Санкт-Петербургский филиал им. В. Б. Бобкова
Кафедра товароведения и таможенной экспертизы
ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ГРУПП ВЕЩЕСТВ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
Реферат по курсу «Товароведение»
Моченкина Ивана Александровича
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2001
ОГЛАВЛЕНИЕ.
Стр.
| ВВЕДЕНИЕ. |
3 |
| 1. ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ ВЕЩЕСТВ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ. |
4 |
| 1.1. ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА. |
4 |
| 1.1.1. Углеводы. |
4 |
| 1.1.2.Жиры. |
7 |
| 1.1.3.Белки. |
11 |
| 1.1.4. Ферменты. |
14 |
| 1.1.5. Витамины. |
16 |
| 1.1.6. Прочие вещества пищевых продуктов. |
19 |
| 2. НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА. |
21 |
| 2.1 Вода. |
21 |
| 2.2 Минеральные вещества. |
22 |
| 3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ. |
24 |
| СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ. |
26 |
ВВЕДЕНИЕ
Товароведение пищевых продуктов изучает физические, химические и биохимические свойства продуктов, их качество, а также влияние на эти показатели различных факторов, связанных с технологией производства и хранением продуктов питания.
Как научная дисциплина, товароведение начало свое развитие на базе физики, химии, биохимии, микробиологии. Зарождение этой науки относят к концу 19 века. Основоположниками научного товароведения в России были профессоры Я.Я. Никитинский и П.А. Петров, большой вклад в науку внесли советские ученые, профессоры Ф.В. Церевитинов, В.С. Смирнов, Г.С.Инихов, Н.И. Козин. Однако, первые научные открытия российских ученых в области биохимии и физиологии, послужившие основой для развития научного товароведения, были сделаны еще в начале 19 века (фермент амилаза, например, способствующий превращению крахмала в сахар, был получен академиком Петербургской Академии Наук К.С. Кирхгофом в 1814 году).
Товароведение пищевых продуктов стало основой развития пищевой промышленности и одновременно способствовало развитию таких наук, как, например, диетология, физиология питания.
Значительная взаимосвязь между товароведением и таможенным делом оказывает большое влияние на особенности таможенного контроля при оформлении товаров, являющихся пищевыми продуктами. Сюда относится осуществление мер тарифного и нетарифного регулирования, взаимосвязь оперативных подразделений с таможенными лабораториями и особенности помещения товаров под тот или иной таможенный режим. Существенное влияние товароведение пищевых продуктов оказывает и на участие в реализации торгово – политических задач по защите российского рынка, что формирует таможенную политику России.
Следует подчеркнуть, что особое место в товароведении пищевых продуктов занимает раздел, изучающий элементарный состав пищевых продуктов, характеристики и свойства основных групп веществ пищевых продуктов и их влияние на организм человека и животных, поскольку именно знание пищевых продуктов на молекулярном уровне позволяет научно подходить к изучению технологии производства продовольственных товаров, оценивать их качество и решать различные, стоящие перед таможенными органами задачи.
1. ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ ВЕЩЕСТВ
ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ
В состав пищевых продуктов входят органические вещества (углеводы, жиры, белки, ферменты, витамины и др.) и неорганические
(вода, минеральные вещества).
1.1 ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА.
1.1.1. Углеводы.
Углеводы — это группа веществ, построенных из трех химических элементов: углерода, водорода и кислорода. Они играют важнейшую роль в обмене веществ и энергии в организме человека и животных. Углеводы служат основным источником энергии и являются выгодным энергетическим материалом: для их окисления требуется меньше кислорода, т.к. в углеводных молекулах в большем количестве, чем в молекулах других питательных веществ. Они входят в состав клеточных стенок, основного вещества соединительной ткани. Кроме того, в составе сложных биополимеров углеводы могут являться носителями биологической информации: принадлежность крови человека к той или иной группе, например, диктуется исключительно структурой и последовательностью углеводов.
Все органические питательные вещества в конечном счете возникают из углеводов, образуемых растениями в процессе фотосинтеза, который происходит в зеленых частях растений при участии хлорофилла за счет использования углекислоты, воды и световой энергии. Примерный подсчет показывает, что ежегодно в процессе фотосинтеза на Земле образуется около 4 х10 11
тонн углеводов.
По физическим и химическим свойствам углеводы делят на
- моносахариды
(простые сахара),
- олигосахариды
(сложные сахара), содержащие от 2-х (дисахариды) до 10 моносахаридных остатков, соединенных между собой гликозидной связью,
- полисахариды
(несахароподобные) или высшие углеводы, построенные из многих моносахаридных остатков.
— Моносахариды
имеют формулу С6
Н12
O6.
По внешнему виду моносахариды — белые кристаллические вещества, сладкие на вкус, легко усваиваются организмом. К ним относят глюкозу, фруктозу, маннозу, галактозу, пентозу и др. В настоящее время известно около 70 моносахаридов, из них 20 найдены в природе, остальные искусственно синтезированы.
* Глюкоза
(виноградный сахар) находится в плодах, овощах, меде. В организме человека является обязательным компонентом крови. Входит в качестве основного звена в состав многих природных олиго- и полисахаридов.
* Фруктоза
(плодовый сахар) содержится в меде, семечковых плодах и арбузах.
* Манноза
может встречаться в свободном виде, но чаще вместе с другими моносахаридами образует длинные полисахаридные цепи.
* Галактоза
является составной частью молочного сахара, обладает незначительной сладостью.
*
Пентоза
( углеводород, содержащий 5 углеродных атомов), ее разновидности рибоза и дезоксирибоза входят в состав рибонуклеиновых и дезоксирибонуклеиновых кислот (РНК и ДНК).
Глюкоза и фруктоза хорошо растворимы в воде, гигроскопичны (особенно фруктоза), легко сбраживаются дрожжами с образованием этилового спирта и углекислого газа.
— Дисахариды
имеют общую формулу C12
H22
O11.
Это белые кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде, сладкие на вкус. Однако сладость различных сахаров неодинакова (если сладость сахарозы принять за 100, то при одинаковой температуре сладость остальных сахаров составляет: фруктозы — 173, глюкозы —74, мальтозы и галактозы — 32, лактозы — 16. К ним относят сахарозу, мальтозу, лактозу и трегалозу.
* Сахароза
(свекловичный сахар) содержится в сахарной свекле, сахарном тростнике, плодах, овощах. Состоит из остатков глюкозы и фруктозы, является основным пищевым углеводом. Под действием ферментов и при нагревании с растворами кислот легко гидролизуется с образованием глюкозы и фруктозы. Смесь, состоящая из равного количества глюкозы и фруктозы, называется инвертным сахаром
, который очень гигроскопичен. Сахароза же хорошо растворяется в воде, но гигроскопичность ее незначительна. Поэтому, чтобы, например, предохранить открытую карамель от увлажнения, ее обсыпают сахаром. На растворимости сахарозы основано использование сахарной пудры для посылки поверхности киселей, форм для желе и кремов.
* Мальтоза
(солодовый сахар) состоит из 2-х остатков глюкозы, образуется при частичном гидролитическом расщеплении крахмала и гликогена — основных резервных углеводов растений и животных. Содержится в проросшем зерне, патоке. При гидролизе мальтозы образуется глюкоза.
* Лактоза
(молочный сахар) содержится в молоке, состоит из остатков галактозы и глюкозы. Под действием ферментов молочно-кислых бактерий лактоза сбраживается с образованием молочной кислоты. На этом основано получение кисло-молочных продуктов. При гидролизе лактозы образуются глюкоза и галактоза.
* Трегалоза
находится в грибах, пекарских дрожжах.
Под действием ферментов пищеварительного тракта олигосахариды легко гидролизуются с образованием моносахаридов и поэтому хорошо усваиваются. Гидролиз олигосахаридов происходит также при нагревании их с раствором кислот, при варке варенья, киселей из плодов и ягод.
Под действием дрожжей сахароза и мальтоза сбраживаются с образованием этилового спирта и выделением углекислого газа.
— Полисахариды
имеют общую формулу (С6
Н10
О5
)n
. К ним относят крахмал, гликоген, инулин, клетчатку.
* Крахмал
содержится в продуктах растительного происхождения: муке, крупе, макаронных изделиях (70 —80%), картофеле (12—24%) и др. Зерна крахмала различных растений по строению и размеру неодинаковы: самые крупные зерна овальной формы у картофельного крахмала, самые мелкие угловатой формы— у рисового. Наружная часть зерна крахмала состоит из амилопектина, внутренняя —из амилозы. Амилопектин при нагревании с водой набухает и клейстеризуется, в результате происходит увеличение объема при варке круп и макаронных изделий. При хранении продуктов (хлеба, вареного картофеля и др.) наблюдается ретроградация (старение) клейстеризованного крахмала с выделением капелек воды. В холодной воде крахмал нерастворим. Под действием фермента a-амилазы крахмал расщепляется до декстринов, под действием b-амилазы – до мальтозы, которая в свою очередь под действием фермента мальтазы превращается в глюкозу. Гидролизом крахмала получают патоку. При потреблении крахмалистых продуктов крахмал под действием осахаривающих ферментов слюны и пищеварительных соков осахаривается и хорошо усваивается. Усвоение крахмала происходит постепенно, по мере его расщепления. Характерной реакцией для определения крахмала в пищевых продуктах является действие йода, который окрашивает крахмал в синий цвет.
* Гликоген
(животный крахмал)- важный резервный полисахарид животных и человека, откладывается в печени(до 20 %) и мышцах(до 4 %). Растворим в воде, конечным продуктом гидролиза является глюкоза.
* Инулин
содержится в земляной груше, цикории. Хорошо растворим в горячей воде, конечным продуктом гидролиза является фруктоза.
* Клетчатка
(Целлюлоза)— главный компонент клеточных стенок растений. Состоит только из остатков глюкозы, соединенных друг с другом в длинные прямые цепи. Неодревесневевшая клетчатка, содержащаяся в листьях капусты и некоторых овощей, растворяется пищеварительными соками. Одревесневевшая, содержащаяся, например, в оболочках зерна, кожуре картофеля, организмом не усваивается. Плохо перевариваясь, клетчатка положительно действует на процесс пищеварения, усиливая перистальтику кишечника. Человеку требуется около 25 г. клетчатки в сутки.
При нагревании кристаллов сахара до температуры 160 — 190 °С происходит карамелизация с образованием темноокрашенного вещества — карамелена, хорошо растворимого в воде. На этом явлении основано использование в кулинарии «жженки» для подкрашивания соусов и желе.
При кипячении молока, выпечке хлеба происходит взаимодействие сахаров с аминокислотами белков. В результате этой реакции образуются меланоидины, придающие кремовый цвет топленому молоку и коричневый — корочке выпеченного хлеба.
Являясь основным компонентом пищи человека, углеводы поставляют большую часть энергии, необходимой для жизнедеятельности организма. В организме человека более половины энергии образуется за счет углеводов. Энергетическая ценность усвояемых углеводов равна 15,7 кДж, или 3,75 ккал тепла (при окислении 1 г.) Человеку в сутки необходимо 400 — 500 г. углеводов, из них 50 — 100 г. моно— и дисахаридов. Из-за ограниченной способности накапливаться в организме под влиянием инсулина избыток углеводов превращается в жир и накапливается в жировом депо. Избыток углеводов в питании приводит к появлению лишнего веса и тучности. При физической работе роль углеводов в энергообеспечении организма повышается. Они расщепляются первыми, когда возникает необходимость в срочном образовании энергии. Например, при максимальной и субмаксимальной мощности около 70 – 90% всей расходуемой энергии обеспечивается за счет гликолиза, т.е. путем расщепления глюкозы.
1.1.2. Жиры.
Жиры — это сложные эфиры трехатомного спирта глицерина С3
Н5
(ОН)3
и жирных кислот, входящие в состав животных и растительных тканей. В пищевых жирах преобладают триглицериды (в молекуле глицерина все ионы водорода гидроксильных групп замещены остатками жирных кислот).
По количеству атомов углерода жирные кислоты делят на
— низкомолекулярные ( от 4 до 12 атомов углерода) и
— высокомолекулярные (16 - 18 и более атомов углерода).
* Низкомолекулярные
жирные кислоты
бывают только предельными. К ним относятся масляная, капроновая, каприновая, каприловая кислоты. Они растворимы в воде, летучи с водяными парами, обладают неприятным запахом.
* Высокомолекулярные жирные кислоты
делятся на:
— предельные(насыщенные, не содержащие в углеродной цепи двойных связей)
( стеариновая С17
Н35
СООН,
пальмитиновая С15
Н31
СООН,
миристиновая С13
Н27
СООН и др.);
— непредельные (ненасыщенные, имеющие в углеродной цепи двойные связи).
( олеиновая С17
Н33
СООН,
линолевая С17
Н31
СООН,
линоленовая С17
Н29
СООН и др.).
В углеродной цепи предельных жирных кислот атомы углерода соединяются одинарными связями, а непредельные жирные кислоты имеют две, три и большее число двойных связей. По месту двойных связей к жирным кислотам при определенных условиях может присоединяться водород, в результате чего жирные кислоты превращаются в более насыщенные или даже предельные. Так как предельные жирные кислоты при обычных условиях твердые, то и полученный жир из жидкого состояния переходит в твердое. Этот процесс называется гидрогенизацией:
С17
H33
COOH + H2
= С17
Н35
СООН.
Гидрогенизированный жир (саломас) является основным сырьем для приготовления маргарина и кулинарных жиров.
Жиры имеют ряд общих свойств. Они легче воды, их плотность составляет 0,91 — 0,97. Жиры растворимы в органических растворителях (бензине, хлороформе). Легче усваиваются те жиры, у которых температура плавления ниже или близка к температуре тела человека.
Температура плавления жиров зависит от состава жирных кислот. В бараньем и говяжьем жирах преобладают предельные жирные кислоты, в свином — содержится значительное количество ненасыщенных жирных кислот.
Температура плавления жиров составляет:
— говяжьего —43 - 51 °С,
— бараньего — 44 -54 °С,
— свиного — 36 -48 °С.
Усвояемость жиров:
— говяжьего — 80 - 94 %,
— бараньего — 80 - 90 %,
— свиного — 96 - 98 %.
В растительных жирах преобладают непредельные жирные кислоты, большинство жиров имеют жидкую консистенцию. Они хорошо усваиваются организмом в холодном состоянии и поэтому широко используются в кулинарии для заправки холодных закусок.
Тугоплавкие жиры употребляют только в горячем виде. Температура плавления жира всегда выше температуры застывания, поэтому жир в расплавленном состоянии в организме не застывает и легче усваивается. Усвояемость жира повышается, если он находится в виде эмульсии. В таком состоянии жир встречается в молоке, сливках, сметане, масле коровьем, кисло-молочных продуктах, маргарине. Для повышения усвояемости жиров в кулинарии приготовляют жировые эмульсии — майонез, соус Голландский, заправки.
Эмульгирование жира происходит при варке бульонов. При длительном кипении под действием воды и высокой температуры происходит гидролиз – расщепление жиров на глицерин и жирные кислоты.
Образующиеся свободные жирные кислоты придают бульону мутность, неприятные вкус и запах. Гидролиз жира происходит на поверхности соприкосновения жира и воды. Чем меньше шарики жира, образующие эмульсию, тем больше поверхность соприкосновения жира и воды и тем выше скорость гидролиза. Поэтому бульоны нужно варить при умеренном нагреве, снимая с поверхности жир.
При неблагоприятных условиях хранения может происходить гидролиз жиров под действием кислот, щелочей, воды и ферментов.
При нагревании жиров выше температуры их дымообразования (свыше 200 °С) жиры разлагаются с образованием альдегида акролеиона, обладающего едким запахом, раздражающим слизистые оболочки носа и горла. Температура дымообразования жира составляет:
— коровьего — 208 %,
— свиного — 221 %,
— гидрожира —230 %.
При нагревании жиров до 200 °С происходит естественное их кипение. Это свойство используют для равномерного прогрева продуктов при жарке.
Хранение жиров на воздухе приводит к взаимодействию кислорода и непредельных жирных кислот.
Процесс прогоркания жира сопровождается глубокими изменениями и протекает под действием различных факторов: кислорода, света, воды, ферментов. В результате прогоркания жира образуются альдегиды, кетоны и другие вредные для организма вещества.
Содержание жиров в продуктах различно:
— в масле сливочном — 82,5 %,
— в подсолнечном — 99,9 %,
— в молоке — 3,2 %,
— в мясе — 1,2 - 49 %,
— в рыбе — 0,2 - 33 %.
В кулинарии используются свойства жиров растворять красящие и ароматические вещества, витамины. Поджаренные в жире морковь, лук, белые коренья, томат-пюре придают блюдам красивый цвет и приятный аромат.
Биологическая роль жиров заключается в том, что они входят в состав клеточных структур всех видов тканей и органов и необходимы для построения новых структур (так называемая пластическая функция). Важную роль жиры играют в процессе жизнедеятельности, так как вместе с углеводами они участвуют в энергообеспечении всех жизненных функций организма. Энергетическая ценность жиров равна 37,7 кДж или 9,0 ккал (при окислении 1 г.). Ежедневно человеку требуется 80 —100 г. жира, в том числе растительных жиров 20 — 25 г. Кроме того, жиры, накапливаясь в жировой ткани, окружающей внутренние органы, и в подкожной жировой клетчатке, обеспечивают механическую защиту и теплоизоляцию организма. Наконец, жиры служат резервуаром питательных веществ и принимают участие в процессе обмена веществ и энергии.
Но по биологической активности и “ценности” для организма человека жиры различны.
Насыщенные жиры по биологическим свойствам уступают ненасыщенным. Они отрицательно влияют на жировой обмен, функцию и состояние печени, участвуют в развитии атеросклероза.
Ненасыщенные (особенно полиненасыщенные) не синтезируются в организме человека и образуют группу так называемых незаменимых жирных кислот. Потребность организма в них очень высока. Важным биологическим свойством полиненасыщенных жирных кислот является их участие в качестве обязательного компонента в образовании структурных элементов (клеточных мембран, соединительной ткани), а также в белково-липидных комплексах. Они обладают способностью повышать выведение холестерина из организма, что имеет большое значение в профилактике атеросклероза, оказывают нормализующее действие на стенки кровеносных сосудов, повышая их эластичность и снижая проницаемость, что предупреждает ишемическую болезнь сердца.
1.1.3. Белки.
Белки— сложные органические соединения, построенные из аминокислот. В состав белковых молекул входят азот, углерод, водород и некоторые другие вещества. Кроме этих элементов могут входить сера, фосфор, хром, железо, медь и др.
Белки являются незаменимой частью пищевых продуктов. Они необходимы для построения тканей тела и восстановления отмирающих клеток, образования ферментов, витаминов, гормонов и иммунных тел. Без белков невозможно существование живого организма. Более 50 % сухого веса клеток приходится на долю белков.
Под влиянием ферментов белки пищи расщепляются до аминокислот, из которых синтезируются белки, необходимые для построения тканей организма человека. В продуктах расщепления белков постоянно встречаются 20 аминокислот, восемь из которых не образуются в организме и должны поступать с пищей. Их называют незаменимыми. Другие аминокислоты могут заменяться или синтезироваться в организме.
Белки, содержащие все незаменимые аминокислоты, называются полноценными. Они содержатся в мясе, рыбе, молоке, яйцах. Белки, не имеющие в своем составе хотя бы одной незаменимой аминокислоты, относятся к неполноценным.
По составу белки делятся на:
простые — протеины (при гидролизе образуются только аминокислоты и аммиак) и
сложные— протеиды (при гидролизе образуются еще и небелковые вещества — глюкоза, липоиды, красящие вещества и др.).
* К протеинам
относятся:
— альбумины (молока, яиц, крови);
— глобулины (фибриноген крови, миазм мяса, глобулин яиц, туберин картофеля и др.);
— глютелины (пшеницы и ржи);
— проламины (глиадин пшеницы);
— склеропротеины (коллаген костей, эластин соединительной ткани, кератин волос).
* К
протеидам
относятся:
— фосфопротеиды (казеин молока, вителлин куриного яйца, ихтулин икры рыб), состоящие из белка и фосфорной кислоты;
— хромопротеиды (гемоглобин крови, миоглобин мышечной ткани мяса), представляющие собой соединение белка глобина и красящего вещества;
— глюкопротеиды (белки хрящей, слизистых оболочек), состоящие из простых белков и глюкозы;
— липопротеиды (белки, содержащие фосфатид), входящие в состав протоплазмы и хлорофилловых зерен;
— нуклеопротеиды, содержащие нуклеиновые кислоты.
Белки находятся в растениях и в организме животных в трех состояниях:
— жидком (в молоке, крови),
— полужидком (в яйцах),
— твердом (в шерсти, ногтях).
По растворимости белки делятся на:
— растворимые в воде и слабых растворах солей и
— нерастворимые (коллаген, кератин волос).
Растворимые белки при нагревании до 70—80°С свертываются (денатурируют). При этом их способность связывать воду снижается, они теряют часть влаги. Этим объясняется уменьшение массы и объема мяса, рыбы при варке и жарке. Денатурация белков может быть помимо термической кислотной, под действием солей тяжелых металлов (высаливание) и спиртов. Процесс денатурации белков является необратимым.
Важнейшее свойство белков — их способность образовывать гели (образуются при набухании белков в воде). Набухание белков имеет большое значение при производстве хлеба, макаронных и других изделий. При «старении» гель отдает воду, сморщиваясь и уменьшаясь при этом в объеме. Явление, обратное набуханию, называется синерезисом
.
Под действием ферментов, кислот, щелочей белки гидролизуются до аминокислот. Это наблюдается при созревании сыров, длительном кипячении соусов, содержащих кислоты.
При неправильном хранении белковых продуктов может происходить более глубокое разложение белков с выделением продуктов распада аминокислот – аммиака и углекислого газа. Белки, содержащие серу, выделяют сероводород. Такой процесс называют гниением
белков. По количеству продуктов гнилостного распада белков определяют свежесть мяса.
Содержание белков в пищевых продуктах составляет:
— в мясе — 11,4 - 21,4 %,
— рыбе — 14 - 22,9 %,
— молоке — 2,8 %,
— твороге – 14 - 18 %,
— яйцах — 12,7 %,
— хлебе — 5,3 - 8,3 %,
— крупах — 7,0 - 13,1 %,
— картофеле — 2 %,
— плодах — 0,4 - 2,5 %,
— овощах — 0,6 - 6,5 %.
Роль белков в организме человека и животных разнообразна. Их молекулы высокоспециализированы ввиду того, что для каждого белка характерны определенная последовательность аминокислот и их число. Перестановка всего лишь одного остатка аминокислоты на другое место в аминокислотной цепочке белковой молекулы ведет к очень значительному изменению свойств белка, и поэтому каждый белок имеет свои особые физиологические функции. Разделяют:
* структурные белки, участвующие в образовании различных структур организма (стенки кровеносных сосудов, кожа, сухожилия, связки, хрящи, кости);
* белки-гормоны, которые участвуют в управлении всеми жизненными процессами организма, его ростом и размножением;
* сократительные белки (миозин, актин), обеспечивающие сокращение и расслабление мышц;
* белки-ферменты, обеспечивающие все химические процессы в организме. Без белков-ферментов невозможны пищеварение, усвоение кислорода, накопление энергии, свертывание крови;
* транспортные — гемоглобин, переносящий кислород от легких к различным органам и тканям;
* защитные — белки-иммуноглобулины, нейтрализующие токсичные чуже
Энергетическая ценность белков равна 16,7 кДж, или 4,0 ккал (при окислении 1 г.). Человеку для нормальной жизнедеятельности ежедневно необходимо потребление 80—100 г. белков, в том числе 50 г. животных. Потребность взрослого организма в белке составляет около 100 г в сутки (при больших физических нагрузках – 120 – 170 г). Особенно важны полноценные белки растущему организму.
1.1.4. Ферменты
Ферменты —
это вещества белковой природы, вырабатываемые животной клеткой и выполняющие роль катализатора всех биохимических процессов. Дыхание и работа сердца, рост и деление клеток, мышечное сокращение, переваривание и усвоение пищи, синтез и распад всех биологических веществ — обусловлены быстрым и бесперебойным действием определенных ферментных систем.
Как и все белки, ферменты построены из аминокислот, остатки которых в молекуле каждого фермента соединены в определенной последовательности в полипептидную цепь. Порядок чередования аминокислот в полипептидной цепи и их число характерны для каждого данного фермента.
Ферменты играют огромную роль в процессах питания и обмена веществ. большое значение они имеют и для производства пищевых продуктов. Ферменты могут ускорять как полезные процессы, так и нежелательные, приводящие к порче продуктов. Действие ферментов зависит от ряда факторов, среди которых наиболее важны температура и реакция среды (величина рН среды):
— Оптимальной температурой для их развития является температура 40 — 60 °С. При низких температурах ферменты не разрушаются, но действие их резко замедляется, при высоких (70 — 80 °С и выше) — они денатурируются и утрачивают свою активность. Для ферментов человека и животных оптимум действия 37 — 38 °С, т.е. температура тела.
— Многие ферменты активны при нейтральной реакции среды, т.е. при значениях рН среды, близких к физиологическим. В кислой или щелочной среде они теряют свою активность, за исключением некоторых, которые действуют в кислой и щелочной среде.
Кроме температуры и величины рН среды на активность ферментов влияют различные вещества, которые могут активизировать (ионы различных металлов) или замедлять (например, синильная кислота) действие ферментов.
В зависимости от функциональной направленности ферменты делят на шесть классов: оксиредуктазы, трансферазы, гидролазы, лиазы, изомеразы, лигазы (синтетазы).
* Оксиредуктазы
катализируют окислительно-восстановительные процессы в организме.
* Трансферазы
принимают участие в промежуточном обмене веществ. Они катализируют перенос химических группировок — метильной (СН3
), аминной (NH2
) и других — от одного соединения к другому.
* Гидролазы
катализируют процессы расщепления сложных веществ с присоединением к ним воды.
* Лиазы
— ферменты, отщепляющие негидролитическим путем различные группы (CO2
, Н2
0, NH3
) от веществ с образованием двойных связей или присоединением группы к двойным связям. Они играют большую роль в процессах обмена веществ.
*
Изомеразы
катализируют внутримолекулярное перемещение различных групп, т. е. превращение изомерных форм друг в друга.
* Лигазы (синтетазы)
принимают участие в синтетических процессах.
От химических катализаторов ферменты отличаются тем, что каждый из них действует на вполне определенное вещество или на химическую связь строго определенного типа, например, сахараза катализирует только сахарозу, лактаза — лактозу и т. д.
Активность ферментов огромна, она во много раз превышает активность неорганических катализаторов. Так, для расщепления белков до аминокислот 25 % -й серной кислотой при кипячении необходимо 20 ч, а под действием фермента трипсина в организме человека этот процесс протекает за 2—3 ч. Ферменты в ничтожных количествах способны катализировать большие количества вещества — одна часть фермента сахаразы катализирует 200 тыс. частей сахарозы.
1.1.5. Витамины
Витамины представляют собой органические соединения различной химической структуры, синтезирующиеся, как правило, в растениях. В животных организмах витамины почти не синтезируются и поступают с пищей. Отсутствие их приводит к нарушениям в процессах обмена веществ, ведущим к тяжелым заболеваниям. Витамины участвуют в регуляции обмена веществ, они обладают каталитическими свойствами, т.е. способностью стимулировать химические реакции, протекающие в организме, а также активно участвуют в образовании ферментов. Витамины влияют на усвоение питательных веществ, способствуют нормальному росту клеток и развитию всего организма. Являясь составной частью ферментов, витамины определяют их нормальную функцию и активность. Недостаток, и тем более отсутствие в организме какого-либо витамина ведет к нарушению обмена веществ. При недостатке витаминов в пище снижается работоспособность человека, сопротивляемость организма к заболеваниям, к действию неблагоприятных факторов окружающей среды.
В зависимости от свойств и характера распространения в природных продуктах витамины делят на жирорастворимые и водорастворимые. Содержание витаминов в продуктах выражают в миллиграммах на 100 г. продукта или в миллиграмм-процентах (мг %).
— К жирорастворимым
относят витамины А, D, Е, К.
* Витамин А
(ретинол) содержится в жирах морских рыб, говяжьей печени, желтке яиц, сливочном масле (летнем). В растительных продуктах содержится провитамин А — каротин (под действием фермента каротиназы в организме человека превращается в витамин А). Им богаты морковь, абрикосы, шпинат, лук зеленый, томаты.
Суточная потребность в витамине А — 1,5 мг. При недостатке этого витамина в организме приостанавливается рост, нарушается зрение, снижается устойчивость к инфекционным заболеваниям.
Витамин А и каротин хорошо сохраняются при тепловой обработке продуктов (разрушается 5—10%). Каротин хорошо сохраняется в квашеных и соленых овощах. Незначительны потери витамина А и каротина в замороженных продуктах. Под действием света и кислорода воздуха витамин А легко разрушается.
* Витамин D
(кальциферол) содержится в жире печени рыб, яичном желтке, сливочном масле, сыре. В организм человека поступает главным образом в виде эргостерола, содержащегося во многих пищевых продуктах. У человека эргостерол находится под кожей и под влиянием ультрафиолетовых лучей превращается в витамин D.
Суточная потребность в витамине — 0,0025—0,01 мг., при недостатке его, особенно у детей, развивается рахит.
Витамин D стоек к нагреванию и хорошо сохраняется при кулинарной обработке. Только при длительном нагревании жиров свыше 160 °С он разрушается.
* Витамин Е
(токоферол) содержится в растительном масле, зародышах злаков (пшенице, овсе, кукурузе), салате, стручках гороха. Недостаток его в организме вызывает расстройство нервной системы, нарушение функции размножения у животных.
Суточная потребность в витамине — 10 — 20 мг.
Витамин Е устойчив к нагреванию и действию кислот, но чувствителен к действию света и щелочей.
* Витамин К
способствует свертыванию крови. Он содержится в шпинате, капусте, печени и др. Устойчив к нагреванию. Суточная потребность составляет 0,2—3 мг.
— К водорастворимым
относят витамины С, Н, Р, РР, U, группы В.
* Витамин С
(аскорбиновая кислота) в организме участвует в процессах тканевого дыхания и укрепления стенок кровеносных сосудов. При пониженном его содержании нарушается деятельность нервной системы, человек становится раздражительным, чувствительным к шуму, страдает бессонницей, работоспособность резко снижается. При длительном недостатке витамина С в питании человек заболевает цингой.
Витамин С содержится: в картофеле – 10—20 мг %, белокочанной капусте—50 мг %, квашеной — 20 мг %, томатах — 25 мг %, яблоках — 13 мг %, лимонах — 40 мг %, черной смородине — 200 мг %, сушеном шиповнике — 1200 мг %.
Витамин С легко разрушается под действием кислорода воздуха, в щелочной среде, в присутствии ионов металлов (меди, железа), при высокой температуре. Его количество значительно уменьшается при хранении очищенных овощей в воде, варке плодов и овощей, в процессе приготовления пищи и повторном нагреве. В процессе хранения плоды и овощи быстро теряют содержащийся в них витамин С.
Кислая среда продукта, крахмал, поваренная соль задерживают окисление витамина С, способствуя его coхранению. Сравнительно хорошо сохраняется витамин в квашеных овощах, замороженных и консервированных в герметичной таре продуктах.
Суточная потребность в витамине — 50 — 70 мг.
* Витамин В1
(тиамин, аневрин) содержится в пищевых дрожжах, свинине, горохе, хлебе из обойной муки, гречневой, овсяной, ячменной крупах, говядине. Отсутствие витамина B1
в пище вызывает болезни бери-бери и полиневрит (воспаление нервных стволов), ведущие к параличам.
Витамин В1
устойчив к нагреванию, но в щелочной среде разрушается, легко окисляется кислородом воздуха. Суточная потребность в витамине -- 1,5--2 мг.
* Витамин В2
(рибофлавин) содержится в печени, говядине, яичном желтке, молоке. При недостатке его в организме нарушается процесс окисления органических веществ, в результате чего ослабляется нервная система, приостанавливается рост, возникают язвы в углах рта и шелушение кожи, появляются светобоязнь и слезоточивость.
Витамин устойчив к нагреванию в нейтральной и кислой средах, но разрушается под действием света и приварке продуктов в щелочной среде. Суточная потребность в витамине — 2 — 2,5 мг.
* Витамин В6
(адермин, пиродоксин) обнаружен в печени, мясе, рыбе, дрожжах, фасоли, горохе, пшенице и других пищевых продуктах. Отсутствие его в пище нарушает процессы превращения аминокислот и вызывает воспалительное поражение кожи. Суточная потребность в витамине – 2—3 мг.
* Витамин В12
(цианкобаламин) содержится в печени, почках, молочных продуктах, яичном желтке и др. Участвует в процессе синтеза белков, способствует образованию красных кровяных телец в костном мозгу. Отсутствие его в организме вызывает злокачественную анемию. Суточная потребность в витамине — 0,002—0,005 мг.
* Витамин Н
(биотин) находится во многих пищевых продуктах. Отсутствие витамина Н вызывает воспаление кожи, выпадение волос, деформацию ногтей. Суточная потребность в витамине — 0,15 — 0,3 мг.
* Витамин Р
(цитрин) найден в растительных продуктах и сопутствует витамину С. Регулирует кровяное давление, предотвращает проницаемость и хрупкость капиллярных кровеносных сосудов.
* Витамин РР
(никотиновая кислота) содержится в дрожжах, печени, мясе, пшенице, бобовых, гречневой крупе, картофеле и др. При недостатке этого витамина человек заболевает пеллагрой (шершавая кожа), проявляющейся в воспалении кожи, нарушении деятельности желудочно-кишечного тракта и нервной системы.
Витамин РР устойчив к свету, кислороду воздуха, действию щелочей, сохраняется при варке пищи, выпечке хлеба. Суточная потребность в витамине — 15 — 25 мг.
* Витамин U
способствует заживлению язв желудка и двенадцатиперстной кишки. Содержится в петрушке, соке свежей белокочанной капусты.
1.1.6. Прочие вещества пищевых продуктов.
Кроме рассмотренных основных веществ пищевые продукты содержат органические кислоты, эфирные масла, гликозиды, алкалоиды, дубильные вещества, красящие вещества и фитонциды.
* Органические кислоты
содержатся в плодах и овощах в свободном состоянии, а также образуются в процессе их переработки (при квашении). К ним относят уксусную, молочную, лимонную, яблочную, бензойную и другие кислоты.
Небольшое количество кислот, содержащихся в пище, оказывает возбуждающее действие на пищеварительные железы и способствует хорошему усвоению веществ.
Помимо вкусового органические кислоты имеют и консервирующее значение. Квашеные и маринованные продукты, клюква и брусника, содержащие бензойную кислоту, хорошо сохраняются.
Кислотность является важным показателем качества многих продуктов питания. Дневная потребность взрослого человека в кислотах составляет 2 г.
* Эфирные масла
обусловливают аромат пищевых продуктов. Общее количество их для большинства продуктов определяется долями процента. Аромат пищевых продуктов является важным показателем качества. Для придания аромата к некоторым пищевым продуктам добавляют синтетические ароматические вещества —сложные эфиры органических кислот; в кулинарии блюда посыпают рубленой пряной зеленью.
Приятный аромат пищи вызывает аппетит и улучшает усвоение пищи.
Свойство ароматических веществ легко испаряться нужно учитывать при кулинарной обработке и хранении пищевых продуктов.
При порче продуктов появляются неприятные запахи, обусловленные образованием таких веществ, как сероводород, аммиак, индол, скатол и др.
* Гликозиды
—
производные углеводов, содержащиеся в плодах и овощах (соланин, синигрин, амигдалин и др.). Они обладают резким запахом и горьким вкусом, в малых дозах возбуждают аппетит, в больших — являются ядами для организма.
* Алкалоиды,
возбуждающе действующие на нервную систему, в больших дозах являются ядами. Содержатся в чае (теин), кофе (кофеин), какао (теобромин), представляют собой азотсодержащие органические вещества.
* Дубильные вещества
придают пищевым продуктам (чаю, кофе, некоторым плодам) специфический вяжущий вкус. Под действием кислорода воздуха окисляются и приобретают темную окраску. Этим объясняется темный цвет чая, потемнение на воздухе нарезанных яблок и т. д.
* Красящие вещества
обусловливают цвет пищевых продуктов. К ним относят хлорофилл, каротиноиды, флавоновые пигменты, антоцианы, хромопротеиды и др.
Xлорофилл
— зеленый пигмент, находящийся в плодах и овощах. Хорошо растворяется в жирах, при нагревании в кислой среде превращается в феофитин — вещество бурой окраски (при варке плодов и овощей).
Каротиноиды
— пигменты, придающие продуктам желтую, оранжевую и красную окраску. К ним относят каротин, ликопин, ксантофилл и др. Каротин находится в моркови, абрикосах, цитрусовых, салате, шпинате и др.; ликопин (изомер каротина) придает томатам красный цвет; ксантофилл окрашивает продукты в желтый цвет.
Флавоновые
пигменты
— придают растительным продуктам желтую и оранжевую окраску. По химической природе они относятся к гликозидам. Содержатся в чешуе репчатого лука, кожице яблок, чае.
Антоцианы
— пигменты различной окраски. Придают окраску кожице винограда, вишни, брусники, содержатся в свекле и др.
Xромопротеиды
— пигменты, обусловливающие красную окраску крови.
Кроме естественно содержащихся красящих веществ в продуктах при переработке и хранении могут образовываться темноокрашенные соединения: меланоидины, флабофены и продукты карамелизации сахаров.
Фитон
циды —
обладают бактерицидными свойствами, содержатся в луке, чесноке, хрене.
2. НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА
2.1 Вода
Вода — химическое соединение водорода с кислородом, является универсальным растворителем значительного количества веществ. Вода сама по себе не имеет питательной ценности, но она непременная составная часть всего живого. В растениях содержится до 90 % воды, в теле человека 60 — 80 %. Вода входит в состав плазмы крови, лимфы и тканевой жидкости, является растворителем минеральных и органических веществ. С участие воды происходит большинство химических превращений в организме. В сутки человеку требуется 2,5 — 3 л. воды. Она служит хорошим растворителем и способствует удалению из организма ненужных и вредных веществ.
Вода входит в состав всех пищевых продуктов, но содержание ее различно. Много воды находится в плодах и овощах — 65 — 95 %, молоке — 87—90 %, мясе— 58—74 %, рыбе—62—84 %. Значительно меньше ее в крупах, муке, макаронных изделиях, сушеных плодах и овощах (12—17 %), сахаре (0,14— 0,4 %).
В пищевых продуктах вода может находиться в свободном и связанном состоянии.
* Свободная вода
в виде мельчайших капель содержится в клеточном соке и межклеточном пространстве. В ней растворены органические и минеральные вещества. При высушивании и замораживании вода легко удаляется. Плотность свободной воды—около 1, температура замерзания — около 0 °С.
* Связанной
называют воду, молекулы которой физически или химически соединены с другими веществами продукта. Она не растворяет кристаллы, не активизирует многие биохимические процессы, замерзает при температуре — 50 —70 °С и имеет плотность 1, 2 и более.
При хранении и переработке пищевых продуктов вода из одного состояния может переходить в другое, вызывая изменения свойств этих товаров. Так, при варке картофеля и выпечке хлеба часть свободной воды переходит в связанное состояние в результате набухания белков, клейстеризации крахмала. При оттаивании замороженных картофеля или мяса часть связанной воды переходит в свободное состояние. Свободная вода создает благоприятные условия для развития микроорганизмов и деятельности ферментов. Поэтому продукты, содержащие много воды, являются скоропортящимися.
Содержание воды (влажность) является важным показателем качества продуктов. Пониженное или повышенное ее содержание сверх установленной нормы ухудшает качество продуктов. Например, мука, крупа, макаронные изделия с повышенной влажностью быстро портятся. Уменьшение влаги в свежих плодах и овощах приводит к их увяданию. Вода снижает энергетическую ценность продукта, но придает ему сочность, повышает усвояемость.
К питьевой воде предъявляются определенные требования. Она должна быть прозрачной, бесцветной, без запаха, посторонних привкусов и вредных микроорганизмов.
В растворенном состоянии в воде находятся различные вещества, преимущественно соли. От концентрации ионов кальция и магния зависит жесткость
воды.
Для приготовления пищевых продуктов используется вода пониженной жесткости, так как в жесткой воде плохо развариваются бобовые, мясо, такая вода ухудшает вкус чая.
Влажность пищевых продуктов определяют высушиванием, рефрактометрическим методом (по сухому веществу) и др.
2.2 Минеральные вещества
Минеральные вещества иначе называют зольными элементами
,
так как после сжигания продукта они остаются виде золы. Минеральные вещества имеют большое значение для жизнедеятельности организма человека: входят в состав тканей, участвуют в обмене веществ,в образовании ферментов, гормонов, пищеварительрых соков. Они представляют собой жизненно необходимые компоненты питания, обеспечивающие нормальную жизнедеятельность и развитие организма. Недостаток или отсутствие отдельных элементов в организме приводит к тяжелым заболеваниям.
По количественному содержанию в продуктах минеральные вещества делят на макро- и микроэлементы.
* К макроэлементам
относятся кальций, фосфор, железо, калий, натрий, магний, сера, хлор и др. Кальций, фосфор и магний участвуют в образовании костной ткани. Фосфор, кроме того, принимает участие в дыхании, двигательных реакциях, энергетическом обмене, активировании ферментов.
Источником фосфора
являются мясо, рыба, яйца, сыр.Суточная норма потребления фосфора около 1600 мг.
Кальций
находится в продуктах в виде соединений с кислотами и белками. Содержится в молоке и молочных продуктах, желтке яиц, рыбе, салате, шпинате, петрушке. Суточная норма потребления кальция около 800 мг.
Кальций и фосфор хорошо усваиваются организмом при соотношении в продуктах 1:1,2 или 1:1,5.
Магний
нормализует возбудимость нервной системы, стимулирует перильстатику кишечника и повышает выделение желчи. Содержится в крупах, бобовых, орехах, рыбе. Суточная норма потребления магния около 500 мг.
Железо
участвует в процессе кроветворения, около 70 % железа содержится в гемоглобине. Источником железа служат мясо, печень, почки, яйца, рыба, виноград, земляника, яблоки, капуста, горох, картофель и др. Суточная норма потребления железа — 15 мг.
Калий и натрий
участвуют в регулировании водообмена в организме. В плазме крови около 16 мг % калия. Суточная норма потребления калия — 2-3 г.
Сера
входит в состав белков.
Хлор
необходим для образования желудочного сока.
Потребность организма в натрии и хлоре удовлетворяется в основном за счет потребления поваренной соли.
К
микроэлементам
относятся медь, кобальт, йод, марганец, фтор и др.
Медь и кобальт
способствуют образованию гемоглобина крови. Функции меди связаны с функциями железа. Кобальт участвует в каталитической функции витамина В12.
Суточная норма потребления меди — 2-5 мг.
В сравнительно больших количествах микроэлементы содержатся в желтке яйца, говяжьей печени, мясе, рыбе, картофеле, свекле, моркови.
Йод
необходим организму для нормальной работы щитовидной железы. Им богаты морские рыбы, водоросли, ракообразные, моллюски, яйца, лук, хурма, салат, шпинат. Суточная норма потребления йода — 100-150 мкг.
Марганец и фтор
способствуют формированию костей.
Потребность организма в микроэлементах и их содержание в продуктах ничтожно малы. Избыток микроэлементов вызывает тяжелые отравления организма. Соли меди, свинца, олова могут попадать в продукты при их изготовлении в результате растворения металлической аппаратуры кислотами, а также ее истирания. Поэтому содержание в продуктах меди, олова ограничивается стандартами; свинец, цинк, мышьяк не допускаются.
В растительных и животных продуктах содержатся практически все зольные элементы, встречающиеся в природе. Однако количество их различно:
— в манной крупе — 0,5 %,
— в молоке — 0,7 %,
— в яйцах — 1,0 %,
— в мясе — 0,6 - 1,2 %,
— в рыбе — 0,9 %.
Суточная потребность взрослого человека в минеральных веществах составляет 13,6-21г.
3ольность служит показателем качества при определении сорта муки и крахмала, характеризует также степень чистоты продукта (сахар, какао-порошок).
3. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Следует отметить, что пищевые продукты в настоящее время являются значительной частью всех импортируемых в Россию товаров. Знание теоретических основ товароведения очень важно для должностных лиц таможенных органов, принимающих окончательное решение о классификации товаров в ходе таможенного оформления и таможенного контроля. Учитывая сложную экономическую обстановку в нашей стране, связанную с переходным периодом от предыдущей экономической системы к рыночной экономике, нельзя не признать тот факт, что существует возможность нарушения таможенных правил участниками внешнеэкономической деятельности. Такие нарушения связаны, в основном с фальсификацией документов, предъявляемых инспектору таможни в процессе таможенного оформления. В основном это умышленно неправильная классификация товаров и, соответственно, использование поддельных сертификатов соответствия.
Такие манипуляции с документами и товарами могут повлиять на правильность начисления таможенных платежей, что в свою очередь повлечет за собой урон для экономических интересов Росси. В сложных экономических условиях выполнение возложенных на таможенные органы задач по контролю за перемещением через таможенную границу РФ товаров во многом зависит от профессиональной подготовки сотрудников таможни.
К этим задачам относятся: выполнение основных правил кодирования товаров в зависимости от химико – биологического состава, свойств и особенностей влияния на организм человека и животных, применением мер тарифного и нетарифного регулирования; возможности определения пищевой, биологической и энергетической ценности продовольственных товаров с цель правильной оценки таможенной стоимости; оценка качества продовольственных товаров с целью предотвращения ввоза на территорию РФ некачественных товаров и возможности принятия участия в экспертизах для решения спорных вопросов.
Кроме того, знание теоретических основ товароведения пищевых продуктов необходимо и в бытовых вопросах, так как пищевые продукты – это то, с чем нам приходится сталкиваться каждый день.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.
1. Программа курса “Товароведение и товароведная экспертиза”, ч.2: ”Товароведение и товароведная экспертиза продовольственных товаров”, Российская Таможенная Академия, С-Петербургский филиал им. В.Б.Бобкова, С-Петербург, 1997.
2. Товароведение пищевых продуктов, В.Н. Гончарова, Е.Я. Голощапова, издание 2-е переработанное, Москва, ”Экономика”, 1990 г.
3. Популярная медицинская энциклопедия, 4-е издание, Ульяновск, “Книгочей”, 1997.
4. Энциклопедический словарь, 1,2,3 т., Государственное научное издательство “Большая советская энциклопедия”, Москва, 1955.
5. ТН ВЭД СНГ, 2-е издание, Москва,1996.
6. Таможенный Кодекс Российской Федерации, 1993 г.
7. Физиология человека, Учебник для техникумов физической культуры. М. «Физкультура и спорт», 1984.