Характеристика основных групп веществ пищевых продуктов

              РОССИЙСКАЯ ТАМОЖЕННАЯ АКАДЕМИЯ

             Санкт-Петербургский филиал им. В. Б. Бобкова

                           Кафедра товароведения и таможенной экспертизы

             ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ ГРУПП ВЕЩЕСТВ
                                        ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

                                                       Реферат по курсу «Товароведение»

                                                      Моченкина Ивана Александровича

                                          САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

                                                       2001

                                                    ОГЛАВЛЕНИЕ.

                                                                                                                                  Стр.

                                                    ВВЕДЕНИЕ

Товароведение пищевых продуктов изучает физические, химические и биохимические свойства продуктов, их качество, а также влияние на эти показатели различных факторов, связанных с технологией производства и хранением продуктов питания.

Как научная дисциплина, товароведение начало свое развитие на базе физики, химии, биохимии, микробиологии. Зарождение этой науки относят к концу 19 века. Основоположниками научного товароведения в России были профессоры Я.Я. Никитинский и П.А. Петров, большой вклад в науку внесли советские ученые, профессоры Ф.В. Церевитинов, В.С. Смирнов, Г.С.Инихов, Н.И. Козин. Однако, первые научные открытия российских ученых в области биохимии и физиологии, послужившие основой для развития научного товароведения,   были сделаны еще в начале 19 века (фермент амилаза, например, способствующий превращению крахмала в сахар, был получен академиком Петербургской Академии Наук  К.С. Кирхгофом в 1814 году).

Товароведение пищевых продуктов стало основой развития пищевой промышленности и одновременно способствовало развитию таких наук, как, например, диетология, физиология питания.

Значительная взаимосвязь между  товароведением и таможенным делом оказывает большое влияние на особенности таможенного контроля при оформлении товаров, являющихся пищевыми продуктами. Сюда относится осуществление мер тарифного и нетарифного регулирования, взаимосвязь оперативных подразделений с таможенными лабораториями и особенности помещения товаров под тот или иной таможенный режим. Существенное влияние товароведение пищевых продуктов оказывает и на участие в реализации торгово – политических задач по защите российского рынка, что формирует таможенную политику России.

Следует подчеркнуть, что особое место в товароведении пищевых продуктов занимает раздел, изучающий элементарный состав пищевых продуктов, характеристики и свойства основных групп веществ пищевых продуктов и их влияние на организм человека и животных, поскольку именно знание пищевых продуктов на молекулярном уровне  позволяет научно подходить к изучению технологии производства продовольственных товаров, оценивать их качество и решать различные, стоящие перед таможенными органами задачи.

1. ОСНОВНЫЕ  ГРУППЫ  ВЕЩЕСТВ

ПИЩЕВЫХ  ПРОДУКТОВ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ОРГАНИЗМ

В состав пищевых продуктов входят органические вещества (углеводы, жиры, белки, ферменты, витамины и др.)  и  неорганические (вода, минеральные вещества).

1.1 ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА.

1.1.1. Углеводы.

Углеводы — это группа веществ, построенных из трех химических элементов: углерода, водорода и кислорода. Они играют важнейшую роль в обмене веществ и энергии в организме человека и животных. Углеводы служат основным источником энергии и являются выгодным энергетическим материалом: для их окисления требуется меньше кислорода, т.к. в углеводных молекулах в большем количестве, чем в молекулах других питательных веществ. Они входят в состав клеточных стенок, основного вещества соединительной ткани. Кроме того, в составе сложных биополимеров углеводы могут являться носителями биологической информации: принадлежность крови человека к той или иной группе, например, диктуется исключительно структурой и последовательностью углеводов.

Все органические питательные вещества в конечном счете возникают из углеводов, образуемых растениями в процессе фотосинтеза, который происходит в зеленых частях растений при участии хлорофилла за счет использования углекислоты, воды и световой энергии. Примерный подсчет показывает, что ежегодно в процессе фотосинтеза на Земле образуется около 4 х10 11  тонн углеводов.

По физическим и химическим свойствам углеводы делят на

- моносахариды (простые сахара),

- олигосахариды (сложные сахара),  содержащие от 2-х (дисахариды) до 10 моносахаридных остатков, соединенных между собой гликозидной связью,

- полисахариды (несахароподобные) или высшие углеводы, построенные из многих моносахаридных остатков.

— Моносахариды имеют формулу С6Н12O6. По внешнему виду моносахариды — белые кристаллические вещества, сладкие на вкус, легко усваиваются организмом. К ним относят глюкозу, фруктозу, маннозу, галактозу, пентозу и др. В настоящее время известно около 70 моносахаридов, из них 20 найдены в природе, остальные искусственно синтезированы.

· Глюкоза (виноградный сахар) находится в плодах, овощах, меде. В организме человека является обязательным компонентом крови. Входит в качестве основного звена в состав многих природных олиго- и полисахаридов.

· Фруктоза (плодовый сахар) содержится в меде, семечковых плодах и арбузах.

· Манноза может встречаться в свободном виде, но чаще вместе с другими моносахаридами образует длинные полисахаридные цепи.

· Галактоза является составной частью молочного сахара, обладает незначительной сладостью.

· Пентоза ( углеводород, содержащий 5 углеродных атомов), ее разновидности рибоза и дезоксирибоза входят в состав рибонуклеиновых и дезоксирибонуклеиновых кислот (РНК и ДНК).

Глюкоза и фруктоза хорошо растворимы в воде, гигроскопичны (особенно фруктоза), легко сбраживаются дрожжами с образованием этилового спирта и углекислого газа.

— Дисахариды  имеют общую формулу C12H22O11. Это белые кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде, сладкие на вкус. Однако сладость различных сахаров неодинакова (если сладость сахарозы принять за 100, то при одинаковой температуре сладость остальных сахаров составляет: фруктозы — 173, глюкозы —74, мальтозы и галактозы — 32, лактозы — 16. К ним относят сахарозу, мальтозу, лактозу и  трегалозу.

· Сахароза (свекловичный сахар) содержится в сахарной свекле, сахарном тростнике, плодах, овощах. Состоит из остатков глюкозы и фруктозы, является основным пищевым углеводом. Под действием ферментов и при нагревании с растворами кислот легко гидролизуется с образованием глюкозы и фруктозы. Смесь, состоящая из равного количества глюкозы и фруктозы, называется  инвертным сахаром,  который очень гигроскопичен. Сахароза же хорошо растворяется в воде, но гигроскопичность ее незначительна. Поэтому, чтобы, например, предохранить открытую карамель от увлажнения, ее обсыпают сахаром. На растворимости сахарозы основано использование сахарной пудры для посылки поверхности киселей, форм для желе и кремов.

· Мальтоза (солодовый сахар) состоит из 2-х остатков глюкозы, образуется при частичном гидролитическом расщеплении крахмала и гликогена — основных резервных углеводов растений и животных. Содержится в проросшем зерне, патоке. При гидролизе мальтозы образуется глюкоза.

· Лактоза (молочный сахар) содержится в молоке, состоит из остатков галактозы и глюкозы. Под действием ферментов молочно-кислых бактерий лактоза сбраживается с образованием молочной кислоты. На этом основано получение кисло-молочных продуктов. При гидролизе лактозы образуются глюкоза и галактоза.

· Трегалоза  находится в грибах, пекарских дрожжах.

Под действием ферментов пищеварительного тракта олигосахариды легко гидролизуются с образованием моносахаридов и поэтому хорошо усваиваются. Гидролиз олигосахаридов происходит также при нагревании их с раствором кислот, при варке варенья, киселей из плодов и ягод.

Под действием дрожжей сахароза и мальтоза сбраживаются с образованием этилового спирта и выделением углекислого газа.

— Полисахариды  имеют общую формулу (С6Н10О5)n. К ним относят крахмал, гликоген, инулин, клетчатку.

· Крахмал содержится в продуктах растительного происхождения: муке, крупе, макаронных изделиях (70 —80%), картофеле (12—24%) и др. Зерна крахмала различных растений по строению и размеру неодинаковы: самые крупные зерна овальной формы у картофельного крахмала, самые мелкие угловатой формы— у рисового. Наружная часть зерна крахмала состоит из амилопектина, внутренняя —из амилозы. Амилопектин при нагревании с водой набухает и клейстеризуется, в результате происходит увеличение объема при варке круп и макаронных изделий. При хранении продуктов (хлеба, вареного картофеля и др.) наблюдается ретроградация (старение) клейстеризованного крахмала с выделением капелек воды. В холодной воде крахмал нерастворим. Под действием фермента a-амилазы крахмал расщепляется до декстринов, под действием b-амилазы – до мальтозы, которая в свою очередь под действием фермента мальтазы превращается в глюкозу. Гидролизом крахмала получают патоку. При потреблении крахмалистых продуктов крахмал под действием осахаривающих ферментов слюны и пищеварительных соков осахаривается и хорошо усваивается. Усвоение крахмала происходит постепенно, по мере его расщепления. Характерной реакцией для определения крахмала в пищевых продуктах является действие йода, который окрашивает крахмал в синий цвет.

· Гликоген (животный крахмал)- важный резервный полисахарид животных и человека, откладывается в печени(до 20 %) и мышцах(до 4 %). Растворим в воде, конечным продуктом гидролиза является глюкоза.

· Инулин  содержится в земляной груше, цикории. Хорошо растворим в горячей воде, конечным продуктом гидролиза является фруктоза.

· Клетчатка (Целлюлоза)— главный компонент клеточных стенок растений. Состоит только из остатков глюкозы, соединенных друг с другом в длинные прямые цепи. Неодревесневевшая клетчатка, содержащаяся в листьях капусты и некоторых овощей, растворяется пищеварительными соками. Одревесневевшая, содержащаяся, например, в оболочках зерна, кожуре картофеля, организмом не усваивается. Плохо перевариваясь, клетчатка положительно действует на процесс пищеварения, усиливая перистальтику кишечника. Человеку требуется около 25 г. клетчатки в сутки.

При нагревании кристаллов сахара до температуры 160 — 190 °С происходит  карамелизация  с образованием темноокрашенного вещества —  карамелена, хорошо растворимого в воде. На этом явлении основано использование в кулинарии «жженки» для подкрашивания соусов и желе.

При кипячении молока, выпечке хлеба происходит взаимодействие сахаров с аминокислотами белков. В результате этой реакции образуются меланоидины, придающие кремовый цвет топленому молоку и коричневый —  корочке выпеченного хлеба.

Являясь основным компонентом пищи человека, углеводы поставляют большую часть энергии, необходимой для жизнедеятельности организма. В организме человека более половины энергии образуется за счет углеводов. Энергетическая ценность усвояемых углеводов равна  15,7 кДж, или 3,75 ккал тепла (при окислении 1 г.) Человеку в сутки необходимо 400 — 500 г. углеводов, из них 50 — 100 г. моно—  и  дисахаридов. Из-за  ограниченной способности накапливаться в организме под влиянием инсулина избыток углеводов превращается в жир и накапливается в жировом депо. Избыток углеводов в питании приводит к появлению лишнего веса и тучности. При физической работе роль углеводов в энергообеспечении организма повышается. Они расщепляются первыми, когда возникает необходимость в срочном образовании энергии. Например, при максимальной и субмаксимальной мощности около 70 – 90% всей расходуемой энергии обеспечивается за счет гликолиза, т.е. путем расщепления глюкозы.

1.1.2. Жиры.

Жиры — это сложные эфиры трехатомного спирта глицерина С3Н5(ОН)3 и жирных кислот,  входящие в состав животных и растительных тканей. В пищевых жирах преобладают триглицериды (в молекуле глицерина все ионы водорода гидроксильных групп замещены остатками жирных кислот).

По количеству атомов углерода жирные кислоты делят на

— низкомолекулярные ( от 4 до 12 атомов углерода)  и

— высокомолекулярные (16 - 18 и более атомов углерода).

· Низкомолекулярные жирные кислоты бывают только предельными. К ним относятся масляная, капроновая, каприновая, каприловая кислоты. Они растворимы в воде, летучи с водяными парами, обладают неприятным запахом.

· Высокомолекулярные жирные кислоты делятся на:

 — предельные(насыщенные, не содержащие в углеродной цепи двойных связей)

( стеариновая С17Н35СООН,

 пальмитиновая С15Н31СООН,

 миристиновая С13Н27СООН и др.);

— непредельные (ненасыщенные, имеющие в углеродной цепи двойные связи).

( олеиновая С17Н33СООН,

линолевая С17Н31СООН,

линоленовая С17Н29СООН и др.).

В углеродной цепи предельных жирных кислот атомы углерода соединяются одинарными связями, а непредельные жирные кислоты имеют две, три и большее число двойных связей. По месту двойных связей к жирным кислотам при определенных условиях может присоединяться водород, в результате чего жирные кислоты превращаются в более насыщенные или даже предельные. Так как предельные жирные кислоты при обычных условиях твердые, то и полученный жир из жидкого состояния переходит в твердое. Этот процесс называется гидрогенизацией:

Страницы: 1, 2, 3