Особливості харчових продуктів та їх виробництва

Клітковина – (целюлоза) міститься у всіх продуктах рослинного походження. Клітковина майже не засвоюється організмом людини, але у складі харчових волокон вона сприяє перистальтиці кишечника і виведенню важких металів, холестерину та інших шкідливих речовин з організму людини. Клітковина не піддається впливу слабких розчинів мінеральних і органічних кислот, лугів, солей. Вона гідролізується до глюкози тільки ферментами і сильними мінеральними кислотами. На відміну від крохмалю і глікогену клітковина при нагріванні у воді не розчиняється.

Пектинові речовини. До них відноситься протопектин, пектин, пектинова і пектова кислоти. Всі пектинові речовини. за винятком протопектину, розчинні у воді. Їх властивості використовують для отримання драглеподібної продукції – желе, повидла, конфітюру, джему, кондитерських виробів. Джерелом надходження пектинових речовин в організм людини є свіжі овочі, фрукти, фруктово-ягідні консервовані і кондитерські вироби. Найбільш багаті ним буряк, морква, чорна смородини; мають середній вміст – яблука, айва, кісточкові плоди, картопля, зернові товари; низький вміст – листові овочі.

Пектин – метоксильований ефір полігалактуронової кислоти, розчинний у воді, гідролізується в присутностц лугів або ферментів з утворенням спочатку пектинової, а потім пектової кислоти і метилового спирту. Пектин має високу вологоутримуючу і драглеутворюючу здатність. Пектин міститься тільки у рослинній сировині у вигляді протопектину, який входить до складу клітин рослинної тканини і його отримують з відходів переробки яблук, цукрового буряку та ін. за допомогою кислотного або ферментативного гідролізу протопектину. Пектин зв’язує і виводить з організму людини значну кількість шкідливих для організму людини речовин – солі важких металів, холестерин, радіонукліди, пестициди, бактеріальні і грибні отрути. Тому пектин широко використовують при виробництві продуктів лікувально-профілактичного призначення.

Пектинова кислота – полімер, який складається з залишків молекул галактуронової кислоти. Пектинова кислота розчинна у воді. Але не утворює желе і не зв’язує шкідливих речовин.

Ліпіди сировини та харчових продуктів

Ліпіди – це група органічних речовин. що не розчиняється у воді. Різні за своєю хімічною будовою, а також характеризуються різною розчинністю в органічних розчинниках – спирті, ефірі, хлороформі, ацетоні, бензолі та ін. За хімічним складом та фізико-хімічними властивостями ліпіди поділяються на групи – прості, складні та похідні ліпідів.

До  групи  простих ліпідів відносяться ліпіди, які побудовані із залишків спиртів та вищих жирних кислот. Найпоширенішими з них є нейтральні жири (гліцериди), стерини та віски.

До групи складних ліпідів (ліпоїдів) відносяться ліпіди, які мають у молекулі, крім спиртів і вищих жирних кислот, залишки фосфорної або фосфорної кислоти, азотистих речовин, вуглеводів та ін. компонентів. Основні представники цієї групи  ліпідів – фосфоліпіди і гліколіпіди.

До групи похідних ліпідів відносять каротини, окремі жиророзчинні вітаміни, жирні кислоти, вищі сперти та ін.

Ліпіди входять до складу рослинних  і тваринних тканин: як структурні елементи тканини; як жири запасу, що знаходяться  у сполучній тканині тварин і риб серед м’язових волокон, утворюючи «мармуровість» м’яса; у жировій тканині тварин; підшкірній клітковині, печінці та кістках тварин; в зародках зерен; насінні рослин;  іноді у м’якоті плодів, таких як маслини і обліпиха. Вегетативні частини рослин накопичують близько 5 % ліпідів, насіння – до 50 % і більше.

У харчових продуктах, з ліпідів переважають жири. Ними багаті рослинні олії і коров’яче масло, маргарин, кулінарні та топлені жири, які містять 82-99 % жиру, горіхи – до 67 %. Мало жирів в зернах злаків – від 1,5 до 6 %, плодах і овочах – до 0,5 %, макаронних та простих хлібних виробах – до 0,9 %.

Жири представляють собою ефіри спирту гліцерину та вищих жирних кислот. У природних жирах міститься до 2 % супутніх речовин, від яких залежить забарвлення, аромат та смакові особливості.

Жири поділяються на тваринні і рослинні. Джерелом тваринних жирів  для організму людини є сало. Вершкове масло, жирна свинина, ковбаси, сметана, тверді сири та ін. Властивості жирів визначають жирні кислоти, які поділяються на 2 групи: насичені та ненасичені. Які мають подвійні зв’язки. Від кількості подвійних зв’язків у молекулі жирних кислот залежать фізико-хімічні властивості жирів. Найбільше значення за ступенем поширення в продуктах та властивостями мають такі насичені кислоти, як стеаринова і пальмітинова, і ненасичені, такі як олеїнова, лінолева, ліноленова, арахідонова. Насичені жирні кислоти зустрічаються переважно у тваринних жирах, ненасичені – у рослинних оліях, горіхах, морепродуктах, вівсяній та гречаній крупах. Лінолева та ліноленова кислоти не синтезуються в організмі людини, а арахідонова може утворюватись з лінолевої. Жири в залежності від складу жирних кислот можуть бути тверді, мазеподібні або рідкі і мають різні температури плавлення. Чим більше ненасичених жирних кислот входить до складу жиру, тим він рідкіший. Температура плавлення яловичого жиру, у складі якого переважають насичені жирні кислоти, знаходиться в межах 42-52 ^оС. свинячого – 28-48  ^оС.  Температура застигання соняшникової олії  від (-16 ^оС) до (-18 ^оС), яловичого жиру – 34-38, свинячого 22-32 ^оС.  Жири не розчиняються у воді, а утворюють емульсії, при нагріванні вище 200 ^оС –  киплять, при температурі 240-250 ^оС – розкладаються з утворенням летких продуктів.

Ліпоїди –  за кількісним вмістом у харчових продуктах поступаються жирам, але роль їх досить суттєва.

Фосфоліпіди – складні ефіри гліцерину, жирних кислот і фосфорної кислоти. Зустрічаються в рослинних і тваринних тканинах, у складі клітинних оболонок і мембран. Особливо багато їх в зародках зерна, нервовій тканині, серці і печінці тварин, яйцях птиці. Фосфоліпіди володіють емульгуючими властивостями. Завдяки чому використовуються в якості емульгаторів при виробництві маргаринової продукції, шоколаду, майонезу і морозива.

Стерини – високомолекулярні спирти. Що містяться в рослинних і тваринних організмах у вільному вигляді або у вигляді ефірів з високомолекулярними кислотами (стероїдів). В залежності від походження розрізняють зоостерини. Які знаходяться в тваринних тканинах, і фітостерини, які знаходяться в рослинних тканинах.

Найважливішим представником зоостеринів є холестерин, який в організмі людини міститься у нервових тканинах, і бере участь в утворенні гормонів над нирок і інших фізіологічно активних речовин. При надлишку його в крові холестерин відкладається на стінках артеріальних судин. Що призводить до атеросклерозу, а в жовчі – до жовчно - кам’яної хвороби.

Холестерин та його похідні  в організмі виконують функцію  емульгаторів жиру та стабілізаторів жирової емульсії, що сприяє нормальному  стану клітини і обміну речовин. Крім того, холестерин зв’язує і знешкоджує в організмі бактеріальні токсини.

Віски – жироподібні речовини, що складаються з залишків молекул високомолекулярних одноатомних спиртів і вищих жирних кислот. Віски поділяються на рослинні і тваринні. Перші покривають плоди, листя, стебла рослин, захищають їх від змочування, випаровування вологи, проникнення мікроорганізмів. До тваринних вісків – відносяться бджолиний віск, ланолін шерсті вівці та ін. Вони не засвоюються організмом людини

В харчових жирах можуть відбуватися реакції гідролізу, окислення та відновлення.

Гідролітичне  розщеплення жирів протікає в процесі виготовлення і зберігання жирі. Жири при певних умовах реагують з водою, утворюючи гліцерин і жирні кислоти. Ступінь гідролізу жирів характеризується вмістом вільних жирних кислот. При їх накопиченні погіршується смак і запах продукту.

В тваринних жирах  –  гідроліз жирів протікає при  витоплені їх у відкритих котлах. У копчених ковбасах, беконі, солоному шпику спостерігається гідроліз жирів при виготовлені і зберіганні

Окислення жирів або  окисне прогорання – це взаємодія  кисню повітря і залишків жирних кислот. Окислення жирів – найбільш розповсюджений вид псування жирів  і жировмісних продуктів під  час зберігання.

Особливо чутливі до дії кисню поліненасичені жирні кислоти, які містяться у великій кількості у рослинній олії і риб’ячому жирі, при зберіганні в присутності повітря, на світлі або при підвищених температурах швидко окислюються і з’являється неприємний запах та смак, тобто жири прогоркають. Тому їх зберігають у темному приміщенні, без доступу повітря і до них додають антиоксиданти.

Процеси смаження протікають при температурі 160-190 ^оС, тому що при більш високій температурі жир починає розкладатися і диміти. При смаженні у фритюрі, жир піддається тривалому нагріванню при 160-190 ^оС, при цьому з продуктів надходить вода з розчиненими в ній речовинами. В цих умовах у жирі інтенсивно протікають гідролітичні, окислювальні процеси і полімеризація, внаслідок чого жир темніє і підвищується його в’язкість.

Вітаміни

Вітаміни відносяться  до групи незамінних нутрієнтів органічної природи, різноманітної будови, які необхідні для забезпечення обміну речовин в організмі людини. Вітаміни повинні постійно надходити з їжею, тому що в організмі людини вони не синтезуються. Потреба у вітамінах обчислюється у міліграмах і мікрограмах.

Вітаміни поділяються на дві групи – розчинні у воді і розчинні у жирах. До першої групи відносяться вітаміни С, В₁, В₂, В₆, В₁₂, Р, РР та ін., до другої – А, D, Е, К.

Вітамін С (протицинготний) – L-аскорбінова кислота відіграє важливу роль у окислювально-відновних процесах організму. Нестача його призводить до зниження опору організму різним захворюванням. Добова потреба – 70 мг.

Вітамін С міститься головним чином  в плодах і овочах, сухі плоди  шипшини, чорна смородина, хрін, солодкий перець, зелена цибуля, цитрусові, яблука та ін. Вітамін С швидко руйнується при зберіганні сушінні, варінні, але добре зберігається при квашенні і заморожуванні. Вітамін С використовується як антиоксидант для зберігання харчових продуктів. а також при приготування напоїв.

Вітамін В₁ (тіамін) – попереджає захворювання, що ведуть до паралічів, розладу нервової системи. Добова потреба –1,5 мг. У кислому середовищу вітамін стійкий до нагрівання і варіння, у лужному середовищі легко окислюється киснем повітря.

Велика кількість вітаміну міститься  у м’ясі, печінці, рибі і дріжджах, а також харчових продуктах рослинного походження –  горіхах, квасолі, гороху, гречаній і вівсяній крупах, у зародках і оболонках злаків.

Вітамін В₂ (рибофлавін)  – в організмі людини входить до складу ферментних з’єднань – флавопротеїдів. При його відсутності спостерігається зниження апетиту, зупинка росту, захворювання очей, розвиток анемії та ін. розлади. Добова потреба – 1,8 мг.

Джерела надходження вітаміну в організм людини – молоко, яйця, риба,

печінка, нирки, серце, м'ясо  і молоді овочі, дріжджі. Вівсяна  і гречана крупи, картопля і капуста. Звичайна кулінарна обробка, за винятком варіння у лужному середовищі, майже не руйнує рибофлавіну. Зневоднення продукту. наприклад, сушіння риби, призводить до втрати вітаміну.

Вітамін В₃ (пантотенова кислота) – міститься у всіх харчових продуктах. Тому потреба в ньому повністю задовольняється. Добова потреба – 5-10 мг. Він міститься у пивних дріжджах, печінці, яєчному жовтку, картоплі капусті. Під дією високих температур вітамін В₃  руйнується.

Вітамін В₆ (піридоксин) – при його відсутності спостерігається порушення білкового обміну і синтезу жирів у тваринному організмі, з’являються захворювання шкіри. Добова потреба – 2,0 мг.

Вітамін стійкий до кислот, лугів і високих температур, але  легко руйнується при обсмажуванні, копченні і тушінні, а також під дією світла. Велика кількість вітаміну у дріжджах, пшеничних зародках, рисових висівках.

Вітамін В₉ (фолієва кислота) – нестача фолієвої кислоти при незначному вмісті в їжі білків призводить до порушення кровотворення. Добова потреба – 0,2 мг. Вітамін міститься в рослинних і тваринних продуктах – салаті, шпинаті, зеленій цибулі, зеленому горошку квасолі, борошні низьких сортів, печінці, нирках, сирі, ікрі, яєчному жовтку. При тепловій обробці руйнується майже 90 % вітаміну.

Вітамін В₁₂ (ціанкобаламін) – володіє кровотворною здатністю, а також підвищує використання організмом рослинних білків, наближаючи їх до тваринних. Добова потреба – 0,003 мг. Головне джерело цього вітаміну – продукти тваринного походження – печінка, нирки, яєчні жовтки, молочні продукти, краби, морська капуста. Часто вітамін В₁₂ синтезується мікрофлорою кишечника.

Вітамін Р (рутин, чайний катехін) – зменшує проникність судин, підвищує міцність капілярів, стимулює тканинне дихання. Впливає на діяльність ендокринних залоз, сприяє накопиченню в тканинах вітаміну С. Добова потреба – 25 мг. Значна кількість вітаміну міститься у шипшині, чорній смородині, винограді, чайному листі, перці, цибулі. Вітамін стійкий при переробці плодів і овочів.

Вітамін А (ретинол) – необхідний для росту і розвитку організму, формування кісток, клітин епітелію і слизових оболонок очей, дихальних, травних і сечовивідних шляхів, входить до складу біологічних мембран, впливає на обмін ліпідів і вуглеводів, амінокислот, утворення білків в тканинах, процеси перекісного окислення, підвищує опір організму до інфекцій, впливає на функції статевих і щитовидної залоз. Добова потреба – 1,0 мг. Під дією кисню повітря руйнується швидко, зберігається при нагріванні навіть при 120-130 ^оС. Втрати при кулінарній обробці ретинолі коливаються від 0 до 40 %, каротину – від 0 до 30 %. Ретинол міститься в продуктах тваринного походження – вершковому маслі, яєчному жовтку, печінці, ікрі риб, а провітамін вітаміну А каротин – в продуктах рослинного походження – моркві, абрикосах, персиках овочевій зелені.