Энергетическая ценность пищевых продуктов (калорийность) - это количество энергии, которое образуется при окислении жиров, белков и углеводов, содержащихся в продуктах, и используется для физиологических функций организма.

Калорийность - важный показатель пищевой ценности продуктов, выражается в килокалориях (ккал) или в килоджоулях (кДж). Одна килокалория равна 4,184 килоджоуля (кДж), Энергетическая ценность белков равна 4,0 ккал/г (16,7 кДж/г). Она рассчитывается обычно на 100 г съедобной части пищевого продукта для определения энергетической ценности продукта, следует знать его химический состав.

Пищевые продукты характеризуются комплексом простых и сложных свойств - химических, физических, технологических, физиобиологических и др. Совокупность этих свойств определяет их полезность для человека. Полезность продуктов питания характеризуется пищевой, биологической, физиобиологической, энергетической ценностью, доброкачественностью и органолептическими свойствами.

Энергетическая ценность продукта - это энергия, которая высвобождается из пищевых веществ продуктов в процессе биологического окисления и используется для обеспечения физиологических функций организма.

В процессе жизнедеятельности человек затрачивает энергию, количество которой зависит от возраста, физиологического состояния организма, характера трудовой деятельности, климатических условий обитания и др. Энергия образуется в результате окисления содержащихся в клетках организма углеводов, жиров, белков и в небольшой степени других соединений - кислот, этилового спирта и т.д. Поэтому необходимо знать количество расходуемой в сутки человеком энергии, чтобы своевременно восстанавливать её запасы. Энергия, которую затрачивает человек, проявляется в форме теплоты, поэтому количество энергии выражают в тепловых единицах.

Необходимые вещества поступают в организм с пищей. Используют их также для обеспечения составных частей клеток, тканей и органов, для роста, увеличения массы тела. Поэтому пища должна обеспечивать оптимальные условия для жизни и работоспособности человека.

Достаточное количество в организме пищевых продуктов высокого качества позволяет организовать сбалансированное (рациональное) питание, т.е. организованное и своевременное снабжение организма продуктами, содержащими все вещества, необходимые для обновления тканей, обеспечения энергозатрат и являющиеся регуляторами многочисленных обменных процессов. При этом вещества пищи должны находиться между собой в благоприятных соотношениях. Количество незаменимых компонентов при сбалансированном питании превышает 56 наименований.

Сбалансированное питание требует определенного режима, т.е. распределения приема пищи в течение дня, соблюдения благоприятной температуры пищи и т.д. При сбалансированном питании человека такие основные вещества, как белки, жиры и углеводы, должны находиться в пище в соотношении 1:1:4; а для людей, занимающихся тяжелым физическим трудом, соответственно 1:1:5. Количество белков, жиров и углеводов, необходимое для людей разных профессий при сбалансированном питании, различно. Так, для людей профессий, не связанных с применением физического труда, суточная потребность составляет (в г): в белках - 100, в жирах 87, в углеводах - 310. для людей, профессии которых связаны с применением механизированного труда, такая потребность составляет соответственно 120, 105 и 375 г, а с применением немеханизированного труда - 200, 175 и 620 г.

Таблица

Суточная потребность человека в пищевых веществах

Пищевые вещества	Суточная норма
Белки, г	85
Жиры, г	102
Усвояемые углероды, г	382
В том числе моно- и дисахариды	50-100
Минеральные вещества, мг
Кальций	800
Фосфор	1200
Магний	400
Железо	14
Витамины
В 1 мг	1,7
В 2 , мг	2,0
РР, мг	19
В 6 , мг	2,0
В 12 , МКГ	3,0
В 9 , МКГ	200
С, мг	70
А (в пересчете на ретиноловый эквивалент), мкг	1000
Е, ME	15*
Д, ME	100**
Калорийность, кал	2775

15* = 10 мг токоферола.

100** = 2,5 мкг витамина ДЗ.

Важное значение в питании человека имеет природа белков, жиров и углеводов. Полагают, что общее количество белков должно давать 15 % суточной калорийности (энергетической ценности), причем из этого количества на долю белков животного происхождения должно приходиться более 50 %, на долю жиров - около 30 % калорийности (из них 25 % - на растительные), на долю углеводов - несколько более 50 % (из них на крахмал - 75 %, на сахара 20, на пектиновые вещества 3, на клетчатку 2 %).

Энергетические затраты человека складываются из расхода энергии на основной обмен, прием пищи и трудовую деятельность.

Энергия, расходуемая организмом на основной обмен, связана с работой внутренних органов (сердца, легких, эндокринных желез, печени, почек, селезенки и др.). Считается, что взрослый мужчина массой 70 кг на основной обмен в сутки расходует 1700 ккал, или 7123 кдж, а женщина - на 5 % меньше. У пожилых людей расход энергии ниже, чем у молодых.

Прием пищи увеличивает расход энергии на основной обмен организма в среднем на 10-15 % в сутки и зависит от характера занятий человека. Так, при разных видах работы затрачивается примерно следующее количество энергии (ккал/ч):

при легкой физической механизированной работе - 75; при работе средней тяжести, частично механизированной - 100;

при напряженной физической немеханизированной работе - 150-130;

при очень тяжелой физической работе и занятиях спортом - 400 и более.

По энергетическим затратам взрослое население страны делят на пять групп, детское - на восемь. Кроме того, отдельно выделяют энергетические затраты мужчин и женщин в возрасте 18-29, 30-39, 40-59 лет. Особую группу составляют люди пожилого возраста. Энергетическая ценность пищевых продуктов выражается в ккал или кДж (1 ккал соответствует 4,186 кДж).

В табл. приведены данные, характеризующие энергетические затраты мужчин и женщин в возрасте от 18 до 60 лет при различных видах труда. При расчете потребности в энергии для населения в указанном возрасте средняя масса тела принята для мужчин 70 кг, для женщин -60 кг.

Таблица

Характеристика энергетических затрат мужчин и женщин разного возраста при различных видах труда

Группа интенсивности труда	Потребность в энергии, ккал		Характер труда
	мужчины	женщины
1	2800-2500	2400-2200	Люди преимущественно умственного труда (работники науки, культуры, служащие)
.2	3000-2750	2550-2350	Люди легкого физического труда (связисты, швейники и др.)
3	3200-2950	2700-2500	Люди физического труда средней тяжести (слесари, шоферы, железнодорожники)
4	3700-3450	3150-2900	Люди значительного физического труда (строители, металлурги, сельскохозяйственные рабочие)
5	4300-3900		Люди тяжелого физического труда (грузчики, каменщики)

До недавнего времени считалось, что при окислении 1 г белка, усвояемых углеводов и органических кислот в организме человека выделяется около 4,1 ккал (17,2 кДж), при окислении 1 г жиров 9,3 ккал (38,9 кДж), Позднее было установлено, что энергетическая ценность углеводов несколько ниже, чем белков (табл.).

Таблица

Коэффициенты энергетической ценности различных пищевых веществ

Жиры и углеводы при нормальном процессе усвоения в организме расщепляются до конечных продуктов (углекислоты и воды), как и при обычном сгорании. Белки же расщепляются не полностью, с выделением таких продуктов, как мочевина, креатинин, мочевая кислота и других азотистых соединений со значительной потенциальной тепловой энергией. Поэтому количество тепла при полном окислении белка до конечных продуктов (аммиака, воды и углекислоты) оказывается большим, чем при окислении его в организме.

Энергетическую ценность пищевых продуктов можно определить по химическому составу. Так, если пастеризованное молоко содержит (в %): белков - 2,8, жиров - 3,2 и сахаров - 4,7, то энергетическая ценность 100 г молока составит 57,86 ккал (4,0 ккал *2,8 + 9,0 ккал* 3,2 +3,8 ккал* 4,7), или 241,89 кДж.

Если в составе суточного пищевого рациона имеется (в г):

белков - 80, углеводов - 500, жиров - 80, то общая энергетическая ценность его составит 2915 ккал (4,0 ккал * 80 +9,0 ккал *80+3,8 ккал * 500), или 12 184,7 кДж.

В зависимости от химического состава энергетическая ценность пищевых продуктов различна (табл.).

Таблица

Энергетическая ценность различных пищевых продуктов

Наименование продукта	Содержание		%	Энергетическая
	белков	жиров	углеводов	ценность, ккал(кДж)
Мука пшеничная в/с	10,3	0,9	74,2	327(1388)
Крупа гречневая	12,6	2,6	68	329(1377)
Макаронные изделия в/с	10,4	0,9	75,2	332(1389)
Хлеб ржаной из обдирной муки	5,6	1,1	43,3	199(833)
Булки городские	7,7	2,4	53,4	254(1063)
Сахар-песок	-	-	99,8	374(1565)
Шоколад без добавлений	5,4	35,3	47,2	540(2259)

Печенье сахарное из муки высшего сорта	7,5	11,8	74,4	417(1745)
Молоко пастеризованное	2,8	3,2	4,7	58(243)
Сметана 30% жирности	2,6	30,0	2,8	293(1228)
Творог жирный	14	18	1,3	226(945)
Молоко сгущенное стерилизованное	7,0	7,9	9,5	136(565)
Сыр Голландский	26,8	27,3	-	361(1510)
Маргарин сливочный	0,3	82,3	1	746(3123)
Масло сливочное несоленое	0,6	82,5	0,9	748(3130)
Капуста белокочанная	1,8	-	5,4	28(117)
Картофель	2,0	0,1	19,7	83(347)
Томаты грунтовые	0,6	-	4,2	19(77)
Яблоки	0,4	-	11,3	46(192)
Виноград	0,4	-	17,5	69(289)
Говядина 1 категории	18,9	12,4	-	187(782)
Колбаса Докторская	13,7	22,8	-	260(1088)
Окорок Тамбовский вареный	- 19,3	20,5	-	262(1096)
Яйца куриные	12,7	11,5	0,7	157(657)
Карп	16	3,6	1,3	96(402)
Осетр сибирский	15,8	15,4	1	202(845)
Сельдь атлантическая	17	8,5	-	145(607)

Наиболее высокой энергетической ценностью обладают: сливочное масло, маргарин, шоколад, сахарное печенье и сахар-песок, низкой - молоко, яблоки, капуста, некоторые виды рыбы (карп, треска и др.).

Таблица

Химический состав пищевых продуктов

Продукт	белки	жиры	углеводы	зола
Вареные колбасы:
Диетическая
Докторская
Отдельная
Варено-копченые колбасы:
Любительская
Сервелат
Грудинка
Копчено-запеченая
Окорок тамбовский вареный
Консервы:
Фарш свиной
Баранина тушеная
Говядина тушеная
Хлеб и хлебобулочные изделия:
Ржаной простой
Столовый подовый
Пшеничный из муки:
Высшего сорта
Батоны нарезные из муки 1 с.

Макаронные изделия:
Высшего сорта
Растительные масла рафиниров.
Подсолнечное
Арахисовое
Оливковое
Кукурузное
Маргарин:
Молочный
Сливочный
Кондитерские изделия
Карамель
Какао-порошок
Мармелад
Халва тахинская
Торт слоенный
Чай без сахара
Кофе без сахара
Молоко 3,2% жирности
Сливки 20% жирности
Творог жирный

Расчет энергетической ценности пищевых продуктов

Для определения теоретической калорийности 100 г пищевых продуктов, необходимо знать удельную калорийность питательных веществ (1г жира выделяет 9 ккал; 1 г белка - 4,1 ккал; 1 г углеводов - 3,75 ккал) и умножить на количество содержащихся в продуктах. Сумма полученных показателей (произведений) определяет теоретическую калорийность пищевого продукта. Зная калорийность 100 г продукта, можно определить калорийность любого его количества. Зная теоретическую калорийность, например углеводов, можно найти практическую (фактическую) калорийность углеводов путем умножения результата теоретической калорийности углеводов на усвояемость в продуктах (для углеводов - 95,6 %) и деления произведения на 100.

Пример расчета. Определите теоретическую калорийность 1 стакана (200 г) молока коровьего.

По таблице химического состава или учебнику товароведения находим средний химический состав коровьего молока (в %):

жира - 3,2; белков - 3,5; молочного сахара - 4,7; золы - 0,7.

Решение:

Калорийность жиров в 100 г молока - 9x3,2 = 28,8 ккал. Калорийность белков в 100 г молока - 4 х 3,5 = 14,0 ккал. Калорийность углеводов в 100 г молока - 3,75 х 4,7 = 17,6 ккал.

Теоретическая калорийность 1 стакана молока (200 г) будет равна 60,4 х 2 = 120,8 ккал (28,8 + 14,0 + 17,6) х 2: Фактическая калорийность составит с учетом усвояемости жира - 94 %, белков - 84,5 %, углеводов - 95,6 %.

17,6*95/100 + 28,8*94/100+ 14,0*84,5/100= 54,73 ккал

Для перевода килокалорий в килоджоули число килокалорий умножают на 4,184 (по системе СИ).

Химические составляющие пищевых продуктов очень разнообразны, и их условно можно разделить на две большие группы: макрокомпоненты и микрокомпоненты.

Макрокомпоненты входят в состав практически всех пищевых продуктов. Перечислим вещества, включаемые в данную категорию:

• (собственно протеины, являющиеся высокомолекулярными веществами – полимерами аминокислот по своей химической сути, а также свободные аминокислоты и пептиды);
• (триглицериды – сложные эфиры жирных кислот и глицерина, различающиеся по расположению жирных кислот и их составу);
• (олигомерные и полимерные – декстрины, крахмал, а также дисахариды и моносахариды – глюкоза, сахароза, фруктоза и т.п.).

С химической точки зрения к макрокомпонентам, содержащимся в составе продуктов питания, относится и . Однако функции данного компонента кардинально отличаются от других веществ, входящих в эту группу, поэтому связанные с ним аспекты рассматриваются в отдельном порядке.

К микрокомпонентам принято относить ниже перечисленные вещества:

• минеральные вещества (макроэлементы: натрий, калий, кальций, фосфор, сера и т.п.; микроэлементы: марганец, железо, цинк, молибден , хром, селен и т.п.);
• биологически активные соединения (витамины и витаминоподобные вещества, пищевые волокна, органические кислоты, флавоноиды, фитостерины и пр.).

Представители обеих рассмотренных групп имеют свое значение. Так, макрокомпоненты (главным образом углеводы и жиры, гораздо реже – белки) требуются человеческому организму в качестве источника энергии. Кроме того, углеводы, белки и жиры выполняют пластическую функцию, иными словами, являются строительным материалом для обновления и роста.

Макрокомпоненты участвуют в физиологических реакциях организма (характерно для витаминов и минеральных веществ), формирование электрического потенциала на клеточной мембране (это область действия минералов), передача наследственной информации (за нее отвечают нуклеотиды) и прочие функции.

Химический состав продуктов питания и их энергетическая ценность

Энергетическая ценность или калорийность пищевых продуктов - это параметр, характеризующий количество высвобождаемой энергии при полном усвоении и утилизации вещества, имеющий такое же значение, как и химический состав продуктов питания.

Потребность в энергии обусловлена тем, что абсолютно все процессы в человеческом организме происходят с ее использованием. При этом и дефицит, и переизбыток энергетической ценности рациона способен оказывать негативное влияние на наше здоровье.

Организму человека требуются и макрокомпоненты, и микрокомпоненты, и определенное количество энергии. Уровень этой потребности и ее дифференциация зависят от множества факторов: пола, возраста, характера деятельности, наличия определенных заболеваний и иных параметров.

Именно поэтому состав пищевых продуктов традиционно рассматривается в тесной связи с необходимостью человеческого организма в определенных веществах. Существует ошибочное мнение, что некоторые пищевые продукты идеальны, т.е. способны удовлетворять большую часть потребностей организма. Подобное утверждение справедливо, к примеру, когда речь идет о материнском молоке – идеальном питании для грудного ребенка, позволяющем полностью покрыть его потребности.

Однако вместе с ростом организма возрастают и его потребности, причем как в количественном, так и в качественном отношении. И если младенцам на первых порах достаточно ввести прикорм, то потребности взрослого организма настолько разнообразны, что ни один пищевой продукт (или даже определенная группа продуктов) не может удовлетворить их полностью.

В качестве примера обратим внимание на состав сухого пайка у военнослужащих различных государств. Даже в периоды, когда полноценное горячее питание недоступно, он состоит как минимум из 7-10 компонентов, в том числе и сложных (концентрированных супов, каш с мясом и т.д.).

С другой стороны, есть большое количество пищевых продуктов, химический состав которых никак не вписываются в потребности человека. Чаще всего это обусловлено резким дисбалансом рациона в пользу единственного компонента или группы продуктов. Ярким тому примером являются кондитерские изделия, в составе которых заметен явный перевес жиров и углеводов. Частое употребление подобной пищи нельзя компенсировать с помощью простого изменения остального меню.

Из всего вышесказанного следует, что наиболее рациональный подход к собственному здоровью – питание, сбалансированное по всем необходимым компонентам, включающее максимальное количество разнообразных продуктов. Такие меры позволят не только снизить риск развития множества алиментарно-зависимых заболеваний, но и повысить устойчивость организма к агрессивному воздействию окружающей среды.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

В зависимости от сырья и особенностей использования пищевые продукты подразделяют на следующие группы: овощи и плоды; сахар, крахмал, мед, кондитерские изделия; продукты переработки зерна; вкусовые продукты; рыбные продукты; мясные продукты; молочные продукты; пищевые жиры.

В общественном питании пищевые продукты классифицируют по условиям хранения: мясорыбные; молочно-жировые; гастроно­мические; сухие; овощи и плоды.

Пищевые продукты подразделяют на виды и сорта. Вид продукта обусловлен его происхождением или получением, а сорт - уровнем качества в соответствии с требованиями стандарта. Виды и сорта продуктов составляют ассортимент.

Тема: Пищевая ценность продуктов питания.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

Для поддержания нормальной жизнедеятельности человеку не­обходима пища. Пища содержит вещества, которые служат для построения клеток организма человека, обеспечивают его энерги­ей и способствуют протеканию всех жизненных процессов в орга­низме.

Химический состав большинства пищевых продуктов сложен и разнообразен.

В состав пищевых продуктов входят: вода, минеральные вещества, углеводы, жиры, белки, витамины, ферменты, органические кисло­ты, дубильные вещества, гликозиды, ароматические, красящие со­единения, фитонциды, алкалоиды.

Все эти вещества называют пищевыми. От их содержания и ко­личественного соотношения зависят: химический состав, пищевая ценность, цвет, вкус, запах и свойства пищевых продуктов.

По химическому составу все пищевые вещества подразделяют на неорганические - вода, минеральные вещества и органические - углеводы, жиры, белки, витамины, ферменты и др.

Вода (Н 2 0) является составной частью всех пищевых продуктов. Она играет важную роль в жизнедеятельности организма человека, являясь самой значительной по количеству составной частью всех его клеток (2 / 3 массы тела человека). Вода - это среда, в которой существуют клетки организма и поддерживается связь между ними, это основа всех жидкостей в организме человека (крови, лимфы, пищеварительных соков). При участии воды происходят обмен ве­ществ, терморегуляция и другие биологические процессы. Вместе с потом, выдыхаемым воздухом и мочой вода выводит из организма человека вредные продукты обмена.

В зависимости от возраста, физической нагрузки и климатических условий суточная потребность человека в воде составляет 2... 2,5 л. С питьем в организм поступает 1 л воды, с пищей - 1,2 л, около 0,3 л образуется в организме в процессе обмена веществ.

В продуктах вода может находиться в свободном и связанном со­стояниях. В свободном виде она содержится в клеточном соке, меж­клеточном пространстве, на поверхности продукта. Связанная вода находится в соединении с веществами продуктов. При их кулинарной обработке вода из одного состояния может переходить в другое. Так, при варке картофеля свободная вода переходит в связанную в про­цессе клейстеризации крахмала.

Чем больше воды в продукте, тем ниже его пищевая ценность и меньше срок хранения, так как вода является хорошей средой для развития микроорганизмов и ферментативных процессов, в результате которых происходит порча пищевых продуктов. Все скоропортящиеся продукты (молоко, мясо, рыба, овощи, фрукты) содержат много влаги, а нескоропортящиеся (крупа, мука, сахар) - мало.

Содержание воды в каждом пищевом продукте - влажность - должно быть определенным. Уменьшение или увеличение содержа­ния воды влияет на качество продукта. Так, товарный вид, вкус и цвет моркови, зелени, плодов и хлеба ухудшаются при снижении влажности, а крупы, сахара и макаронных изделий - при ее увеличении. Многие продукты способны поглощать пары воды, т. е. обладают гигроскопичностью (сахар, соль, сухофрукты, сухари). Так как влаж­ность влияет на пищевую ценность, товарный вид, вкус, цвет пище­вых продуктов, а также на сроки и условия хранения, она является важным показателем в оценке их качества.

Влажность продукта устанавливают высушиванием его опреде­ленной навески до постоянной массы.

Вода, используемая для питья и приготовления пищи, должна соответствовать определенным требованиям стандарта. Она долж­на иметь температуру 8... 12 °С, быть прозрачной, бесцветной, без посторонних запахов и привкусов. Общее количество минераль­ных солей должно быть не более норм, установленных стандар­том.

Присутствие солей магния и кальция придает воде жесткость. Жесткость зависит от содержания ионов кальция и магния в 1 л воды. По стандарту она не должна превышать 7 мг/л (7 мг в 1 л воды). В жесткой воде плохо развариваются овощи и мясо, так как находя­щиеся в продуктах белковые вещества образуют со щелочными со­лями кальция и магния нерастворимые соединения. В жесткой воде ухудшается вкус и цвет чая. При кипячении жесткая вода образует накипь на стенках пищеварочных котлов и кухонной посуды, что вызывает необходимость частой их чистки.

По санитарным нормам в 1 л питьевой воды допускается не более трех кишечных палочек, в 1 мл - не более 100 микробов. В питьевой воде не должно быть патогенных бактерий.

МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА

Минеральные (неорганические) вещества являются обязательной составной частью пищевых продуктов, в которых они представлены в составе минеральных солей, органических кислот и других орга­нических соединений.

В организме человека минеральные вещества относятся к числу незаменимых, хотя они не являются источником энергии. Значение этих веществ состоит в том, что они участвуют в построении тканей, в поддержании кислотно-щелочного равновесия в организме, в нор­мализации водно-солевого обмена, в деятельности центральной нервной системы, входят в состав крови.

В зависимости от содержания в пищевых продуктах минеральные вещества подразделяют на макроэлементы, находящиеся в продуктах в сравнительно больших количествах, микроэлементы, содержа­щиеся в малых дозах, и ультрамикроэлементы, количество которых ничтожно мало.

Макроэлементы. К ним относят кальций, фосфор, магний, желе­зо, калий, натрий, хлор, серу.

Кальций (Са) необходим организму для построения костей, зубов, нормальной деятельности нервной системы и сердца. Он влияет на рост человека и повышает сопротивляемость организма инфекци­онным заболеваниям. Солями кальция богаты молочные продукты, яйца, хлеб, овощи, бобовые. Суточная потребность организма в кальции составляет в среднем 1 г.

Среднесуточная физиологическая потребность человека в основ­ных пищевых веществах здесь и далее приводится в соответствии с СанПиН 2.3.2.1078 - 01 для условного (среднего) человека при энер­гетической ценности рациона питания 2 500 ккал в сутки.

Фосфор (Р) входит в состав костей, влияет на функции централь­ной нервной системы, участвует в обмене белков и жиров. Наиболь­шее количество фосфора содержится в молочных продуктах, осо­бенно в сырах; кроме того, фосфор имеется в яйцах, мясе, рыбе, икре, хлебе, бобовых. Суточная потребность организма в фосфоре состав­ляет в среднем 1 г.

Магний (Мд) влияет на нервно-мышечную возбудимость, деятель­ность сердца, обладает сосудорасширяющим свойством. Магний является составной частью хлорофилла и содержится во всех про­дуктах растительного происхождения. Из животных продуктов его больше всего в молоке и мясе. Суточная потребность организма в магнии составляет 0,4 г.

Железо (Fe) играет важную роль в нормализации состава крови. Оно необходимо для жизнедеятельности животных организмов, входит в состав гемоглобина и является активным участником окис­лительных процессов в организме. Источником железа являются продукты растительного и животного происхождения: печень, поч­ки, яйца, овсяная крупа, ржаной хлеб, яблоки, ягоды. Суточная по­требность организма в железе составляет 0,014 г.

Калий (К) регулирует водный обмен в организме человека, уси­ливая выведение жидкости, улучшает работу сердца. Калия много в сухих фруктах (кураге, урюке, изюме, черносливе), горохе, фасоли, картофеле, мясе, молоке, рыбе. Суточная потребность организма в калии составляет 3,5 г.

Натрий (Na), как и калий, регулирует водный обмен, задерживая влагу в организме, поддерживает величину осмотического давления в тканях. Содержание натрия в пищевых продуктах незначительно, поэтому его вводят с поваренной солью (NaCl). Суточная потреб­ность организма в натрии составляет 2,4 г (10... 15 г поваренной соли).

Хлор (Cl) участвует в регулировании осмотического давления в тканях и в образовании соляной кислоты (НС1) в желудке. В основ­ном хлор поступает в организм за счет поваренной соли, добавляе­мой в пищу. Суточная потребность организма в хлоре составляет 5...7 г.

Сера (S) входит в состав некоторых аминокислот, витамина В 1г гормона инсулина. Источниками серы являются горох, овсяная кру­па, сыр, яйца, мясо, рыба. Суточная потребность организма в сере составляет 1 г.

Микроэлементы и ультрамикроэлементы. К ним относят медь, кобальт, йод, фтор, цинк, селен и др.

Медь (Си) и кобальт (Со) участвуют в кроветворении. Они со­держатся в небольших количествах в животной и растительной пище: говяжьей печени, рыбе, свекле и др. Суточная потребность организма в меди составляет 1,25 мг, в кобальте - 0,1... 0,2 мг.

Йод (I) участвует в построении и работе щитовидной железы. При недостаточном поступлении йода нарушаются функции щитовидной железы и развивается зоб. Наибольшее количество йода содержит­ся в морской воде, морской капусте и рыбе. Суточная потребность организма в йоде составляет 0,15 мг.

Фтор (F) принимает участие в формировании зубов и костного скелета. В основном фтор находится в питьевой воде. Суточная по­требность организма в фторе составляет 0,7 ... 1,5 мг, в цинке - 15 мг, в селене - 0,07 мг.

Некоторые микроэлементы, поступающие в организм в дозах, превышающих норму, могут вызывать отравления. Стандартами не допускается содержание в продуктах свинца, цинка, мышьяка, а количество олова и меди строго ограничивается. Так, в 1 кг продукта допускается содержание меди не более 5 мг (кроме томатной пасты), а олова - не более 200 мг.

Общая суточная потребность организма взрослого человека в минеральных веществах составляет 20... 25 г.

Важно еще благоприятное соотношение минеральных веществ в пище. Так, соотношение кальция, фосфора и магния в пище должно быть 1:1:0,5. Наиболее соответствует такому соотношению этих минеральных веществ молоко, свекла, капуста, лук, менее благопри­ятное это соотношение в крупе, мясе, рыбе, макаронах.

К минеральным веществам щелочного действия относят Са, Мg, К и Na. Этими элементами богаты молоко, овощи, фрукты, картофель. К минеральным веществам кислотного действия относят Р, S и О, которые в значительных количествах содержатся в мясе, рыбе, яйцах, хлебе, крупе. Это необходимо учитывать при приго­товлении блюд и подборе гарниров к мясу и рыбе для поддержания кислотно-щелочного равновесия в организме человека. Лучшему усвоению минеральных веществ способствует присутствие вита­минов.

О количестве минеральных веществ в продукте судят по количе­ству золы, оставшейся после полного сжигания продукта.

При сжигании продуктов органические вещества сгорают, а ми­неральные остаются в виде золы (зольные вещества). Состав золы и ее количество в различных продуктах неодинаковы. Содержание золы в каждом продукте определенно и колеблется от 0,05 до 2 %: в сахаре - 0,03...0,05, молоке - 0,6...0,9, яйцах - 1,1, пшеничной муке - 0,5...1,5.В продуктах растительного происхождения (крупе, овощах, фруктах) зольных веществ больше, чем в продуктах живот­ного происхождения (мясе, рыбе, молоке). Количество золы может быть повышенным при загрязнении продукта песком и землей. Золь­ность является показателем качества некоторых пищевых продуктов, например муки. Максимальные нормы содержания зольных веществ в продуктах приводятся в стандартах.

УГЛЕВОДЫ

Углеводы - это органические вещества, в состав которых входят углерод, водород и кислород. Название этих веществ объясняется тем, что многие из них состоят из углерода и воды. Синтезируются углеводы зелеными растениями из углекислоты и воды под действи­ем солнечной энергии. Поэтому они составляют значительную часть тканей растительного происхождения (80... 90 % сухого вещества) и в небольших количествах содержатся в тканях животного проис­хождения (до 2 %).

Углеводы преобладают в пище человека. Они являются основным источником жизненной энергии, покрывая 58 % всей потребности организма в энергии. Углеводы входят в состав клеток и тканей че­ловека, содержатся в крови, участвуют в защитных реакциях орга­низма (иммунитет), влияют на жировой обмен.

В зависимости от строения углеводы подразделяют на моносаха­риды (простые сахара), дисахариды, состоящие из двух молекул моносахаридов, и полисахариды - высокомолекулярные вещества, состоящие из многих моносахаридов.

Моносахариды. Это простые сахара, состоящие из одной моле­кулы углевода. К ним относят глюкозу, фруктозу, галактозу, маннозу. Состав их выражается формулой С 6 Н 12 0 6 . В чистом виде моносаха­риды представляют собой кристаллическое вещество белого цвета, сладкого на вкус, хорошо растворимое в воде.

Глюкоза (виноградный сахар) - самый распространенный моно­сахарид. Содержится она в ягодах, плодах, в небольшом количестве (0,1 %) в крови человека и животных. Глюкоза имеет сладкий вкус, хорошо усваивается организмом человека, не претерпевая никаких изменений в процессе пищеварения, используется организмом как источник энергии, для питания мышц, мозга и поддержания необ­ходимого уровня сахара в крови. В промышленности глюкозу полу­чают из картофельного и кукурузного крахмала путем гидролиза.

Фруктоза (фруктовый сахар) находится в плодах, ягодах, овощах, меде. Она очень гигроскопична. Сладость ее в 2,2 раза выше сладости глюкозы. Хорошо усваивается в организме человека, не повышая содержание сахара в крови.

Галактоза - составная часть молочного сахара. Она обладает незначительной сладостью, предавая молоку сладковатый вкус, для организма человека благоприятна, в свободном виде в природе не встречается, в промышленности получают путем гидролиза молоч­ного сахара.

Манноза содержится во фруктах.

Дисахариды. К дисахаридам относятся углеводы, построенные из двух молекул моносахаридов: сахароза, мальтоза, лактоза. Состав их выражается формулой C 12 H220 n .

Сахароза (свекловичный сахар) состоит из молекулы глюкозы и фруктозы, входит в состав многих плодов и овощей. Особенно мно­го ее в сахарной свекле и сахарном тростнике, которые являются сырьем для производства сахара. В сахаре-рафинаде содержится 99,9 % сахарозы. Она представляет собой бесцветные кристаллы сладкого вкуса, очень хорошо растворимые в воде.

Мальтоза (солодовый сахар) состоит из двух молекул глюкозы, в естественных пищевых продуктах имеется в небольшом количе­стве. Содержание ее повышают искусственно путем проращивания зерна, в котором мальтоза образуется из крахмала путем его гидро­лиза под действием ферментов зерна.

Лактоза (молочный сахар) состоит из молекулы глюкозы и моле­кулы галактозы, находится в молоке (4,7 %), придавая ему сладковатый вкус. По сравнению с другими дисахаридами она менее сладкая.

Дисахариды при нагревании со слабыми кислотами, под действи­ем ферментов или микроорганизмов гидролизуются, т.е. расщепляются на простые сахара. Так, сахароза расщепляется на равные количества глюкозы и фруктозы:

C12H22O11+H20->C6H1206+C6H12O6

Этот процесс называется инверсией, а полученная смесь моносахаридов - инвертным сахаром. Инвертный сахар об­ладает высокой усвояемостью, сладким вкусом и большой гигроско­пичностью. Он содержится в меде, а в кондитерской промышлен­ности используется в производстве карамели, халвы и помадки для предупреждения их засахаривания в процессе приготовления.

Гидролиз сахарозы под действием кислот фруктов и ягод проис­ходит при варке киселя, запекании фруктов, а гидролиз мальтозы - в процессе пищеварения под действием ферментов пищеваритель­ных соков.

Моно- и дисахариды называют сахарами. Все сахара растворимы в воде. Это следует учитывать при хранении и кулинарной обра­ботке продуктов. Растворимость Сахаров влияет на их способ­ность к кристаллизации (засахаривание). Чаще кристалли­зуется сахар, глюкоза (засахаривание меда, варенья), не кристал­лизуется фруктоза вследствие ее большой растворимости. При нагревании Сахаров до высоких температур образуется вещество темного цвета и горького вкуса (карамелен, карамелан, карамелин). Такое изменение Сахаров называют карамелизацией. Процес­сом карамелизации объясняется появление румяной корочки при жаренье, выпекании и запекании изделий. Потемнение молочных консервов или корки хлеба при выпечке объясняется образованием темноокрашенных меланоидов в результате реакции Сахаров и ами­нокислот белков.

Микроорганизмы сбраживают сахара. Под действием мо­лочнокислых бактерий лактоза сбраживается до молочной кислоты, что происходит при производстве кисломолочных продуктов (про­стокваши, творога). Под действием дрожжей протекает спиртовое брожение Сахаров с образованием этилового спирта и углекислого газа, что наблюдается при брожении теста.

Полисахариды. Это высокомолекулярные углеводы, имеющие общую формулу (С 6 Н 10 О 5)„. К ним относят крахмал, клетчатку, гликоген, инулин. Полисахариды не обладают сладким вкусом и называются несахароподобными углеводами. Эти вещества, кроме клетчатки, являются резервным источником энергии для организ­ма.

Крахмал - представляет собой цепь, состоящую из многих моле­кул глюкозы. Это наиболее важный углевод для человека, в питании которого он составляет 80 % от общего количества употребляемых углеводов, является источником энергии и вызывает чувство насы­щения у человека.

Крахмал содержится во многих растительных продуктах: в зерне пшеницы - 54,5 %, риса - 72,9 %, гороха - 44,7 %, картофеле - 15%. В них он откладывается в качестве запасного вещества в виде свое­образных зерен, имеющих слоистое строение, различных по форме и величине.

Различают крахмал картофельный, пшеничный, рисовый и куку­рузный. Самые крупные зерна у картофельного крахмала, самые мелкие - у рисового.

Крахмал не растворяется в воде. В горячей воде зерна крахмала набухают, связывая большое количество воды и образуя коллоидный раствор в виде вязкой густой массы - клейстера. Этот процесс на­зывается клейстеризацией крахмала и происходит он при варке каш, макаронных изделий, соусов, киселей. При клейстериза-ции крахмал способен поглощать 200... 400 % воды, что приводит к увеличению массы продукта, т. е. выхода готовых блюд. В кулинарии это увеличение массы часто называют приваром (привар каш, макаронных изделий).

Под действием кислот и ферментов крахмал гидролизуется (расщепляется) до глюкозы. Этот процесс происходит при перева­ривании крахмала в организме человека, при этом глюкоза образу­ется и усваивается постепенно, что обеспечивает организм энерги­ей на длительный период. Крахмал является для организма основным источником глюкозы.

Процесс гидролиза крахмала под действием кислот называют осахариванием, его применяют в пищевой промышленности при производстве патоки. Процесс частичного осахаривания крахмала (до получения промежуточных продуктов - декстринов) происходит при брожении теста, образовании плотной корочки при выпечке изделий из теста и при жаренье картофеля.

Крахмал окрашивается йодом в синий цвет, что дает возможность определить наличие его в продуктах.

Клетчатка - полисахарид, называемый целлюлозой и входящий в состав оболочек клеток растительных тканей. Клетчатка в воде не растворяется, организмом человека почти не усваивается. Она от­носится к группе пищевых волокон (балластных веществ), необхо­дима для регулирования двигательной функции кишечника, выве­дения из организма холестерина, создания условий для развития полезных бактерий, необходимых для пищеварения. Много клет­чатки (до 2 %) содержится в овощах, плодах, крупах, мучных изделиях низших сортов. В последнее время в лабораторных условиях производят гидролиз клетчатки с помощью кислот до получения простых Сахаров, что в будущем найдет промышленное приме­нение.

Гликоген - животный крахмал, содержащийся в основном в печени и мышцах. В организме человека гликоген участвует в об­разовании энергии, расщепляясь до глюкозы. Гликоген пищевых продуктов не является энергетическим источником, так как его со­держится в них очень мало (0,5 %). Гликоген растворим в воде, окра­шивается йодом в буро-красный цвет, клейстера не образует.

Инулин при гидролизе превращается во фруктозу, растворяется в горячей воде, образуя коллоидный раствор. Содержится в топи­намбуре и корне цикория, которые рекомендуются в питании боль­ных сахарным диабетом.

Энергетическая ценность 1 г углеводов составляет 4 ккал (энер­гетическая ценность основных пищевых веществ и пищевых про­дуктов здесь и далее приводится по данным справочника «Химиче­ский состав российских продуктов питания»).

Суточная потребность человека в усвояемых углеводах составля­ет в среднем 365 г (из них 15... 20 % должны составлять сахара), пи­щевых волокон - 30 г. При недостатке в пище углеводов организм расходует в качестве энергетического вещества собственные жиры, а затем и белки, при этом человек худеет. При избытке в пище угле­водов организм человека легко превращает их в жиры и человек полнеет.

Количество углеводов в пищевых продуктах различно: в карто­феле - в среднем 16,3, свежих овощах - 8, крупе - 70, хлебе ржа­ном - 45, молоке - 4,7 %.

Пектиновые вещества. Эти вещества являются производными углеводов и входят в состав овощей и плодов. К ним относят прото­пектин, пектин, пектиновую и пектовую кислоты. Эти вещества как пищевые волокна стимулируют процесс пищеварения и способству­ют выведению из организма вредных веществ.

Протопектин входит в состав межклеточных пластин, соединя­ющих клетки между собой. Его много в незрелых плодах и овощах, при созревании которых протопектин под действием ферментов переходит в пектин, что приводит к размягчению плодов и овощей. При нагревании с водой или с разбавленными кислотами протопек­тин также переходит в пектин. Этим объясняется размягчение ово­щей и плодов при тепловой обработке.

Пектин растворим в воде, находится в клеточном соке плодов и овощей. При кипячении с сахаром (65%) и кислотами (1 %) он способен образовывать желе. Это свойство пектина используют в про­изводстве мармелада, желе, джема, варенья, пастилы и др.

Пектиновая и пектовая кислоты образуются из пектина под действием ферментов при перезревании плодов, придавая им кислый вкус.

Пектиновыми веществами богаты яблоки, абрикосы, сливы, алы­ча, черная смородина. В среднем в них содержится 0,01... 2 % пекти­новых веществ.

ЖИРЫ

Жиры - это сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и жирных кислот. Они имеют большое значение для питания челове­ка. В организме человека жиры выполняют ряд важных функций. Жиры участвуют почти во всех жизненно важных процессах обме­на в организме и влияют на интенсивность многих физиологических реакций - синтез белка, углеводов, витамина D, гормонов, а также на рост и сопротивляемость организма к заболеваниям. Жиры предохраняют организм от охлаждения, участвуют в построении тканей. Как и углеводы, жиры служат источником энергии (возме­щая в сутки 30 % энергозатрат человека) и жирорастворимых вита­минов.

Пищевая ценность жиров и их свойства зависят от входящих в их состав жирных кислот, которых известно около 70. Жирные кис­лоты подразделяют на насыщенные (предельные), т. е. до преде­ла насыщенные водородом, и ненасыщенные (непредельные), имеющие в своем составе двойные ненасыщенные связи, поэтому они могут присоединять другие атомы.

Наиболее распространенными насыщенными жирными кисло­тами являются пальмитиновая (С 15 Н 31 - СООН) и стеариновая (С 17 Н 35 -СООН). Эти кислоты содержатся в основном в животных жирах (бараньем, говяжьем).

К наиболее часто встречающимся ненасыщенным жирным кислотам относят олеиновую (С 17 Н 33 -СООН), линолевую (С 17 Н 31 -СООН),линоленовую (Ci 7 H 29 - СООН) и арахидоновую (С 19 Н 31 - - СООН). Они содержатся преимущественно в растительных жирах, а также в свином, рыбьем жире. Биологическая ценность линолевой, линоленовой и арахидоновой жирных кислот приравнивается к витамину F, их называют полиненасыщенными жирными кислотами. В организме человека они не синтезируются и долж­ны поступать с пищевыми жирами.

Химический состав жирных кислот влияет на консистенцию жира, в состав которого они входят. В зависимости от этого жиры при комнатной температуре бывают твердыми, мазеобразными, жидкими. Чем больше в составе жиров насыщенных жирных кислот, тем выше температура их плавления, такие жиры называют туго­плавкими. Жиры, в составе которых преобладают ненасыщенные жирные кислоты, характеризуются низкой температурой плавления, их называют легкоплавкими. Температура плавления баранье­го жира 44...51 °С, свиного - 33...46 "С, коровьего масла - 28...34 °С, подсолнечного масла- 16... 19 "С. От температуры плавления жиров зависит их усвояемость в организме. Тугоплавкие жиры усваивают­ся организмом хуже, так как температура их плавления выше тем­пературы человеческого тела, они пригодны в пищу только после тепловой обработки в горячем виде. Легкоплавкие жиры можно ис­пользовать без тепловой обработки (сливочное и подсолнечное масла).

По происхождению различают жиры животные, получаемые из жировой ткани животных продуктов, и растительные - из семян растений и плодов.

Жиры не растворяются в воде, но растворимы в органических растворителях (керосине, бензине, эфире), что находит применение при извлечении растительного масла из семян подсолнечника.

С водой жиры могут образовывать эмульсии, т. е. распределяться в воде в виде мельчайших шариков. Это свойство жира используют в пищевой промышленности при производстве майонеза, маргарина.

В процессе хранения, особенно под действием света и повышен­ной температуры, жиры окисляются (прогоркают) кислородом воз­духа, приобретая неприятный вкус и запах. Наиболее быстро про­горкают жиры, содержащие ненасыщенные жирные кислоты.

Жиры, в состав которых входят ненасыщенные жирные кислоты, при определенных условиях могут присоединять водород. Процесс присоединения водорода жирами называют гидрогенизацией. В ре­зультате жиры жидкой консистенции превращаются в твердые. Их называют саломасом и используют как основу при производстве маргарина и кулинарных жиров.

При высокой температуре в процессе жаренья жиры дымят с об­разованием ядовитого вещества акролеина. Для жаренья следует применять жиры с высокой температурой дымообразования (160... 190 °С), например, свиной топленый жир, подсолнечное масло, кулинарные жиры.

Под действием воды, высокой температуры, кислот, щелочей и ферментов жиры гидролизуются, т.е. расщепляются, с образованием жирных кислот и глицерина. Этот процесс происходит при интенсивном кипении мясных бульонов. Полученные в результа­те гидролиза жирные кислоты придают бульону мутность, сали­стый вкус и неприятный запах. В организме человека в процессе пищеварения жиры гидролизуются под действием фермента ли­пазы.

Природные жиры содержат жироподобные вещества - ф о с-фатиды (в виде лецитина, кефалина) и стерины (в виде холе­стерина, эргостерола), а также жирорастворимые витамины (A, D и Е) и ароматические соединения, что повышает их пищевую цен­ность.

Энергетическая ценность 1 г жира составляет 9 ккал.

Жиры значительно улучшают вкус блюд, способствуют равно­мерному прогреванию продуктов при жаренье. Растворяя красящие и ароматические вещества овощей при жаренье и пассеровании, жиры придают блюдам цвет и аромат. Распределяясь по всей массе продукта, жиры способствуют образованию особо нежной структу­ры, что улучшает органолептические свойства и повышает общую питательную ценность пищи.

Среднесуточная физиологическая норма потребления жиров со­ставляет 83 г, из них 30 % должны составлять растительные масла - источники ненасыщенных жирных кислот и 20 % - сливочное масло - легкоусвояемое, богатое витаминами.

Жиры имеются почти во всех продуктах, но в разном количестве: в мясе их 1...49%, рыбе - 0,5...30%, молоке - 3,2%, сливочном масле - 82,5 %, подсолнечном масле - 99,9 %.

БЕЛКИ

Белки - это сложные органические соединения, в состав которых входят углерод, водород, кислород, азот; могут входить также фос­фор, сера, железо и другие элементы. Это наиболее важные биоло­гические вещества живых организмов. Они являются основным материалом, из которого строятся клетки, ткани и органы человека. Белки могут служить источником энергии, покрывая 12% от всей потребности в энергии человека, и составляют основу гормонов и ферментов, способствующих основным проявлениям жизни (пище­варению, росту, размножению и т. д.).

Белки состоят из аминокислот, соединенных между собой в длинные цепочки. В настоящее время известно более 150 природ­ных аминокислот. Около 20 из них содержатся в пищевых продуктах. В организме человека белок пищи расщепляется до аминокис­лот, из которых затем синтезируются белки, свойственные челове­ку. Аминокислоты, содержащиеся в белках, по биологической ценности подразделяют на заменимые и незаменимые.

Заменимые аминокислоты (аргинин, цистин, тирозин, аланин, серии и др.) могут быть синтезированы в организме из других ами­нокислот, имеющихся в составе пищи. Незаменимые аминокислоты синтезироваться организмом не могут, и они обязательно должны поступать с пищей.

Незаменимых аминокислот восемь - метионин, триптофан, ли­зин, лейцин, фенилаланин, изолейцин, валин, треонин. Наиболее дефицитными и ценными являются метионин, триптофан и лизин, содержащиеся в животной пище.

В зависимости от состава белки условно подразделяют на две группы - простые (протеины) и сложные (протеиды).

Простые белки состоят только из аминокислот. К ним от­носят альбумины (содержатся в молоке, яйцах), глобулины (в мясе, яйце), глютенины (в пшенице).

Сложные белки состоят из простых белков и небелковой части (углеводов, фосфатидов, красящих веществ и др.). Наиболее распространенными сложными белками являются казеин молока, вителлин яйца и др.

По происхождению белки бывают животными и расти­тельными. Животные белки в основном полноценные, особенно белки молока, яиц, мяса, рыбы. Растительные белки являются не­полноценными, за исключением белков риса и сои. Сочетание белков животного и растительного происхождения повышает ценность белкового питания.

Белки обладают определенными свойствами. Нагревание, ультразвук, высокое давление, ультрафиолетовое излучение и хи­мические вещества могут вызывать денатурацию (свертывание) белков, при которой они уплотняются и теряют способность свя­зывать воду. Этим объясняется потеря влаги мясом и рыбой при тепловой обработке, что приводит к уменьшению массы готового продукта.

Белок молока - казеин - денатурирует под действием молочной кислоты при молочнокислом брожении, что положено в основу приготовления кисломолочных продуктов. Образование пены на по­верхности бульонов, жареных мясных и рыбных изделий объясня­ется также свертыванием растворимых белков (альбумина, глобу­лина).

Денатурированные белки не растворяются в воде, теряют способ­ность набухать, лучше перевариваются в организме человека.

Неполноценный белок - коллаген мяса и рыбы - нерастворим в воде, разведенных кислотах и щелочах, а при нагревании с водой образует глютин, который при охлаждении застывает, образуя сту­день. На этом свойстве основано приготовление заливных блюд и студней.

Под действием ферментов, кислот и щелочей белки гидролизуются до аминокислот с образованием ряда промежуточных про­дуктов. Этот процесс происходит при изготовлении соусов на мясных бульонах, заправленных томатом или уксусом.

Белки способны набухать, что можно заметить при изготовлении теста, а при взбивании - образовывать пену. Это свойство исполь­зуют при изготовлении пудингов, муссов, самбуков. Под действием гнилостных микробов белки подвергаются гниению с образованием аммиака (NH 3) и сероводорода (H 2 S).

Энергетическая ценность 1 г белка составляет 4 ккал.

Среднесуточная физиологическая потребность человека в белках составляет 75 г, причем белки животного происхождения как полно­ценные должны составлять 55 % суточной нормы.

В питании человека очень важна сбалансированность основных пищевых веществ. Оптимальным в питании считается соотношение белков, жиров и углеводов для основных групп населения как 1:1,1:4.

В настоящее время ученые всего мира работают над проблемами создания синтетической пищи. Из трех основных питательных ве­ществ (белков, жиров, углеводов) синтез белка представляет особый интерес, так как необходимость изыскания дополнительных ресур­сов его получения вызвана относительным белковым голоданием на нашей планете. Эта проблема решается путем химического синтеза отдельных аминокислот и получения с помощью микробов белка для животноводства.

ВИТАМИНЫ

Витамины - это низкомолекулярные органические соединения различной химической природы. Они играют роль биологических регуляторов химических реакций обмена веществ, протекающих в организме человека, участвуют в образовании ферментов и тканей, поддерживают защитные свойства организма в борьбе с инфек­циями.

Предположение о существовании в продуктах особых веществ высказал в 1880 г. русский врач Н.И.Лунин. Польский ученый К. Функ в 1911 г. выделил в чистом виде из отрубей риса вещество, содержащее аминную группу NH 2 , которому дал название «вита­мин» (жизненный амин). Большой вклад в изучении витаминов внесли коллективы отечественных ученых под руководством Б. А. Лаврова, А. В. Палладина.

В настоящее время открыто несколько десятков веществ, которые по действию на организм человека можно отнести к витаминам, но непосредственное значение для питания имеют 30 из них. Многие витамины обозначают буквами латинского алфавита: А, В, С, D и др. Кроме того, каждый из них имеет название, соответствующее хими­ческому строению. Например, витамин С - аскорбиновая кислота, витамин D - кальциферол, витамин В) - тиамин и т.д.

Витамины, как правило, не синтезируются организмом человека, поэтому основным источником большинства из них являются про­дукты питания, а в последнее время - и синтезированные витамин­ные препараты. Некоторые витамины могут синтезироваться в ор­ганизме (В 2 , В 6 , В 9 , К и РР). Суточная потребность организма челове­ка в витаминах исчисляется в миллиграммах.

Отсутствие витаминов в пище вызывает заболевания - авита­минозы. Недостаточное потребление витаминов вызывает гипови­таминоз, а избыточное потребление жирорастворимых витаминов в виде аптечных препаратов - гипервитаминоз.

Витамины находятся почти во всех пищевых продуктах. Некото­рые продукты подвергают витаминизации в процессе производства: молоко, сливочное масло, муку, продукты детского питания, конди­терские изделия и др.

В зависимости от растворимости витамины подразделяют на водорастворимые - группа В, С, Н, Р, РР, холин и жирораствори­мые - A, D, Е и К. К витаминоподобным веществам относят вита­мины F и U.

Водорастворимые витамины. К витаминам этой группы относят B, В 2 , В 6 , В 9 , В 12 , В 15 , С, Н, Р, РР, холин и др.

Витамин В, [тиамин) играет важную роль в обмене веществ, особенно в углеводном, в регулировании деятельности нервной си­стемы. При недостатке в пище этого витамина наблюдаются рас­стройства нервной системы, кишечника. Отсутствие витамина в питании приводит к авитаминозу - заболеванию нервной системы «бери-бери». Суточная норма потребления витамина составляет 1,5 мг. Этот витамин содержится в растительной и животной пище, особенно в дрожжах, в хлебе пшеничном 2-го сорта, горохе, крупе гречневой, свинине, печени. Витамин устойчив к тепловой обработ­ке, но разрушается в щелочной среде.

Витамин В 2 [рибофлавин) принимает участие в процессе роста, в белковом, жировом и углеводном обменах, нормализует зрение. При недостатке в пище витамина В 2 ухудшается состояние кожи, слизистой оболочки, зрение и снижается функция желудочной се­креции. Суточная норма потребления витамина составляет 1,8 мг. Содержится этот витамин в яйцах, сыре, молоке, мясе, рыбе, хлебе, крупе гречневой, овощах и фруктах, дрожжах. При тепловой обра­ботке он не разрушается. Потери витамина происходят при замора­живании продуктов, их оттаивании, высушивании и хранении на свету.

Витамин В 6 [пиридоксин) принимает участие в обмене веществ. При его недостатке в питании наблюдается расстройство нервной системы, дерматиты (кожные заболевания), склеротические изме­нения в сосудах. Суточная норма потребления витамина составляет 1,8... 2,2 мг. Содержание витамина В 6 во многих пищевых продуктах невелико, но потребности человека можно удовлетворить при пра­вильном сбалансированном пищевом рационе. Витамин устойчив к кулинарной обработке.

Витамин В 9 [фолиевая кислота) обеспечивает нормальное кро­ветворение в организме человека и участвует в обмене веществ. При недостатке фолиевой кислоты в питании у людей развиваются раз­личные формы малокровия. Суточная норма потребления витамина составляет 0,2 мг. Правильно сбалансированные дневные рационы содержат 50... 60 % суточной потребности витамина В 9 . Недостающее количество дополняется за счет синтеза витамина бактериями ки­шечника. Много этого витамина имеется в зеленых листьях (салате, шпинате, петрушке, зеленом луке). Витамин очень неустойчив к тепловой обработке.

Витамин В п [кобаламин), как и фолиевая кислота, играет боль­шую роль в процессах регулирования кроветворения, в обмене белков, жиров и углеводов. При недостатке витамина В 12 в организ­ме развивается злокачественное малокровие. Суточная норма потребления витамина составляет 0,003 мг. Этот витамин содержится в продуктах только животного происхождения: в мясе, печени, мо­локе, сыре, яйцах. Витамин устойчив к кулинарной обработке.

Витамин В 15 (пангамовая кислота) участвует в окислительных процессах организма, оказывая благоприятное действие на сердце, сосуды, кровообращение, особенно в пожилом возрасте. Суточная норма потребления витамина составляет 2 мг. Содержится он в ри­совых отрубях, дрожжах, в печени и крови животных.

Витамин С (аскорбиновая кислота) играет большую роль в окислительно-восстановительных процессах организма, оказывает влияние на белковый, углеводный и холестериновый обмен. Недо­статок витамина С в питании снижает сопротивляемость человече­ского организма к различным заболеваниям. Отсутствие его вызы­вает цингу. Суточная норма потребления витамина составляет 70... 100 мг.

Содержится витамин С в основном в свежих овощах и плодах, особенно много его в шиповнике, черной смородине и перце крас­ном, имеется он также в зелени петрушки и укропа, луке зеленом, капусте белокочанной, красных помидорах, яблоках, картофеле и др. Картофель, свежая и квашеная капуста, хотя и содержат этого вита­мина немного, но являются важным его источником, так как эти продукты употребляют почти ежедневно.

Витамин С нестоек при кулинарной обработке и хранении про­дуктов. Губительно на витамин действуют свет, воздух, высокая температура, вода, в которой он растворяется, окисляющиеся части оборудования. Хорошо он сохраняется в кислой среде (квашеной капусте). В процессе приготовления пищи следует учитывать фак­торы, отрицательно влияющие на сохраняемость витамина: так, нельзя длительно хранить очищенные овощи в воде. При варке овощи следует заливать горячей водой, полностью погружая их, варить при закрытой крышке при равномерном кипении, не допу­ская переваривания. Для холодных блюд овощи следует варить неочищенными. Витамин С разрушается при протирании вареных овощей, при повторном подогреве овощных блюд и длительном их хранении.

Витамин Н (биотип) регулирует деятельность нервной системы. При недостатке этого витамина в питании отмечаются нервные рас­стройства с поражениями кожи. Суточная норма потребления вита­мина составляет 0,15... 0,3 мг. Он частично синтезируется бактерия­ми кишечника. В продуктах биотин имеется в небольших количествах (в печени, мясе, молоке, картофеле и др.). Витамин устойчив к кули­нарной обработке.

Витамин Р (биофлавоноид) обладает капилляроукрепляющим действием и снижает проницаемость стенок кровеносных сосудов. Он способствует лучшему усвоению витамина С. Суточная норма потребления витамина составляет 35... 50 мг. Содержится этот вита­мин в достаточном количестве в тех же растительных продуктах, в которых находится витамин С.

Витамин РР (никотиновая кислота) является составной частью некоторых ферментов, участвующих в обмене веществ. Недостаток в пище витамина РР вызывает утомляемость, слабость, раздражитель­ность и заболевание «пеллагрой» (шершавая кожа), которое харак­теризуется расстройством нервной системы и болезнью кожи. Су­точная норма потребления витамина составляет 20 мг. Витамин РР может синтезироваться в организме человека из аминокислоты (триптофана). Этот витамин содержится в продуктах растительного и животного происхождения: хлебе, картофеле, моркови, гречневой и овсяной крупах, говяжьей печени и сыре. При разнообразном пи­тании человек получает достаточное количество этого витамина. При кулинарной обработке продуктов потери витамина незначительны.

Холин оказывает влияние на белковый и жировой обмен, обез­вреживает вредные для организма вещества. Отсутствие холина в пище способствует жировому перерождению печени, пораже­нию почек. Суточная норма потребления витамина составляет 500... 1 000 мг. Холин находится в продуктах животного и раститель­ного происхождения (кроме овощей и фруктов): в печени, мясе, желтке яиц, молоке, зерне и рисе.

Жирорастворимые витамины. Витамин А (ретинол) оказывает влияние на рост и развитие скелета, зрение, состояние кожи и сли­зистой оболочки, сопротивляемость организма инфекционным за­болеваниям. При недостатке витамина А прекращается рост, выпа­дают волосы, организм истощается, притупляется острота зрения, особенно в сумерках («куриная слепота»). Суточная норма потре­бления витамина составляет 1 мг.

Содержится витамин А в продуктах животного происхождения: в рыбьем жире, печени, яйцах, молоке, мясе. В продуктах раститель­ного происхождения желто-оранжевого цвета и в зеленых частях растений (шпинате, салате) находится провитамин А - каротин, который в организме человека в присутствии жира пищи превраща­ется в витамин А. Потребность в витамине А на 75 % удовлетворяет­ся за счет каротина. Суточная норма потребления каротина состав­ляет 3... 5 мг.

Витамин А и каротин стойки к кулинарной обработке. Каротин хорошо растворяется в жирах при пассеровании овощей. Губительно действуют на витамин А солнечный свет, кислород воздуха и кислоты.

Витамин D (кальциферол) участвует в образовании костной ткани, способствует удержанию в ней солей кальция и фосфора, стимулирует рост. При недостатке этого витамина в организме детей развивается тяжелое заболевание «рахит», а у взрослых изменяют­ся костные ткани. Суточная норма потребления витамина составля­ет 0,0025 мг. Витамин D содержится в животной пище: в печени трески, палтусе, сельди, треске, печени говяжьей, сливочном масле, яйцах, молоке и др. Но в основном он синтезируется в организме, образуясь из провитамина (вещества, содержащегося в коже) в результате воздействия ультрафиолетовых лучей. Взрослые люди в обычных условиях не испытывают недостатка в этом витамине. Из­быточное поступление витамина D (в виде аптечных препаратов) может привести к отравлению.

Витамин Е (токоферол) влияет на процессы размножения. При недостатке этого витамина происходят изменения в половой и цен­тральной нервной системах человека, нарушается деятельность желез внутренней секреции. Суточная норма потребления витами­на составляет 10 мг. Витамин Е находится как в растительных, так и в животных продуктах, поэтому недостатка в нем человек не испы­тывает. Особенно его много в зародышах злаков и растительных маслах. Содержание витамина в продуктах при нагревании снижа­ется. Витамин Е обладает антиокислительным действием и широко применяется в пищевой промышленности для замедления окисления жиров.

Витамин К (филлохинон) участвует в процессе свертывания крови. При недостатке его замедляется свертывание крови и появля­ются подкожные внутримышечные кровоизлияния. Суточная норма потребления витамина составляет 2 мг. Витамин синтезируется бак­териями в кишечнике человека. Витамин К в основном содержится в зеленых листьях салата, капусты, шпината, крапивы. Он разрушается под действием света, высокой температуры и щелочей.

Витаминоподобные вещества. Наибольшее значение из них имеют витамины F и U.

Витамин F (ненасыщенные жирные кислоты: линолевая, линоленовая, арахидоновая) участвует в жировом и холестериновом обмене. Суточная норма потребления витамина составляет 5...8 г. Лучшее соотношение ненасыщенных жирных кислот в свином сале, арахисовом и оливковом маслах.

Витамин U (метилметионин) нормализует секреторную функ­цию пищеварительных желез и способствует заживлению язв желудка и двенадцатиперстной кишки. Содержится витамин в соке свежей капусты.

ФЕРМЕНТЫ

Ферменты (энзимы) - это биологические катализаторы белковой природы, которые обладают способностью активизировать различ­ные химические реакции, происходящие в живом организме.

Образуются ферменты в любой живой клетке и могут проявлять активность вне ее.

Известно около 1 ООО ферментов, и каждый из них обладает ис­ключительной специфичностью действия, т. е. катализирует только одну определенную реакцию. Поэтому название ферментов скла­дывается из названия вещества, на которое они действуют, и окон­чания «аза». Например, фермент, расщепляющий сахарозу, называ­ют сахарозой, фермент, расщепляющий лактозу, - лактазой.

Ферменты обладают очень большой активностью. Ничтожной дозы их достаточно для превращения огромного количества вещества из одного состояния в другое. Так, 1,6 г амилазы пищеварительного сока человека за 1 ч могут расщепить 175 кг крахмала, air пепсина желудочного сока - 50 кг яичного белка.

Ферменты обладают определенными свойствами. Так, некоторые ферментативные процессы обратимы, т. е. в зависимости от условий одни и те же ферменты могут ускорять как процесс распада, так и процесс синтеза вещества.

Очень чувствительны ферменты к изменению температуры. Наи­высшую активность они проявляют при 40...50 "С. Поэтому для предупреждения порчи продуктов от действия ферментов их хранят на холоде или подвергают тепловой обработке.

Активность ферментов зависит от влажности среды, повышение которой приводит к ускорению ферментативных процессов, а это влечет за собой порчу продуктов. Она зависит также от реакции среды (рН). Так, пепсин желудочного сока действует только в кислой среде. Скорость ферментативных процессов зависит также от со­стояния вещества, на которое действует фермент, и от присутствия в среде других веществ. Так, свернувшийся при тепловой обработке белок мяса расщепляется ферментом быстрее сырого белка, а при­сутствие в супах пассерованной муки замедляет разрушение вита­мина С под действием ферментов.

Ферменты играют большую роль в производстве пищевых про­дуктов, в процессе их хранения и кулинарной обработки. В производстве сыров используют сычужные ферменты, в получении кисломолочных продуктов, квашеных овощей и брожении теста принимают участие ферменты, выделяемые бактериями и дрож­жами.

Большое влияние ферменты оказывают на качество продуктов. В одних случаях это влияние положительное, например при созре­вании мяса после убоя животных и при посоле сельди, в других случаях - отрицательное, например потемнение яблок, картофеля при чистке, нарезании. Для предохранения от потемнения яблоки следует немедленно отправлять в тепловую обработку, а картофель погружать в холодную воду. Ферменты разрушают витамин С, окис­ляя его при хранении и неправильной варке овощей и фруктов, ко­торые следует погружать при варке в кипящую воду или бульон, в которых ферменты быстро разрушаются. Под действием ферментов окисляются жиры. Прокисание супов, гниение фруктов, брожение компотов и варенья вызывают ферменты, выделяемые попавшими в пищу микробами. Отрицательное действие ферментов можно пре­кратить путем повышения или понижения температуры воздуха при хранении продуктов.

В настоящее время учеными проводится большая работа по изуче­нию ферментативных процессов и дальнейшему применению их в пищевой промышленности. Разработаны способы размягчения соеди­нительной ткани мяса с помощью фермента прототерризина, изуча­ются ферментативные процессы, замедляющие черствение хлеба.

Ферментные препараты применяются в медицине, животновод­стве, при переработке сельскохозяйственного сырья. Получают ферменты из культур микроорганизмов, а также из растительного и животного сырья.

Химический состав пищевых продуктов.

Химические свойства продовольственных товаров обусловлены составом и свойствами веществ, входящих в их структуру. Все химические вещества продовольственных товаров делятся в зависимости от различных классификационных признаков.

По химической природе химические вещества подразделяются на неорганические и органические. Органические вещества – вещества, обязательными элементами которых являются углерод и водород. Неорганические вещества – вещества минерального происхождения или вода, характеризующиеся отсутствием комплексов элементов углерода и водорода.

По усвояемости химические вещества подразделяются на усвояемые, неусвояемые и трудноусвояемые. Усвояемые вещества – вещества, легко вовлекаемые в обмен других веществ организма человека. Они обеспечивают жизнедеятельность человека. К ним относятся сахара, крахмал, большинство белков, липиды, витамины и др. Неусвояемые вещества – вещества, которые не перевариваются организмом человека и выводятся из него. Однако большая часть неусвояемых веществ обладают свойствами абсорбента и выводят из организма некоторые загрязнители. К таким веществам относятся гемицеллюлоза, пектиновые вещества, клетчатка и др. Трудноусвояемые вещества – вещества, которые используются организмом человека лишь частично из-за плохой усвояемости. Такие вещества относятся к питательным, но поскольку они труднодоступны для ферментов желудочного сока и не полностью расщепляются на составные части, неусвояемая часть выводится из организма. К таким веществам относятся белки соединительной ткани мяса – эластин и коллаген, жиры с высокой температурой плавления и др.

По полезности химические вещества подразделяют на питательные, балластные и вредные. Питательные вещества – вещества, обладающие полезностью для организма человека благодаря вовлечению их в процессы жизнедеятельности. Именно питательные вещества удовлетворяют основные физиологические потребности человека. Балластные вещества – вещества, не вовлекаемые в обмен веществ организма человека, но выводящие из него различные загрязнители. Вредные вещества – вещества-загрязнители, наносящие вред здоровью и жизни человека. Вредные вещества подразделяют на токсичные и ксенобиотики. Токсичные вещества наносят вред здоровью человека только при превышении предельно допустимых норм (мышьяк, медь, железо, цинк, антибиотики и др.), ксенобиотики – опасные, чужеродные для организма вещества (хлор- и ртутьорганические соединения, микотоксины, афлотоксины, радионуклиды и др.).

По происхождению химические вещества подразделяются на природные, искусственные и синтетические. Природные вещества – вещества, образующиеся в результате природных процессов или жизнедеятельности биологических организмов. Эта группа является преобладающей в пищевых продуктах. Искусственные вещества – вещества, образующиеся при химических реакциях в процессе производства пищевых продуктов. Многие из них формируют новые потребительские свойства готовой продукции. К ним относятся переэтирифицированные жиры, искусственные красящие вещества (меланоиды, карамелины, флабофены и др.). Синтетические вещества – вещества, специально синтезируемые и используемые в качестве добавок для улучшения органолептических или лечебно-профилактических свойств пищевых продуктов.

Изучим химические вещества по их химической природе.

К неорганическим веществам относятся вода и минеральные вещества, которые подразделяются на отдельные виды и формы.

Вода в продуктах питания содержится в двух формах: свободной и связанной. Свободная вода служит растворителем многих органических и неорганических веществ, средой для химических, физико-химических и микробиологических процессов, замерзает при 0°С. Связанная вода не обладает указанными свойствами и замерзает при -70°С.

Вода имеет большое значение для сохраняемости пищевых продуктов. Значительную роль при этом играет соотношение свободной и связанной воды, которое характеризует активность воды. Активность воды выражается соотношением давления водяных паров над продуктом к их давлению над поверхностью чистой воды при одной и той же температуре. Этот показатель определяет доступность воды для физических, химических, физико-химических и микробиологических процессов. Чем ниже активность воды в пищевых продуктах, тем лучше они сохраняются. Различают продукты с низкой активностью воды (менее 0,90): мука, крупа, жиры, сахар; со средней активностью (0,90 – 0,95): вареные колбасы, мясокопчености, хлеб, мороженные продукты, соленую, копченую рыбу, консервы и др.; с высокой активностью (0,95 – 1,0): плоды и овощи, алкогольные и безалкогольные напитки, молоко, охлажденные мясо и рыба и др.

1. Очень сухие товары (0,1 – 12,0% воды): сахар, соль, кондитерские товары, орехи, жиры и др.

2. Сухие товары (13 – 25%): мука, крупа, торты и пирожные, мед, масло сливочное, маргарин, сушеные товары.

3. Товары со средней влажностью (26 – 60%): хлебобулочные изделия, сыры, колбасные изделия, соленая и копченая рыба и др.

4. Товары с повышенной влажностью (61 – 90%): плоды, овощи, грибы, мясо, рыба, молоко, кисломолочные товары, соки, мороженное и др.

5. Товары с очень высоким содержанием воды (91 – 99,9%): огурцы, томаты, тыквы, свежая зелень, квашенные овощи, квас, пиво и др.

В зависимости от содержания минеральные вещества подразделяются на макро- и микроэлементы.

Макроэлементы: натрий, калий, магний, кальций, фосфор, железо, хлор, сера, бор и др. – содержатся в пищевых продуктах в значиельных количествах (от 30 до 400 мг%). Суточная потребность в них у организма человека составляет от 100 до 1200 мг.

Микроэлементы: цинк, медь, марганец, кобальт, йод, фтор, молибден, никль, хром, селен, олово, ванадий, кремний, мышьяк и др. – признаны необходимыми для обеспечения жизнедеятельности человека. Эти содержаться в пищевых продуктах и требуются организму человека в небольших количествах (от 1 до 20 мг).

Кратко рассмотрим характеристику важнейших минеральных веществ.

Натрий. Суточная потребность – 4 – 6 г. Обеспечивает осмотическое давление крови, участвует в водном обмене, в деятельности пищеварительной и нервной систем. Источники: пищевая соль, соленая, солено-сушеная, копченая рыба, мясокопчености, сыры, соленые овощи.

Калий. Суточная потребность – 3,5 г. Участвует во внутриклеточном обмене, передаче нервных импульсов к мышцам, регулирует водно-солевой обмен, осмотическое давление и кислотно-щелочное состояние организма, нормализует деятельность мышц, выводит из организма избыток натрия и воды, активизирует некоторые ферменты. Источники: свежие плоды и овощи, молочные продукты, мясо, рыба.

Магний. Суточная потребность – 400 мг. Снижает возбудимость нервной системы, нормализует деятельность мышц, участвует в процессах углеводного и фосфорного обменов, предотвращает образование камней в почках, снижает содержание холестерина, угнетает рост злокачественных новообразований. Источники: поваренная соль, орехи, отруби, гречневая крупа, зеленые плоды и овощи, горох, фасоль, халва.

Кальций. Суточная потребность – 1 г. Участвует в образовании костной ткани, кроветворении, влияет на процессы сократимости мышц, свертывания крови, активизации некоторых ферментов, регулирует функции эндокринных желез, снижает появление аллергии. Источники: молочные продукты, яйцо, рыба и мясо.

Фосфор. Суточное потребление – 1 г. Участвует вместе с кальцием в построении костной ткани, мембран клеток, обеспечивает углеводный и энергетический обмен. Источники: молочные продукты, сыр, мясные, рыбные товары, яйцо и яичные продукты.

Железо. Суточная потребность – 14 мг. Участвует в построении важнейших белков организма: гемоглобина и миогемоглобина, а также различных ферментов, в лизисе микроорганизмов и поддержании иммунитета, синтезе гормонов щитовидной железы. Источники: мясо и рыба, яйцо, нежирный творог, дрожжи, вино, белые грибы, абрикосы, персики, яблоки, зелень, печень, почки, язык.

Хлор. Суточная потребность – 5 – 7 г. Поддерживает осмотическое давление в тканях, участвует в образовании соляной кислоты желудочного сока. Источники: поваренная соль и содержащие ее продукты.

Сера. Суточная потребность – 1 г. Входит в состав большинства белков организма человека, участвует в образовании витамина В1, инсулина. Источники: хлебные злаки, капустные овощи, чеснок, бобовые, молочные продукты, мясо, рыба и яйца.

Цинк. Суточная потребность – 15 мг. Участвует в костеобразовании, ускорении заживления ран, входит в состав многих ферментов, повышает устойчивость к стрессам и простудным заболеваниям, участвует в обмене углеводов, жиров, белков и нуклеиновых кислот, удлиняет действие инулина. Источники: рыба, мясо (баранина), печень, почки, яйца, орехи, имбирь, овсяные хлопья, чеснок.

Медь. Суточная потребность – 2 мг. Участвует в окислительно-восстановительных процессах, образовании кровяных клеток, белкового и углеводного обмена, активизирует витамины группы В. Источники: печень, мясо, рыба, бобовые, орехи, овсяная и гречневая крупы.

Марганец. Суточная потребность – 5 – 10 мг. Участвует в процессах кроветворения, образования костной ткани, входит в состав многих ферментов. Источники: все растительные продукты.

Кобальт. Суточная потребность – 0,2 мг. Способствует усвоению железа, стимулирует кроветворение и иммунологическую активность, предупреждают дегенеративные изменения нервной системы, входит в состав витамина В12. Источники: гречневая крупа, пшеница, кукуруза, свежие плоды и овощи, пиво.

Йод. Суточная потребность – 0,15 мг. Участвует в образовании гормонов щитовидной железы, регулирует энергетический и тепловой обмен веществ, функции сердечно-сосудистой системы. Источники: йодированная соль, рыба, нерыбные морепродукты, яйца, молочные продукты, фейхоа, виноград.

Фтор. Суточная потребность – 0,5 – 1 мг. Участвует в образовании костной ткани, зубной эмали. Источник: морская рыба, хлеб с отрубями, орехи, овсяная крупа.

Хром. Суточная потребность – 0,20 – 0,25 мг. Усиливает действие инсулина. Источники: печень, пивные дрожжи, проросшие зерна пшеницы, крупы.

Селен. Суточная потребность – 70 мкг. Является сильным антиоксидантом и стабилизатором мембран, препятствует развитию рака. Источники: каменная поваренная соль, морепродукты, почки, печень, сердце, желток яиц, кукуруза, томаты, чеснок, грибы, дрожжи.

Большинство органических веществ относятся к важнейшим питательным веществам.

Углеводы – органические соединения, молекула которых содержит атомы углерода, водорода и кислорода. Углеводы – основные компоненты пищевых продуктов растительного происхождения, они являются главными поставщиками энергии. По усвояемости углеводы делятся на усвояемые и неусвояемые. К усвояемым углеводам относятся мономахариды (глюкоза, фруктоза), дисахариды (сахароза, мальтоза, лактоза, трегалоза), трисахарид (раффиноза) и полисахариды (крахмал, инулин, гликоген). Моно- и дисахариды (сахара) обладают сладким вкусом и хорошей растворимостью. По степени сладости сахара можно проранжировать: фруктоза, сахароза, глюкоза, мальтоза, лактоза. Полисахариды нерастворимы в воде, усваиваются хуже, чем сахара.

При поступлении в организм человека усвояемые углеводы используются для выделения энергии путем биологического окисления. Однако данные углеводы необходимы организму не только для энергетических целей, но и для поддержания нормального уровня сахара в крови, а также эластичности сосудов.

Глюкоза содержится в пищевых продуктах в основном растительного происхождения, особенно много в меде и винограде, входит в состав инвертного сахара.

Фруктоза присутствует во многих продуктов растительного происхождения, в продуктах животного происхождения отсутствует. Наиболее богаты фруктозой натуральный мед (до 35%), семечковые плоды, арбузы.

Сахароза состоит из остатков молекул глюкозы и фруктозы, усваивается только после гидролиза до моносахаров. В пищевых продуктах встречается почти в чистом виде (сахар).

Лактоза состоит из остатков молекул глюкозы и галактозы, усваивается организмом человека и сбраживается микроорганизмами только после гидролиза. Лактоза – основной сахар молока и молочных продуктов. Кроме того, лактоза обнаружена в грибах.

Крахмал – количественно преобладающий полисахарид многих продуктов растительного происхождения. Особенно его много в зерномучных товарах, крахмал используется в качестве загустителя при производстве продуктов питания. В растительных тканях крахмал накапливается в виде зерен: в картофеле – крупные, овальные, слоистого строения; кукурузе - неправильные многогранники; пшенице – округлые среднего размера; рисе – округлые, самые мелкие. Крахмал обладает следующими свойствами: гидролиз до мальтозы и глюкозы, высокая гигроскопичность, окраска йодом в синий цвет, нерастворимость в холодной воде, образование густого вязкого раствора в горячей воде. Клейстеризация крахмала происходит при выпечке мучных изделий, варке круп, макаронных изделий, овощей.

Гликоген условно называют животным крахмалом. Содержится в мясе, сердце, мозге, печени, а также в грибах, кукурузе, дрожжах. С йодом дает красно-бурое окрашивание.

Клетчатка (целлюлоза) встречается во всех продуктах растительного происхождения. Она почти не усваивается организмом человека, в составе пищевых волокон способствует перистальтике кишечника, а также выведению солей тяжелых металлов, холестерина и других вредных веществ.

Пектиновые вещества – комплекс неусвояемых веществ, состоящих из остатков полигалактуроновой кислоты и включающих протопектин, пектин и пектиновую кислоту. Пектиновые вещества связывают и выводят из организма холестерин, соли тяжелых металлов, радионуклиды, бактериальные и грибные яды. Они содержатся в свежих плодах и овощах, фруктово-ягодных кондитерских изделиях.

Азотистые вещества – соединения в состав молекулы которых входит азот. В эту группу входят белки и небелковые вещества: аминокислоты и их амиды, аммиачные соединения, нитраты и нитриты, нуктеиновые кислоты, некоторые алкалоиды (кофеин, теобромин и др.), гликозиды (амигдалин, соланин и др.

Белки – сложные азотистые вещества, молекула которых состоит из соединенных между собой остатков молекул аминокислот. Они входят в состав клеток и тканей организма, а также ферментов, выполняют транспортную и защитную функции, обеспечивают сокращение мышц.

По аминокислотному составу белки подразделяют на полноценные и неполноценные, а по компонентному составу – на простые и сложные.

Полноценные белки – белки, в состав которых входят все незаменимые аминокислоты в оптимальном для организма человека соотношении. неполноценные белки – белки, в составе которых отсутствует хотя бы одна из незаменимых аминокислот или содержание их недостаточно. К незаменимым аминокислотам относятся следующие: изолейцин, лейцин, лизин, метионин , фенилаланин, треонин, триптофан , валин, аргинин, гистидин.

Простые белки – белки, в состав которых входят только остатки аминокислот. К ним относятся альбумины, глобулины, проламины, глютелины, протамины, гистоны и др. Они отличаются друг от друга по растворимости в воде, растворах солей и спирте. Сложные белки – белки, молекулы которых состоят из остатков молекул аминокислот, а также других веществ. К ним относятся фосфопротеиды, гликопротеиды, липопротеиды, хромпротеиды и нуктеопротеиды.

Для формирования качества пищевых продуктов важное значение имеют следующие.

Набухание (гидратация) белков – способность белков поглощать и удерживать в течение определенного времени связанную воду. Денатурация (свертывание) белков – процесс свертывания и выпадения белков в осадок под действием различных факторов. При этом утрачивается их способность к растворению, но улучшается их усвояемость. Денатурация может быть обратимой и необратимой. Гидролиз белков – процесс распада молекулы белка с участием воды до полипептидов, пептидов и аминокислот, происходит при брожении теста, вина, квашении, созревании сыров, мяса, рыбы, гниении. Меланоидинообразование – взаимодействие свободных и связанных аминокислот белков с редуцирующими сахарами с образованием темноокрашенных соединений – меланоидинов. Оно снижает пищевую ценность продуктов, протекает при производстве хлеба, пива, консервов, сушении плодов и овощей.

Липиды – природные органические вещества, большинство из которых являются эфирами жирных кислот, а также одно- и многоатомных спиртов. Группа липидов пищевых продуктов подразделяется на подгруппы: жиры, свободные жирные кислоты и липоиды: фосфолипиды, стерины, воска.

Жиры – высокомолекулярные органические соединения, состоящие из остатков молекул трехатомного спирта – глицерина и жирных кислот. Общим и наиболее значимым свойством для всех жиров является их энергетическая ценность (1 г дает 9 ккал), а также участвует в образовании оболочек мембран и протоплазмы животных клеток.

Жирные кислоты делятся на насыщенные и ненасыщенные. насыщенные жирные кислоты придают жирам твердую консистенцию, ненасыщенные – жидкую. Ненасыщенные жирные кислоты линолевая и линоленовая относятся к незаменимым. Ненасыщенные жирные кислоты могут насыщаться водородом при высокой температуре и катализаторе (никель, платина). На этой способности основана реакция гидрогенизации.

К другим свойствам жиров относят их способность служить растворителем жирорастворимым витаминам (К, Е, D, А), а также регулировать ферментативную активность белков.

Витамины - низкомолекулярные органические соединения различной химической природы, небольшое количество которых способно обеспечивать нормальное течение физиологических и биохимических процессов в организме. Организм человека не синтезирует необходимого количества витаминов, поэтому растительные и животные продукты являются основными их источниками. При недостатке витаминов возникают такие заболевания, как авитаминоз и гиповитаминоз, а при избытке - гипервитаминоз.

По отношению к растворителям витамины подразделяют на водорастворимые (С, В, Р, РР и др.) и жирорастворимые (А, D, Е, К).

Витамин С (аскорбиновая кислота) содержится во всех продуктах растительного происхождения. В яблоках его имеется 3-20 мг, в картофеле 6-20 мг, в шиповнике 1000-4500 мг на 100 г продукта. Суточная потребность человека в витамине С составляет 75-100 мг. При недостатке аскорбиновой кислоты нарушаются окислительно-восстановительные процессы в организме, прекращается синтез белковых веществ мозга, появляется угроза цинги. При нагревании и длительном хранении пищевых продуктов витамин С разрушается.

Витамин B1 (тиамин). Источником витамина В являются дрожжи, орехи, крупа, свинина. Суточная потребность 1,5-2 г. Недостаток его в питании приводит к возникновению болезни бери-бери и полиневрита.

Витамин В2 (рибофлавин) обнаружен в дрожжах, печени, молочных продуктах, овощах. Суточная потребность 2,0-2,5 г. Недостаток его приводит к расстройству центральной нервной системы.

Витамин В3 (пантотеновая кислота) содержится в тех же продуктах, что и витамин В2. Суточная потребность 10-15 г. При недостатке его в организме нарушается работа центральной нервной системы и органов пищеварения.

Витамин В9 (фолиевая кислота) найден во всех растительных и животных продуктах. Суточная потребность 0,1-0,5 мг. Недостаток в пище вызывает малокровие.

Витамин Вп (цианокобаламин) присутствует в печени, почках, молочных продуктах, яичном желтке. Суточная потребность 0,005-0,05 мг. Отсутствие в питании вызывает нарушение синтеза белков, процесса кроветворения.

Витамин РР (никотиновая кислота) поступает в организм при употреблении мяса, рыбы, дрожжей, хлеба, круп, молока, яиц, картофеля. Суточная потребность 15-20 мг. Недостаток его проявляется в виде пеллагры, нарушения деятельности нервной системы, пищеварительного тракта.

Витамин Р присутствует в черной смородине, лимонах, дикорастущих ягодах. Суточная потребность 75-100 мг. Активность его усиливается в присутствии витамина С.

Витаминку (ретинол) найден в животных продуктах. В растительных продуктах он встречается в виде каротиноидов, придающих продукту оранжево-желтую окраску. Источником являются жиры морских животных и рыб, сливочное масло, морковь, абрикосы, перец красный. Суточная потребность 1-2 мг. При недостатке ретинола в пище возможно нарушение зрения, задержка роста.

Витамин D (кальциферол) поступает в организм с жиром морских рыб, из желтков яиц, с молоком. Суточная потребность для детей 12,5 мг, для взрослых - 2,5 мг. При недостатке в пище снижается сопротивляемость организма такому заболеванию, как рахит.

Витамин Е (токоферол) обнаружен в облепиховом, кукурузном, подсолнечном, хлопковом маслах, печени морских рыб, бобовых, овощах. Суточная потребность 10-25 мг. Присутствие его в организме человека предотвращает старение, бесплодие, ускоряет рост. В жирах витамин Е является антиокислителем.

Витамин К) (филлохинон) присутствует в свиной печени, печени морских рыб, шпинате, крапиве, картофеле. Суточная потребность 10-15 мг. При отсутствии его или недостатке замедляется свертывание крови, возникают кровоизлияния в коже.

Недостаток витаминов в пищевых продуктах восполняется их витаминизацией в процессе производства.

Ферменты. Без участия ферментов не осуществляется ни одно химическое или биохимическое преобразование в живом организме. Как ускорители многих реакций ферменты используются при производстве этилового спирта, чая, пива, кисломолочных и других продуктов. Однако они могут оказывать и отрицательное действие на качество товаров, вызывая, например, порчу мяса, рыбы, перезревание плодов.

По химической природе ферменты - вещества белкового характера. По направленности действия их делят на следующие классы:

гидролазы - катализируют процессы расщепления сложных

веществ с присоединением к ним воды;

оксидоредуктазы - катализируют реакции биологического

окисления и восстановления, дыхания и брожения;

трансферазы - катализируют реакции переноса химических

групп от одних органических соединений к другим;

лиазы - катализируют превращение органических веществ в их изомеры;

лигазы - катализируют реакции соединения друг с другом двух молекул органических веществ.

Общие свойства ферментов - высокая каталитическая активность, специфичность действия, которая проявляется в том, что каждый фермент катализирует определенную реакцию. Ферменты выдерживают низкие температуры, но разрушаются при температуре свыше 70 °С. Эти свойства учитываются при выборе условий хранения и технологии производства пищевых продуктов.

Химический состав пищевых продуктов. (1 часть)

Вещества, входящие в состав пищевых продуктов, делят на неорганические и органические. К неорганическим веществам относят воду и минеральные вещества, к органическим - белки, жиры, углеводы, кислоты, витамины, ферменты, фенольные, красящие, ароматические и другие вещества. Каждое из этих веществ имеет для организма человека определенное значение: одни обладают питательными свойствами (углеводы, белки, жиры), другие придают продуктам определенные вкус, аромат, окраску и играют соответствующую роль в воздействии на нервную систему и органы пищеварения (органические кислоты, дубильные, красящие, ароматические вещества и др.), некоторые вещества обладают бактерицидными свойствами (фитонциды).

Вода входит в состав всех пищевых продуктов, но содержание ее различно. Так, в свежих плодах и овощах ее находится 72-95 %, в мясе - 58-78, в рыбе - 62-84, в молоке - 88, в хлебе - 35-50, крахмале - 14-20, в зерне, муке, крупе - 10-14, в поваренной соли - 3, в сахаре-песке - 0,14 %. Количество воды в пищевых продуктах влияет на их качество и сохраняемость. Скоропортящиеся продукты с повышенным содержанием влаги без консервирования длительное время не сохраняются. Вода, содержащаяся в продуктах, способствует ускорению в них химических, биохимических и других процессов. Продукты с малым содержанием воды лучше сохраняются.

Свободная вода активно участвует в процессах, протекающих в клетках, легко испаряется.

Связанная вода прочно соединена с другими компонентами пищевых продуктов и испаряется из них с большим трудом.

Вода в пищевых продуктах находится в трех формах связи: в химической (ионная и молекулярная связи), физико-химической (влага набухания, адсорбционная) и физико-механической (влага смачивания, влага в макро- и микрокапиллярах).

В растительных и животных тканях преобладает свободная вода. Так, в свежих плодах и овощах ее содержится до 95 %, поэтому их можно сушить до содержания остаточной влажности 8-20 %, так как свободная вода из них легко удаляется.

Содержание воды в пищевых продуктах в процессе их перевозки и хранения не остается постоянным. В зависимости от особенности самих продуктов, а также условий внешней среды они теряют влагу или увлажняются. Высокой гигроскопичностью (способностью поглощать влагу) обладают продукты, содержащие много фруктозы (мед, карамель), а также сушеные плоды и овощи, чай, поваренная соль. Эти продукты хранят при относительной влажности воздуха не выше 65-70%.

Количество воды во многих продуктах, как правило, нормируется стандартами с указанием верхнего предела ее содержания, так как от этого зависят не только качество и сохраняемость, но и пищевая ценность продуктов.

Минеральные (зольные) вещества имеют большое значение в жизни живых организмов. Они содержатся во всех пищевых продуктах в виде органических и неорганических соединений. Суточное потребление минеральных веществ составляет 20-30 г.

В организме человека и животных минеральные элементы участвуют в синтезе пищеварительных соков, ферментов, гормонов (железо, йод, медь, фтор и др.), в построении мышечной и костной тканей (сера, кальций, магний, фосфор и др.), нормализуют кислотно-щелочное равновесие и водный обмен (калий, натрий; хлор).

В зависимости от количественного содержания минеральных элементов в пищевых продуктах различают макро-, микро- и ультрамикроэлементы.

Макроэлементы содержатся в продуктах в значительных количествах (более 1 мг%). К ним относят калий, кальций, магний, фосфор, железо, натрий, хлор и др.

Микроэлементы находятся в продуктах в небольших количествах (не более 1 мг%). Элементами этой группы являются барий, бром, йод, кобальт, марганец, медь, молибден, свинец, фтор, алюминий, мышьяк и др.

Ультрамикроэлементы содержатся в продуктах в ничтожно малых количествах (в гаммах). К ним относятся уран, торий, радий и др. Они становятся ядовитыми и опасными, если содержатся в продуктах в повышенных дозах.