать).

Рицин – один из лектинов семян клещевины – является крайне токсичным. Его токсичность в 1000 раз выше, чем токсичность любого другого лектина бобовых. Поэтому необходимо уделять более пристальное внимание к остаточному содержанию рицина в шроте клещевины.

Антивитамины

Антивитаминами являются вещества, инактивирующие или разрушающие витамины.

Многие из антивитаминов являются химическими аналогами витаминов и, занимая место соответствующего витамина в структуре фермента, они лишают фермент его свойств. В других случаях антивитамины, комплексно соединяясь с витаминами и изменяя структуру их молекул, исключают возможность включения витаминов в структуру молекулы фермента и ингибируют фермент.

К числу антивитаминов относятся ферменты аскорбатоксидаза, тиаминаза; белок авидин, природные антагонисты тиамина, рибофлавина; антивитаминоподобные соединения ниацина; линатин и др.

Под влиянием аскорбатоксидазы и тиаминазы, особенно при медленной тепловой обработке пищи, возможна потеря значительного количества аскорбиновой кислоты и тиамина, что может привести их к дефициту в рационе питания. Аскорбатоксидаза содержится в большом числе овощей, фруктов и ягод. Она катализирует реакцию окисления аскорбиновой кислоты в дегидроаскорбиновую и далее в дикетогулоновую кислоту. Наибольшее количество аскорбатоксидазы обнаружено в огурцах и кабачках (табл.13). В то же время она практически отсутствует или обнаруживается в небольших количествах в моркови, луке, томатах, свекле, в некоторых плодах и ягодах.

Таблица 13

Массовая доля аскорбиновой кислоты и активность
аскорбатоксидазы в продуктах растительного происхождения

Продукты	Массовая доля аскорбиновой кислоты, мг/100 г	Активность аскорбатоксидазы, мг окисленного субстрата за 1 ч в 1 г
Картофель свежеубранный	20-30	1,34
Капуста:
Белокочанная	40-50	1,13
Брюссельская		18,30
Кольраби
Цветная		19,80
Морковь		2,60
Лук репчатый
Баклажаны	5-8	2,1
Огурцы		80,0
Хрен		6,3
Дыня		Следы
Арбуз		2,3
Тыква		11,6
Кабачки		57,7
Сельдерей		5,0
Петрушка		15,7
Яблоки	5-20	0,9-2,8
Виноград		1,5-3,0
Смородина черная	150-200
Апельсины
Мандарин
Шиповник

Оксаланты и фитин

Соли щавелевой кислоты широко распространены в продуктах растительного происхождения. Значительные количества щавелевой кислоты содержат некоторые овощи и в меньшей степени фрукты (табл.14).

Таблица 14

Содержание щавелевой кислоты в продуктах растительного происхождения

Продукт	Содержание, мг/100 г
Шпинат
Щавель
Ревень
Свекла столовая
Портулан
Чай	300 - 200
Бобы какао

Щавелевая кислота в растительном сырье содержится в свободном и связанном состоянии. Попадая в организм, свободная щавелевая кислота связывает кальций, обедняя им организм. Деминерализующий эффект щавелевой кислоты обусловлен образованием практически не растворимых в воде соединений солями кальция (1 часть по массе кальция связывается 2,2 частями щавелевой кислоты). Поэтому продукты, содержащие значительное количество щавелевой кислоты, способны резко снизить усвоения кальция в тонком кишечнике и даже послужить причиной тяжелых отравлений.

Смертельная доза щавелевой кислоты для взрослых людей колеблется от 5 до 15и зависит от ряда факторов.

Деминерализующим эффектом обладает также фитин. Благодаря своему химическому строению он образует труднорастворимые комплексы с ионами кальция, магния, железа, цинка и меди. Относительно высокое количество фитина содержится в злаковых и бобовых – 380-400 мг, 100 г. При этом основная часть фитина сосредоточена в наружном слое зерна. Поэтому хлеб, выпеченный из рафинированной муки, практически не содержит фитина. Установлено, что декальцинирующий эффект фитина тем выше, чем меньше соотношения кальция и фосфора в продукте и ниже обеспеченность организма витамином D.

Гликоалколоиды

Наиболее известными гликоалкалоидами являются соланин и его разновидность – наконин.

Соланин входит в состав картофеля. Количество его в органах растения различно (мг, %): в цветках – до 3540, в кожуре – 270, мякоти клубня – 40. При хранении зрелых и здоровых клубней к весне количество соланина в них увеличивается втрое. Особенно много его в зрелых, проросших и прогнивших клубнях. Свет, попадающий, а картофель, способствует образованию в нем гликоалкалоида, а освещенные участки мякоти приобретают зеленый цвет. Термическая обработка и силосование разрушают соланин, и растение теряет ядовитость.

Цианогенные гликозиды

Соли синильной кислоты, или цианиды - это вещества, токсическое действие которых известно почти каждому. Однако в растениях и получаемых из них продуктах питания нет свободных цианидов. В растениях они находятся в составе гликозидов – соединений с углеводами (отсюда их название – «цианогенные гликозиды»).

Цианогенные гликозиды в растениях – это линамарин, который является компонентом семян льна и белой фасоли; амигдалин, который находится в ядре косточковых плодов и горького миндаля; дхурин, входящий в состав зерна сорго. Синильная кислота, освобождающаяся под влиянием ферментов из гликозидов, ‑ это легкая летучая жидкость с характерным запахом горького миндаля. В количестве 0,05 г она вызывает у человека смертельное отравление.

Зобогенные вещества

Более 50 лет назад открыто зобогенное действие овощных растений семейства капустных – капусты белокочанной, цветной, савойской, кольраби и некоторых кормовых растений – турнепса, рапса и особенно горчицы. Скармливание значительных количеств капусты удается вызвать зоб у экспериментальных кроликов.

Много изотиоцианатов содержит пищевая горчица – характерный жгучий вкус горчицы обусловлен именно присутствием эфирных горчичных масел. В различных видах капусты содержание изотиоцианатов колеблется от 10 до 30 мг/100 г, тиоцианатов – от 3 до 50 мг/100 г. Среди гликозинолатов капустных растений наиболее опасен прогоитрин, но после гидроксилирования образует циклическое нелетучее соединение – 5-винилтиооксазолидон (ВТО).

Токсины растений

Существуют различные классификации ядовитых растений, основанные, главным образом, на специфике состава или токсического действия биологически активных веществ. Среди всего разнообразия ядовитых растений различают:

· безусловно, ядовитые растения (с подгруппой особо ядовитых);

· условно ядовитые – токсичные лишь в определенных местах произрастания или неправильном хранении сырья, ферментативном воздействии грибов или других микроорганизмов.

Ядовитыми принято считать те растения, которые вырабатывают токсические вещества – фитотоксины, даже в незначительных количествах вызывающие смерть или поражение организма человека и животных. Токсичность различных растений может варьировать в зависимости от положения вида в географическом ареале, характера почвы и место обитания, климатических условий года, стадии онтогенеза и фенофазы. Например, такое смертельное ядовитое растение, как немерица, в некоторых районах Америки и Алтая считаются хорошим кормовым видом, а в южной части Томской области оно содержит на 1/3 меньше алкалоидов, чем в северной.

К ядовитым и несъедобным относятся грибы, характеризующиеся неблагоприятными органолептическими (по вкусу, запаху и т.д.) свойствами (желчный гриб и др.), и ядовитые грибы.