Характеристика микроэлементов

Лекция 3

I(йод) входит в состав гормона щитовидной железы – тироксин, при недостаточном поступлении йода нарушаются функции щитовидной железы (обменные процессы). Источники: морепродукты.

F(фтор) принимает участие в формировании зубов и костного скелета. Источники: молоко, мясо, рыба.

Cu(медь) участвует в процессах кроветворения, стимулирует окислительные процессы и связана с обменом железа. Входит в состав ферментных систем в качестве металлокомпонента. Источники: говяжья печень и бобовые культуры.

Zn(цинк) входит в состав ферментов, необходим для нормальной функции гормонов гипофиза, надпочечников и поджелудочной железы. Влияет на жировой обмен, усиливая расщепление жиров. Источники: рыба, мясо, молоко, хлеб.

Pb, Sn(свинец, олово) содержатся в организме в малых количествах. В более высоких концентрациях оказывает токсическое действие, поэтому их содержание тщательно нормируется в продовольственном сырье и продуктах (относятся к группе тяжелых металлов).

Mn (марганец) принимает участие в образовании ферментов, формировании костей, процессах кроветворения и стимулирует рост. Источники: растительные продукты – злаковые, бобовые, орехи, чай, кофе.

Радиоактивные изотопы присутствуют в организме человека, они непрерывно поступают и выводятся из организма. K⁴⁰, C¹⁴, H³. Изотопы участвуют в обмене веществ наряду с нерадиоактивными элементами. Живые организмы очень чувствительны к повышению их концентрации.

Углеводы – органические вещества, в состав которых входят углерод, кислород, водород. Являются основными источниками энергии в организме. При окислении 1 г углеводов выделяется 3,75 ккал или 15,7 кДж энергии. В составе продуктов растительного происхождения на углеводы приходятся 80% по массе органических веществ, а в составе животных – 2%.

Избыток углеводов, особенно легкоусвояемых превращается в жир, который откладывается в организме и способствует повышению уровня холестерина в крови.

По химическому строению углеводы подразделяют на моносахариды (простые сахара), олигосахариды и полисахариды (несладкие, в воде образуют коллоидные растворы).

К моносахаридам относятся глюкоза (виноградный сахар – виноград, ягоды, мед), фруктоза (плодовый сахар – мед (37%), ягоды, фрукты), галактоза (составная часть молочного сахара лактозы).

К олигосахаридам относят вещества, состоящие из 2-6 остатков моносахаридов. Сахароза (сахарная свекла, сахарный тростник, кондитерские изделия), мальтоза (солодовый сахар, проросшее зерно), лактоза (молочный сахар), трегалоза (грибной сахар, дрожжи), раффиноза (сахарная свекла, зерновые).

Полисахариды при кислотном гидролизе распадаются на молекулы моносахаридов. Относится крахмал, гликоген, клетчатка.

Крахмал находится в растениях в виде крахмальных зерен. Наиболее богаты крахмалом зерна злаковых культур, гороха, картофеля. Наружная часть зерна крахмала состоит из вещества амилопектина, а внутренняя – из амилозы. Амилопектин при нагревании с водой набухает и клейстеризуется, в результате чего происходит увеличение объема при варке круп, макаронных изделий, образование вязких коллоидных растворов при варке киселей. 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 мальтазы превращается в глюкозу. Продуктом гидролиза крахмала является патока. Под действием йода крахмал окрашивается в синий цвет.

Гликоген (животный крахмал) откладывается в печени животных, при гидролизе переходит в глюкозу, легко набухает и растворяется в воде (грибы, дрожжи).

Инулин содержится в клубнях и корнях некоторых растений – топинамбур, корни цикория. Инулин легко растворяется в теплой воде, образуя коллоидный раствор (высокодисперсные системы с жидкой дисперсной средой). При кислотном гидролизе или под действием фермента инулазы, инулин расщепляется до фруктозы. На этом свойстве основано производство фруктового сахара.

Клетчатка является основной структурной частью клеточных стенок растений и относится к пищевым волокнам. Она находится в кожуре плодов, овощей, в муке низших сортов и нешлифованных крупах. Клетчатка не растворяется в воде. Клетчатка относится к балластным веществам.

Липиды являются эфирами жирных кислот и спиртов. Основное свойство липидов – гидрофобность (это физическое свойство молекулы, которая «стремится» избежать контакта с водой).

Жиры обладают высокой энергетической ценностью, входят в состав оболочек живых клеток, учувствуют в пластических процессах.

Жиры могут быть жидкими и твердыми. Жидкие преимущественно в продуктах растительного происхождения, твердые – в продуктах животного происхождения. Жидкое состояние объясняется высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот.

Жидкие жиры могут превращаться в твердые путем насыщения водородом – гидрогенизация. Получение маргарина основано на гидрогенизации жира. Жиры нерастворимы в воде, но в присутствии эмульгаторов способны образовывать с водой стойкие эмульсии (производство майонеза, кремов).

У жиров высокая температура кипения, поэтому их используют для жарки. Жиры относят к нестойким соединениям, поэтому в процессе производства, обработки и хранения под влиянием внешних факторов в них могут происходить процессы гидролиза (расщепление на глицерин и свободные жирные кислоты в присутствии воды, кислот, ферментов). Гидролиз является первоначальной стадией порчи жиров при хранении.

Окончательное окисление жира приводит к накоплению в продукте гидроперекисей и продуктов их превращений (альдегиды, кетоны), которые изменяют вкус и запах жиров и масел и существенно снижают их пищевое достоинство.

Азотсодержащие вещества составляют значительную часть сухого вещества продовольственных товаров. К ним относятся белки, аминокислоты, нуклеиновые кислоты, нитраты, нитриты.

Белки – биологические полимеры, мономерами которых являются аминокислоты.

Под влиянием физических и химических факторов (температура, органические растворители, кислоты, соли) белки денатурируют (сворачиваются и выпадают в осадок). Денатурированный белок теряет способность к растворению в воде, растворах слабых солей или спирте. Все продовольственные товары, переработанные с помощью высоких температур, содержат денатурированный белок. Одно из важных свойств белков – способность образовывать гели при набухании в воде. При «старении» гель отдает воду, при этом уменьшается в объеме и сморщивается. Это явление, обратное набуханию, называется синерезисом.

Набухание белков имеет большое значение при производстве хлеба, макаронных изделий. Источники белка: мясо, молочные продукты, сыр, соя, орехи.

Аминокислоты являются мономерами белков и присутствие их в продукте указывает на разложение белка и соответственно, порчу. Это же касается аммиака. На методе обнаружение аммиака основано определение свежести мяса и рыбы.

Аммиачные соединения встречаются в продовольственных товарах в малых количествах в виде аммиака и его производных. Аммиак является продуктом распада белков. Значительное количество аммиака и аминов указывает на гнилостное разложение белков продовольственных товаров. Поэтому при исследовании свежести мяса и рыбы определяют содержание в них аммиака.

Нитраты – соли азотной кислоты, в продовольственных товарах содержатся в незначительных количествах.

Часто входят в состав удобрений. Их содержание может увеличиваться, что неблагоприятно для организма.

Нитриты добавляют в небольших количествах в пищевые продукты для фиксации окраски. Например, в колбасный фарш для придания мясу розового цвета. Нитриты обладают высокой токсичностью, поэтому применение их в пищевой промышленности лимитируется (в мясной колбасный фарш добавляют раствор нитрита из расчета не более 0,005% m мяса).

Ферменты – это специфические белки, вырабатываемые живой растительной, животной или микробиологической клеткой и обладают способностью ускорять химические реакции. С деятельностью ферментов связаны созреванием муки, сыра, мяса, рыбы, различных брожений, ферментации чая, кофе, табачных изделий.

Витамины – это низкомолекулярные вещества, которые служат биологическими регуляторами химических реакций обмена веществ в организме человека.

В зависимости от растворимости витамины подразделяют на:

– водорастворимые – C, P, группы B

– жирорастворимые – A, D, E, K.