Особливості харчових продуктів та їх виробництва

Вітамін D (кальцифероли) – необхідний для нормального обміну кальцію і фосфору в організмі і збереження структури кісток, забезпечує ріст і мінералізації зубів. Джерелом надходження його жир печінки тріски і камбали, печінка яловича, молоко, жовтки яєць, м'ясо, гриби. Добре зберігається при консервуванні і кулінарній обробці. Вітамін надходить в організм не тільки з їжею, але можу утворюватись в ньому під впливом ультрафіолетових сонячних промінів.

Вітамін Е (токоферол) – необхідний для тканинного дихання, обміну білків, жирів і вуглеводів, покращує засвоюваність жирів, вітамінів А і D, сприяє підтриманню стабільності мембран клітин, інактивує вільні радикали завдяки антиоксидантним властивостям, впливає на функції статевих залоз. Відсутність його викликає безплідність, м’язову слабкість. Добова потреба –  
10 мг. Багато вітаміну у зародках злаків, олії, вершковому маслі, сирі, квасолі капусті, моркві. Токофероли чутливі до ультрафіолетового світла, нагрівання до 200 ^оС в присутності кисню, дії кислот і лугів. Застосовується як антиоксидант для запобігання прогорканню жирів

Вітамін К (філохінони) – необхідний для утворення протромбіну та інших речовин, що запобігають згортанню крові, підвищує стійкість стінок судин, нормалізує перистальтику шлунково-кишкового тракту і діяльність м’язів. При нестачі його відбувається підшкірні крововиливи. Добова потреба – 0.2-3,0 мг. Джерелом його надходження є продукти рослинного і тваринного походження – свиняча печінка, шпинат, капуста, кропива, томати, картопля, м'ясо.

Мінеральні  речовини

У харчових продуктах  мінеральні речовини містяться у  вигляді солей, а також у складі високомолекулярних органічних речовин. При спалюванні продуктів харчування мінеральні елементи залишаються у вигляді золи, забарвлення якої залежить від того, який мінеральний елемент переважає в його складі.

Мінеральні речовини входять до всіх клітин і тканин, беруть участь у процесах обміну між клітинами і міжклітинною рідиною, в утворенні ферментів, гормонів, травних соків, підтримують колоїдний стан білків, осмотичний тиск і реакцію середовища тканини.

Мінеральні речовини за кількісним вмістом у продуктах харчування поділяються на макро-, мікро- і ультрамікроелементи. До макроелементів відносяться – натрій, калій, фосфор, кальцій, магній, хлор, сірка, кремній, залізо.  Кальцій, фосфор, магній, натрій, калій, хлор, кремній – необхідні для утворення кісток, зубів і тканин внутрішніх органів людини. Залізо є складовою частиною гемоглобіну крові і ферментів оксидаз, накопичується в печінці і селезінці. Солі натрію, калію, і кальцію входять до складу крові і клітинного соку. Сірка знаходиться в молекулах деяких білків і впливає на енергетичний обмін. Фосфор бере участь у різноманітних хімічних перетвореннях – диханні, реакціях руху, енергетичному обміні клітини. Йому належить важлива роль у активації ферментів вуглеводного обміну. Кремній входить до складу мукополісахаридів, тому його вміст у шкірі, хрящах, м’язах тіла людини досягає 0,01 %. Кальцієм багаті горіхи, молочні продукти, горох, шпинат, вівсяна крупа, морква та ін. Організм людини краще засвоює кальцій при наявності в їжі вітаміну D. Магнію багато в горіхах, морській капусті, морській рибі, кавунах, крупі, горосі. Фосфором багаті м’ясні, рибні, хлібні, круп’яні і молочні продукти, яйця, горіхи, картопля. Калій переважає у картоплі, горіхах, рибі, м’ясі.  Натрієм багаті продукти з зерна, ікра риб, сири, яйця. Сірки більше у хлібі, крупах, м’ясі, яйцях, молоці. Залізом багаті вівсяна і гречана крупи, горіхи, горох, яйця, айва, персики, м'ясо. Хлор входить до складу сполучень з натрієм, калієм і переважає в тих продуктах, до складу яких входять ці елементи.

До мікроелементів відносять барій, бор, йод, кобальт, марганець, мідь, молібден, миш’як, свинець, цинк, фтор та ін. Мікроелементи активізують різні ферментативні процеси, впливають на тканинне дихання, внутрішньоклітинний обмін речовин, кровотворення, розмноження, процес росту та ін. Так, мідь, марганець, цинк і кобальт стимулюють ріст організму і утворення крові. Марганець і фтор – входять до складу кісток і зубів. Кобальт є складовою частиною вітаміну В₁₂. Цинк. Мідь, залізо, молібден і марганець беруть участь у будові деяких ферментів. За допомогою йоду у щитовидній залозі утворюється гормон тироксин. Мікроелементами багаті плодові і овочеві соки. Кобальт, мідь, цинк у відносно великій кількості міститься у жовтку яєць, яловичій печінці, м’ясі, рибі, картоплі, буряку, моркві; мідь – у раках, рибі;  йод – у морських рибах, водоростях, крабах, яйцях, цибулі, хурмі, салаті, шпинаті.

До ультрамікроелементів відносять радіоактивні елементи – уран, торій, радій та ін.

У значної кількості продуктів – м’ясних, рибних, яйцях, сирі, хлібі, крупі, макаронних виробах, бобових, горіхах, переважають кислотні мінеральні речовини. Лужну реакцію середовища дають тільки мінеральні речовини  овочів, молока і кисломолочних продуктів. Для підтримки лужно-кислотної рівноваги в тканинах організму в раціоні харчування необхідні продукти з мінеральним складом основного характеру.

Зміна мінерального складу продуктів може відбуватися при  варінні, бланшуванні, смаженні та інших видах теплової обробки. При варінні овочів і плодів у воді втрати ними мінеральних речовин вищі, ніж при варінні на парую Зі збільшенням тривалості обробки втрати мінеральних речовин зростають. Наприклад, при бланшуванні, консервуванні і варінні зеленого горошку, вміст магнію, калію, фосфору зменшується, а вміст кальцію збільшується за рахунок поглинання його з води. При замочуванні бобових, втрати мінеральних речовин складають 19-15 %.

Барвники

В залежності від походження, барвники поділяються на три групи –  природні, штучні і синтетичні. Природні барвники – натуральні речовини входять до складу плодів, овочів та ін.  рослин, які утворені біологічними системами в процесі росту і розвитку. У харчові продукти вони потрапляють разом із сировиною. А в процесі переробки можуть піддаватися змінам. В залежності від забарвлення, природні барвники рослинного походження поділяються на 4 підгрупи:

– зелені – хлорофіл;

– жовті і жовтогарячі – каротин і ксантофіл, флавоноли і флавоноїди;

– червоно-фіолетові – антоціани;

– безбарвні – лейкоантоціани.

Хлорофіли у природі зустрічаються у формі α і b. Він близький до складової частини гемоглобіну крові – гему, тільки замість магнію до його складу входить залізо. Тому хлорофіл підсилює кровотворення і має бактеріостатичну дію. Джерелом хлорофілу є зелені овочі і фрукти, особливо овочева зелень. При зберіганні хлорофіли можуть руйнуватися під дією ферменту хлорофілази до хлорофілової кислоти, а під дією високих температур, кислот і солей – до феофітину, який надає готовим продуктам буре забарвлення.

Каротиноїди –  розчиняються тільки у жирах і органічних розчинниках. Каротини – надають плодам і овочам жовтого забарвлення. Винятком є лікопин, який має червоне забарвлення (томати). Каротин має велику кількість подвійних зв’язків, тому легко окислюється, поглинаючи багато кисню, а приєднуючи водень – відновлюється, внаслідок чого забарвлення слабшає. Найважливіша функція каротиноїдів є участь у окислювально-відновних процесах, фотосинтезу і росту. Каротиноїди приєднують кисень і передають його іншим хімічним сполукам, що свідчить про їх значну роль в обмінних процесах, в тому числі і диханні. В значній кількості каротин міститься у моркві, обліписі, перці, шкірці цитрусових, зелених плодах і овочах. При зберіганні сировини кількість каротиноїдів зменшується, за винятком моркви, в складі якої при зберіганні спостерігається біосинтез каротину.

Ксантофіли – надають плодам і овочам помаранчеве забарвлення – абрикоси, персики, морква.

Флавонові барвники – це водорозчинні фенольні глікозиди. До них відносять антоціани, флавони і флавоноли, які мають бактерицидні властивості. Локалізуються у клітинних оболонках і вакуолях клітини. Основна фізіологічна роль цих речовин – участь у процесах біологічного окислювання. Плоди і овочі, які на них багаті, мають підвищену стійкість до несприятливих умов зберігання.

Антоціани – це глікозиди, молекули яких складаються з залишків молекул глюкози, галактози або рамнози і забарвлених агліконів – антоцианідинів. Забарвлення антоціанів може змінюватись від червоного до синього і фіолетового в залежності від рН середовища – в кислому – червоне забарвлення, в лужному – синє. Антоціани використовуються як натуральні барвники при виробництві кондитерських виробів, кисломолочних продуктів, морозива, деяких ковбас, напоїв,  компотів та ін. консервованої продукції.

Лейкоантоціани – безбарвні речовини, які за певних умов можуть перейти у антоціани. Наприклад, при зволоженні білої сухої луски окремих сортів часнику з’являється фіолетове забарвлення. Властивості їх аналогічні до антоціанів і містяться вони в тих же продуктах.

Флавони –  це речовини, які є попередниками антоціанів і мають жовте забарвлення. Мають аналогічну з антоціанами функцію захисту хлорофілу і цитоплазми від руйнування, поглинаючи ультрафіолетові промені.

Флавоноли –  відрізняються від флавонів наявністю гідроксильної групи. За будовою вони наближаються до антоціанів і зустрічаються разом з ними в плодахі овочах. Найбільше розповсюдження мають їх представники – кверцетин,  кемферол, рутин і міріцетин. Кверцетин – найбільш розповсюджений флавонол має сильні бактерицидні властивості. Тому цибуля з золотистим листям зберігається краще, ніж з білим а бо фіолетовим.

Природні  барвники тваринного походження поділяються  на 3 групи:

– червоні – міоглобін, нітрозоміоглобін та ін.;

– чорні – меланін;

– сріблясті.

Штучні барвники – ті, що утворюються в процесі переробки продовольчої сировини. До них відносяться меланоїдини, карамеліни і флобафени, що надають харчовим продуктам забарвлення від золотистого до коричневого і чорного.

Меланоїдини – речовини, які утворені при взаємодії цукрі з амінокислотами і наступною їх полімеризацією.

Карамеліни (цукровий колір) – суміш темнозабарвлених продуктів карамелізації цукру, що утворюються при температурі вище 150 ^оС. Застосовується для забарвлення напоїв, кондитерських і кулінарних виробів, можуть викликати потемніння цукристих виробів – варення, повидла, джемів, а також консервів. Карамеліни утворюються при обсмажуванні кавових зерен.

 Флабофени – продукти ферментативного окислення і полімеризації катехінів, що додають темне забарвлення сушеним плода і овочам, чорному чаєві.

Синтетичні  барвники – використовуються у вигляді добавок.

Ароматичні  речовини

Ароматичні, або пахучі речовини. містяться у харчових продуктах і обумовлюють запах, тобто аромат продуктів. Розрізняють природні ароматичні речовини, які характерні для вихідної сировини – запах свіжих плодів, м’яса, риби, штучні аромати, що утворюються в процесі виробництва продуктів харчування – аромат свіжого хліба, вина, чаю, і синтетичні запашні речовини.

Ароматичні речовини підвищують виділення  слини. Шлункового соку, сприяють кращому  перетравленню їжі. Крім того. багато природних ароматичних речовин мають бактерицидну дію – ефірні масла цибулі, часнику, цитрусових та ін. Запах – важливий показник якості продуктів, який утворюється при змішуванні безлічі летючих речовин, кожна з яких може не мати типового запаху або аромату даного продукту. У харчових продуктах знаходиться понад 400 летючих сполучень. До них відносяться ароматичні спирти, альдегіди, кетони, лактони, органічні кислоти, ефіри, азот- і сірковмісні сполуки та ін.

Основною частиною ароматичних речовин плодів та овочів, які називають ефірними оліями, є терпени та кисневі похідні терпенів – альдегіди, кетони, кислоти, спирти, а також складні ефіри. На запах продукту великий вплив має концентрація окремих компонентів у суміші ароматичних речовин. Для надання аромату. До деяких продуктів додають багаті ефірними оліями прянощі. Різні частини рослин, або вилучені з них ефірні олії, або синтетичні ароматизатори – складні ефіри органічних кислот. Широко застосовується глутамінат натрію, який представляє собою натрієву соль глутамінової кислоти, у кількості 0,05-0,5 %, при виготовленні м’ясних консервів, ковбасних виробів. перших та других страв для посилення смаку.

Ефірні масла  відносяться до біологічно активних речовин. які беруть участь у окислювально-відновних, захисних і ростових процесах. При зберіганні відбуваються кількісні та якісні зміни вмісту ароматичних речовин.

Вода продовольчої сировини і харчових продуктів

Вода – найбільш розповсюджений компонент продуктів рослинного і тваринного походження. Вона складає  основну масу тіла людини, тварин, рослин і мікроорганізмів. Найбільш високий вміст води мають плоди і овочі, молоко, м'ясо, риба. Значно менше води знаходиться в маргарині, вершковому маслі, крохмалю, зерні, борошні, макаронних виробах, сушених плодах, овочах і грибах. Мінімальна кількість води утримується у сухому молоці, кухонній солі, кулінарних жирах, рослинній олії і цукрі.

У тканинних і рослинних  тканинах вода є найбільш рухливим компонентом хімічного складу. Нормальні функції організму тварин і рослин здійснюються тільки при достатні кількості води. Плоди та овочі при втраті 5-7 % води в’януть і втрачають свіжість. Втрата води тваринами у кількості 15-20 % призводить до їх загибелі. Вода необхідна для хімічних і колоїдних процесів, які протікають у тваринних і рослинних тканинах під час переробки. За своїм станом вода поділяється на вільну і зв’язану. Вільна вода служить середовищем для хімічних, фізико-хімічних і мікробіологічних процесів. Вода необхідний компонент для забезпечення життєдіяльності всіх біологічних організмів. Добова потреба у воді у дорослої людини – 2,5-3 літри. Майже на 90 % вона задовольняється за рахунок харчових продуктів – рідких і твердих. А на 10 % – за рахунок внутрішніх джерел води. Що утворюються при окисленні жирів, білків і вуглеводів.

Вміст води в харчових продуктах відіграє важливу роль при формуванні і збереженні їхньої якості. Вода впливає на консистенцію продуктів, на стан поверхні і внутрішньої будови ряду продуктів. Значна кількість процесів. що відбувається при зберіганні, протікають за участю води – випаровування води, гідролітичні та мікробіологічні процеси. Вода має велике значення для збереження харчових продуктів. особливо співвідношення вільної і зв’язаної води, яке характеризує активність води. Активність води обумовлюється відношенням тиску водяних парів над продуктом до їхнього тиску над поверхнею чистої води при одній і тій же температурі. Цей показник означає доступність води для фізичних, хімічних. Фізико-хімічних і мікробіологічних процесів. Активність води збільшується зі зростанням вмісту вільної води. Чим нижче активність води в харчових продуктах, тим краще вони зберігаються.