Определение содержания жира в аппарате Сокслета.

Определение основано на экстрагировании жира из высушенной до постоянной массы навески блюда жирорастворителями. Ход определения
Навеску сухого вещества взвешивают на фильтровальной бумаге размером 6X7 см и заворачивают в пакетик. Этот пакетик завертывают в другой пакетик из фильтровальной бумаги размером 7X8 см. Внутренний пакетик помещают так, чтобы его шов не совпадал со швом внешнего пакетика. Приготовленный пакетик помещают в бюксу и высушивают в сушильном шкафу при температуре 103ч = 2 °С до постоянной массы. Затем пакетик переносят в экстрактор аппарата Сокслета и заливают этиловым эфиром. Эфира наливают столько, чтобы он начал переливаться через сифон экстрактора, после чего добавляют еще 50 см³ эфира и соединяют все части прибора. В холодильник пускают холодную воду, а перегонную колбу помещают на водяную баню (температура не выше 45 °С).

Нагревание следует регулировать таким образом, чтобы эфир сливался из экстрактора через каждые 5 — 6 мин. При непрерывном действии аппарата Сокслета для полного извлечения жира из хорошо измельченной навески требуется 5 — 6 ч, при плохо измельченной навеске экстракцию следует проводить 10 — 12 ч. Полноту экстракции проверяют на фильтровальной бумаге. Для этого берут 2 — 3 капли эфира, вытекающего из экстрактора, бумагу подогревают. Если на бумаге после испарения эфира не остается жирное пятно, то экстракцию считают законченной. Пакетики вынимают из экстрактора, подсушивают, после чего помеща

18. Рефрактометрия. Измерительные методы осуществляются с помощью тех или иных измерительных приборов и дают достоверную ин­формацию, которая может быть проверена повторным ана­лизом. Их можно разделить на химические, биохимические, физические и физико-химические методы исследования.

• рефрактометрический — позволяет определять по из­мерению показателя преломления (рефракции) светового лу­ча количество сухих веществ в пиве, джеме, томатопродук-тах, молоке; содержание жира в продуктах и Сахаров в са­харных растворах;

19. Фотоколориметрия. фотоколориметриче­ский, основан на измерении оптической плотности, процен­та пропускания световых потоков определенной длины вол­ны через исследуемый раствор и эталон. Приборы (Сф-4 и др.) дают более точные результаты по сравнению с ФЭК и ра­ботают в более широком диапазоне длин волн;

20. Хромотография. хроматографический — дает возможность с помощью растворителей (носителей) и сорбентов разделить и количес­твенно определить вещества в жидком и газообразном состо­янии. С помощью хроматографии изучают динамику изме­нения химических веществ в процессе хранения продуктов, природу и количество ароматических веществ, аминокис­лотный состав белков.

21. Значение воды для организма человека

Вода — наиболее распространенное соединение на Земле. Ее количество достигает 10¹⁸ т, и она покрывает приблизительно 4/5 земной поверхности. Это единственное химическое соединение, которое в природных условиях существует в виде жидкости, твердого вещества (лед) и газа (пары воды). Вода (Н2О) является самым распространенным соединением в живых организмах. Она составляет основную массу тела человека, животных, растений и микроорганизмов. Так, в организме взрослого человека содержится 58—67 % воды, что составляет 2/3 массы его тела.

Несмотря на то, что свойствам и структуре воды посвящено большое количество исследований, до настоящего времени не существует единого мнения о ее структуре, не объяснены закономерности взаимодействия воды с другими веществами. Формула Н₂О представляет собой диполь:

Вода и продукты ее диссоциации определяют структуру и биологические свойства белков, нуклеиновых кислот, липидов и других элементов клеточных структур. В жидком состоянии вода наряду с обычными молекулами содержит ассоциированные молекулы (полимеры) (Н20)_Х, благодаря образованию водородных связей:

Наличием водородных связей между молекулами воды объясняются аномалии ее физических свойств: максимальная плотность — при 4 °С; высокая температура кипения; при нагревании от О до 4 °С объем воды не увеличивается, а уменьшается, а при замерзании — увеличивается, а не уменьшается, как объем всех других тел. Объем льда на 1/11 больше объема воды, плотность льда составляет 0,92 г/см³.

В природе встречаются три изотопа водорода — Н, Д, Т, которые образуют Н₂О, Д₂О, Т₂О, Д₂О — это тяжелая вода, и химические и биологические реакции протекают с ней значительно медленнее, чем с обычной водой. Вода является постоянной средой, в которой протекают все биохимические процессы в организме. Только в жидкой водной среде совершаются процессы пищеварения и усвоения пищи в желудочно-кишечном тракте. Вода активно участвует в реакциях обмена. Она выполняет также важную механическую функцию, облегчая скольжение трущихся поверхностей (суставы, мышцы, связки). Испарение воды кожей представляет мощное приспособление, посредством которого поддерживается температура организма на постоянном уровне. С потом из организма выводятся продукты обмена (шлаки), а также микробы, вирусы, токсины. Суточная потребность взрослого человека в воде составляет 2,5—3 л, или 40 г на 1 кг массы его тела, у грудных детей

— в 3—4 раза больше. При физической нагрузке или высокой наружной температуре воздуха потребность в воде повышается до 3,5—5 л. Потребление воды человеком должно балансироваться с ее расходом. Потребность организма в воде удовлетворяется по-разному. Так, при употреблении человеком в сутки 2,6 л на долю питьевой воды приходится примерно 0,9 л, воды пищевых продуктов — 1,35 л и воды, образующейся в тканях при окислении различных веществ, —0,35 л. При окислении 100 г белков образуется 4 1 мл воды, углеводов — 55 мл и жиров — 107 мл. Выделение воды происходит через почки — в сутки выделяется около 1,5 л , через кишечник — 0,15 л , через кожу —0,6 л и через легкие — 0,35 л. Недостаток воды в организме приводит к усилению вязкости крови, а избыток — к усиленному вымыванию из организма солей, распаду белков, повышению нагрузки на сердце и почки. При утрате воды в количестве 6—8 % массы тела человек впадает в полуобморочное состояние, потеря 10 % воды приводит к нарушению глотательного рефлекса, обморокам, потеря же 12 % и более воды приводит к смерти. К тому же если без пищи человек может существовать около месяца, то без воды — не более 10 дней.

22. Содержание воды в пищевых продуктах

Вода входит в состав всех пищевых продуктов. Наиболее высокое ее содержание характерно для плодов и овощей -72—95 %, молока — 87—90, мяса — 58—74, рыбы —62—84 % . Значительно меньше воды находится в зерне, муке, крупе, макаронных изделиях, сушеных овощах, плодах, орехах, маргарине, сливочном масле — 12—25 %. Минимальное количество воды содержится в сахаре — 0,14—0,4 %, растительном и топленом маслах, кулинарных жирах — 0,25—1 % , поваренной соли, чае, карамели без начинки, сухом молоке — 0,5—5 % . В натуральных продуктах вода является наиболее подвижным компонентом химического состава тканей. Так, ее содержание в свежей сельди колеблется — от 5^1 до 78,3 %, в тресковых рыбах — от 70,6 до 86,2 % , в зависимости от возраста, пола, района и времени лова. Количество воды в картофеле может составлять 67—83 % , в дынях — 81—93 % , в зависимости от хозяйственно-ботанического сорта овощей, места их выращивания, а также погодных условий во время вегетации. Вода является основным компонентом большинства пищевых продуктов и оказывает сильное влияние на многие показатели их качества.

Продукты с высоким содержанием воды нестойки при хранении, поскольку в них очень скоро начинают развиваться микроорганизмы. Вода способствует ускорению химических, биохимических и других процессов в пищевых продуктах. Сырые мясо и рыба легко поражаются бактериями, а плоды и овощи — плесневыми грибами. Продукты с небольшим содержанием воды лучше сохраняются. Так, зерно с повышенной влажностью при хранении может самосогреваться, прорастать, плесневеть, тогда как хорошо просушенное в условиях сухого помещения может храниться годами. Так же долго сохраняются мука, крупа, сушеные плоды и овощи. Свежие плоды и овощи при потере 5—7 % воды увядают и теряют свежесть, качество их при этом резко снижается. 

23. Формы связи воды с сухим веществом

Свойства продуктов зависят не только от количества содержащеейся в них воды, но и от формы связи ее с другими веществами. Воду, содержащуюся в пищевых продуктах, можно разделить на два типа: свободную и связанную. Свободная вода — это вода, обладающая теми же свойствами, что и чистая. Большой интерес представляет связанная вода, которая настолько прочно соединяется с другими компонентами пищевых продуктов, что проявляет свойства, отличные от свойств свободной воды. Почти вся вода в пищевых продуктах находится в связанном состоянии, но удерживается тканями с различной силой. Связанная вода имеет большую плотность — 1,2—1,7 г/см³, полностью замерзает при очень низкой температуре ( - 71 °С), не способна растворять кристаллические вещества (сахарозу).

Формы связи влаги с материалом в порядке убывающей энергии делятся на три группы: химическую, физико-химическую и физико-механическую. Химически связанная вода может быть связана в виде гидроксильных ионов или заключена в кристаллогидраты, т.е. получается кристаллогидратная вода (глюкоза — C₆H₁₂O₆*H₂O). Такая связь является самой прочной, и вода может быть удалена только путем химического взаимодействия или при прокаливании. Физико-химически связанная вода делится на адсорбционно связанную и осмотически поглощенную. Адсорбционно связанная вода удерживается силовым полем на внутренней и внешней поверхностях мицелл коллоидного тела пищевых продуктов. Коллоидные материалы характеризуются значительной дисперсностью частиц, на которых и происходит адсорбционное связывание воды. Осмотически поглощенная вода связывается коллоидами пищевых продуктов с высокополимерным строением и прочно ими удерживается. Такую воду еще называют влагой набухания. Многие вещества (белки, пектины, клетчатка) способны в процессе набухания связывать количество влаги, в несколько раз превосходящее их сухой вес. Физико-механически связанная вода связывается макро- и микрокапиллярами. Капиллярную влагу можно рассматривать как свободную, она перемещается в капиллярах продукта в виде жидкости и пара. Такая влага обычно свободно выделяется из продуктов высушиванием или даже прессованием. Как правило, чем больше воды находится в связанном состоянии, тем меньше ее активность. Но даже связанная вода при определенных условиях может обладать некоторой активностью. Прочно связанная вода не является растворителем для других соединений, она не вступает в реакцию и не служит катализатором. Низкая активность воды сдерживает развитие микроорганизмов, а также физико-химические и биохимические реакции. Для каждого вида микроорганизмов существует нижний порог активности воды, после которого их развитие прекращается. При переработке и хранении пищевых продуктов вода может переходить из свободной в связанную, и наоборот, что вызывает изменение свойств товаров. Например, при выпечке хлеба, варке картофеля, производстве мармелада, пастилы и желе происходит превращение части свободной воды в адсорбционно связанную с коллоидными частицами белков,

крахмала и других веществ, а также возрастает количество осмотически удерживаемой влаги. В соках из плодов, ягод, овощей меняются формы связи воды по сравнению с исходным сырьем. При черствении хлеба, оттаивании замороженного мяса и картофеля наблюдается переход части связанной воды в свободную. Условия и сроки хранения ряда продуктов зависят от соотношения в них свободной и связанной воды. Например, зерно, мука, крупа при влажности до 14 % хорошо сохраняются, так как почти вся влага в них находится в связанном состоянии. При повышении содержания в них воды накапливается и свободная влага, усиливаются биохимические процессы, поэтому возникают трудности в хранении. Продукты с высоким содержанием свободной воды (мясо, рыба, молоко) плохо сохраняются, являются скоропортящимися, поэтому для длительного хранения их подвергают консервированию.

24. Гигроскопичность пищевых продуктов

Пищевые продукты в зависимости от условий хранения и перевозки поглощают извне или отдают водяные пары. При этом их масса увеличивается или уменьшается.

Способность продуктов к поглощению и отдаче водяных паров называется гигроскопичностью. Количество воды, которое поглощает или отдает продукт, зависит от влажности (например, влажность сушеного картофеля при относительной

влажности воздуха 10 % составляет 2,35 %, при 90 % — 26,6 % ) , температуры и давления окружающего воздуха, химического состава и физических свойств самого продукта, а также от состояния его поверхности, вида и способа упаковки. Наиболее высокой гигроскопичностью обладают сухое молоко, яичный порошок, сушеные овощи и плоды, крахмал и др. Поглощенная из воздуха влага называется гигроскопической. В продуктах она может находиться как в свободном, так и связанном состоянии.

25. Роль минеральных элементов

К минеральным (зольным) элементам относят те соединения, которые остаются в виде золы при сжигании (температура 600—800 °С) продуктов растительного и животного происхождения. Минеральные элементы в пищевых продуктах находятся в виде неорганических соединений — солей, например NаСl, калийных и кальциевых солей фосфорной кислоты, или входят в состав органических соединений в виде элементов, которые в процессе сгорания превращаются в оксиды, например фосфор лецитина, магний в составе хлорофилла, железо и сера в составе некоторых белков и т.д. Роль минеральных элементов в жизни человека, животных и растений огромна: все физиологические процессы в живых организмах протекают при их участии. Так, в организме человека и животных минеральные элементы участвуют в формировании и построении тканей, водном обмене, поддержании осмотического давления крови и других жидкостей организма, кислотно-щелочного равновесия в организме, входят в комплекс веществ, составляющих живую протоплазму клеток, а также в состав некоторых эндокринных желез. Бикарбонаты и фосфаты натрия и калия играют роль буферной системы, противодействующей изменению рН крови, благодаря чему сохраняется нормальное течение процессов жизнедеятельности. Многие ферментативные процессы, протекающие в различных тканях организма, требуют участия ряда минеральных элементов. Так, для превращения пировиноградной кислоты в уксусную или глюкозы во фруктозу обязательно участие ионов магния. Ионы кальция тормозят развитие указанного процесса. Минеральный состав организмов с возрастом меняется: при старении наблюдается минерализация организмов. Так, у новорожденных детей содержится около 34 г минеральных веществ на 1 кг массы тела, у взрослого человека их содержание увеличивается до 43 г и более. В теле человека обнаружено свыше 70 минеральных элементов, которые неравномерно распределены в тканях организма. В твердых тканях преобладают двухвалентные элементы: кальций, магний, а также накапливается много фосфора, в мягких — одновалентные: калий, натрий. Содержание минеральных элементов (золы) в пищевых продуктах невелико и составляет: 0,03 % — в сахаре, 0,5—1,9 % — в муке, 0,3—1,8 % — в плодах и овощах, 0,7—1,9 % — в рыбе и мясе. Дневная потребность человека в некоторых минеральных элементах составляет: Са — 800- 1000 мг, Р —1000—1500, Nа — 4000—6000, К — 2500—5000, Мg — 300—500, Fе —

15, Сu — 2, фториды — 0 , 5 — 1 , йодиды — 0,1—0,2 мг. Содержание золы является важным показателем для оценки качества многих пищевых продуктов. В действующих стандартах приводятся ее допустимые максимальные нормы содержания. Зольность продукта определяют сжиганием. Для этого навеску сначала осторожно сжигают, а затем прокаливают до постоянной массы. Обычно различают два понятия — «общая (сырая) зола» и «чистая зола». Под понятием «общая зола» подразумевают сумму минеральных элементов или их оксидов, входящих в химическую структуру пищевых продуктов, а также внесенных в продукт при его производстве или попавших случайно в качестве примесей. «Чистая зола» означает сумму минеральных элементов или их оксидов без примесей. Для ее определения полученную золу обрабатывают 10 % соляной кислотой. При этом «чистая зола» растворяется в соляной кислоте, а остаток будет свидетельствовать о наличии в продукте посторонних неорганических примесей.

26. Классификация и характеристика минеральных элементов

Минеральные элементы, входящие в состав пищевых продуктов, условно делят на три группы: макроэлементы, микроэлементы и ультрамикроэлементы. Макроэлементы содержатся в пищевых продуктах в количестве более 1 мг% (количество вещества в миллиграммах в 100 г продукта). К ним относятся К, Nа, Са, Мg, Р, Сl, Fе, S и др. Содержание микроэлементов не превышает 1 мг%. К ним относятся J, F, Cu, Zn, Br, Cr, Co, As и др. Ультрамикроэлементы содержатся в микрограммах и менее на 100 г продукта. К ним относятся Sn, Pb, Hg, Ra, U, To, Cs, Sr. Количество того или иного элемента еще не определяет его значения в жизни живых организмов. Так, хотя количество йода в организме составляет около 25 мг, роль его огромна: при недостатке йода резко нарушается функция щитовидной железы. Содержание минеральных элементов в пищевых продуктах зависит от вида растений и животных, из которых они получены, возраста, состава кормов и многих других факторов, а также от тех добавок, которые используют при изготовлении продуктов. Натуральные растительные продукты обычно богаче минеральными веществами, чем продукты животного происхождения. Состав золы тканей животных

зависит в основном от золы растений, которыми они питались.

27. Макроэлементы

В различных пищевых продуктах содержится неодинаковое количество калия, кальция, магния, фосфора, железа, а также других макроэлементов (табл. 2.1).

Содержание некоторых макроэлементов в пищевых продуктах, мг%

Кальций (Са) в организме находится в составе костной ткани и зубов — около 99 %. Остальная его часть входит в состав крови в форме ионов, в связанном с белками и другими соединениями состоянии. Соли Са играют существенную роль в работе сердца. Суточная потребность взрослого человека в Са составляет 0,8—1 г. В повышенных количествах кальция нуждаются беременные и кормящие женщины (до 1,5—2 г в сутки), а также дети, в организме которых он усиленно используется на образование костей. Недостаток кальция вызывает деформацию скелета, ломкость костей и атрофию мышц. Кальций характеризуется тем, что даже при его недостаточном поступлении с пищей продолжает выделяться из организма в значительных количествах. В пищевых продуктах кальций встречается в форме хлористых фосфорнокислых, щавелевокислых солей, а также в соединении с жирными кислотами, белками и др. Все соединения кальция, за исключением СаСl₂, трудно растворимы в воде, а поэтому плохо усваиваются организмом человека. Нерастворимые соединения кальция частично переходят из продуктов в раствор в желудке под действием соляной кислоты желудочного сока. Усвояемость кальция пищевых продуктов организмом человека зависит в значительной степени от наличия в пище фосфатов, жиров, соединений магния. Очень важную роль в усвоении кальция играет витамин D, который содействует переходу солей кальция и фосфора из кишечника в кровь и отложению в костях в виде фосфорнокислого кальция.

Солями кальция наиболее богаты молочные продукты, соевая мука, горох, овсяная крупа, морковь, салат, шпинат, щавель, петрушка, укроп, зеленый лук, сухофрукты.

Магния (Мg) в теле человека в 30—35 раз меньше, чем кальция, однако он имеет очень важное значение. Большая часть Мg находится в костной ткани. Он участвует в ферментативных процессах в организме, необходим для нормальной деятельности нервной и мышечной систем, входит в состав молекулы хлорофилла. Магний играет большую роль в предотвращении такого грозного заболевания, как рак. Основными продуктами, содержащими Мg, являются хлеб из обойной муки, различные виды круп, зерна бобовых культур, овощи, грецкие орехи, сухофрукты. Потребность взрослого человека в Мg составляет 400 мг в сутки.

Фосфор (Р) в соединении с кальцием участвует в образовании костной ткани, но его значение только этим не ограничивается. Фосфор необходим для синтеза сложных белков, фосфатидов, а также для образования сложных органических соединений — аденозинтрифосфата, креатинфосфата и др., являющихся аккумуляторами энергии, освобождающейся при биохимических превращениях (окислении) жира, сахара и других питательных веществ. Фосфорная кислота входит в состав рибонуклеиновых (РНК) и дезоксирибонуклеиновых (ДНК) кислот, теснейшим образом связанных с синтезом белка. Потребность взросюго человека в фосфоре составляет 1—1,5 г в сутки. При большой физической нагрузке, в частности у спортсменов, она возрастает до 2—2,5 г. Увеличение содержания фосфора в питании необходимо при туберкулезе, рахите, заболеваниях костной системы, зубов. Обеднение организма фосфором (при длительном недостаточном его поступлении) вызывает потерю аппетита, понижение умственной и физической работоспособности, исхудание. Особенно чувствительны к недостатку фосфора дети, беременные и кормящие женщины. Отрицательно влияет на организм человека и избыточное количество фосфора в рационе. В этом случае нарушается всасывание кальция из кишечника, тормозится образование активной формы витамина D, что приводит к еще большему

ухудшению усвоения кальция. Длительное преобладание в питании мясных, рыбных и зерновых продуктов может способствовать указанным нарушениям обмена веществ. Лучший источник фосфора — продукты животного происхождения: молоко, молочные продукты, мясо, рыба. Много его содержится также в зерновых и бобовых продуктах, однако из них соединения фосфора (фитины) плохо усваиваются. Если из животных продуктов усваивается 95 % фосфора, то из растительных — 55—60 % . Замачивание круп и бобовых перед кулинарной обработкой, а также выпечка хлеба улучшают усвоение фосфора. В некоторых пищевых продуктах его содержится: сыре голландском — 544 мг%, фасоли — 541, сыре плавленом — 470, крупе овсяной — 360, печени говяжей — 342 мг% .

Натрий (Nа) играет важную роль в процессах внутриклеточного и межтканевого обменов. Осмотическое давление плазмы крови почти на 90 % зависит от содержания в ней NaCl. NaCl играет также важную роль в регулировании водного обмена организма. Ионы натрия вызывают набухание коллоидов тканей и тем самым способствуют задержке в организме связанной воды. Основным источником Na для организма является NaCl (поваренная соль). Поступающая в организм человека с пищей, она используется для образования соляной кислоты желудочного сока, а также для синтеза панкреатической железой NаНСОз. Присутствием NаНСОз объясняется щелочная реакция поджелудочного сока, что является необходимым для расщепления белков пищи ферментом трипсином. Из организма NaCl выделяется главным образом с мочой и потом. При усиленной работе и потреблении жидкости человек теряет до 3—5 л пота, который на 99,5 % состоит из воды. В сухом веществе пота главную часть составляет NaCl. Суточная потребность взрослого человека в натрии составляет 4—6 г, что соответствует 10—15 г NaCl. Содержание натрия в отдельных пищевых продуктах составляет: хлебе ржаном - 701 мг%, картофеле — 21, сыpе — 606, яблоках — 1 1 , молоке — 5 1 , яйцах — 143 мг%.

Калий (К) в значительных количествах присутствует в пищевых продуктах, особенно растительного происхождения. В золе растений содержание калия иногда достигает более 50 % ее массы. В организме человека калий участвует в ферментативных реакциях, образовании буферных систем, предотвращающих сдвиг рН среды. Соли калия играют существенную роль в работе сердца. Калий уменьшает водоудерживающую способность белков и содействует выведению из организма воды, а также натрия. Поэтому калий может рассматриваться как некоторый физиологический антагонист натрия. В отдельных пищевых продуктах содержание калия составляет: в хлебе ржаном — 227 мг% , фасоли — 1144, картофеле— 429, моркови — 287, кураге — 1780, яйцах —140 мг% . Суточная потребность человека в калии — 3—5 г.

Железа (Fе) в организме взрослого человека содержится 3—4 г, причем около 60 % его входит в состав гемоглобина. Оно принимает участие в реакциях окисления и восстановления, катализирует процессы тканевого дыхания. Недостаток элемента в пище приводит к малокровию, поскольку он необходим для биосинтеза соединений, обеспечивающих кроветворение. Наибольшее количество железа находится в субпродуктах — печени, почках, паюсной и кетовой икре, в мясных продуктах, яйцах, орехах. Наиболее легко усваивается железо, содержащееся в овощах и фруктах, в то время как большая часть железа зерновых продуктов находится в неусвояемой для организма форме.Содержание железа в пищевых продуктах составляет: в морской капусте — 16 мг%, какао-порошке — 11,7, печени говяжьей — 8,4, фасоли — 7,9, горохе — 7 , гречневой крупе — 6,6, говяжьем сердце — 4,8, овсяной крупе — 3,9, говядине — 3, мясе птицы — 3, яйцах — 3, фундуке, изюме — 3, красном мясе — 2,6, хурме — 2,5, яблоках — 2,2, картофеле — 0,9, моркови — 0,6 мг%. Суточная потребность человека в железе составляет 15 мг.

Хлор (Сl). Физиологическое значение хлора связано с его участием в регуляции водно-солевого обмена и осмотического давления в тканях и клетках. Соли хлора (NаСl, К Сl,СаС1₂, МgС1₂, МnС1₂) обеспечивают образование соляной кислоты слизистой оболочкой желудка. Хлор входит в состав естественных пищевых продуктов в небольших количествах. В говядине его содержится 7,6 мг% ,сыре — 880, картофеле — 54, яблоках — 5 мг%.Основную потребность в хлоре человек удовлетворяет за счет NаС1, который добавляется в пищу в виде соли. Суточная потребность человека в хлоре составляет 5—7 г.

Сера (S) содержится в продуктах из хлебных злаков, бобовых, молочных продуктах, мясе, рыбе и особешю в яйцах. Она входит в состав почти всех белков тела человека и особенно ее много в аминокислотах цистине и метионине. Обмен серы в организме в основном представляет собой ее превращение в указанные аминокислоты. Она участвует в образовании витамина В₁ (тиамина), инсулина и некоторых других соединений. Много серы в волосах (кератин), ногтях и т.д. При окислении в организме соединений значительная часть серы выделяется с мочой в виде солей серной кислоты. Суточная потребность взрослого человека в сере составля-1 г.

Микроэлементы

Йод (J) необходим для нормального функционирования щитовидной железы. Он быстро усваивается щитовидной железой и через несколько часов после поступления в нее превращается в органические соединения, которые стимулируют обменные процессы в организме. При недостатке в организме йода нарушается деятельность щитовидной железы и развивается тяжелое заболевание, называемое эндемическим зобом. Содержание йода в зерновых продуктах, овощах, пресноводной рыбе не превышает 5—8 мкг на 100 г сырого продукта. Более высоким содержанием йода отличаются говядина, яйца, масло, фрукты. Морская капуста, морская рыба и рыбий

жир содержат наибольшее количество йода. В местностях, где почва бедна йодом, используют NаС1 с добавлением КJ (25 г на 1 т NаС1). Однако при хранении йодированной соли йод постепенно улетучивается, поэтому через 6 месяцев йодированную соль реализуют как обычную. По этой причине рекомендуют добавлять йодат натрия (NаJОз). Суточная потребность человека в йоде — 100—200мкг.

Фтор (F) играет важную роль в пластических процессах при образовании костной ткани и зубной эмали. Наибольшее его количество сосредоточено в костях (200—490 мг/кг) и зубах (240—560 мг/кг). При недостатке фтора возникает зубной кариес. Избыточное количество фтора в питьевой воде ведет к торможению жирового и углеводного обменов и крапчатости эмали зубов — флюорозу.Содержание фтора в сырых продуктах растительного происхождения составляет 0,02 0,05 мг% , молоке - 0,01, мясе — 0,02 мг%. В отрубях количество фтора достигает 0,1 мг%, поэтому хлеб из муки простых помолов содержит фтора больше, чем хлеб из муки высоких помолов. Источником фтора в основном является вода, причем фтор воды усваивается лучше, чем фтор пищевых продуктов. Содержание фтора в питьевой воде колеблется от 1 до 1,5 мг/л. Суточная потребность человека во фторе пока не установлена. Полагают, что оптимальное для здоровья количество фтора в питьевой воде — 0,5—1,2 мг/л.

Меди (Сu) в теле взрослого человека содержится приблизительно 150 мг, находится она главным образом в печени, почках, сердце, мышцах. Совместно с железом она участвует в процессах кроветворения и тканевого дыхания. В этом заключается основное физиологическое значение меди. Она участвует также в синтезе гемоглобина, стимулирует созревание эритроцитов, ускоряет всасывание железа в кишечнике. Содержание меди в некоторых продуктах составляет: в печени говяжьей 21,8—73,7 мг/кг, говядине — 3,7—5,4, рыбе — 0,6—6,8, бобовых — 3,0—6,8 мг/кг.Суточная потребность в меди составляет 2 мг. В небольших количествах медь не приносит человеку вреда. Но повышенное ее количество может вызвать отравление. Так, одновременный прием 77—120 мг меди может вызвать тошноту, рвоту, а иногда и понос. Поэтому содержание ее в пищевых продуктах регламентируется. На 1 кг продукта допускается, в зависимости от содержания в нем сухих веществ, от 5 до 30 мг меди. Например, в концентрированной томат-пасте содержание ее не должно превышать 30 мг/кг, во фруктовых компотах — 5 мг/кг.

Цинк (Zn) широко распространен в природе. В организме человека он содержится в печени, половых и поджелудочной железах и принимает участие в функционировании этих органов. Он оказывает влияние на жировой обмен, усиливая расщепление жиров и предупреждает ожирение печени. Суточная потребность в цинке составляет 10—15 мг. В период роста и полового созревания потребность в нем увеличивается. Содержание цинка в пищевых продуктах составляет: в муке пшеничной — 9,3 мг/кг, картофеле — 4, яблоках —0,4, печени животных — 44, яйцах — 9,8 мг/кг. Повышенные количества цинка в пищевых продуктах могут служить причиной отравления. Последнее более выражено, чем при отравлении медью, сопровождается жжением и болью во рту и желудке, рвотой, поносом и сердечной слабостью. Поэтому в цинковой посуде не рекомендуется хранить пищевые продукты. Она пригодна для хранения холодной питьевой воды.

Кобальт (Со) оказывает влияние на обмен веществ и процессы кроветворения. Стимулирующее действие его проявляется в основном в присутствии меди. Из кобальта кишечной микрофлорой осуществляется синтез витамина В₁₂. В пищевых продуктах кобальт находится в очень небольших количествах. В печени говяжьей он содержится в количестве 13,5 мг%, свекле — 12,1, землянике — 9,8, крупе овсяной — 7,56 мг%. Потребность в кобальте точно не установлена. Предположительно в сутки человеку необходимо 0,1—0,2 мг Со.

Марганец (Mn) активизирует процессы костеобразования, кроветворения, способствует обмену жиров, влияет на функцию эндокринных желез. В растениях усиливает процесс фотосинтеза и образования аскорбиновой кислоты. Хорошими источниками его являются растительные продукты, особенно листовые овощи — 10—20 мг/кг, свекла, черника, укроп, орехи, бобовые, чай, молоко — 0,02—0,03 мг/кг. Потребность человека в марганце составляет 5—10 мг в сутки.

Мышьяк (Аs) как элемент в чистом виде ядовит только в больших концентрациях. Однако такие его соединения, как мышьяковистый ангидрид, арсенаты, сильно токсичны. Источником загрязнения мышьяком являются медеплавильные заводы, электростанции, использующие бурый уголь. В этих случаях повышается содержание Аз в питьевой воде, почве, растениях и, как следствие, — в молоке, мясе коров, мясе птиц, в овощах и фруктах. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) установила, что ежедневное поступление Аs в организм с пищей и другими источниками не должно превышать 0,05 мг на 1 кг массы тела человека.

29. Ультрамикроэлементы. Свинец (Рb) встречается в животных и растительных продуктах в очень малых количествах. Так, в яблоках, грушах, землянике содержание свинца составляет около 0,1 мг/кг, молоке — 0,8, мясе — 0,05 мг/кг. Свинец является ядовитым для человека металлом, обладает способностью аккумулироваться в организме, главным образом в печени, и вызывает тяжелые хронические отравления.

Загрязнение пищи свинцом может быть от посуды, припоев, а также от инсектицидов, содержащих свинец. Чаще всего свинцовые отравления возникают при хранении пищевых продуктов в кустарной глиняной посуде. Ввиду большой ядовитости содержание свинца в пищевых продуктах не допускается.

Олово (Sn) в пищевых продуктах обнаруживается в незначительных количествах. Так, в печени быка и барана найдено 0,14 мг/кг олова, почках — 0,003, легких — 0,63, мозгах — 0,019 мг/кг. Олово не является таким ядовитым металлом, как свинец, цинк и медь, поэтому допускается в ограниченных количествах в аппаратуре пищевых предприятий, а также для лужения поверхности жести, из которой изготовляют консервные банки, предохраняя их от коррозии. Однако при длительном хранении содержание олова в консервах может значительно возрастать. Особенно быстро оно накапливается в продуктах, находящихся в открытых металлических банках, покрытых оловом. Для усиления защиты жестяной консервной банки от коррозии на поверхность олова дополнительно наносят кислотоустойчивые лаки или эмаль либо создают на поверхности жести тонкую пленку устойчивых оксидов олова. Содержание олова в консервах допускается от 100 до 200 мг/кг продукта.

Кадмий (Cd) и его соли оказывают сильное токсическое действие на организм человека. Причиной отравления может служить даже небольшое его количество (15 мг Cd на 1 кг пищевых продуктов). Источником загрязнения Cd являются кадмированная арматура, контактирующая с продуктами питания в кислой среде, фосфорсодержащие минеральные удобрения, пластмассы, окрашенные Cd, и др. Все это приводит к повышенному его содержанию как в свежих, так и в консервированных пищевых продуктах. Биологическая, роль кадмия, как и ртути, неясна.

Ртуть (Нg) легко образует большое количество органических и неорганических соединений, подавляющее большинство из которых ядовито. Металлическая ртуть и ее неорганические соединения действуют в основном на печень, почки и кишечный тракт, легкие. Она отличается способностью накапливаться в организме человека.

Источниками загрязнения сельскохозяйственных продуктов являются прежде всего пестициды, содержащие ртуть, а морских продуктов — загрязнение воды стоками целлюлозно-бумажной промышленности, химических предприятий по производству уксусного альдегида (реакция Кучерова) и едкого натра, энергетические установки, работающие на угле и продуктах переработки нефти. Установлено, что в 1 кг угля содержится до 1 мг Нg. Таким образом, только при сжигании угля в окружающую среду выбрасывается ежегодно около 3000 т ртути. Содержание неорганической ртути в растительных продуктах составляет в среднем менее 0,01 мг/кг. Значительно

выше ее содержание в рыбных продуктах. Так, 99 % мирового улова рыбы содержит Нg в пределах 0,5 мг/кг. Причем почти вся ртуть в рыбе находится в виде метил ртути, которая является более опасной, медленнее выводится из организма и в основном действует на центральную нервную систему. Согласно рекомендациям экспертного комитета ВОЗ допустимое предельное поступление ртути не должно превышать 0,005 мг/кг массы тела, метилртути — 0,0033 мг/кг.

30.Загрязнение пищевых продуктов вредными и ядовитыми веществами.

Источниками загрязнения сельскохозяйственных продуктов являются прежде всего пестициды, содержащие ртуть, а в морских продуктов – загрязнение поды стоками целлюлозно-бумажной промышленности, химических предприятий по производству уксусного альдегида  и едкого натра, энергетические установки, работающие на угле и продуктах переработки нефти. Установлено, что в 1 кг угля содержится до 1 мг Hg. Таким образом, только при сжигании угля в окружающую среду выбрасывается ежегодно коль 3000т ртути.

Содержание неорганической ртути в растительных продуктах составляет в среднем менее 0,01 мг/кг. Значительно выше ее содержание в рыбных продуктах. Так, 99% мирового улова рыбы содержит Hg в пределах 0,5 мг/кг. Причем почти вся ртуть в рыбе находится в виде метилртути, которая является более опасной, медленнее выводится из организма и в основном действует на центральную нервную систему.

Согласно рекомендациям экспертного комитета ВОЗ допустимое предельное поступление ртути не должно превышать 0,005 мг/кг массы тела, метилртути - 0,0033 мг/кг.

31. Роль углеводов в питании и содержание их в пищевых продуктах

Углеводы составляют до 80 % сухого вещества растений и около 2 % сухого вещества животных. Поэтому они явля­ются составной частью многих пищевых продуктов, ряд из которых состоят почти целиком из углеводов (сахар, мед, крахмал, патока), в других они составляют наибольшую часть всех органических веществ (хлеб, крупа, макаронные изделия).

Основная масса пищи человека состоит из углеводов. За счет них обеспечивается около половины суточной энергети­ческой потребности пищевого рациона. Углеводы способ­ствуют предохранению расхода белка на энергетические це­ли. Основным источником углеводов для человека служит растительная часть пищевых продуктов, поскольку в живот­ных организмах их содержится незначительное количество.

При избыточном поступлении углеводов в организм чело­века они могут превращаться в жиры или откладываться в печени и мышцах в виде животного крахмала — гликогена.

Потребность человека в углеводах составляет 400—500 г в сутки, в том числе в крахмале — 350—400 г, сахарах — 50—100, других углеводах — 25 г, но при тяжелой физичес­кой нагрузке она может повышаться в 2—3 раза. Сахара (мо­носахариды и полисахариды первого порядка) легко усваи­ваются организмом человека. Например, сахароза как основ­ной сахар пищи быстро расщепляется в пищеварительном тракте на глюкозу и фруктозу и всасывается в кровь, а затем в тканях используется в качестве источника энергии и для других целей. При 100 % усвоении 1 г углевода дает в сред­нем 4,1 ккал энергии.

В пищевых продуктах наряду с усвояемыми находятся и неусвояемые углеводы, а также близкие к ним вещества (клетчатка, пектины, гемицеллюлоза), которые не дают энергии, но выполняют важные физиологические фун­кции (усиливают перистальтику кишечника и т.д.). Потреб­ность в этих веществах составляет 2—5 г в сутки.

32. Основы фотосинтеза углеводов растениями

Углеводы в основном образуются растениями в процессе фотосинтеза, т.е. усвоения солнечной энергии растениями путем образования органического вещества из С0₂ и Н₂0. Катализатором фотосинтеза является хлорофилл.

С помощью меченых атомов установлено, что процесс фо­тосинтеза достаточно сложный и конечными продуктами его являются сахароза и различные полисахариды. Суммарное уравнение фотосинтеза имеет следующий вид:

Зеленые растения и бактерии в процессе фотосинтеза ежегодно поглощают из атмосферы приблизительно 200 млрд т С0₂. В атмосферу выделяют 130 млрд т 0₂ и син­тезируют 50 млрд т органических соединений углерода.

Сахара в процессе дальнейшего биосинтеза в живых орга­низмах дают начало другим органическим соединениям — полисахаридам, жирам, органическим кислотам, а в связи с усвоением азотистых веществ из почвы — белкам.

33. Классификация и характеристика углеводов

Все углеводы делят на две группы — монозы, или моноса­хариды, и полиозы, или полисахариды. Простейшие саха­ра — моносахариды — не способны к гидролизу и являются и химическом отношении альдегидо- или кетоноспиртами. В зависимости от количества атомов углерода в молекуле их называют триозами, тетрозами, пентозами, гексозами, гептозами.

Углеводы, которые образуются из двух, реже трех или че­тырех остатков моносахаридов с отдачей молекул воды, на­певаются соответственно дисахаридами, трисахаридами, тетрасахаридами. Их называют также полисахаридами первого порядка, олигосахаридами или сахароподобными полисахаридами, так как по своим свойствам, растворимос­ти и сладкому вкусу они похожи на моносахариды.

Углеводы, построенные из большого количества моносахаридных остатков, называются несахароподобными поли­сахаридами второго порядка. Они не обладают сладким вкусом, нерастворимы или только коллоидно растворимы в воде (крахмал, целлюлоза). Гидролизом полисахариды мож­но перевести в моносахариды.

34.  Моносахариды

Из моносахаридов в пищевых продуктах встречаются пентозы и гексозы. По своей природе пентозы представляют собой альдегидоспирты, а гексозы — альдегидо- и кетоно-спирты.

Пентозы С₅Н₁₀О₅ содержатся в растительных пищевых продуктах в виде высокомолекулярных ангидридов — пен-тозанов (С₅Н₈04)х, которые при гидролизе переходят в пен­тозы:

(С₅Н₈0₄)_х + хН₂0 -> xC5H10О5.

Они встречаются главным образом в виде соответствую­щих полимеров пентозанов: L-арабиноза в виде пентозанаарабана входит в состав растительных камедей свеклы и пектиновых веществ, D-ксилоза в виде ксилана входит в сос­лав одревесневших частей многих растений — косточек пло-32 нов, початков кукурузы, оболочек зерен. Обе пентозы пред­ставляют собой кристаллические вещества сладкого вкуса. При восстановлении арабиноза превращается в пятиатомный спирт — арабит, ксилоза — ксилит.

Рибоза в виде D-рибозы и D-дезоксирибозы входит в состав РНК, ДНК и служит для передачи наследственной ин­формации (ДНК) и синтеза белков (РНК). При восстановле­нии рибозы получается спирт рибит, который входит в состав некоторых витаминов и ферментов. Содержание пентозанов в некоторых продуктах следую­щее, % : яблоках — 0,82, муке пшеничной — 1,6—7,5, куку­рузных початках (кочерыгах) — 38,4, соломе — 23,7—34,5.

Гексозы C₆H₁₂O₆.  К ним относятся D-глюкоза, D-фруктоза, D-галактоза, D-манноза, D-сорбоза. В пищевых продук­тах гексозы находятся в свободном  и связанном состояниях. Глюкоза и фруктоза образуют сложные эфиры с фосфорной кислотой при дыхании и брожении в растительных и животных тканях. Гексозы в чистом виде представляют собой кристалличе­ское вещество, они гигроскопичны, лег­ко растворяются в воде, сладкие на вкус. В природных пищевых продуктах гексозы находятся в нескольких таутомерных формах: гидроксикарбонильной и циклической (пиранозной или фуранозной).

В реакцию могут вступать в зависимости от природы реа­гента обе формы Сахаров. При окислении моносахаридов в кислой и нейтральной средах об­разуются одноосновные многоатомные гидроксикислоты. При окислении моносахаридов в щелочной среде оксидом се­ребра и соединениями оксида двухвалентной меди в первом случае образуется осадок металлического серебра. Во вто­ром — содержащееся в жидкости Фелинга соединение меди (II), которое можно условно обозначить как СиО, восстанавли­вается, образуя кирпично-красный осадок оксида меди (I) — CU2O. Синий цвет жидкости Фелинга при этом исчезает. На последней реакции основано качественное определение реду­цирующих (восстанавливающих) Сахаров в пищевых продук­тах. Характерной реакцией моносахаридов в циклических формах является образование гликозидов (при взаимодей­ствии моносахаридов со спиртами) за счет замещения водоро­да полуацетального гидроксила на какой-либо радикал.

D-глюкоза вместе с фруктозой являются самым распрост­раненным из моносахаридов, находятся в свободном виде в моде (36 %), плодах и овощах (0,4—7 %), крови человека и Животных (0,1 %), играют важную роль в обмене веществ в растительных и животных тканях (дыхание, брожение), участвуют в образовании ди- и полисахаридов, глюкозидов. И пищевых продуктах глюкоза в свободном виде преобладает и пиранозной форме: в связанном виде в состав других поли­сахаридов глюкоза входит в a- и ß-пиранозной формах.  В промышленности глюкозу получают при кислотном гидролизе крахмала. Ее широко применяют в кондитерской промышленности, кроме того, она служит исходным материалом для получения аскорбиновой кислоты (витамина С).

Поскольку глюкоза быстрее многих других сахаров усваивается организмом человека, ее растворы применяют в ме­дицине для инъекций больным, когда требуется быстро снять усталость мозга и мышц, поддержать содержание сахара в крови и восстановить запасы гликогена в печени.

D-фруктоза находится в соке плодов и овощей (до 7 %), ме­де (37 %) вместе с глюкозой, а в некоторых семечковых пло­дах, арбузах фруктоза является основным сахаром. В связанном состоянии она входит в состав сахарозы, рафинозы, инулина. При окислении фруктозы образуются кислоты, при вос­становлении — смесь спиртов сорбита и маннита. Фруктоза — наиболее растворимый, самый сладкий и легкоусвояемый сахар. Кристаллизуется она в виде кристал­логидратов 2 С₆Н₁₂0₆ • Н₂0. Как и глюкоза, она оптически активна, является сильным восстановителем. Фруктоза обладает высокими гигроскопическими свой­ствами и поэтому ее иногда применяют для сохранения про­дуктов во влажном состоянии. В промышленности фруктозу получают гидролизом инулина.D-галактоза:Она входит в состав молочного сахара — лактозы и содержащегося в растениях трисахарида — рафинозы, а также их высокомолекулярных полисахаридов: употребляемого в кондитерской промышленности агар-агара, различных гумми и слизей, а также гемицеллюлоз. В свободном кристаллическом виде галактоза выделяется на плодах плюща.D-манноза в свободном виде встречается в кожуре апельсина. В растениях она является составной частью высокомолекулярных полисахаридов — слизей и гемицеллюлоз. Полу­чают при гидролизе полисахарида маннана, который содержится в оболочке семян так называемого «каменного ореха», в некоторых морских водорослях и грибах. При восста-Иовлении маннозы образуется спирт манит. L-сорбоза:Сахар, содержащийся в сброженном бактериями соке ря­бины, образуется при окислении шестиатомного спирта D-сорбита некоторыми бактериями. Сорбоза имеет большое значение в витаминной промышленности, так как являете: важным промежуточным продуктом при синтезе витамина < (аскорбиновой кислоты).

35. Полисахариды первого порядка.

Эта группа углеводов представлена в пищевых продуктах преимущественно дисахаридами — сахарозой, мальтозой, лактозой, целлобиозой, трегалозой, трисахаридами — ра-финозой, трифруктозаном. Тетрасахара (стахиоза) в пище­вых продуктах встречаются очень редко. Олигосахариды яв­ляются оптически активными.

Сахароза (свекловичный, тростниковый сахар) находит­ся во многих пищевых продуктах: сахаре — 99,9 %, плодах и овощах — до 10 %, меде — 2 %, сахарном тростнике — до 26 %, сахарной свекле — до 24 % , бананах — 13 % . Этот дисахарид наряду со спиртом является единственным пище­вым продуктом, полученным в больших количествах в чис­том виде (в виде очищенных препаратов).

При нагревании раствора сахарозы с минеральными кислотами, а так­же под действием фермента сахаразы происходит ее инверсия. Образующаяся в результате инверсии смесь глюкозы и фруктозы называется инвертным сахаром, кото­рый слаще сахарозы, менее способен к кристаллизации, очень гигроскопичен, обладает восстановительными свойствами. Инвертный сахар также вводится в тесто для замедления очерствения хлеба. В промышленности сахарозу получают из сахарной свеклы и сахарного тростника.

Мальтоза (солодовый сахар) — это дисахарид, образую­щийся при неполном гидролизе крахмала под действием фермента амилазы, содержащейся в солоде. Мальтоза обла­дает восстанавливающими свойствами. Она содержится в крахмальной патоке, проросшем зерне.

Мальтоза хорошо растворима в воде, значительно менее сладка, чем сахароза, оптически активна. Организмом человека мальтоза усваивается хорошо и относится к числу полезных питательных веществ, так как дает две молекулы глюкозы при гидролизе.

Лактоза (молочный сахар). Ее получают из молока, в ко­тором она содержится в значительных количествах. В ко­ровьем молоке ее содержится 4—5,5 %, женском молоке — 5,5—8,4 %. Построена лактоза из остатков а, D-глюкопира-нозы и р, D-галактопиранозы:

Значение лактозы очень велико, поскольку она является важным питательным веществом, особенно для растущего организма.

Под влиянием молочнокислых бактерий лактоза сбражи­вается в молочную кислоту. На этой реакции основано получение кисломолочных продуктов.

Трисахариды в пищевых продуктах представлены рафинозой и трифруктозаном.

Рафиноза (мелитриоза) С₁₈Н₃₂0₁₆ присутствует во многих растениях: сахарной свекле, семенах хлопчатника, сое, горохе и др. При этом она накапливается в мелассе при производстве свекловичного сахара. Интересно отметить, что в свежеубранных корнях сахарной свеклы содержание рафинозы составляет от 0,2 до 1 % в расчете на сахарозу, к тому же при этом при хранении свек­лы содержание рафинозы в ней возрастает. Раффиноза хорошо растворяется в воде, сладкая на вкус, не обладает восстанавливающими свойствами, оптически ак­тивна. При нагревании с кислотами она гидролизуется.

Трифруктозан состоит из трех остатков фруктозы и coдержится в ржаной муке.

Стахиоза — тетрасахарид, молекула которого состоит из остатков глюкозы, фруктозы и двух остатков галактозы. На­ходится она в семенах бобовых. Стахиоза не обладает восста­навливающими свойствами, сладкая на вкус.

36. Дисахариды. Сахароза (свекловичный, тростниковый сахар) находит­ся во многих пищевых продуктах: сахаре — 99,9 %, плодах и овощах — до 10 %, меде — 2 %, сахарном тростнике — до 26 %, сахарной свекле — до 24 %, бананах — 13 % . Этот дисахарид наряду со спиртом является единственным пище­вым продуктом, полученным в больших количествах в чис­том виде (в виде очищенных препаратов).

Молекула сбраживается дрожжами в спирт после расщепления ее ферментом дрожжей до моносахаридов. При нагреве раствора сахарозы с минеральными кислотами, а так­же под действием фермента сахаразы происходит ее инверсия. Образующаяся в результате инверсии смесь глюкозы и фруктозы называется инвертным сахаром, кото­рый слаще сахарозы, менее способен к кристаллизации, очень гигроскопичен, обладает восстановительными свойствами. Частичный гидролиз сахарозы наблюдается при действии более слабых органических кислот (яблочной, лимонной, уксусной). С этим приходится сталкиваться в пищевом производстве. Так, при варке сахарных сиропов с пищевыми про­дуктами (соки, ягоды, фрукты) гидролиз сахарозы достигает 19 % и более. Это увеличивает сладость продуктов, поскольку и результате инверсии сахарозы образуется более сладкая фруктоза. Кроме того, образующаяся фруктоза препятствует засахариванию сиропов, варенья, мармелада. Инвертный сахар также вводится в тесто для замедления очерствения хлеба.

В промышленности сахарозу получают из сахарной свеклы и сахарного тростника.

Мальтоза (солодовый сахар) — это дисахарид, образую­щийся при неполном гидролизе крахмала под действием фермента амилазы, содержащейся в солоде. Мальтоза обла­дает восстанавливающими свойствами. Она содержится в крахмальной патоке, проросшем зерне.

Мальтоза хорошо растворима в воде, значительно менее сладка, чем сахароза, оптически активна. Организмом человека мальтоза усваивается хорошо и относится к числу полезных питательных веществ, так как дает две молекулы глюкозы при гидролизе. В свободном виде в растениях встречается редко.

Лактоза (молочный сахар). Ее получают из молока, в ко­тором она содержится в значительных количествах. В ко­ровьем молоке ее содержится 4—5,5 %, женском молоке — 5,5—8,4 %.

Она кристаллизуется с одной молекулой воды. По сравнению с другими дисахаридами лактоза плохо растворяется в воде. Поэтому, если поместить в рот кристаллы лактозы, то появ­ляется ощущение наличия в нем песка.

Лактоза отличается от других сахаров также отсутствием гигроскопичности, т.е. она не отсыревает. Это свойство име­ет большое практическое значение для фармации: если нуж­но приготовить с сахаром какой-либо порошок, содержащий легкогидролизующееся лекарство, то берут молочный сахар.

Значение лактозы очень велико, поскольку она является важным питательным веществом, особенно для растущего организма.

Под влиянием молочнокислых бактерий лактоза сбражи­вается в молочную кислоту:

С₁₂Н₂₂О₁₁ + Н₂0 —> 4СН₃ — СН — СООН

 ç

 ОН

На этой реакции основано получение кисломолочных продуктов.

37. Трисахариды.Трисахариды в пищевых продуктах представлены рафинозой и трифруктозаном.

Рафиноза (мелитриоза) С₁₈Н₃₂0₁₆ присутствует во многих растениях: сахарной свекле, семенах хлопчатника, сое, горохе и др. При этом она накапливается в мелассе при производстве свекловичного сахара. Интересно отметить, что в свежеубранных корнях сахарной свеклы содержание рафинозы составляет от 0,2 до 1 % в расчете на сахарозу, к тому же при этом при хранении свек­лы содержание рафинозы в ней возрастает. Раффиноза хорошо растворяется в воде, сладкая на вкус, не обладает восстанавливающими свойствами, оптически ак­тивна. При нагревании с кислотами она гидролизуется.

38. Тетрасахара. В пищевых продуктах встречаются очень редко.Стахиоза — тетрасахарид, молекула которого состоит из] остатков глюкозы, фруктозы и двух остатков галактозы. Бесцветное растворимое в воде кристаллическое вещество сладковатого вкуса.

Стахиоза не обладает восстанавливающими свойствами. Стахиоза является одним из резервных углеводов, содержащихся в семенах, луковицах и корнях некоторых растений, в том числе в представителях семейств бобовых (фасоль, соя). Источником получения стахиозы служит сок клубней чистяка клубненосного, соевая мука и неочищенный свекловичный сахар. Из очищенных концентрированных растворов этих продуктов стахиозу осаждают спиртом или гидроксидом бария (в виде стахиозата бария).

39. Степень сладостисахаров. Сладкий вкус является важнейшим свойством сахаров и их производных. Однако существуют вещества несахарной природы, которые также отличаются сладким вкусом. К ним относится, например, сахарин, который слаще сахарозы в 400—500 раз. (Заменитель сахарозы Xuxol SiiBstoff содержит в каждой таблетке 4 мг сахарина и заменяет 44 г сахара). Из ягод тропического растения диоскорефеллиу, произраста­ющих в Западной Африке, выделен белок монелин, который слаще сахарозы в 3000 раз.

Степень сладости сахаров зависит от температуры раство­ри и концентрации сахара в нем. Так, например, при 40 °С сладость растворов фруктозы и сахарозы при одинаковых концентрациях равны, а глюкозы — почти в 2 раза меньше сладость сахарозы при температуре 18—60 °С практически не изменяется (для 5 % раствора). Степень сладости определяют органолептически. Уста­новлено, что порог ощущения сладкого вкуса, т.е. минимальное количество сахаров, при котором ощущается сладкий вкус, составляет для фруктозы 0,25 %, сахарозы 0,38, глюкозы — 0,55 % . Фруктоза — самый сладкий сахар, однако она является и самым гигроскопическим сахаром. Это свойство ограничивает ее применение для приготовле­ния изделий (карамели и т.д.). Сравнительные данные о сладости сахаров. Сахароза 100, фруктоза 173, инвертный сахар 130, глюкоза 74, сорбит 48, глицерин 48, лактоза 16.

Содержание сахаров в некоторых растениях. Сахароза – яблоки 1,5-5,3, груши 0,4-2,6, морковь 3,0-4,0, свекла 9,5-10,6.

40. Полисахариды второго порядка.Несахароподобные полисахариды широко распростране­ны в природе. Некоторые из них, как, например, крахмал, гликоген, инулин, играют в организме роль резервных мате­риалов, другие, такие как клетчатка и гемицеллюлозы, яв­ляются для растительных организмов строительным, опор­ным материалом.

Общим признаком для всех полиоз является то, что они гидролизуются кислотами до моносахаридов. Они состоят из сотен и тысяч остатков молекул моносахаридов.

В группу полисахаридов входят гексозаны (С₆Н₁₀О₅)_п, образованные остатками гексоз, и пентозаны (С₅Н₈0₄)_п, образованные остатками пентоз. К гексозанам относятся крахмал, гликоген, инулин, целлюлоза, галактан, маннан; к пентозанам — арабан и ксилан.

41. Крахмал откладывается в качестве резервного материала в клубнях картофеля, корнях, плодах и: других частях расте­ний и не является химически индивидуальным веществом. В растениях он находится в виде крахмальных зерен, разли­чающихся по своим свойствам и химическому составу в од­ном и том же растении и особенно в различных растениях. Крахмальные зерна имеют овальную, сферическую или не­правильную форму. Размеры (диаметр) крахмальных зерен колеблются в пределах от 0,002 до 0,15 мм. Наиболее круп­ные крахмальные зерна — у картофеля, а самые мелкие — у риса и гречихи. Крахмальные зерна, как показали рентге­нографические исследования, имеют кристаллическую структуру. Удельный вес крахмала равен 1,5 г/см³. Качес­твенная реакция на крахмал J₂ (синее окрашивание).

Крахмал на 96,1—97,6 % состоит из полисахаридов, об­разующих при кислотном гидролизе глюкозу. Довольно за­метно в крахмале содержание минеральных веществ (от 0,2 до 0,7 %), которые представлены главным образом фосфор­ной кислотой. Кроме того, в крахмале найдены высшие жир­ные кислоты — пальмитиновая, стеариновая (0,6 %) и дру­гие (0,6 %). Эти кислоты адсорбированы на полисахаридной фракции крахмала.

Углеводная часть крахмала состоит из двух полисахари­дов, различающихся по физическим свойствам, — амилозы и амилопектина.

Амилоза растворяется в горячей воде при t = 80 °С и образует слабовязкие растворы. Амилопектин только набухает и горячей воде и образует вязкий клейстер.

Содержание амилозы и амилопектина в зернах крахмала разного происхождения неодинаково, % :

крахмал        амилоза   амилопектин

картофельный 19—22         78—81

пшеничный         24                 76

кукурузный     21—23         77—79

рисовый               17                 83

Амилоза окрашивает J₂ в синий цвет, а амилопектин — в красно-фиолетовый.

При кислотном гидролизе крахмала образуется глюкоза. В процессе гидролиза из макромолекулы крахмала сначала образуется растворимый крахмал, молекула которого мень­ше исходной, он легко растворяется в воде. Дальнейший гид­ролиз дает декстрины. В зависимости от молекулярной мас­сы (от большего к меньшему) они делятся на амило-, эритро-, ахро- и мальтодекстрины. Амилодекстрин по своим свой­ствам близок к крахмалу, J2 окрашивается в фиолетовый цвет, растворяется в горячей воде. Эритродекстрин дает с йо­дом красно-бурое окрашивание, растворяется в холодной во­де. Ахро- и мальтодекстрины йодом не окрашиваются, рас­творяются в холодной воде. Мальтодекстрины мало чем от­личаются от мальтозы. Все виды декстринов (за исключени­ем мальтодекстринов) осаждаются спиртом определенной концентрации.

Кислотный гидролиз крахмала лежит в основе производ­ства патоки, которая представляет собой продукт неполного гидролиза крахмала и состоит из декстринов, мальтозы и глюкозы. Патока широко используется в кондитерской, ли­керо-водочной и других отраслях промышленности.

В промышленности крахмал получают из картофеля и зе­рен хлебных злаков. В зерне злаков содержится 60—75 % крахмала, бобовых — 50—60, картофеле — 12—25, хлебе — 43—56 %.Используют крахмал в производстве патоки, глюкозы, колбасных и кондитерских изделий, спиртов, глицерина, молочной и лимонной кислоты, а также в кулинарии.

Гликоген (животный крахмал) накапливается в живот­ных тканях, особенно в печени (до 20 %) и мышцах (до 4 %), как резервный материал, используемый организмом. Большое количество содержится в дрожжах, грибах и моллюсках. Строение молекулы гликогена сходно со строением амилопектина крахмала. Гликоген растворяется в горячей воде, но образует коллоидный опалесцирующий раствор, йодом окрашивается в буро-коричневый цвет. Под действием ферментов и кислот он так же, как и крахмал, превращается в декстрины, затем в мальтозу и наконец — в глюкозу.Ферментативное превращение гликогена в мышцах мяса после убоя животных происходит через стадию образования фосфорсодержащих органических соединений и глюкозы, затем последняя превращается в молочную кислоту. Это на­ряду с другими ферментативными процессами имеет боль­шое" значение для созревания мяса: оно приобретает новые физико-химические свойства и становится пригодным для кулинарной обработки.

Инулин содержится в клубнях топинамбура (земляной груши) — около 17 %, в клубнях георгина — 12 %, в корнях шпеория — до 10 % , в корнях одуванчика — 17 % . Инулин не окрашивается йодом, легко растворяется теплой воде, образуя коллоидный раствор. При гидролизе под действием фермента инулазы и кислот превращается во фруктозу. Инулин легко усваивается организмом человека и животных. В медицине его используют как заменитель саха­ра и крахмала в пище больных диабетом.

42. Целлюлоза (клетчатка) — полисахарид, представляю­щий собой основное вещество, из которого строятся стенки растительных клеток. Она является главной составной частью древесины — до 70 %, хлопка — 90 %, а также содер­жится в оболочках плодов, семян и т.д. Клетчатку содержат многие пищевые продукты: зерно пшеницы и ржи — 1,7—2,5 %, крупа манная, макаронные изделия, очищенный рис — 0,2—0,4, овощи — 0,7—2,8, клубни картофеля — 0,7—1 % . Для человека целлюлоза питательной ценности почти в имеет, так как в организме отсутствуют ферменты для ее расщепления до сахаров. Лишь незначительная часть ее подвергается расщеплению ферментом целлюлазой, находящейся в кишечнике. Клетчатка усиливает перистальтик; кишечника, способствуя прохождению пищевых масс через кишечный тракт. Она обладает свойством выводить из организма холестерин, в результате чего у человека задерживается развитие атеросклероза.

При гидролизе целлюлозы концентрированными кислотами образуется глюкоза:

Этот процесс осахаривания целлюлозы используется в производстве гидролизного спирта.