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.

Вещества, входящие в состав пищевых продуктов, делят на органические и неорганические. К неорганическим веществам относят водуиминеральные вещества, к органическим –белки,жиры,углеводы,кислоты,витамины,ферменты,дубильные,красящие,ароматическиеи другие вещества. Каждое из этих веществ имеет для организма человека определенное значение: одни обладают питательными свойствами (углеводы, белки, жиры), другие придают продуктам определенный 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 их различно. 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.

В растительных и животных тканях преобладает свободная вода, 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 сушенные 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.

В организме человека и животных минеральные элементы участвуют в синтезе пищеварительных соков, ферментов (железо, йод, медь, фтор и др.), в построение мышечной и костной тканей (сера, кальций, магний, фосфор), нормализует 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. К ним относят калий, кальций, магний, фосфор, железо, натрий, хлор и др.

Микроэлементы находятся в продуктах в небольших количествах. 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. К ним относятся уран, торий, радий и др. Они становятся ядовитыми и опасными, если содержатся в продуктах в повышенных дозах.

Зольность характеризует качество муки, крахмала, конфет, карамели, халвы, сахара, пряностей и др.

Углеводы образуются при фотосинтезе в зеленых листьях растений из углекислого газа воздуха и получаемой из почвы воды.

Углеводы являются основным источником энергии в организме человека и в рационе питания занимают первое место.

В зависимости от строения молекул углеводы подразделяют на три класса: простые углеводы, или моносахариды , олигосахариды и полисахариды .

К моносахаридам относятся гексозы (глюкоза, галактоза и фруктоза) и пентозы (арабиноза, ксилоза, рибоза и дезоксирибоза).

в пищевых продуктах в свободном виде в значительных количествах встречаются только глюкоза и фруктоза.

Глюкоза (виноградный сахар) в продуктах питания чаще всего находится вместе с фруктозой. В чистом виде она усваивается организмом лучше других углеводов. Содержится в плодах, овощах, меде, является основной частью свекловичного сахара, мальтозы, лактозы, клетчатки, крахмала.

Фруктоза (плодовый сахар) в свободном состоянии находится главным образом во фруктах, ягодах и овощах (яблоках, грушах, арбузах) она является преобладающим сахаром. Из продуктов животного происхождения значительное количество фруктозы содержится в меде. Она обладает более сладким вкусом, чем сахароза, и этим объясняется высокая сладость меда.

Глюкоза и фруктоза являются хорошими восстановителями и относятся к редуцирующим сахарам, которые, обладая высокой реакционной способностью (соединяются с аминокислотами) и гигроскопичностью, могут быть причиной потемнения и увлажнения продуктов. Поэтому содержание этих углеводов в сахаре, карамели, халве и других продуктах ограничивается.

Олигосахариды – это углеводы, молекулы которых состоят из моносахаридов. К ним относят сахарозу, мальтозу, лактозу.

Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар)является самым распространенным сахаром в продуктах растительного происхождения.

Мальтоза (солодовый сахар) встречается в свободном виде в патоке и сое. Получают ее кислотным или ферментативным гидролизом крахмала. Мальтоза обладает менее сладким вкусом, чем сахароза.

Лактоза (молочный сахар) имеет большое физиологическое значение, так как содержится в молоке и молочных продуктах. Это наименее сладкий сахар.

Полисахариды состоят из шести и более остатков моносахаридов. К ним относятся крахмал, гликоген, инулин, целлюлоза (клетчатка).

Крахмал является одним из важнейших резервных углеводов растений. Он синтезируется растениями и накапливается в виде крахмальных зерен в клубнях, плодах, зерне хлебных злаков. Наиболее крупные крахмальные зерна у картофеля, мелкие – у риса и гречихи. В картофеле, хлебе, крупах крахмал является основным углеводом. Кроме того, из зерна и картофеля вырабатывают различные виды крахмала, который используется как самостоятельный пищевой продукт.

Гликоген (животный крахмал) является запасным углеводом животных, который откладывается в мышечной ткани. Все жизненные процессы сопровождаются гликолизом – биохимическим расщеплением гликогена. Это процесс протекает после убоя животных и влияет на качество мяса и рыбы при созревании.

Инулин содержится в земляной груши и в цикории. Он хорошо растворяется в горячей воде, образуя при этом коллоидный раствор. При гидролизе инулин превращается во фруктозу. Он рекомендуется для больных, страдающих диабетом.

Целлюлоза (клетчатка) – распространенный полисахарид. Большая часть клетчатки организмом человека не усваивается. Повышенное содержание ее в продукте снижает его усвояемость, пищевую ценность, ухудшает вкус.

Липиды состоят из жиров и жироподобных веществ (липоидов). Они содержатся в каждой клетке организма, участвуют в обмене веществ и синтезе белков, используются для построения мембран клеток и жировой ткани.

В продуктах питания из липидов преобладают жиры, которые имеют большое значение в питании, так как обладают самой высокой энергетической ценностью.

По происхождению жиры делят на растительные (масла) и животные . К твердым растительным жирам относят масло кокосовое, пальмовое, какао-масло; к жидким – подсолнечное, хлопковое, оливковое, льняное; к твердым животным жирам относят жир говяжий, бараний, свиной, масло коровье; к жидким – жиры рыб и морских животных.

Характерной особенностью всех жиров является то, что они легче воды, не растворяются в ней, а только в органических растворителях.

Жиры легко подвергаются омылению, окислению, прогорканию, гидрированию и другим процессам, поэтому при хранении необходимо учитывать эти свойства.

Жирами богаты растительные и коровье масла, топленные и кулинарные жиры, маргарин, орехи, семена масличных культур и др. Мало жиров в плодах и овощах, в зернах злаков, в макаронных и хлебобулочных изделиях.

В зависимости от температуры плавления различные жиры усваиваются организмом неодинаково. Так, чем ниже температура плавления жира, тем он легче усваивается. Температура плавления жира составляет: коровьего – 26-32 о С, говяжьего – 42-25 о С, свиного – 33-46 о С, бараньего – 44-55 о С.

Наиболее часто встречаются фосфоглицериды лецитин и кефалин , из стеринов – холестерин. Много его в мозге, яичном желтке, в плазме крови. Холестерин способствует эмульгированию жира, а также обезвреживанию бактериальных гемотоксинов в организме. Избыточное накопление холестерина в организме может привести к атеросклерозу, к желчекаменной болезни. В растительных клетках и дрожжах содержится эргостерин , который под действием ультрафиолетовых лучей превращается в витамин D.

Воска покрывают поверхность плодов и овощей, предохраняя их от проникновения микроорганизмов и испарения влаги; они содержатся в растительных жирах и затвердевают при низких температурах хранения, вызывая помутнение. Пищевого значения они не имеют.

Азотистые вещества. Вещества, в состав которых, кроме углерода, водорода и кислорода, входит азот. Их подразделяют на собственно белковые соединения и соединения, содержащие азот, но не относящиеся к белковым веществам (небелковые аминокислоты, алкалоиды и др.).

Белки являются основным материалом, из которого построена протоплазма, входят в состав ядра клеток, участвуют в процессах роста и размножения, в образовании ферментов и гормонов.

О роли белков в природе говорит само их название – протеины. Белки – самая ценная составная часть пищевых продуктов. Они принимают участие в построении белков организма человека, являются энергетическим материалом.

Белки состоят из различных аминокислот. Белок находится в трех состояниях: твердом (кожа, волосы, шерсть), сиропообразном (яичный белок) и жидком (молоко и кровь).

Белки не растворяются в воде, а только набухают в ней. Это явление набухания белков имеет место при изготовлении теста в хлебопечении и в макаронном производстве, при производстве солода и др. Под действием температуры, органических растворителей, кислот или солей белки свертываются и выпадают в осадок. Этот процесс называется денатурацией.

Пищевые продукты, обработанные высокими температурами, содержат денатурированный белок. Это свойство используют при сушке плодов, овощей, грибов, молока, рыбы, при выпечке хлеба и кондитерских изделий. Биологическая ценность белков характеризуется аминокислотным скором, по которому судят о незаменимых аминокислотах, которые организмом не вырабатывается. Наиболее полноценны белки мышечной ткани мяса, рыбы, яиц, молока, сои, бобов, гороха, гречневой крупы, картофеля. Белки проса, кукурузы и другие неполноценны.

Усвояемость белков колеблется от 70% (картофеля и круп) до 96% (молочных продуктов и яиц).

Кислоты в пищевых продуктах содержатся органические или неорганические. Из органических кислот преобладают муравьиная, уксусная, молочная, щавелевая, винная, бензойная. Они придают продуктам кислый вкус, участвуют в обмене веществ в живых растительных и животных организмах, используются для консервирования. Пища, содержащая кислоты, оказывает возбуждающее действии на пищеварительные железы и хорошо усваивается организмом.

Дневная потребность человека в кислотах составляет 2 г. Больше всего органических кислот содержится в плодах и овощах.

Уксусная кислота содержится в плодово-ягодных и овощных соках, хлебе, вине; молочная – находится в молочных продуктах, хлебе. мясе, рыбе, квашенных плодах и овощах; яблочная – встречается в яблоках, винограде, рябине, томатах и др.; винная – в винограде, айве, косточковых плодах; лимонной кислотой богаты лимоны, клюква, апельсины, земляника.

Содержание и состав кислот в продуктах при хранении изменяется. При длительном хранении пищевых жиров в неблагоприятных условиях увеличивается количество свободных жирных кислот. При хранении плодов в условиях низких температур кислоты обычно раньше других веществ расходуются на дыхание, в результате чего нарушается присущее плодам соотношение сахара и кислоты, ухудшается их вкус.

Повышенное содержание кислот в продуктах свидетельствует об их несвежести. Так, содержание в виноградных винах летучих органических кислот в количестве до 0,1% улучшает их аромат, а при 0,2% появляется резкий кислый вкус.

Различают кислотность активную и титруемую. Титруемая кислотность показывает количественное содержание кислот и кислых солей в продуктах и выражается в процентах или градусах; активная кислотность (рН) находится в зависимости от содержания кислоты и степени ее диссоциации, т.е. от количества ионов водорода. Активная кислотность точнее характеризует интенсивность кислого вкуса товара.

Используют кислоты в кондитерской, безалкогольной и ликероводочной промышленности для улучшения вкуса продуктов.

Витамины – это физиологически активные органические соединения, небольшое количество которых способно обеспечивать нормальное течение физиологических и биохимических процессов в организме человека. Они регулируют обмен веществ в клетках организма человека и способствуют повышению его сопротивляемости заболеваниям. Витамины также принимают участие в синтезе ферментов.

Недостаток витаминов в питании приводит к гиповитаминозу, а отсутствие того или иного витамина – к авитаминозу. Вырабатываются витамины главным образом растениями, некоторые могут синтезироваться клетками животных тканей и органов или микрофлорой желудочно-кишечного тракта. Организмом человека витамины не вырабатываются.

В зависимости от способности к растворению витамины подразделяют на две группы: растворимые в жирах – А , D , E , K и растворимые в воде – C , Р , PP , Н , B1 , B2 , В3 , B6 , B9 , B12 и др.

Витамин А способствует росту и нормальному развитию молодого организма, улучшает зрение. Источником витамина А являются жиры морских рыб, печень говяжья, желток яйца, сливочное масло, шпинат. морковь, капуста, лук зеленый, томаты, красный перец. В некоторых плодах и овощах содержится оранжево-красное красящее вещество каротин, который в организме человека превращается в витамин А и носит название провитамина А .

Витамин D имеет особо важное значение для предупреждения рахита у детей. Он поступает в организм с жиром морских рыб, в виде желтков яиц, молока и мяса. Из растительных продуктов витамин D находится в грибах.

Витамин Е способствует нормальной функции размножения. Обнаружен в облепиховом, подсолнечном, соевом и кукурузном маслах, а также в свежих плодах и овощах, молоке, яйцах.

Витамин К влияет на свертываемость крови. Он содержится в картофеле, моркови, зеленом горошке, томатах, шпинате, в мясе, свиной печени, яйцах.

Витамин С наиболее широко распространен в природе. В основном он содержится в продуктах растительного происхождения: в шиповнике, черной смородине, облепихе, сладком перце, яблоках, сливе, вишне, капусте белокочанной, картофеле, луке репчатом. При нагревании и длительном хранении продуктов витамин С разрушается. Отсутствие его в пище вызывает цингу, нарушение окислительно-восстановительных процессов, прекращается синтез белковых веществ мозга.

Витамин Р обнаружен в растениях в виде антоцианов, катехинов, флавоноидов. Витамин Р способствует укреплению стенок капиллярных сосудов и регулирует их проницаемость. Содержится в растительных клетках: в черноплодной рябине, черной смородине, апельсинах, лимонах, яблоках, моркови, картофеле.

Витамин РР по химической природе является никотиновой кислотой. При недостатке этого витамина в организме задерживается образование большой группы ферментов, катализирующих окислительно-восстановительные реакции, что может привести к заболеванию пеллагрой. Этот витамин находится в говяжьей печени, мясе, пшеничном хлебе, молоке. картофеле, моркови, яблоках и др.

Витамин Н оказывает влияние на развитие микроорганизмов и дрожжей. При недостатке его в организме может произойти поражение кожи и выпадение волос. В незначительных количествах содержится в мясе, молоке, хлебе, картофеле, овощах.

Витамин В1 необходим для предупреждения болезни берибери. Источником витамина В1 являются дрожжи, зерновые продукты, плоды и овощи, молоко и мясо.

Витамин В2 синтезируется только растениями и некоторыми микроорганизмами. Недостаток его в организме приводит к расстройству нервной системы. Содержится в дрожжах, печени, молоке, яйцах, меде, овощах.

Витамин В3 нормализует работу центральной нервной системы и органов пищеварения. Он содержится в мясе, рыбе, хлебе, грибах, плодах и овощах.

Витамин В6 играет важную роль в процессе обмена веществ. При недостатке его возникает воспаление кожи, прекращается рост молодых организмов. Как правило, недостатком витамина В6 человек не страдает. Содержится он в дрожжах, мясе, рыбе, сыре, овощах.

Витамин В9 играет важную роль в кровообразовании. Недостаток его в пище вызывает малокровие. Содержится почти во всех продуктах животного и растительного происхождения.

Витамин В12 синтезируют главным образом микроорганизмы. Недостаток его в пище может привести к развитию тяжелой формы анемии. Препараты витамина В12 используют для лечения лучевой болезни. Содержится в мясе и мясопродуктах, молоке, сыре, яичном желтке.

Ферменты – это специфические белки, вырабатываемые клетчаткой, органические катализаторы биохимических процессов и реакций в организме. Любая живая клетка выполняет жизненные функции под действием ферментов. По сравнению с неорганическими катализаторами ферменты обладают более сильным действием.

Все ферменты разделяются на две группы: однокомпонентные и двухкомпонентные . К первой относят ферменты, состоящие только из белка, обладающего каталитическими свойствами, ко второй – ферменты, которые состоят из белка и небелковой части – простетической или активной группы.

Кроме того, ферменты делят на шесть классов:

оксидоредуктазы – катализируют окислительно-восстановительные реакции;

трансферазы – катализируют перенос различных групп атомов с одной молекулы на другую;

гидролазы – катализируют расщепление сложных соединений на более простые путем присоединения воды;

лиазы – отщепляют от вещества группы атомов без участия воды;

изомеразы – катализируют внутримолекулярные переносы атомных групп, образуя изомеры;

лигазы (синтетазы) – ускоряют синтез сложных соединений из более простых.

В товароведении продовольственных товаров учение о ферментах занимает одно из центральных мест, так как в основе процессов, происходящих при переработке и хранении пищевых продуктов, лежат ферментативные изменения. Более того, и микробиологические процессы, происходящие в продуктах питания, могут объяснены только действием тех или иных ферментов. Без знания ферментов нельзя объяснить такие важные процессы, как созревание сыров, различные виды брожения, ферментацию табака, чая, кофе, хранение зерновой массы, плодов, овощей, картофеля. Ферментативные препараты широко применяют в народном хозяйстве – в пищевой промышленности, в медицине. Протеолитические ферменты использую при изготовлении мучных кондитерских изделий, хлеба, для размягчения тканей мяса, для обработки сырной пасты, сухого молока, диетических продуктов, для обогащения круп белками, при переработке рыбы и др. Они необходимы для стабилизации пива, фруктово-ягодных соков и т.д.

Дубильные, красящие и ароматические вещества , находясь в продуктах питания в незначительных количествах, оказывают существенное влияние на их пищевые и вкусовые достоинства. Они обуславливают вкус, аромат и окраску продуктов, способствуют возбуждению аппетита и лучшей усвояемости пищи.

Дубильные вещества относятся к полифенольным соединениям. Терпкий вкус зеленых плодов связан с высоким содержанием в них дубильных веществ. Во время хранения плодов происходит размягчение их мякоти, переход свободных дубильных веществ в связанное состояние и исчезновение терпкого вкуса. Много дубильных веществ в чае, хурме, терне, айве, рябине, смородине, яблоках, грушах.

При повреждении тканей плодов дубильные вещества в них подвергаются ферментативному окислению с образованием коричневых и красных веществ.

Красящие вещества делят на хлорофиллы , каротиноиды и флавоноиды . Разнообразная окраска плодов, овощей и других растений обуславливается растительными пигментами – красящими веществами.

Хлорофилл – это зеленый пигмент растений. Он играет чрезвычайно важную роль в процессе фотосинтеза.

Каротиноиды – это группы пигментов, придающих плодам и овощам оранжевую или желтую, а иногда и красную окраску. Они содержатся в моркови, абрикосах, томатах, красном перце, цитрусовых плодах.

Флавоноиды относятся к красящим веществам. Красящие вещества лука, яблок, чая, винограда, столовой свеклы могут быть использованы при производстве некоторых видов кондитерских изделий, фруктово-ягодных напитков, ликероводочных изделий и др.

Ароматические вещества обуславливают аромат пищевых продуктов. Они легко перегоняются с водяным паром, летучи, поэтому их запах ощущается даже при ничтожно малом содержании. Общее их количество в пищевых продуктах определяется десятыми и сотыми долями процента.

В плодах и овощах ароматические вещества входят в состав эфирных масел. Богаты эфирными маслами цитрусовые плоды, пряные овощи (петрушка, укроп, эстрагон), а также лук, чеснок, редька и др. Эфирные масла используют для ароматизации пищевых продуктов и в парфюмерии.

Качественный состав и количественное соотношение веществ, содержащихся в пищевых продуктах, обуславливает их пищевую ценность, безопасность и сохраняемость.

Все вещества, входящие в состав пищевых продуктов можно подразделить, на неорганические – вода и минеральные элементы, и органические – углеводы, жиры и жироподобные соединения, белки и другие азотсодежащие вещества, витамины, ферменты, органические кислоты, фенольные соединения, красящие и ароматические вещества.

Вода входит в состав всех пищевых продуктов, но в разных количествах. Она составляет около 2 / 3 массы тела человека и обеспечивает протекание важнейших биохимических и физиологических процессов в организме. Потеря организмом воды в количестве 6-8% от массы тела приводит к серьезным физиологическим нарушениям, а свыше 10-12% - к изменениям, несовместимым с жизнью. Потребности человеческого организма в воде удовлетворяются за счет употребления питьевой воды и напитков, пищевых продуктов, содержащих воду, а также за счет воды, образующейся в тканях при биологическом окислении различных веществ (белков, жиров, углеводов и др.).

К пищевым продуктам с высоким содержанием воды относят свежие плоды и овощи (65-95%), молоко (87-90%), рыбу (62-84%), мясо (58-74%), печеный хлеб (42-51%). Эти продукты нестойки при хранении, поскольку вода является благоприятной средой для развития микроорганизмов, протекания биохимических, химических и других процессов. Они быстро подвергаются различным видам порчи, а для продления сроков хранения нуждаются в консервировании.

Низким содержанием воды отличаются мука, крупа, макаронные изделия (12-15%), чай и кофе (3-8%), крахмал (13-20%), сухофрукты (12-25%). Очень мало воды в сахаре, соли, растительных маслах и животных топленых жирах (десятые доли %). Эти продукты сохраняются лучше, но, обладая высокой гигроскопичностью (способностью поглощать и удерживать водяные пары из окружающей атмосферы), они легко увлажняются, что приводит к потере сыпучести, слеживанию, комкованию и другим нежелательным изменениям качества.

При выборе условий хранения пищевых продуктов стремятся создать и поддерживать на постоянном уровне такую относительную влажность воздуха, которая не вызывала бы процессов усушки или увлажнения. Содержание воды в продуктах является важным показателем, влияющим на их пищевую ценность и сохраняемость. Поэтому для многих продовольственных товаров в нормативной и технической документации, устанавливающей требования к качеству, предусмотрены показатели – массовая доля влаги (в %, не более) или влажность (в %, не более).

Минеральные вещества участвуют в пластических процессах организма (входят в состав тканей, ядер клеток, цитоплазмы), в водно-солевом обмене, поддержании кислотно-щелочного равновесия, осмотического давления крови, обеспечивают протекание многих ферментативных процессов.

Общее содержание минеральных веществ в большинстве пищевых продуктов составляет в среднем 1% . Все минеральные элементы делят на три группы: макроэлементы (Ca, P, Mg, Na, K, Cl, S, Fe), содержащиеся в пище в относительно больших количествах (более 1 мг%), микроэлементы (Zn, Cu, I, F, Мn, Cr, Ni и др.), концентрация которых невелика (менее 1 мг%) и ультрамикроэлементы (Sn, Pb, Hg и др.), присутствующие в продуктах в «следовых» количествах. Характеристика некоторых макро- и микроэлементов приведена в таблице 2.

Таблица 2.

Определяют содержание минеральных элементов в золе, остающейся после сжигания пищевых продуктов, поэтому их называют также зольными элементами. Для многих пищевых продуктов регламентируют показатели:

· зольность (в %, не более), массовая доля минеральных примесей (в %, не более), массовая доля общей золы (в %, не более) – для крупы, муки, крахмала, сахара, варенья, джема, чая и др.;

· массовая доля золы, нерастворимой в 10%-ной соляной кислоте (в %, не более) – для плодоовощных консервов;

· массовая доля металломагнитных примесей (в мг на 1 кг продукта или в %, не более) – для крупы, муки, макаронных изделий, чая, кофе и др.

Превышение установленных пределов по данным показателям снижает сортность изделий и указывает, как правило, на плохую очистку сырья, загрязнение продукта минеральными примесями, наличие трудно усваиваемых компонентов (например, оболочек зерновки – для крупы и муки). Некоторые минеральные элементы (мышьяк, ртуть, кадмий, свинец и др.) обладают ярко выраженной токсичностью, поэтому нормативные документы устанавливают допустимые уровни их содержания (см.п…..).

Углеводы образуются в процессе фотосинтеза в зеленых листьях растений из углекислого газа воздуха и воды. На их долю приходится до 90% сухих веществ растений и около 2% сухих веществ животного организма. По объему потребления и обеспечению калорийности пищевого рациона они занимают первое место среди других компонентов пищи. Кроме энергетической, углеводы выполняют и другие функции в организме: входят в состав важнейших клеточных структур (нуклеиновых кислот, антител, гормонов, ферментов), участвуют в регуляции многих биохимических процессов. В то же время избыточное поступление углеводов приводит к ожирению, нарушениям нервной системы, аллергизации организма.

Основным источником углеводов являются продукты растительного происхождения. Среди них есть такие, которые почти полностью состоят из одних углеводов - сахар, мед, крахмал. В некоторых продуктах на долю углеводов приходится основная часть сухих веществ - мука, крупа, кондитерские изделия, плоды и овощи.

Согласно принятой классификации, углеводы подразделяют на три больших класса: моносахариды – простые сахара (глюкоза, фруктоза, галактоза, ксилоза, арабиноза и др.); олигосахариды – содержат от двух до десяти моносахаридных остатков (дисахариды – сахароза, мальтоза, лактоза и др., трисахарид – раффиноза, тетрасахарид – стахиоза и др.); полисахариды - продукты поликонденсации моносахаридов (крахмал, гликоген, пектиновые вещества, целлюлоза или клетчатка, гемицеллюлозы, инулин, камеди и др.).

По усвояемости в организме углеводы делятся на усваиваемые (моно-, олигосахариды, крахмал и продукты его распада – декстрины, гликоген) и неусваиваемые (клетчатка, гемицеллюлозы, пектиновые вещества). Главными усваиваемыми углеводами являются крахмал и сахароза. На долю крахмала приходится около 80% всех потребляемых человеком углеводов. Источниками крахмала являются крупы, макаронные и мучные изделия, картофель, другие овощи и плоды. Неусваиваемые углеводы называют также пищевыми волокнами или балластными веществами . Они выполняют важную физиологическую функцию - вызывают перистальтику кишечника, обеспечивая тем самым продвижение пищи по желудочно-кишечному тракту.

Углеводы играют важную роль в формировании и сохранении качества продовольственных товаров. Некоторые свойства (превращения) углеводов используют в технологии производства и хранения пищевых продуктов:

· гидролиз (расщепление при участии воды) крахмала лежит в основе производства крахмалопродуктов (глюкозы, патоки, сахарных сиропов), спирта (при подготовке сырья для брожения), пива (при получении пивного сусла), хлеба (процесс приготовления теста) и других продуктов; гидролиз пектиновых веществ происходит при созревании и дозревании плодов и овощей; гидролиз сахарозы с образованием инвертного сахара используется в кондитерской промышленности, при производстве безалкогольных напитков;

· реакция карамелизации сахаров, происходящая при нагревании свыше 160 0 С и сопровождающаяся образованием коричнево окрашенных веществ с карамельным ароматом, используется при производстве сахарного колера (натуральный краситель, применяемый для подкрашивания безалкогольных напитков, коньяков), происходит при выпечке хлеба, обжаривании кофейных зерен, при приготовлении жареного мяса, рыбы и других продуктов;

· реакция меланоидинообразования (реакция Майяра) – реакция взаимодействия карбонильных групп восстанавливающих сахаров с аминогруппами белков, аминокислот, сопровождающаяся накоплением темноокрашенных веществ (меланоидинов) и летучих ароматических соединений, - происходит при хлебопечении, сушке солода, длительной термической обработке молока (цвет топленого молока, ряженки);

· способность моносахаридов к сбраживанию под воздействием микроорганизмов (дрожжей, молочнокислых бактерий и др.) лежит в основе технологии изготовления хлеба, кисломолочных продуктов, сыров, пива, вина, кваса и других продуктов;

· гидрофильность – способность к связыванию воды – обуславливает

высокую гигроскопичность многих углеводов, лежащую в основе нежелательных изменений качества при хранении пищевых продуктов; способность крахмальных зерен к набуханию в холодной воде и образованию крахмального клейстера в горячей – используется в пищевом производстве; при старении крахмальных зерен теряется их способность к удерживанию влаги (после длительного хранения ухудшается развариваемость крупяных изделий, снижаются хлебопекарные достоинства муки).

Жиры (липиды – от греч. lipos - жир)участвуют в пластических процессах организма, являются источником энергии (при окислении 1 г жира образуется 9,0 ккал энергии), жирорастворимых витаминов (A, D, E, K) и незаменимых полиненасыщенных жирных кислот (арахидоновой, линолевой, линоленовой), которые регулируют жировой обмен и уровень холестерина в крови.

Жиры по происхождению делят на животные и растительные, их оптимальное соотношение в пищевом рационе составляет 2:1. Высоким содержанием животных жиров отличаются коровье масло (62-99%), свинина (10-37%), некоторые виды морских животных и рыб (до 30%), а растительных – различные виды растительного масла (99,7%), орехи (40-70%), масличные семена. Смешанный жировой состав имеют такие пищевые жиры как маргарин (40-82%) и майонез (30-67%).

По химической природе жиры представляют смесь сложных эфиров трехатомного спирта глицерина и жирных кислот. В состав жиров могут входить насыщенные (предельные) жирные кислоты (лауриновая, миристиновая, пальмитиновая, стеариновая и др.) и ненасыщенные (непредельные) жирные кислоты (олеиновая, линолевая, линоленовая, арахидоновая и др.), имеющие в молекуле двойные связи. Ненасыщенные жирные кислоты имеют более низкую температуру плавления и проявляют более высокую реакционную способность по сравнению с насыщенными кислотами. Физические и химические свойства жиров зависят от их жирнокислотного состава.

Жиры, содержащие предельные жирные кислоты с большой молекулярной массой, имеют высокую температуру плавления и твердую консистенцию (t пл.бараньего жира = 44-50 0 С). Большинство растительных жиров, а также некоторые животные жиры (например, жиры морских животных и рыб) отличаются высоким содержанием непредельных жирных кислот, соответственно, имеют низкую температуру плавления и жидкую консистенцию при температуре, близкой к 0 0 С и ниже (t пл.подсолн. масла) = -21 0 С). Усвояемость жиров, прежде всего, зависит от их температуры плавления: чем она выше, тем жир труднее усваивается в организме.

Жиры нерастворимы в воде , но могут образовывать с ней эмульсии в присутствии эмульгаторов (производство маргарина, майонеза).

Жиры растворяются в органических растворителях (бензине, хлороформе, петролейном эфире и др.). На этом свойстве основаны экстракционный способ получения растительных масел, а также методика определения массовой доли жиров в составе пищевых продуктов.

Жидкие жиры могут превращаться в твердые в результате насыщения водородом непредельных жирных кислот. Этот процесс происходит в жестких условиях (при температуре 200-220 0 С, в присутствии никелевого катализатора) и называется гидрогенизацией жиров . Получаемый гидрожир или саломас является основным сырьем при производстве маргарина, кулинарных, кондитерских и хлебопекарных жиров.

При хранении снижение качества жиров происходит в результате их гидролиза и окисления.

Гидролиз жиров является первоначальной стадией их порчи. Под действием ферментов липаз в присутствии воды жиры расщепляются на глицерин и свободные жирные кислоты, которые подвергаются в дальнейшем окислительной порче. Для многих жиросодержащих продуктов в стандартах установлен показатель качества – кислотное число, указывающее на степень свежести жира.

Окислению подвергаются, прежде всего, ненасыщенные жирные кис-

лоты, входящие в состав жиров, они присоединяют кислород по месту разрыва двойной связи. Накапливающиеся токсичные продукты окисления – пероксиды и гидропероксиды (на начальной стадии), альдегиды, кетоны, оксикислоты (при глубоком окислении) – придают жирам неприятный прогорклый запах, резкий «царапающий» вкус. Реакция ускоряется с повышением температуры, под воздействием световой энергии, в присутствии влаги и металлов переменной валентности. Замедляют окислительные процессы – антиоксиданты (антиокислители), которые можно подразделить на природные (токоферолы, фенольные вещества, витамин С и др.) и синтетические (ионол, бутилоксианизол - БОА, бутилокситолуол -БОТ, пропилгаллаты и др.). Для предупреждения окислительной порчи жиров, жиросодержащие продукты следует хранить в герметичной упаковке при пониженной температуре, избегая воздействия прямых солнечных лучей.

Кроме типичных жиров в состав пищевых продуктов входят жироподобные соединения (липоиды) , имеющие более сложное строение, – фосфолипиды (лецитины, кефалины), стерины (холестерин, эргостерол и др.), воски . Фосфолипиды являются основными компонентами клеточных мембран и обеспечивают их полупроницаемость, холестерин входит в состав стероидных гормонов и желчных кислот, эргостерол под действием ультрафиолетовых лучей в организме превращается в витамин D, воски растительного и животного происхождения выполняют защитные функции. Лецитин широко используется в пищевой промышленности в качестве эмульгатора (при производстве шоколада, маргарина, мороженого).

Белки илипротеины являются наиболее ценными компонентами пищевых продуктов. Они выполняют важнейшие биологические функции: каталитическую (ферменты) – обеспечивают протекание биохимических процессов в организме, структурную (коллаген, фиброин) – составляют основу клеточных мембран, регуляторную (гормоны) – регулируют гормональный обмен, защитную (иммуноглобулины, интерферон) – формируют иммунитет, двигательную (актин, миозин) – входят в состав мышечной ткани, транспортную (гемоглобин, миоглобин) и другие.

По химической природе белки представляют собой высокомолекулярные биополимеры, молекулы которых построены из остатков аминокислот. Аминокислоты, входящие в состав белков, подразделяют на заменимые – они могут синтезироваться в организме человека из других веществ, и незаменимые (эссенциальные ), которые должны поступать в организм в готовом виде (их всего 8, а у детей – 9). Биологическая ценность белков определяется сбалансированностью аминокислотного состава. Если в состав белка входят все незаменимые аминокислоты, белок называется полноценным . Полноценными являются большинство животных белков – белки молока (казеин, альбумин, глобулин), мяса и рыбы (миозин и актин), яйца (овоальбумин, овоглобулин), а также некоторые растительные белки (картофеля, пшеницы, ржи, гречихи, овса). Белки, в состав которых не входит хотя бы одна незаменимая аминокислота, называются неполноценными . К неполноценным относят животные белки соединительной ткани (коллаген, эластин), а также многие белки растительного происхождения (проса, кукурузы, некоторых бобовых культур).

Некоторые свойства белков лежат в основе технологии производства пищевых продуктов, а также учитываются при хранении.

Большинство белков являются гидрофильными соединениями. Способность белков к связыванию воды и набуханию используется при замесе теста в хлебопечении, производстве сухарных, бараночных и макаронных изделий, в технологии изготовления колбасных изделий. При длительном хранении способность белков к набуханию снижается: увеличивается время варки бобовых круп до готовности, происходит расслаивание простокваши и других жидких кисломолочных продуктов.

Нагревание при температуре выше 50-60 0 С приводит к изменению структуры большинства белков – они свертываются (денатурируют, коагулируют) и теряют гидрофильность. Это свойство белков используется при производстве сыров, творога и творожных изделий, при выпечке хлеба, сушке макарон, молока, рыбы и других продуктов. Оно лежит в основе некоторых методов определения содержания белков в составе продуктов.

Под действием ферментов протеиназ белки подвергаются гидролитическому расщеплению (гидролизу или протеолизу) с образованием пептидов и аминокислот. Гидролитические процессы оказывают благоприятное воздействие на формирование качества мяса, рыбы, сыров при их созревании.

Под действием гнилостных микроорганизмов белки могут разрушаться до более простых соединений – аминов, жирных кислот, фенолов, сероводорода, индола, скатола, меркаптана и других, многие из которых являются сильными ядами. Продукт приобретает резкий, неприятный запах, изменяются его консистенция и цвет. Процесс глубокого распада белков под действием гнилостных бактерий называется гниением и является основной причиной порчи продуктов с высоким содержанием белка.

В состав небелковых азотсодержащих соединений пищевых продуктов входят продукты гидролиза или неполного синтеза белков (пептоны, полипептиды, аминокислоты), аммиачные соединения, алкалоиды (кофеин, теобромин), нуклеиновые кислоты, нитраты и нитриты. Их роль в формировании качества пищевых продуктов различна: некоторые аммиачные соединения обуславливают специфический запах продуктов (например, триметиламин – основной компонент запаха морской рыбы), алкалоиды чая и кофе обладают высокой физиологической активностью – оказывают возбуждающее действие на нервную и сердечно-сосудистую системы, нитриты в небольших количествах добавляют при посоле мяса, колбасного фарша для формирования цвета и т.д.

Витамины являются биорегуляторами различных процессов, протекающих в живом организме. Для нормальной жизнедеятельности человека они необходимы в небольших количествах. Общая суточная потребность организма в различных витаминах составляет 0,1-0,2 г. Большинство витаминов не синтезируется человеческим организмом, поэтому они должны поступать вместе с пищей. В настоящее время известно более 30 витаминов и витаминоподобных веществ (полная незаменимость которых еще не доказана). По растворимости витамины классифицируют на две группы: жирорастворимые и водорастворимые. Характеристика наиболее важных витаминов и витаминоподобных веществ приведена в таблице 3.

Таблица 3.

Ферменты - это биологические катализаторы белковой природы, уско-

ряющие протекание различных биохимических реакций: окислительно-восстановительных (оксидоредуктазы), реакций отщепления (лиазы), внутримолекулярного переноса (изомеразы), синтеза (лигазы) и другие. Собственные эндогенные ферменты пищевых продуктов могут оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на их качество. Так, например, благоприятное воздействие ферментативных процессов наблюдается при созревании муки, рыбы и мяса при посоле, при дозревании плодов и овощей, получении солода, черного байхового чая. Глубокие ферментативные процессы приводят к порче пищевых продуктов (автолитическая порча мяса, мацерация – разрушение тканей - плодов и овощей, скисание пива и т.д.). Для продления сроков хранения пищевых продуктов используют различные методы консервирования, снижающие активность эндогенных ферментов.

В пищевой промышленности широко используют ферментные препа-раты - в хлебопечении, пивоварении, при производстве крахмалопродуктов, спирта, плодово-ягодных соков, виноградных вин, мучных кондитерских изделий, сычужных сыров. Ферментативные методы анализа применяют при исследовании качества и идентификации пищевых продуктов.

Органические кислоты придают кислый вкус пищевым продуктам, участвуют в формировании аромата (летучие кислоты), используются в пищевой промышленности в качестве консервантов (уксусная, сорбиновая, бензойная кислоты). Помимо аминокислот и жирных кислот, входящих соответственно в состав белков и жиров, наиболее распространенными являются яблочная, лимонная, винная, молочная, уксусная, щавелевая, муравьиная, хинная, янтарная, фумаровая, бензойная и сорбиновая кислоты.

Общее содержание кислот в составе пищевых продуктов варьирует от 0,1% (картофель, многие овощи) до 6% (лимоны). При хранении продуктов содержание кислот, как правило, увеличивается и в часто приводит к их порче: прокисанию молока, пива, уксуснокислому скисанию вин, соков и т.д. Для многих продовольственных товаров (молока, кисломолочных продуктов, пива, виноградных вин, хлеба и др.) в перечень физико-химических показателей качества входят: кислотность, титруемая кислотность, летучая кислотность, активная кислотность (рН).

Фенольные соединения содержатся преимущественно в продуктах растительного происхождения: плодах и овощах, чае, кофе, шоколаде, виноградных винах, коньяках и др. Многим продуктам они придают терпкий, вяжущий вкус, участвуют в формировании их цвета и аромата. Фенольные соединения относят к физиологически активным веществам: они обладают бактерицидными свойствами, проявляют Р-витаминную активность, являются сильными антиоксидантами.

Эта группа соединений включает фенолкарбоновые кислоты (гидроксибензойную, галловую, ванилиновую, сиреневую, коричную, кумаровую и др.), кумарины и их производные, флавонолы (кверцетин, мирицетин и др.), антоцианы и лейкоантоцианы, катехины, танины или дубильные вещества (являются продуктами полимеризации катехинов и лейкоантоцианов). Фенольные соединения имеют следующие свойства:

· при взаимодействии с белками образуют нерастворимые соединения (свойство используется при осветлении соков, виноградных вин);

· при окислении дают коричневоокрашенные продукты (при сушке и консервировании плоды и овощи бланшируют горячим паром или окуривают сернистым ангидридом для инактивации ферментов, катализирующих этот процесс);

· разрушаются при замораживании (снижается терпкость при замораживании плодов и овощей)

Красящие вещества , входящие в состав пищевых продуктов, можно подразделить на натуральные и синтетические красители. К натуральным относятся собственные эндогенные красящие вещества пищевых продуктов: хлорофиллы – пигменты зеленого цвета (цвет листовой зелени, огурцов, оливкового масла и др.), каротиноиды – пигменты желтого, оранжевого и красного цвета (цвет моркови, красного перца, яичного желтка и др.), флавоноиды – пигменты желто-коричневого цвета (цвет репчатого лука, чая и др.), антоцианы – пигменты красного и синего цвета (цвет кожицы красного винограда, черной смородины, кизила и др.) и другие пигменты. Выделенные из природных источников красители используют в пищевой промышленности для подкрашивания разных пищевых продуктов. Натуральные красители являются нестойкими соединениями – они чувствительны к нагреванию, действию кислорода воздуха, кислот, щелочей, микроорганизмов, поэтому изменение цвета пищевых продуктов при хранении является первым признаком их порчи.

Перечень синтетических красителей, разрешенных к применению в Российской Федерации при производстве пищевых продуктов, регламентирует СанПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы». В него входят такие красители как ультрамарин (голубой), тартразин (желтый), индигокармин (синий), азорубин (красный) и др. Запрещены к применению в Российской Федерации при производстве пищевых продуктов красители цитрусовый красный (Е121) и амарант (Е123).

В состав ароматических веществ пищевого продукта входят ароматические компоненты сырья, вещества, образовавшиеся в процессе технологии изготовления (при термической обработке, сушке и т.д.) и при хранении продукта, а также специально внесенные пищевые ароматизаторы. Так, например, в состав ароматических веществ жареного кофе входит 370 различных соединений, земляники – 256, хлеба – 174, коньяка – 128, мяса птицы – 189. Обычно одно или несколько соединений определяют основной аромат пищевого продукта, остальные – участвуют в образовании различных «тонов». Основной аромат лимонам придает цитраль, ванили – ванилин, чесноку – аллилсульфид, тмину – карвон. По химической природе ароматические вещества относятся к разным классам соединений: терпеноидам, спиртам, летучим кислотам, простым и сложным эфирам.

Пищевые ароматизаторы – это сложные композиции душистых веществ натурального, идентичного натуральному или искусственного происхождения. В их состав могут входить до 20-30 и более компонентов различной химической природы.

При длительном хранении пищевых продуктов их запах (аромат) претерпевает существенные изменения за счет улетучивания собственных ароматических веществ и поглощения (сорбции) запахов из окружающего пространства. Для предотвращения этих нежелательных изменений используют герметичную упаковку.

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.

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

Важное значение для организма человека имеет вода, так как является составной частью клеток и тканей организма человека и необходима для осуществления биохимических процессов. В сутки человеку требуется 2,5-3 л воды. Она служит хорошим растворителем и способствует удалению из организма ненужных и вредных веществ. Основным источником водоснабжения жителей Самарской области является река Волга, зарегулированная в Саратовское и Куйбышевское водохранилища. В последнее время потенциал Саратовского водохранилища существенно понизился. Отмечается непостоянное превышение допустимых значений алюминия, кадмия, никеля, свинца, марганца, железа, хрома, цинка нефтепродуктов, фенола. В Самарской области действуют две системы водоснабжения- питьевая и промышленная. Ветхое и аварийное состояние водопроводных сетей способствует вторичному загрязнению питьевой воды. Употребление некачественной воды, не соответствующей санитарным нормам может привести к развитию не только патологии мочеполовой системы (жесткая вода повышает вероятность формирования камней в почках), но и желудочно- кишечного тракта.

В растворенном состоянии в воде находятся различные вещества, преимущественно соли. Минеральные вещества имеют большое значение для жизнедеятельности организма человека: входят в состав тканей, участвуют в обмене веществ, в образовании ферментов, гормонов, пищеварительных соков. Недостаток или отсутствие отдельных элементов в организме приводит к тяжелым заболеваниям. По количественному содержанию в продуктах минеральные вещества делят на макро- и микроэлементы. Минеральные вещества составляют значительную часть тела человека и при их дефиците возникают специфические заболевания

К макроэлементам относится Ca, P, Fe, K, Na, Mg, S, Cl и др. Ca, P и Mg участвуют в образовании костной ткани. Фосфор, кроме того, принимает участие в дыхании, двигательных реакциях, энергетическом обмене, активизирует многие ферменты. Он необходим для работы нервной системы, скелетной мускулатуры, сердечной мышцы. Суточная потребность в фосфоре составляет 1600мг. Источником фосфора являются мясо, рыба, яйца, сыр. Кальций находится в продуктах в виде соединений с кислотами и белками. Кальций принимает участие в процессе сверты­вания крови. Суточная потребность у взрослых составляет 800 мг, а у детей 1000-1200 мг (8-20 мг/л). Наибольшее количество кальция содержится в бобовых продуктах, апельсинах, яблоках, меде, моркови, в молоке и молочных продуктах. Магний обладает сосудорасширяющим действием, способствует перистальтике кишечника и повышает желчеотделение. Суточная потребность составляет 500-600 мг. Наибольшее количество магния содержится в злаковых, бобовых, орехах и рыбе. Железо необходимо для образования гемоглобина крови. Источником железа служат мясо, печень, почки, яйца, рыба, виноград, земляника, яблоки, капуста, горох, картофель и др.

Калий и натрий участвуют в регулировании водообмена в организме. Потребность организма в натрии и хлоре удовлетворяется в основном за счет потребления поваренной соли. Натрий участвует во внутриклеточном и внеклеточном обмене, он входит в состав крови и лимфы. Суточное потребление натрия составляет 4 г, что соответствует 10 г поваренной соли. Избыточное потребление натрия ведет к повышению АД. Калий также как и натрий участвует в клеточном обмене. В некоторых физиологических процессах он выступает как антагонист натрия. При смешанном пищевом рационе потребность калия удовлетворяется полностью (в среднем от 3 до 6 г в сутки).

К микроэлементам относятся Сu, Co, I, F и др. Медь и кобальт способствуют образованию гемоглобина крови. В сравнительно больших количествах эти микроэлементы содержатся в желтке яйца, говяжьей печени, мясе, рыбе, картофеле, свекле, моркови. Йод необходим организму для нормальной работы щитовидной железы. Им богаты морские рыбы, водоросли, ракообразные, моллюски, яйца, лук, хурма, салат, шпинат. Марганец и фтор способствует формированию костей.

Дефицит макро- и микроэлементов приводит к развитию заболеваний. Самарская область как и многие другие территории России, относится к регионам с природно- обусловленным дефицитом йода в окружающей среде, природный дефицит которого усугубляется неблагоприятной экологической обстановкой в регионе. Йоддефицитные состояния относятся к числу наиболее частых неинфекционных заболеваний человека. При этом, эндемическое увеличение щитовидной железы является наиболее очевидным, но отнюдь не самым главным последствием йодной недостаточности. Гипотироксинемия, сопровождающая зоб, ведет к множественным нарушениям в организме человека, влияя практически на все его развитие, начиная с отклонений репродуктивного здоровья, процессов эмбрио- и фетогенеза, становления интеллектуального и физического развития ребенка, заканчивая психосоматическим здоровьем индивида.

Недостаток железа приводит к развитию анемии, при недостатке цинка задержка роста и полового созревания. Недостаток марганца в организме проявляется потерей веса, анемией, изменением цвета волос, диареей.

Белки. Белки являются незаменимой частью пищевых продуктов, без них невозможно существование живого организма. Они необходимы для построения тканей тела и восстановления отмирающих клеток. Они входят в состав ферментов, витаминов, гормонов, антител.

Выделяют полноценные, содержащие все незаменимые аминокислоты, белки и неполноценные, в которых присутствуют не все аминокислоты.

По составу белки делят на простые- протеины (при гидролизе образуются только аминокислоты и аммиак) и сложные- протеиды (при гидролизе образуются еще и небелковые вещества – глюкоза, липиды, красящие вещества и др.)

К протеинам относят альбумины (молока, яиц, крови),глобулины (фибриноген крови, миозин мяса, глобулин яиц, туберин картофеля и др.)

К протеидам относят фосфопротеиды (казеин молока, вителлин куриного яйца, интулин икры рыб), состоящие из белка и фосфорной кислоты; хромопротеиды (гемоглобин крови, миоглобин мышечной ткани мяса);, гликопротеиды (белки хрящей, слизистых оболочек), состоящие из простых белков и глюкозы; липопротеиды (белки, содержащие фосфатид). Содержание белков в пищевых продуктах составляет (в %): в мясе- 11.4-21.4, рыбе – 14-22.9,молоке-2.8, твороге – 14-18, яйцах – 12.7, хлебе – 5.3-8.3,крупах- 7.0-13.1, картофеле – 2, плодах – 0.4-2.5, овощах- 0.6-6.5.

О достаточности или недостаточности белкового рациона позволяет судить азотистый баланс: соответствие количества азота вводимого с пищей, количеству азота, выводимому из организма. Если белковый рацион недостаточен, то возникает состояние получившие название отрицательного азотистого баланса. В организм азота вводится меньше, чем выводится с продуктами распада. Отрицательный азотистый баланс наблюдается при голодании, при тяжелых инфекционных заболеваний, в старческом возрасте, при распаде опухолей.

Положительный азотистый баланс – состояние, когда азота в организм вводится больше, чем выводится из организма, т.е. идет задержка азота в организме. Положительный азотистый баланс наблюдается: в период роста организма, при беременности, после длительного голодания, после тяжелых инфекционных болезней, в период роста опухоли.

ЖИРЫ . Жиры – это сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и жирных кислот. Жиры в организме являются важным источником тепловой энергии. При окислении 1 г жира в организме выделяются 37,7 кДж (9,0 ккал). Ежедневно человеку требуется 80- 100 г жира, в том числе растительных жиров 20-25г. Содержание жиров в продуктах различно (в %): в масле сливочном-82.5,в подсолнечном – 99.9,в молоке- 3.2, в мясе- 1.2-49,в рыбе-0.2-33.

В пищевых жирах преобладают триглицериды. При приготовлении происходит гидролиз – расщепление жиров на глицерин и жирные кислоты. В свою очередь жирные кислоты делятся на насыщенные и ненасыщенные. Большинство животных жиров, в частности мяса, молока, яиц содержат много насыщенных и мало ненасыщенных жирных кислот. Напротив растительные жиры содержат больше полиненасыщенных жирных кислот Незаменимыми жирными кислотами для человека являются линолевая и линоленовая жирные кислоты, поэтому они должны получать их с пищей. Линолевая кислота служит предшественником арахидоновой кислоты, а та в свою очередь является предшественником простагландинов и тромбаксанов.

В рационе большинства людей значительное место занимают полинасыщенные жирные кислоты. По мнению многих ученых, именно с этим связано увеличение частоты атеросклероза, ишемической болезни сердца, нарушения мозгового кровообращения у пациентов, особенно пожилого возраста и склонных к полноте. Поэтому для профилактики ишемической болезни сердца рекомендована диета с высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот.

УГЛЕВОДЫ.

К моносахаридам относят глюкозу, фруктозу, галактозу. Глюкоза (виноградный сахар) находится в плодах, овощах, меде. Фруктоза (плодовый сахар) содержится в меде, семечковых плодах и арбузах.

К дисахаридам относят сахарозу, мальтозу, лактозу, трегалозу. Сахароза (свекличный сахар) содержится в сахарной свекле, сахарном тростнике, плодах, овощах. Она гидролизуется с образованием глюкозы и фруктозы. Мальтоза (солодовый сахар) образуется при гидролизе крахмала, содержится в проросшем зерне, патоке. При гидролизе мальтозы образуется глюкоза. Лактоза (молочный сахар) содержится в молоке; при гидролизе образуются глюкоза и галактоза. Трегалоза находится в грибах, пекарских дрожжах.

К полисахаридам относят крахмал, гликоген, клетчатку. Крахмал содержится в продуктах растительного происхождения: муке. крупе, макаронных изделиях (70-80 %), картофеле (12-24%) и др. Клетчатка – главный компонент клеточных стенок растений. Много неодревесневшей клетчатки содержится в листьях капусты. Она положительно действует на процесс пищеварения, усиливая перестальтику кишечника. Человеку требуется около 25 г клетчатки в сутки. Углеводы выполняют различные функции. Углеводы являются обязательной составной частью крови (норма глюкозы в крови 3,89-6,1 ммоль/л). Повышенное потребление сахара отрицательно сказывается на состоянии и функции полезной микрофлоры кишечника, которая снижает при этом свою защитную, ферментативную и синтетическую функцию, увеличивая потребность в витаминах (А, Е), а также в микроэлементах (хром, ванадий). Избыток сахара способствует нарушению липопротеидного обмена и раннему развитию атеросклероза. В то же время существует ряд Сахаров (лактоза, фруктоза, глюкоза), содержащихся в меде, винограде, фруктах, которые не влияют отрицательно на обмен веществ. В последние годы отмечена явная тенденция увеличения потребления рафинированного сахара, что способствует росту сахарного диабета, ишемической болезни сердца и др. По физиологическим нормам питания организму требуется 250-600 г углеводов в день. Потребность в углеводах у женщин на 15 % меньше, чем у мужчин.

ВИТАМИНЫ. Витамины входят в состав ферментов и гормонов, обеспечивая нормальный обмен веществ. Многие из них синтезируются в организме из пищевых продуктов, а некоторые необходимо вводить отдельно извне. Недостаток витаминов в организме может быть обусловлен различными причинами: низким содержанием их в суточном рационе; нерациональной кулинарной обработкой; длительным и неправильным хранением продуктов питания; различными заболеваниями желудочно-кишечного тракта.

Повышенная потребность в витаминах возникает при многих состояниях: в период роста и развития детей; в период беременности и лактации; при интенсивной физической и умственной работе; при стрессовых состояниях; при инфекционных заболеваниях.

Витамины в большом количестве содержатся в свежих фруктах, овощах, ягодах, меде, хлебе грубого помола, ячневой крупе. Некоторые из них могут синтезироваться в организме человека, например, витамины Д и К. Витамины делятся на 2 основные группы:

– водорастворимые С, группы В (В1, В2, В6, В12), РР, фолиевая кислота

– жирорастворимые А.К.Д.Е.

Витамин С Больше всего витамина С содержится в цитрусовых, ананасах, капусте, томатах, смородине, зелени. Недостаток витамина С (аскорбиновой кислоты) приводит к повышенной кровоточивости десен, фолликулярному гиперкератозу, в тяжелых случаях приводит к развитию цинги.

Недостаток витамина В1 (тиамина) приводит к развитию заболевания «бери-бери», которое характеризуется поражением нервной системы (плохая координация движения, слабость, истощение, спутанное сознание, развитие сердечной недостаточности). Для восполнения дефицита витамина В1 необходимо больше употреблять рыбу, постное мясо, бобы.

Недостаток витамина В2 (рибофлавина) чаще наблюдается во время беременности, у детей, во время стресса. Его недостаток приводит к развитию ангулярного стоматита, хейлита, раздражительности. Источниками этого витамина являются молочные продукты, печень, яйца, желтые овощи. Дефицит В12 (цианокоболамина) приводит к развитию глоссита, дискинезии кишечника. В тяжелых случаях при его недостатке развивается злокачественная анемия.

Недостаток витамина РР (никотинамида) в тяжелых случаях приводит к развитию пеллагры, признаками которой являются дерматит, диарея, слабоумие, ангулярный стоматит, хейлит. Лучшими источниками этого витамина служат постное мясо, бобы, горох, соя, рыба.

Недостаток фолиевой кислоты во всем мире остается по-прежнему наиболее распространенным. Часто возникает у беременных женщин, новорожденных детей и в пожилом возрасте. Проявлениями недостатка фолиевой кислоты является потеря веса, анемия. Больше всего его содержится в зеленых листьях, овощах, печени, дрожжах, постном мясе.

Недостаток витамина А (ретинола) вызывает кожный зуд, сухость кожи и слизистых, снижается иммунитет, может возникнуть гемеролопатия.

Богаты витамином А красные овощи, красная икра.

Недостаток витамина Д (кальцеферола) может привести к нарушению сна, повышенной потливости. Его недостаток у детей вызывает рахит. Этот Витами Д может синтезироваться в клетках эпидермиса кожи, под воздействием солнечного света. Богаты витамином Д печень, особенно морской рыбы и грибы.

В сравнительно редких случаях могут возникнуть гипервитаминозы, что также негативно сказывается на здоровье человека. Избыточное поступление витамина С может вызвать аллергические реакции. Избыток витамина РР – жировую дистрофию печени, витамина Д- кальцификацию органов и тканей, А- диспепсию, поражение кожи лица и волоситстой части головы, у беременных возможен тератогенный эффект.