Общая характеристика химического состава плодов и овощей

Протопектин по мере созревания переходит в растворимый пектин клеточного сока, в результате изменяется консистенция плодов.

При хранении также происходит распад пектиновых веществ. С этим связано появление различного типа потемнений кожицы и мякоти плодов.

В настоящие время установлена важная роль пектиновых веществ как лечебно-профилактического фактора. Пектиновые вещества, легко образуя коллоидные растворы, обладают обволакивающими свойствами. Благодаря этому они способствуют локализации и заживлению язвенных поражений желудка и кишечного тракта.

Большое значение имеет свойство пектиновых веществ осаждать ионы двухвалентных металлов (нейтрализуют и удаляют из организма соли свинца, цинка и др.).

Установлено защитное действие пектиновых веществ при радиоактивном поражении.

Органические кислоты имеют важное значение в обмене веществ в плодах и овощах. В соотношении с сахарами они в значительной степени определяют вкус плодов и овощей.

Органические кислоты оказывают сильное действие на выделение пищеварительных соков в организме человека. Поэтому они способствуют лучшему усвоению компонентов пищи, в которых содержание кислот невелико (рыбные, мясные, мучные, крупяные изделия и т.д.).

Органические кислоты плодов и овощей, а также солено-квашеных продуктов, получаемых из них, активизируют выделение пищеварительных соков. Благодаря этому указанные продукты способствуют хорошему усвоению тех компонентов пищи, в которых содержание кислот сравнительно невелико, например хлеба, мучных и крупяных изделий, картофеля, мяса, рыбы, яиц, молочных продуктов.

Наиболее распространены в плодоовощной продукции яблочная, лимонная и винная кислоты, их называют фруктовыми.

Яблочная (оксиянтарная) кислота содержится во многих растениях. Она преобладает в плодах семечковых и косточковых культур, особенно много ее в рябине (1,5—3 %), барбарисе (до 6 %) и кизиле. Почти совсем нет этой кислоты в плодах цитрусовых, клюкве.

Яблочная кислота хорошо растворима в воде, безвредна для организма человека, ее широко применяют при изготовлении фруктовых вод и кондитерских изделий. Эту кислоту вырабатывают из рябины (при этом выход кислоты составляет около 10 кг на 1 т плодов) или синтезируют из фумаровой кислоты: СООНСН=СНСООН + Н20 — СООНСН2СНОНСООН. Фумаро-вую кислоту получают сбраживанием сахара при помощи плесневого гриба Aspergillus fumarieus.

Винная (диоксиянтарная) кислота в природе встречается в виде правовращающей формы, а также в рацемической смеси. В значительном количестве она содержится в винограде (0,3— 1,7 %). В других плодах и ягодах винной кислоты может быть много или она отсутствует. Чаще всего диоксиянтарная кислота входит в состав растений южных широт. Кислая калиевая соль винной кислоты называется винным камнем (кремортартар). Из него и получают винную кислоту, которую широко используют при изготовлении фруктовых вод, химических рыхлителей теста. Известный реактив сегнетова соль — двойная калий-натриевая соль винной кислоты.

Лимонная кислота в значительном количестве присутствует во многих плодах и ягодах. В лимонах ее — 6—8 %, других плодах цитрусовых и клюкве — до 3. Обычно лимонная кислота встречается вместе с яблочной, причем в ягодах преобладает над последней. Получают лимонную кислоту несколькими способами: осаждением из сока лимона в виде кальциевой соли с последующим разложением (выход около 25 кг кислоты на 1 т лимонов); сбраживанием растворов Сахаров при помощи различных грибов (Asj pergillus niger); выделением из отходов махорки, до 6—7 % сухой массы которой составляет эта кислота. Лимонную кислоту широко используют при производстве фруктовых вод, в пищевой промышленности, а также как консервант крови.

Щавелевая кислота присутствует в плодах и ягодах в незначительном количестве (сотые доли процента), но в таких овощных растениях, как щавель, ревень, листья свеклы, ее довольно много. В щавеле она содержится в виде кислой калиевой соли, в ревене в составе оксалата кальция. Последняя соль нерастворима в воде и в клеточном соке обнаруживается в виде сросшихся кристаллов — друз. Щавелевая кислота жгуча на вкус, ее соли скорее вредны, чем полезны для организма человека, и постоянно выводятся из него с мочой. Использовать щавель и ревень в пищу лучше весной. В этот период в них преобладают яблочная и лимонная кислоты, а щавелевой еще немного. По мере старения растений ее содержание возрастает.

В плодах и овощах обнаружены и другие органические кислоты. Янтарная кислота содержится в недозрелых плодах и ягодах, молочная — в некоторых овощах, а уксусная — в плодах. Муравьиная кислота есть в малине, изолимонная — в ежевике.

Уксусная и молочная кислоты в небольшом количестве присутствуют в свежих плодах и овощах. Они играют значительную роль в процессах переработки как консервирующие и вкусоаро-матические вещества. Уксусную кислоту добавляют в маринады, что предохраняет их от порчи, придает специфический кисло-острый вкус продукции. В значительном количестве уксусная кислота может образовываться при прокисании малоспиртуозных столовых вин и пива, что свидетельствует об их порче. В доброкачественных винах содержание уксусной и других так называемых летучих кислот не должно превышать 0,1 %.

Молочная кислота образуется в результате молочно-кислого брожения при приготовлении солено-квашеной продукции (квашеная капуста, соленые огурцы и томаты, моченые яблоки). Она придает продукту приятный специфический вкус и предохраняет его от порчи, но лишь при пониженной температуре хранения.

В плодах и овощах присутствует группа органических кислот, в состав которых входят шестичленные циклы, т. е. эти кислоты относятся к ароматическому ряду. Среди них салициловая, бензойная, кофейная, хинная, хлорогеновая и другие.

Салициловая кислота имеет одно бензольное кольцо. Ее натриевая соль — жаропонижающее средство. Вот почему малину, в которой количество салициловой кислоты не превышает 0,001 %, издавна применяют в народной медицине при лечении простудных заболеваний как потогонное и жаропонижающее средство. В незначительном количестве эта кислота есть в землянике и вишне.

Бензойная кислота содержится в бруснике, клюкве как в сводимом виде, так и в соединении с глюкозой в виде гликозида вакциниина. Соотношение свободной и связанной форм бензойной кислоты равное, а общее ее содержание доходит в бруснике до 0,08-0,2 %, в клюкве — до 0,02—0,06 %. Свободная бензойная  кислота — антисептик.

Кофейная кислота содержится в кофе наряду с кофеином. В плодах и овощах, например яблоках, картофеле, она присутствует в соединении с хинной кислотой в виде хлорогеновой кислоты.

Кофейная кислота подавляет развитие фитофторы и фузариоза клубней картофеля и в то же время задерживает образование перидермы. Подобные вещества в качестве эндогенных ингибиторов роста играют определенную роль в механизмах состояния покоя картофеля и овощей и одновременно в устойчивости их к микроорганизмам.

Хинная кислота в незначительном количестве есть в сливах, яблоках, винограде, чернике, клюкве. Она входит в состав многих дубильных веществ.

Хлорогеновая кислота состоит из двух бензольных колец. Она легко окисляется и восстанавливается, поэтому играет важную роль в дыхательном обмене плодов и овощей. Образование потемнений кожицы (загар) и мякоти яблок при хранении связывают с ферментативным окислением этой кислоты. Хлорогеновая кислота и особенно ее окисленные формы — хиноны — обладает фунгитоксическим действием. Установлено, что у устойчивых сортов в тканях, прилегающих к зоне внедрения патогенных микроорганизмов, значительно увеличивается содержание хлорогеновой кислоты, которая выполняет роль химической преграды на пути их распространения. Таким образом протекает активная защитная реакция растений на внедрение микроорганизмов.

В некоторых случаях хиноны (окисленные фенольные соединения) вызывают гибель части клеток растения-хозяина вместе с проникшими в них гифами гриба-паразита. Таким образом происходит пассивная защита растений от паразитарного начала. В результате образуется локализованное некротическое пятно пораженной ткани. Подобная реакция сверхчувствительности свойственна некоторым устойчивым видам и сортам растений. В ответ на поражение образуется, как правило, несколько антибиотических веществ, благодаря чему действие каждого из них усиливается, т. е. возникает явление синергизма.

От кислотности плодов и овощей зависит выбор режима стерилизации при их консервировании. Поскольку микроорганизмы быстрее гибнут в кислой среде, то для высококислотных плодов и ягод достаточна температура 80—85 °С (пастеризация). Малокислотные продукты — некоторые плоды и почти все овощи — необходимо обрабатывать при температуре 100 °С и выше. Из овощей значительной кислотностью отличаются только щавель, ревень и томаты.

Общее содержание кислот, определяемое титрованием тс лочью, пересчитывают на преобладающую кислоту. Это делается умножением затраченного на титрование количества щелочи с учетом величины навески и степени разбавления вытяжки на пересчетный коэффициент. Например, для яблочной кислоты коэффициент равен 0,0067, для лимонной — 0,0064.

Общее содержание кислот не совсем точно характеризует степень кислого вкуса продукта. Существенным образом он зависит от степени диссоциации отдельных кислот, т. е. концентрации водородных ионов в их растворах (рН). Так называемые сильные кислоты, например соляная, диссоциируют в очень высокой степени и поэтому их растворы ощущаются как более кислые по сравнению с растворами фруктовых кислот, диссоциирующих значительно слабее.

Ежесуточная потребность человека в органических кислотах составляет в среднем 2 г и удовлетворяется в основном за счет потребления плодов, ягод, солено-квашеных и кисло-молочных продуктов.

Соотношение сахаров и кислот в значительной степени определяет вкус плодов и ягод. Для количественной оценки вкуса используют его показатель. Например, в яблоках Сахаров 9 %, кислот 0,7 %, следовательно, для них показатель будет равен

9/0,7 = 12,9

Физиологическая компенсация сладкого и кислого вкуса приблизительно может быть установлена по порогу ощущений, характеризующемуся отношением минимальных концентраций сахаров и кислот, которые определяют на вкус. Для лимонной кислоты порог составляет 0,0154, для яблочной — 0,0107, для винной — 0,0075г на 100 мл раствора. Таким образом, если сахароза начинает ощущаться при концентрации 0,38 %, лимонная кислота — при 0,015 %, то компенсация кислого вкуса будет достигнута при отношении сахара к кислоте   0,38/0,015 = 25,3. Порог ощущения вкуса для различных сахаров и кислот неодинаков, а содержание их в плодах и ягодах довольно изменчиво, поэтому произвести точный расчет точки компенсации вкуса трудно.

Органические кислоты — связующее звено в превращении отдельных групп веществ в растениях. Так, окислительные превращения углеводов — основного пластического и энергетического материала плодов и овощей — совершается через цикл ди- и три-карбоновых кислот. От того, в каком направлении протекают эти процессы, зависит ход многих синтезов, связанных с прохождением периода покоя и дозреванием плодоовощной продукции, устойчивостью ее к болезням и вредителям, возникновением физиологических расстройств

Гликозиды представляют соединения Сахаров со спиртами (агликон) и другими веществами: фенольными, сернистыми, азотистыми. В растениях гликозиды широко распространены и часто обусловливают их специфический вкус и аромат, а также устойчивость к фитопатогенной микрофлоре. Наиболее распространены: амигдалин, пруназин, вакцинин, соланин, синиргин, глюконастурцин, апинин, гликонапирин.

Амигдалин содержится в семенах косточковых и семечковых плодов, у некоторых видов может достигать до нескольких процентов: в абрикосах - 0,37%, в вишнях - 1,3-2,4%.

В состав агликона амигдалина входит синильная кислота и бензойный альдегид. Под действием ферментов или при кислотном гидролизе амигдалин распадается на глюкозу, бензойный альдегид и синильную кислоту (сильнейший яд). Известны отравления настойками из вишни с косточками.

Пруназин имеется в черемухе. Вакцинин содержится в бруснике и клюкве, состоит из глюкозы и бензойной кислоты, обладающей антибиотическими свойствами, обусловливает высокую устойчивость к микроорганизмам.

Соланин встречается в баклажанах, в незрелых томатах, в коре картофеля. С соланином связана устойчивость клубней к микроорганизмам. Озеленение клубней (выдержка на свету) приводит к значительному увеличению соланина в коровой части, благодаря чему картофель хорошо сохраняется. Однако этот способ применим только к семенному картофелю, увеличение соланина в продовольственном картофеле нежелательно. Нормальное содержание соланина не превышает 0,002-0,01%, при увеличении до 0,02% и выше присутствие соланина заметно влияет на вкус (появляется горечь), а при более высоком может вызвать отравление.

Синиргин встречается в хрене. Его агликон содержит серу. Под действием ферментов отщепляется эфирное масло жгучего вкуса.

Глюконастурцин содержится в репе, апинин - в петрушке; гликонапин - в брюкве.

Пигменты. Многие пигменты плодов и овощей представляют собой гликозиды фенольных соединений с двумя ароматическими кольцами, т. е. относятся к флавоноидам — водорастворимым пигментам.

Кверцетин — производное флавонола, красящее вещество желтого цвета. Содержится во многих растениях в свободном виде, но чаще встречается в форме гликозида рутина. Много кверцетина в наружных сухих чешуях лука, именно поэтому отвар из них иногда используют как желтый краситель. Этот флаванон есть также а цветах желтого левкоя, желтой и красной розы, хмеле, чае.

Антоцианы — гликозиды группы флавоноидов, широко распространенные в растениях. Это—пигментные вещества клеточного сока, которые в значительной степени обуславливают окраску цветов, плодов, ягод, некоторых овощей. Агликоны антоцианов - антоцианидины — имеют разный цвет: пеларгонидин — алый, цианидин — малиновый, дельфинидин — розовато-лиловый. Существуют и другие антоцианидины. Цвет антоцианов изменяется в зависимости от рН среды, наличия ионов металлов и других условий.

Существуют также лейкоформы антоцианов, т. е. бесцветные в обычных условиях соединения, которые могут окрашиваться при определенных воздействиях на продукт. Многообразие окраски листьев деревьев осенью также связано с накоплением и превращениями флавоновых гликозидов, антоцианов и каротиноидов. Индивидуальные названия антоцианов часто дают по видовому или родовому латинскому названию плодов и ягод. Так, антоциан земляники называют фрагарин, черники — миртиллин, вишни — керацианин.