Предмет и задачи пищевой химии. Понятия о пищевой и биологической ценности продуктов.

Предмет и задачи пищевой химии. Понятия о пищевой и биологической ценности продуктов.

ПХ – наука, изучающая: 1) хим.состав пищ.систем (сырье, полупродукты,готовая продукция)

2) изменение этого состава в ходе технологического процесса под влиянием физ,хим, микробиол. факторов, включая вз-е компонентов пищи м/д собой.

3)общие закономерности этих превращений

4)Взаимосвязь структуры и св-в пищевых веществ

5)Методы выделения и каталитической модификации

Пищевая ценность – содерж-е в 100г продукта: макронутриентов, микронутриентов, физиологически-функциональных ингридиентов, энергетической ценности.

Биологическая ценность - совокупность особенностей химич.состава пищ.продукта, определенная содержанием незаменимых пищ.в-в(нез.АК, ПНЖК, микронутриенты и т.д.)

2. Общая характеристика пищевых продуктов, их классификация. Современные требования, предъявляемые к пищевым продуктам.

Пищевые продукты различны по хим.составу, перевариваемости, характеру воздействия на организм человека. Продукты питания характеризует их пищевая, биологическая и энергетическая ценность. Пищевая ценность — общее понятие, включающее энергоценность продукта, содержание в нем пищевых веществ и степень их усвоения организмом, органолентические достоинства, доброкачественность (безвредность). Энергетическая ценность определяется количеством энергии, которую дают пищевые вещества продукта: белки, жиры, усвояемые углеводы, органические кислоты. Биологическая ценность отражает прежде всего качество белков в продукте, их аминокислотный состав, перевариваемость и усвояемость организмом. В более широком смысле в это понятие включают содержание в продукте других жизненно важных веществ (витамины, микроэлементы, незаменимые жирные кислоты).

Классификация: 1. Традиционные и новые продукты массового назначения

2. Функциональные продукты массового назначения(благотворно влияют на ф-ции орг-ма)

3. Продукты спец.назначения для отдельных групп населения(работа в экстремал.ситуациях)

4. Для детей, беременных, кормящих матерей.

5. Продукты лечебного питания.

 

 

Состояние питания населения России. Основные пути увеличения продуктов питания и улучшения их качества.

Осн.нарушения пищ.статус Росии:

1. Изб.потребления животных жиров (ист.насыщ.жиров и холестерина)

2. Дефицит полиненасыщ. ЖК

3. Дефицит полноценных(животных)белков

4. Дефицит пищ.волокон

5. Деф.большинства витаминов, особ.А,С,Е,гр.В

6. Деф.минеральных в-в(особ Ca,Mg)

7. Деф.микроэлементов – йод,фтор, селен,цинк,железо.

Перспективы увеличения мировых запасов продовольствия имеют следующие направления:

1. повышение эффективности сельского хозяйства для увеличения запасов традиционных продуктов питания;

2. уменьшение потерь при технологической переработке и повышение ее эффективности;

3. уменьшение потерь при хранении сырья и готовых продуктов;

4. повышение эффективности использования сырья, в том числе малоценного, создание мало- и безотходных технологий, позволяющих использовать все полезные свойства сырья;

5. развитие новых путей получения пищевых продуктов (микробный синтез белка, органический синтез и т.п.);

6. сокращение пищевой трофической цепи (от гречнского Trophe - питание), т.е. исключение из общего цикла производства отдельных стадий (например: непосредственное потребление в пищу растительных белков взамен животных).

Биологические функции аминокислот

1. Участие в синтезе белков и пептидов

2. Синтез заменимых ак (в р.переаминирования)

Глу+ПВКàαКГК+ала (аминотрансферазы В6)

Глу+ЩУКàαКГК+асп (//-//)

В р.декарбоксилирования допис.

3. Нейромедиаторы-передача нервных импульсов. Возбуждающего действия-глу, и тормозящего – гли

Они осущ.терморегуляцию, регул.работу сердца,отвечают за чередование сна и бодрствования.

4. Радиопротекторы. Обл.противолучевым действием, при их введении в организм до облучения (цистеин)

5. Синтез креатина

Из листов

Креатин обеспечивает мышечной ткани непрерывный ресинтез АТФ

6. Синтез мочевины

 

Проц.носит циклич.характер и наз.арнитиновым циклом.

7. Обр-е амидов глуàглн аспàасн

Глутамин-осн.форма переноса аммиака в крови

8. Обр-е пиримидиновых азотистых оснований

9. Уч.в формировании структуры коллагена и клейковинных белков пшеницы глуàпролин

10. Обр-е пигментов–меланинов тирà(тирозиназа)меланины. Это тем-окраш.соед, обуславл. темную окр.волос, покровов животных, пигментацию кожи. Под действ.УФ эта р.усиливается – это загар. Люди у кот.отсутств.или плохо работает тирозиназа обл. заболеванием –альбинизм.

11. Обр-е витаминов. Тре(?)-РР-НАД, НАДФ

12. Обр-е ядовитых продуктов

 

Газообр.продукты обр-ся в проц.пищеварения; исп. в парфюмерной промышл.

13.Обезвреживание токсичной бензойной к-ты

 

14. Образование биогенных аминов

 

Это токсичные продукты,вх.в состав трупного яда, обр-ся при гниении трупного мяса.Обезвр.слизистой оболочкой кишечника.

Участие аминокислот в обмене веществ и технологических процессах.

В зависимости от АК состава различают полноценные и неполноценные белки. Если белок содержит все незаменимые АК в необходимых кол-вах и легко подвергается действию протеолитич.ферм- то полноц. Несбалансированность АК в рационе пагубно влияет на детей. Последствия нарушения белкового обмена у детей практически невозможно устранить.

НЕДОСТАТОК: - аргинина и лизина приводит к снижению скорости синтеза осн.белков, замедляется рост, наблюдается нарушение ф-ции двигательного аппарата, вплоть до паралича.

- мет и цис замедляет синтез белков соед.ткани- коллагена и кератина

- триптофана, авитаминоз никотиновой к-ты

- лейцин -относит избыток его приводит к ухудшению усвоения изолейцина

- гистидин-нед.сопровождается снижением конц.гемоглобина

- метионин-искл его из пищи сопровождается жировым перерождением печени

- валин-задержка роста,потеря массы

1.Вкусовые кач-ва

1) Глутамат натрия имеет вкус кур. бульона, вызывает иллюзию сытости исп.500тыс в год

2) Сладкие АК. L-изомеры сладкие: глицин,аланин, серин,пролин. D-изомеры-горькие.

2.Обр-е меланинов. Эта р-ция протекает и в сырье. Обуславливает потемнение срезов яблок, картофеля. Темный цвет муки (ржаной,макарон)нежелателен,т.к. ухудшает вид продукта. Для инактивации тирозиназы применяют обработку гор.водой или паром.

3. Обр-е меланоидинов. Продукты р-ции вост.сахаров и ак. В рез-те обр.темноокраш.продукты,появл.аромат, р-ция протекает при выс.темп.

Примеры: 1. сушка овощей,фруктов,молока,солода

2. Потемнение сах.сиропа при его увариивании

3. Обр.цвета и аромата при томлении красного ржаного солода в пивоварении

4. Обр-е хруст.золотист.корочки хлеба при его выпечке и румяной коорчки при жарке картофеля, мяса, рыбы

5. Изготовление конд.изделий

6. Влияние на цвет,вкус и аромат при изг.вин, коньяка, шампанского

7. Обработка вина теплом

8. Потемнение фрукт.соков при хранении.

9. Ферментация табака

10. Самосогревание зерна

При меланоидинообразовании может связываться до 25% белков, вит, АК, сниж.ферм.активность, т.е. сниж.пищ.ценность продуктов. Меланоидины не усваиваются.

Врождённые нарушения аминокислотного обмена у человека. Фенилкетонурия.

Фенилкетонурия-нарушение ак обмена в-в. Заболевание происходит вследствие мутации гена, кодирующего ферм. фенилаланинмонооксигеназа, кот.осуществляет превращение фен в тирозин в печени. В рез-те в организме накапливается фенилаланин, что оказывает губительное действие на мозг человека и его умственное развитие.

 

Ф-лы из листов

 

Пептиды и их функции.

Гормоны

В подж.железе вырабатывается инсулин(51), кот.регулирует конц.глюкозы в крови. Глюкоза направляется в печень и мышцы, где запасается в виде гликогена.

Глюкагон(29) – при длит.физич.нагрузке выраб.подж.железой,дает сигнал к постепенному гидролизу гликогена в мышцах, обр.глюкоза, кот.при диссимиляции постепенно обеспечивает клетки мол.АТФ.

Если необходимо быстро совершить физич.работу, то в надпочечниках выраб.др.гормон – адреналин

Тирàадреналин

Он увелич.частоту сердеч.сокращений, в рез-те кровь быстрее обогащается кислородом, глюкоза окисляется быстрее и ускоренно выраб.атф.

Регуляторные пептиды

Глютатион. Функции:

-сильный восстановитель

-активатор тиоловых протеиназ

-защищает SH-гр.белков и пептидов

-радиопротектор

-защ.вит.С от окисл-я

-участ.в транспорте в-в ч/з мембраны, обезвреживает соед.ртути,фосфора,перекисей.

Нарушение обмена глютатиона приводит к заболеваниям костного мозга, развитию катаракты. Г-SH оказывает возд.на структуру и реол.св-ва белков сырья, нарушая в них систему дисульфидных связей. Много глютатиона в дрожжах.

3) Нейропептиды формируют наши ощущения (голод,жажду,удовольствия, болевые ощущ.и сон)

Обр-ся при отщеплении фрагментов от ппц по типу огранич.протеолиза. исх.пептид(200ак)àβ-липотропин(91ак) àэндорфин(31) àмет.энкефалин(5)?

Эндорфины способны подавлять болевые ощущ. и вызывать сост.эйфории,они же отриц.сказываются на памяти и обучаемости.

Вкусовые пептиды

Представитель – аспартам. В 100р слаще сахарозы,не токсичен. При протеолизе казеина молока обр.горький гепто-пептид

Белки клубней картофеля

Содержание белков в клубнях картофеля составляет 2 %. Белки клубней картофеля составляют альбумины и глобулины в соотношении 3: 7.

Белок клубней картофеля — туберин — превосходит белки зерна пшеницы по содержанию незаменимых АК(кроме триптофана) и аналогичен соевому глицинину и яичному альбумину.

Клейковина -гидратированный белковый комплекс, кач-во и кол-во кот.определяет хлебопекарные достоинства пшеницы.

Клейковина разного качества имеет одинаковый АК состав и сост.из одних и тех же белк.комп. Но прочность их взаимного соединения разная. В крепкой клейковине «плотность упаковки» белковых элементов выше, чем в слабой. Кач-во клейковины тесно связано с кол-вом дисульфидных связей, что оценивается соотнош.числа –S-S- связей к числу SH- групп.

В зависимости от реол.св-в клейковины сорта пшеницы подразделяются на твердые и мягкие.

У твердой пшеницы клейковина крепкая, при растяжении короткорвущаяся. Тесто получается прочное, с высокой упругостью, малорастяжимое. Такими свойствами должно обладать тесто для изготовления макаронных изделий, манной крупы.

У мягкой пшеницы клейковина сочетает упругость с эластичностью и растяжимостью. Тесто имеет хорошую газоудерживающую способность и при выпечке дает хлеб пористой структуры. Такие свойства необходимы для производства хлебобулочных изделий.

Растворимость.

Характеризуется количеством азота или белка, перешедшего в раствор. Она зависит:

– от АК состава и тем выше, чем меньше на поверхности белка расположено гидрофобных групп, которые взаимодействуют с липидами;

– от рН среды,чем ближе рН седы к изоэлектрической точке белка, тем ниже;

– от растворителя: альбумины растворяются в воде, глобулины — в 10%-ных растворах нейтральных солей, проламины — в 60–80%-ном этаноле, глютелины — в 0,1–0,2%-ных растворах щелочей или кислот;

– от концентрации растворителя.

Гелеобразующая способность.

Это способность коллоидных растворов белков переходить из свободно диспергированного состояния в связнодисперсное. Универсальным гелеобразователем является желатин.

Хороший белок-гелеобразователь должен:

– образовывать гели в широком диапазоне рН при минимальной концентрации;

– обладать такими св-ми как прочность, твёрдость, эластичность, тиксотропия (способность обратимо перех.в текуч.сост. при мех.возд.и вновь обр.нетекучий гель после снятия нагрузки);

– обладать оптимальной t размягчения и плавления, оптимальной степенью набухания.

Реологические свойства.

Это вязко-эластично-упругие св-ва. Ими обладают белки клейковины пшеницы, обуславл-ие текстуру хлеба и создающие непрерывную фазу в изделиях с наполнителями (отрубями, изюмом и т.п.). За реологические свойства отвечает глютениновая фракция клейковины.

Кислотный

При гидролизе крахмала под действием к-т имеет место разрыв связи м/д макромолекулами крахмала(амилозой и амилопектином), что сопровождается нарушением структуры крахмального зерна. Далее идет разрыв α1,4 и α1,6 связей с присоединением воды. Степень полимеризации и кол-во декстринов ↓. Кол-во глюкозы ↑. Кол-во мальтозы, три и тетра сахаридов сначала↑,потом↓

Изменение содерж.сахаров при кислотном гидролизе.(ГЭ-глюкозный эквивалент – процент редуцирующих сахаров,выраженный в глюкозе на сух в-во)

Варьируя условия его проведения, получают различные соотн.продуктов гидролиза.

«-»исп.выс.t до 160С,выс.конц.сильных к-т,необходимо оборудование стойкое к агрессии среды; вредные условия труда; обр-е прод. термической деградации и дегидратации углеводов.

Ферментативный гидролиз

Исп.амилолитические ферм.препараты. В отеч.промышл. – α-амилаза, β-амилаза, глюкоамилаза. Исп.в кач-ве улучшителей хлеба, в пр-ве пива,кваса, спирта, сахаристых продуктах.

Крахмалà(α-амилаза)àα-декстрин+мальтоза(мало)+глюкоза(мало)

Крахмалà(β-амилаза)àβ-декстрин(42-46%)+мальтоза(54-58%)

Крахмалà(глюкоамилаза)àдекстран+глюкоза

Исп.в кач-ве улучшителей хлеба, в пр-ве пива,кваса,спирта,сахаристых продуктов.

Гидролиз сахарозы. Сахароза имеет исключительную способность к гидролизу. При нагревании в присутствии небольших количеств пищ.к-т образуются редуцирующие сахара,кот.могут участвовать в р-циях дегидратации, карамелизации, меланоидинообразовании, в ряде случаев это нежелательно.Ферм.гидролиз под действием β-фруктофуранозидазы (сахаразы,инвертазы)играет положит.роль в ряде пищ.технологий.При действии β-фф на сахарозу обр-ся глюкоза и фруктоза. Благодаря этому в кондит.изделиях добавление β-ффф предупреждает черствение конфет, в хлебопекарных изд – способствует улучшению аромата.

Моно- и олигосахариды

Для определения используют их восстанавливающую способность. Сначала извлекают моно и олиго сах.из продуктов 80%-м этиловым спиртом, а затем определяют восстан.или редуц.сахара с пом. Феллинговой жидкости, с пом.гексоцианоферрата К, дихромата К.

Кач. и колич. анализ отдельных сахаров проводят методами газо-жидкостной, ионообменной или жидкостной хроматографии. Колич.определения сахаров проводят также методом ионометрии с исп.ферментных электродов, обладающих высокой селективностью к определенным сахарам.

2. Полисахариды. Определение крахмала основано, как правило, на определении полученной при гидролизе глюкозы хим.методами или на способности полученных растворов вращать плоскость поляризации

Для определения декстринов их извлекают теплой водой и осаждают 96%-м этанолом, проводят гидролиз и определяют глюкозу. Можно использовать метод спектрофотометрии, измеряя интенсивность окраски иод-крахмального комплекса.

Неусваиваемые углеводы. Общ.содерж.пищ.волокон обычно определяют гравиметрическим методом. Растворенные пищ.волокна осаждают спиртом, фильтруют, осадок взвешивают.

Содержание и общие причины потерь витаминов в пищевом сырье и готовых продуктах. Способы сохранения витаминов. Витаминизация пищи.

1. t. Вит.А чувствителен к t, при кулинар.обработке теряется до 40%, при анаэробной стерилизации до 50%

В1 устойчив к нагр.в кислой среде, но разрушается в щелочной

2. Кислотность среды. Вит. С стабилен при кислых рН, быстро окисляется; В1 устойчив к действию окислителей в кислой среде, разруш.при рН=7 уже при комн.темп.

3. Влажность и активность воды. Вит.С потери при низкой aw незначит.; А и каротиноиды-быстрая потеря активности при снижении влажности.

4. Окисление в присутств.кислорода. Вит.С легко окисляется в присутств. щелочей и в кислой среде; вит.Е – сильное окисление при увелич.влажности

5. Свет и УФ-излучение. В2 под действием прямого солн.света быстро расщепляется(В2 в молоке, под светом потеря 50% активности); В1-нечувствителен

Вит.добавляют в продукты с целями:

- ревитаминизация – это добавление вит.в те продукты, кот.теряют их при пр-ве(мука)

- стандартизация и обогащение витаминами. При обогащении фр.соков поддерж.заданную конц. Вит.С, и следуют принципу – добавлять только те вит, кот.содержались в сырье. Вит.С исп.так же для обогащения муки. Вит.А в зимнее время добавляют к молоку, мол.продуктам, сух.молоку; Е доб. к детским, жиросодержащим,функционал.продуктам; В1 для обогащ.риса,муки,сух.напитков.

- витаминизация. А и Д доб.к маргарину в целях витаминизации, т.к. маргарин не сод.этих в-в, но явл.их носителем

- стабилизация. С и Е связывают акт.радикалы О2; вит.С для стабилизации пива,соков,вина; Е для стабилизации жиров и масел

- спец.цели. Каротиноиды исп.в ПП в кач-ве пищ.красителя, окраш.в красно-желтый цвет+биологич.ценность Е160а

 

 

55. Методы определения витаминов в пищевых продуктах.

1. Биологические методы. Основаны на том, что при использовании спец. составленных рационов вызывают у животных витаминную недостаточность и выделяют дозу вит. Куративный(излечивающий)-выявляют дозу вит.предотвращающих авитаминоз. Эти методы длительны и дорогостоящи.

2. Микробиологические методы. Для определения вит.гр.В и для др.водораств.вит. Принцип – для определенных МО водораств.вит.явл. факторами роста. Рост или проявление к-либо др.обменного процессапрямопропорц.конц.вит. С пом.градуировочного графика рассчитывают содер.вит.как фактор роста.

3. Физ-хим.методы анализа. Основаны на том,что вит и их производные могут образовывать окраш.продукты,кот.определяются методом фотометрии. Нек.могут люминесцировать. Вит.С определяется титриметрическим или потенциометрическим методом анализа.

56. Основные окислительно-восстановительные ферменты биологического сырья (тирозиназа, липоксигеназа).

Тирозиназа -катализирует окисление тирозина кислородом с обр-ем меланинов.

С действием тирозиназы связано потемнение срезов картофеля, яблок, грибов, персиков и других растительных тканей. С целью предотвращения ферментативного потемнения плодов и овощей при их сушке, а также макаронных изделий в ходе их производства проводят тепловую инактивацию фермента путём бланшировки.

Липоксигеназа — катализирует окисление кислородом ПНЖК (линолевой, линоленовой) с обр-ем гидроперекисей, обладающих св-ами сильных окислителей.

Его выделили из зерна пшеницы, семян бобовых и масличных культур, клубней картофеля, плодов баклажана. Самым богатым источником явл. мука соевых бобов.

Липоксигеназе принадлежит важная роль в процессах созревания пшеничной муки, связанных с улучшением её хлебопекарных достоинств. Образующиеся под ее воздействием продукты окисления ЖК способны вызывать сопряжённое окисление ряда других компонентов муки — пигментов, SН-групп клейковинных белков, ферментов. При этом происходит осветление муки, укрепление клейковины, снижение активности протеолитических ферментов

В разных странах разработаны способы улучшения качества хлеба, основанные на использовании препаратов л. (главным образом л. соевой муки). Однако все эти способы требуют очень точного дозирования фермента, т.к. даже небольшая его передозировка приводит к отрицательному эффекту и вместо улучшения качества хлеба происходит его ухудшение.Чтобы избежать передозировки, исп. методы активации собственной л. пшеничной муки.

Использование л. для улучшения качества хлеба требует определённой осторожности, т.к. при интенсивном окислении этим ферментом свободных ЖК происходит образование различных веществ с неприятным вкусом и запахом, характерным для прогорклого продукта. Следует также помнить, что переокисленные жиры токсичны.

Теория адекватного питания

1. Пища усваивается как поглощающим ее организмом, так и населяющими его бактериями

2. Приток нутриентов в организм обеспечивается за счет извлечения их из пищи, а так же в рез-те деят.бактерий, синтезирующих питат.в-ва.

3. Норм. питание обуславливается не одним, а неск. потоками питательных и регуляторных в-в.

4. Физиологически важными компонентами пищи явл.балластные в-ва – «пищ.волокна»

Режим питания

- регулярность-соблюдение времени приема пищи,формирующее рефлекс выделения пищеварит.соков, что обеспечивает пищеварение и усвоение пищи.

- дробность-обеспечивает равномерную нагрузку на пищеварит.систему и своеврем.поступление питат.в-в и энергии.

- рациональный подбор-разнообразие

- оптимальное распределение пищи в теч.дня(ужин <1/3)

Режим питания

- регулярность-соблюдение времени приема пищи,формирующее рефлекс выделения пищеварит.соков, что обеспечивает пищеварение и усвоение пищи.

- дробность-обеспечивает равномерную нагрузку на пищеварит.систему и своеврем.поступление питат.в-в и энергии.

- рациональный подбор-разнообразие

- оптимальное распределение пищи в теч.дня(ужин <1/3)

Предмет и задачи пищевой химии. Понятия о пищевой и биологической ценности продуктов.

ПХ – наука, изучающая: 1) хим.состав пищ.систем (сырье, полупродукты,готовая продукция)

2) изменение этого состава в ходе технологического процесса под влиянием физ,хим, микробиол. факторов, включая вз-е компонентов пищи м/д собой.

3)общие закономерности этих превращений

4)Взаимосвязь структуры и св-в пищевых веществ

5)Методы выделения и каталитической модификации

Пищевая ценность – содерж-е в 100г продукта: макронутриентов, микронутриентов, физиологически-функциональных ингридиентов, энергетической ценности.

Биологическая ценность - совокупность особенностей химич.состава пищ.продукта, определенная содержанием незаменимых пищ.в-в(нез.АК, ПНЖК, микронутриенты и т.д.)

2. Общая характеристика пищевых продуктов, их классификация. Современные требования, предъявляемые к пищевым продуктам.

Пищевые продукты различны по хим.составу, перевариваемости, характеру воздействия на организм человека. Продукты питания характеризует их пищевая, биологическая и энергетическая ценность. Пищевая ценность — общее понятие, включающее энергоценность продукта, содержание в нем пищевых веществ и степень их усвоения организмом, органолентические достоинства, доброкачественность (безвредность). Энергетическая ценность определяется количеством энергии, которую дают пищевые вещества продукта: белки, жиры, усвояемые углеводы, органические кислоты. Биологическая ценность отражает прежде всего качество белков в продукте, их аминокислотный состав, перевариваемость и усвояемость организмом. В более широком смысле в это понятие включают содержание в продукте других жизненно важных веществ (витамины, микроэлементы, незаменимые жирные кислоты).

Классификация: 1. Традиционные и новые продукты массового назначения

2. Функциональные продукты массового назначения(благотворно влияют на ф-ции орг-ма)

3. Продукты спец.назначения для отдельных групп населения(работа в экстремал.ситуациях)

4. Для детей, беременных, кормящих матерей.

5. Продукты лечебного питания.