Полезность и потребительские достоинства пищевых продуктов

Цинк содержится во всех тканях животных и растений. При недостатке цинка в организме молодых животных задерживается их рост. Цинк в продовольственных товарах в повышенных количествах может служить причиной отравлений. Кислые и жировые продукты растворяют его, и поэтому приготовление или хранение пищевых продуктов в цинковой посуде недопустимо.

Селен является сильным антиоксидантом, препятствует возникновению злокачественных опухолей. Источники селена - продукты моря (креветки, крабы, лангусты), печень, сердце, почки, желток яиц, отруби, томаты, чеснок.

Свинец является ядовитым для человека металлом, обладает способностью аккумулироваться в организме, главным образом в печени, и вызывать тяжелые хронические отравления. Встречается в животных и растительных продуктах в очень малых количествах. Из-за большой ядовитости содержание свинца в пищевых продуктах строго нормируется.

Олово в пищевых продуктах обнаруживается в незначительных количествах. Оно менее вредно, чем свинец, медь. Олово используется для лужения жести, предохраняет ее от коррозии. Для усиления защиты жестяной консервной банки от коррозии на поверхность олова дополнительно наносят специальные кислотоустойчивые лаки или эмаль либо создают на поверхности жести тонкую пленку устойчивых окислов олова.

Марганец широко распространен в продуктах животного и растительного происхождения. Он принимает активное участие в образовании многих ферментов, формировании костей, процессах кроветворения и стимулирует рост. В растениях марганец усиливает процесс фотосинтеза и образования аскорбиновой кислоты. Растительные продукты в большинстве случаев богаче марганцем, чем животные. Источники марганца - злаковые продукты, листовые овощи, чай, плоды и овощи. [11].

Радиоактивные изотопы присутствуют в организме человека, они непрерывно поступают и выводятся из организма. Во всех пищевых продуктах содержатся радиоактивные изотопы калия (K ^{4 0}), углерода (С¹²), водорода (Н²), а также радия с продуктами его распада. Наибольшая концентрация приходится на калий (К⁴⁰). Радиоактивные изотопы участвуют в обмене веществ наряду с нерадиоактивными. Для контроля радиационной безопасности пищевых продуктов устанавливаются предельно допустимые концентрации (ПДК) радиоактивных изотопов кобальта, цезия и стронция, а также радионуклидов.

Мышьяк как элемент в чистом виде ядовит только в больших концентрациях. Однако его соединения, такие как мышьяковистый ангидрид, арсениты и арсенаты, сильно токсичны. Источниками загрязнения мышьяком являются медеплавильные заводы, электростанции, использующие бурый уголь.

Углеводы - органические соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода. Образуются они при фотосинтезе в зеленых листьях растений из углекислого газа воздуха и получаемой из почвы влаги.

Потребность человека в углеводах составляет 400— 500 г в сутки, но при тяжелой физической нагрузке она может повыситься в 2—3 раза.

В состав пищевых продуктов чаще всего входят следующие углеводы: из моносахаридов - пентозы (арабиноза, ксилоза, рибоза) и гексозы (глюкоза, фруктоза, галактоза); из полисахаридов первого порядка (олигосахариды) -дисахариды (сахароза, мальтоза, лактоза, трегалоза) и трисахариды (рафиноза); из полисахаридов второго порядка (полиозы) - пентозаны (арабан, ксилан), гексозаны (крахмал, инулин, гликоген, клетчатка, или целлюлоза) и пектиновые вещества.

Моносахариды и полисахариды первого порядка имеют сладкий вкус, поэтому их называют сахарами.

Гексозы в пищевых продуктах представлены главным образом глюкозой, фруктозой и галактозой. Гексозы обладают восстанавливающими свойствами.

Глюкоза (декстроза, виноградный сахар) широко распространена в природе; ее находят в листьях, плодах, овощах, семенах растений, меде и т.д. Остатки глюкозы входят также в состав молекул многих более сложных соединений - сахарозы, крахмала, клетчатки, гликозидов, некоторых протеидов и др. Глюкозу широко применяют в кондитерской промышленности, медицине, а также для получения аскорбиновой кислоты (витамина С).

Фруктоза (левулеза, плодовый сахар) распространена в растениях так же часто, как и глюкоза. Около 35% фруктозы содержится в меде. Она получается путем гидролиза инулина под действием серной кислоты.

Галактоза в свободном виде в природе не встречается. Она входит в состав олигосахаридов - лактозы, рафинозы, а также высокомолекулярных полисахаридов - агар-агара, различных гуми и слизей, гемицеллюлоз, пектиновых веществ. Галактоза получается гидролизом лактозы, сбраживается только лактозными дрожжами.

К полисахаридам первого порядка относятся дисахариды и трисахариды.

Дисахариды построены из остатков двух молекул моносахаридов.

Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) представляет собой глюкозофруктозид. В некоторых растениях она может накапливаться в больших количествах. Так, в сахарной свекле сахарозы содержится до 24%, меньше в бананах, сливах, дынях, яблоках, моркови. Хорошо очищенный сахар более чем на 99% состоит из сахарозы.

Под действием ферментов, кислот сахароза гидролизуется (расщепляется) на глюкозу и фруктозу. Смесь равных количеств глюкозы и фруктозы после гидролиза называется инвертным сахаром.

Мальтоза (солодовый сахар) в свободном виде в природе не встречается, а образуется в качестве промежуточного продукта при гидролизе крахмала под действием фермента амилазы (диастазы) или кислот. При гидролизе мальтозы образуется глюкоза.

Лактоза (молочный сахар) имеется в молоке млекопитающих.

Под влиянием молочнокислых бактерий лактоза сбраживается в молочную кислоту. На этом свойстве лактозы основано получение кисломолочных продуктов.

Трегалоза (грибной сахар) содержится в пекарских дрожжах, грибах, некоторых водорослях.

Из трисахаридов в продуктах встречается рафиноза.

Рафиноза (мелитриоза) находится во многих растениях: в сахарной свекле, семенах хлопчатника, сои, гороха и др. При производстве свекловичного сахара рафиноза переходит в побочный продукт, называемый мелассой.

Полисахариды второго порядка встречаются преимущественно в растениях, некоторые их них (целлюлоза, гемицеллюлозы, протопектин) образуют в растениях опорные ткани, а другие (крахмал, инулин) служат в растениях запасными веществами. Полисахарид гликоген, называемый животным крахмалом, в организме человека и животных является запасным веществом.

Крахмал в растениях находится в виде крахмальных зерен, различающихся по свойствам и химическому составу как в одном и том же растении, так и в разных растениях. Он откладывается в качестве запасного вещества в клубнях, корнях, плодах и других частях растений.

Наиболее богаты крахмалом зерна злаковых. Так, содержание крахмала в пшенице достигает 70% , во ржи -05, кукурузе - 75, рисе - 80, картофеле - 24% .

Крахмальные зерна имеют различную форму и размер, характерные для отдельных растений. По форме зерен под микроскопом можно определить природу крахмала.

Инулин содержится в клубнях земляной груши, корнях цикория - 15-17%.

При кислотном гидролизе или под действием фермента инулазы инулин превращается в фруктозу.

Гликоген (животный крахмал) близок по строению к амилопектину, содержится в различных тканях человека и животных, а также в грибах, дрожжах, зерне кукурузы. В печени человека содержание гликогена достигает 20%, он служит запасным веществом.

При гидролизе гликоген, подобно крахмалу, превращается сначала в декстрины, затем в мальтозу и глюкозу.

Клетчатка является главнейшей структурной частью клеточных стенок хлорофиллоносных растений.

Пищевые растения и продукты их переработки содержат мало клетчатки. При полном гидролизе крепкой серной или соляной кислотой из клетчатки образуется глюкоза.

В пищеварительном тракте человека не вырабатываются ферменты, которые могли бы подвергать клетчатку гидролизу. Однако многие микроорганизмы способствуют расщеплению клетчатки до простейших составных частей. Такие микроорганизмы широко встречаются в природе, особенно они активны в кишечнике животных.

Клетчатка усиливает перистальтику кишечника и тем самым способствует прохождению пищевых масс через кишечный тракт. Она обладает свойством выводить из организма холестерин, в результате чего у человека задерживается развитие атеросклероза.

Гемицеллюлозы (полуклетчатка) объединяют большую группу высокомолекулярных полисахаридов, не растворимых в воде, но растворимых в слабых растворах щелочей и легко гидролизуемых под влиянием слабых кислот. При гидролизе кислотами гемицеллюлозы образуют маннозу, галактозу, арабинозу или ксилозу. Гемицеллюлозы сопутствуют клетчатке и находятся в семенах, орехах, кожице плодов и овощей, оболочках зерна, древесине и др.

Пектиновые вещества в отличие от крахмала, клетчатки и других полисахаридов второго порядка построены из остатков галактуроновой кислоты, являющейся продуктом окисления глюкозы. Они широко распространены в плодах, ягодах, овощах, листьях и др. Пектиновые вещества неоднородны и встречаются в виде протопектина, пектина, пектиновой и пектовой кислот.

Важным свойством пектиновых веществ является их способность в присутствии сахара и кислот образовывать студни, что используется в производстве кондитерских изделий (варенья, джемов, желе, мармелада, пастилы).

Липиды (жиры). По происхождению жиры делят на растительные и животные. Растительные жиры, называемые маслами, делят на твердые и жидкие. К твердым относят масло какао, кокосовое и пальмовое. Жидкие растительные масла в зависимости от свойств делят на невысыхающие (оливковое, миндальное и др.), полувысыхающие (подсолнечное, хлопковое и др.) и высыхающие (льняное, конопляное и др.). Животные жиры также подразделяют на жидкие и твердые. Различают жидкие животные жиры наземных животных (копытный жир) и жидкие жиры морских животных и рыб (рыбий жир, жир печени китовых). К животным твердым жирам относятся говяжий, бараний, свиной жир, а также коровье масло.

Жидкие растительные жиры с помощью катализаторов могут превращаться в твердые путем насыщения водородом непредельных жирных кислот. Процесс этот носит название гидрогенизации. Гидрогенизированные жиры широко используют в пищевой промышленности для получения маргарина. Жиры способны растворять некоторые ароматические вещества. Поэтому при складировании с продуктами, имеющими запах (соленая рыба, сыры, копчености и др.), жиры могут приобретать несвойственный им запах.

Потребность в жирах зависит от возраста, характера работы, климатических условий и других факторов, но в среднем в сутки взрослому человеку необходимо от 80 до 100 г жиров. Из этого количества не менее 20-30 г должны составлять жиры растительные, 25-30 г - молочный жир, а остальное - другие пищевые жиры. [7].

Азотсодержащие соединения составляют значительную часть сухого вещества пищевых продуктов. Наиболее важное значение для питания человека имеют белки, которые встречаются в пищевых продуктах в значительно больших количествах, чем другие азотистые вещества.

Белки - наиболее сложные из азотсодержащих соединений. Они являются важнейшими частями животных и растительных клеток. С белками связаны процессы обмена в организмах, способность к росту и размножению, защитная функция, создание опорных тканей - соединительных, хрящевых и костных, образование гормонов, антител, ферментов, участие в формировании клеточного субстрата.

Белки делят на простые (протеины) и сложные (протеиды). К простым относят белки, которые при гидролизе дают только аминокислоты, к сложным - белки, состоящие из простых белков и соединений небелковой группы, называемой простетической.

Простые белки - альбумины, глобулины, проламины, глютелины, протамины, гистоны, склеропротеины.

Сложные белки - фосфопротеиды, гликопротеиды, липопротеиды, хромопротеиды и нуклеопротеиды.

Содержание белков в пищевых продуктах колеблется в широких пределах. Более богаты белками продукты животного происхождения, а также бобовые и зерновые культуры. Плоды, ягоды и большинство овощей содержат мало белков.

Все белки пищевых продуктов условно делят на полноценные и неполноценные.

Полноценными называют белки, которые будучи введены в организм с пищей в достаточном количестве, способны поддерживать жизнедеятельность и нормальное развитие организма. Такие белки содержат в необходимом количестве все незаменимые аминокислоты. Примером полноценных белков могут служить казеин молока и яичный альбумин.

Неполноценными называют белки, которые не содержат хотя бы одну из незаменимых аминокислот. Наличие в пище только какого-либо одного неполноценного белка приводит к нарушению обмена веществ.

Растительные белки усваиваются хуже, чем животные, потому что в клетках растений они защищены клетчаткой и другими соединениями.

Ферменты — это белковые вещества, которые вырабатываются только живыми клетками и ускоряют реакции в организмах, т. е. являются биокатализаторами.

Роль ферментов для организма человека велика, так как под их действием происходят все жизненные процессы - дыхание, пищеварение, образование тканей, обмен веществ и др.

Витамины — это биологически активные вещества, обеспечивающие нормальное течение биохимических и физиологических процессов в организме.

Отсутствие или недостаток витаминов в пище даже при наличии в ней необходимого количества углеводов, жиров, белков и минеральных элементов вызывает в организме глубокие нарушения в процессах обмена веществ, вследствие чего возникают заболевания, называемые авитаминозами. При недостатке в пище какого-либо одного витамина возникает заболевание, известное под названием гиповитаминоз. Чрезмерное поступление в организм некоторых витаминов может вызвать заболевание, называемое гипервитаминозом. Суточная потребность организма в различных витаминах составляет всего 0,1-0,2 г.

Все витамины классифицируют на две большие группы по их растворимости в жирах и воде.

К витаминам, растворимым в жирах, относят следующие: А - ретинол; D- кальциферол; Е - токоферол; К — филлохинон.

Витамины, растворимые в воде: С - аскорбиновая кислота, Р - биофлаваноиды, В₁ - тиамин, В₂ - рибофлавин, В₆ - пиридоксин, В₁₂  - цианокобаламин, РР - никотиновая кислота, В₉ - фолиевая кислота, В₁₅ - пангамовая кислота, В₃ - пантотеновая кислота, ПАБ - параамино-бензойная кислота, Н - биотин и др.