Жирорастворимые витамины

Глава 1. КЛАССИФИКАЦИЯ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ

 

Все растительное сырье подразделяется на четыре группы: овощи, плоды, ягоды и орехи.

По комплексу признаков (ботанических, хозяйственно-ценных, продуктивных) выделяют две группы овощей; вегетативные, у которых объектом потребления и хранения являются различные вегетативные органы — клубни, корни, корневища, стебли, черешки, листья; генеративные — плоды и соцветия.

К вегетативной группе относятся:

· клубнеплоды — картофель, топинамбур (земляная груша), батат (сладкий картофель);

· корнеплоды — морковь, свекла, редька, редис, репа, брюква, петрушка, сельдерей, пастернак, условно к этой группе отнесен хрен, представляющий собой корневище;

· капустные — капуста белокочанная, краснокочанная, цветная, брюссельская, брокколи, кольраби, савойская;

· луковые — лук репчатый, чеснок;

· овощная зелень:

· шпинатные — шпинат, щавель, крапива, мангольд; салатные — салат листовой, кочанный, цикорный; пряные — укроп, эстрагон, майоран, базилик, чабер, кориандр (кинза);

· десертные — ревень, спаржа, артишоки.

К генеративной группе овощей относятся:

· тыквенные — огурцы, кабачки, патиссоны, тыквы, арбузы, дыни;

· томатные — томаты, баклажаны, перец горький и сладкий;

· бобовые — горох, фасоль, бобы, соя;

· зерновые — сахарная кукуруза.

Плоды — это семечковые, косточковые, субтропические, тропические, ягоды и орехи. К ним относятся:

· семечковые — яблоки, груши, айва, рябина, боярышник, муш­мула, ирга;

· косточковые — черешня, слива, алыча, терн, чернослив, абри­косы, персики, кизил, вишня.

К субтропическим относятся цитрусовые (мандарины, лимоны, апельсины, грейпфруты), гранаты, инжир, хурма, фейхоа, маслины, финики.

К тропическим — бананы, ананасы, манго.

Ягоды

Настоящие ягоды (сложные, образованные из мелких срос­шихся плодиков-костянок) — это виноград, смородина, крыжов­ник, клюква, брусника, черника, голубика.

Ложные ягоды (состоящие из сочного разросшегося плодо-ложа) — малина, ежевика, земляника, клубника, костяника, мо­рошка.

Орехи

Настоящие (состоящие из твердой скорлупы) — фундук, ле­щина (лесной орех).

Костянковые (покрыты верхней мясистой оболочкой, высы­хающей по мере созревания плода)— грецкий, кедровый орех, миндаль, фисташки, каштан, арахис (земляной орех).

Химический состав растительных пищевых продуктов

 

Несмотря на большое разнообразие, пищевые продукты имеют много общего как в химическом составе, так и в процессах, проис­ходящих во время хранения, транспортирования и технологической обработки. Все эти процессы происходят под влиянием одних и тех же факторов — влаги, температуры, света, воздуха, ферментов са­мих продуктов и микроорганизмов, в результате чего пищевые продукты могут быстро менять свой состав и свойства. Такие про­дукты относят к группе скоропортящихся. Многие пищевые про­дукты потребляются в свежем виде, но они, как правило, не могут долго храниться, да и производство продуктов локализовано. Что­бы предупредить их порчу и увеличить сроки хранения, а также для равномерного распределения между различными регионами продукты подвергают консервированию. Цель консервирования — превратить нестойкое сырье в стойкие пищевые продукты.

В процессе консервирования создаются условия, препятствую­щие развитию микроорганизмов и деятельности ферментов. При этом обеспечивается безвредность продуктов, сохраняются их пи­щевая ценность и качество.

Вода

Вода является основным компонентом многих пищевых про­дуктов и оказывает преобладающее влияние на многие показатели качества. Пищевые продукты сильно различаются по содержанию воды. Так, в зерне и муке ее содержится 12-15%, в хлебе — 23-48, в плодах свежих— 75-90, в плодах сушеных— 12-25, в свежих овощах — 65-95%.

Продукты с высоким содержанием воды нестойки при хране­нии, так как в них быстро развиваются микроорганизмы, ускоря­ются химические, биохимические и другие процессы. Продукты с малым содержанием воды сохраняются лучше.

Свежие плоды и овощи при значительной потере воды увядают, сморщиваются, отчего их качество резко снижается.

В продуктах растительного и животного происхождения име­ются соединения с резко выраженными коллоидными свойствами, способные при набухании воспринимать огромное количество во­ды. Примером таких соединений могут служить белки. В коллоид­ном состоянии могут находиться некоторые жироподобные веще­ства, например лецитины, а также высокомолекулярные углеводы (крахмал, пектиновые и другие вещества), которые тоже могут свя­зывать воду. Скорость набухания и максимум поглощения воды за­висят от многих причин – характера коллоидов, их индивидуаль­ной гидрофильности, концентрации, присутствия различных солей.

Различные виды связи воды пищевых продуктов обусловлива­ют механизм удаления этой воды при их сушке. Так, адсорбционно связанная вода, прежде чем будет удалена из продукта, должна быть превращена в пар. Осмотически связанная вода большей ча­стью перемещается внутри материала в виде жидкости. Капилляр­ная влага перемещается при сушке в материале в виде как пара, так и жидкости.

В начале 50-х годов XX в. появилось понятие «активность во­ды», которая выражает отношение давления паров воды к давле­нию водяных паров чистой воды при одной и той же температуре.

Активность воды характеризует состояние воды в пищевых продуктах и определяет доступность ее для химических, физиче­ских и биологических реакций. Обычно чем больше воды находит­ся в связанных состояниях, тем меньше ее активность. Но даже связанная вода при некоторых условиях может обладать известной активностью. Прочно связанная вода не является растворителем для других соединений, не вступает в реакцию и не служит катали­затором.

Зола

Зольность является важным показателем для оценки качества многих пищевых продуктов, в том числе плодов и овощей. В действующих стандар­тах приводятся допустимые максимальные нормы содержания золы.

Обычно различают два понятия — «общая (сырая) зола» и «чистая зола». Под общей золой подразумевают сумму минераль­ных элементов или их окислов, входящих в состав пищевых про­дуктов, а также внесенных в продукт при его производстве или по­павших случайно в качестве примесей. Чистая зола — это сумма минеральных элементов или их окислов без примесей.

Около 50% золы пищевых продуктов составляет окись кальция. В более или менее значительных количествах находятся соедине­ния фосфора, кальция, магния, натрия. Из-за преобладания окислов щелочных металлов (калия и натрия) зола плодов и овощей имеет щелочную реакцию. Под щелочностью золы понимают количество миллилитров 0,1 N раствора кислоты, расходуемое на нейтрализа­цию 1 г золы. Щелочность золы фруктов и плодов, используемых для получения соков, колеблется от 10 до 13. Концентрация мине­ральных веществ в растворе изменяет температуру его кипения и замерзания. Минеральные вещества оказывают влияние на pH среды и протекание ферментативных процессов в растительной клетке.

Белки

Потребность человека в белке удовлетворяется примерно на 60% за счет зерновых, на 20% за счет картофеля, бобовых культур и на 20% за счет животного белка. Суточная потребность человека в белках — 1,5 г на 1 кг массы.

Плоды и овощи бедны белками по сравнению с продуктами жи­вотного происхождения. Так, например, содержание белка в кар­тофеле, моркови, свекле составляет 1-2%, в бобовых (горох, фа­соль) – 6-7, в сое – 18-24, в капусте белокочанной – 1,4, в пше­нице — от 3 до 9%. Количество азотистых соединений в плодах и ягодах меньше, чем в овощах, и в среднем составляет 0,2-1,5%.

Альбумины и глобулины являются белками растительных и животных клеток. Они содержатся в зернах ржи, бобовых и масляничных культурах. В картофеле преобладает туберин, который от­носится к глобулинам.

Глютелины и проламины являются растительными белками. В пшенице, кукурузе, рисе преобладают глютелины. Они содержатся в картофеле, бобовых (горох, фасоль, соя) и относятся к полноцен­ным, так как содержат весь необходимый набор аминокислот. А вот, например, в кукурузе нет лизина, в моркови нет триптофана, поэтому эти белки называют неполноценными.

Наличие незаменимых аминокислот в продуктах не является гарантией их поступления в организм человека, так как на сохран­ность аминокислот влияет режим тепловой обработки продукта.

Как известно, плоды и овощи в техноло­гических процессах подвергаются определенному воздействию ки­слот, щелочей, тепла. Белки под таким воздействием теряют свои первоначальные (нативные) свойства, что выражается в свертыва­нии белка и выпадении его в осадок. При этом изменяется про­странственная структура белка и теряются его биологические свой­ства. Это явление называется денатурацией.

Термическая денатурация имеет важное практическое значение при обработке плодов и овощей, так как при этом разрушаются ферменты и продукты могут храниться значительно дольше. Ки­слотная денатурация приводит к разрушению ионных и водород­ных связей, что ведет к разрыхлению структуры и изменению фор­мы белка.

Незави­симо от вида воздействия на белок денатурация сопровождается нарушением его нативной структуры, происходит развертывание полипептидных цепей молекулы белка из состояния плотно упа­кованного клубка сначала до рыхлого состояния, а затем до обра­зования отдельных нитей. Поэтому растворы белка образуют кол­лоидную систему, что влияет на скорость прогревания этой систе­мы, а также на ее проницаемость (например, при варке варенья и т. д.).

Растворимость белков значительно зависит от температуры среды: одни белки лучше растворяются при низких температурах, другие – при более высоких. Несмотря на то, что плодовые соки содержат белки в незначительных количествах, однако и они обра­зуют коллоидные системы, которые придают мутность соку.

Усвояемость разных белков неодинакова. Если усвояемость белков молока принять за 100%, то усвояемость белков мяса соста­вит 90, картофеля— 80, пшеницы— 50, белков некоторых ово­щей — более 25%. Растительные белки усваиваются хуже, чем жи­вотные, потому что в клетках растений они защищены клетчаткой и другими соединениями.

Углеводы

Углеводы – это органические вещества, в состав которых вхо­дят углерод, водород, кислород. Углеводы являются наиболее распространенными органиче­скими соединениями, чаще встречаются в продуктах растительного происхождения. Углеводы являются полигидроксиальдегидами или полигидроксикетонами, либо образуют эти вещества в процессе гидролиза.

Различают три основных класса углеводов: моносахариды, олигосахариды и полисахариды. К моносахаридам относятся соедине­ния, имеющие в молекуле не менее трех атомов углерода. В зави­симости от количества атомов углерода их называют триозами, тетрозами, пентозами, гексозами и гептозами.

Моносахариды и олигосахариды имеют сладкий вкус, поэтому их называют сахарами.

Моносахариды – бесцветные, твердые, кристаллические ве­щества, которые легко растворяются в воде, но нерастворимы в не­полярных растворителях. Основу моносахаридов составляет неразветвленная цепочка углеродных атомов, соединенных между собой одинарными связями. Один из атомов углерода связан двойной связью с атомом кислорода, образуя карбонильную группу. Ко всем остальным атомам углерода присоединены гидроксильные группы. Если карбонильная группа расположена в конце углерод­ной цепи, то моносахарид является альдегидом и носит название альдозы. Если карбонильная группа находится в любом другом положении, то моносахарид является кетоном и носит название кетозы.

Моносахариды в растворах существуют в виде замкнутых цик­лических структур.

Моносахариды легко восстанавливают такие окислители, как ферроцианид, перекись водорода и др., поэтому их называют вос­станавливающими (редуцирующими) сахарами.

Пентозы. Содержатся в растительных продуктах в свободном виде, но чаще в форме высокомолекулярных полисахаридов пентозанов.

Арабиноза входит в состав полисахарида арабана, который встречается в слизях, пектиновых веществах, гемицеллюлозах. Арабан содержится в зерне пшеницы, свекле, плодах и др. Араби­ноза образуется при кислотном гидролизе из свекловичного жома, получаемого при переработке сахарной свеклы.

Ксилоза (древесный сахар) содержится в виде ксилана в древе­сине, кукурузных початках и других растительных материалах. Она получается при гидролизе слабыми кислотами кукурузных почат­ков, соломы или древесины. На растворах ксилозы хорошо разви­ваются некоторые дрожжи.

Гексозы. Наибольшее значение имеют глюкоза, фруктоза, га­лактоза. Глюкоза и галактоза являются альдозами, а фруктоза – кетозой. Все гексозы обладают восстанавливающими свойствами.

Глюкоза (декстроза, виноградный сахар) широко распростране­на в природе. В свободном состоянии встречается в растительных продуктах: листьях, плодах, овощах, семенах растений и др. Остат­ки глюкозы входят также в состав многих молекул более сложных соединений— сахарозы, крахмала, клетчатки, гликозидов, гликопротеидов и др.

Фруктоза (левулеза, плодовый сахар) распространена так же широко, как и глюкоза. Около 30% фруктозы содержится в меде. Фруктоза входит в состав инулина, являющего запасным полисаха­ридом цикория, топинамбура, чеснока и др. Фруктоза обладает вы­сокими гигроскопическими свойствами, поэтому ее применяют там, где надо поддержать продукт во влажном состоянии. От дру­гих сахаров отличается большей сладостью: слаще глюкозы в 2,2 раза и сахарозы — в 1,5.

Галактоза в свободном виде в природе не встречается, она вхо­дит в состав олигосахаридов — лактозы, рафинозы, а также высо­комолекулярных полисахаридов— агар-агара, различных гуми и слизей, гемицеллюлоз, пектиновых веществ.

Манноза содержится во фруктах.

Олигосахариды. К ним относят дисахариды и трисахариды.

Мальтоза (солодовый сахар) в свободном виде в природе не встречается, а образуется в качестве промежуточного продукта при ферментативном или кислотном гидролизе крахмала. Мальтоза ин­тенсивно образуется из крахмала при прорастании зерна, при этом и зерне накапливается фермент амилаза, под действием которого осахаривается богатое крахмалом сырье (картофель, зерно). Зерно проращивают специально для получения солода, применяемого при производстве пива, этилового спирта, браги, кваса и других продуктов.

Мальтоза относится к восстанавливающим сахарам, поскольку она содержит одну потенциально свободную карбонильную группу (так называемый полуацетальный гидроксил), которая может быть окислена.

Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) — дисахарид, состоящий из глюкозы и фруктозы. В отличие от мальтозы и лактозы у сахарозы нет свободной карбонильной группы, посколь­ку обе свободные карбонильные группы (полуацетальный гидроксил глюкозы и полуацетальный гидроксил фруктозы) связаны друг с другом, поэтому сахароза не является восстанавливающим сахаром.

Сахарозу синтезируют многие растения, причем в некоторых она может накапливаться в больших количествах. Так, в сахарной свекле сахарозы до 24%, в сахарном тростнике — до 26, в бана­нах — до 13, в сливах — до 9, в дынях — до 8,5, в яблоках — до 5,5, в моркови — до 6,4%.

Сахароза в процессе технологической обработки может подвер­гаться кислотному и ферментативному гидролизу с образованием равных количеств глюкозы и фруктозы. Сахароза не сбраживается непосредственно дрожжами, но под действием ферментов превра­щается в глюкозу и фруктозу, которые сбраживаются.

Сахароза обладает наибольшей сладостью по сравнению с дру­гими дисахаридами и глюкозой (табл. 1).

 

Таблица 1. Сладость некоторых Сахаров и сахарина

	Относительная сладость		Относительная сладость
Сахароза		Мальтоза
Глюкоза		Лактоза
Фруктоза		Сахарин

 

Трегалоза (грибной сахар) содержится в пекарских дрожжах, грибах, некоторых водорослях. Она состоит из двух остатков глю­козы, связанных 1,1-гликозидной связью. В этом случае обе моле­кулы теряют свои свободные полуацетальные гидроксилы, поэтому трегалоза не является восстанавливающим сахаром. Трегалоза сбраживается большинством дрожжей.

Целлобиоза – дисахарид, который образуется как промежу­точный продукт при гидролизе целлюлозы (клетчатки). Целлобиоза построена из остатков ß-глюкозы.

Трисахариды. Из трисахаридов в растительных продуктах встречается раффиноза.

Раффиноза (мелитриоза) находится во многих растениях: в са­харной свекле, семенах хлопчатника, сои, гороха и др. При произ­водстве свекловичного сахара раффиноза переходит в побочный продукт, называемый мелассой. В процессе хранения свеклы со­держание в ней раффинозы увеличивается.

При кислотном гидролизе раффинозы образуются глюкоза, фруктоза и галактоза. Раффиноза не имеет потенциально свобод­ной карбонильной группы, поэтому не относится к восстанавли­вающим сахарам.

Под действием фермента сахаразы от раффинозы отщепляется фруктоза и образуется мелибиоза.

Полисахариды – это высокомолекулярные соединения, пред­ставляющие собой длинные цепи, образованные сотнями или тыся­чами моносахаридных единиц. Различают гомо- и гетерополисахариды. Гомополисахариды представляют собой цепи моносахаридов одного вида, соединенных между собой гликозидными связями (например, крахмал, целлюлоза). Гетерополисахариды состоят из различных моносахаридов или имеют в своем составе, кроме углеводов и их производных, другие вещества (азотистые основания, органические кислоты и др.).

Полисахариды по их локализации в растительной клетке можно подразделить на запасные – крахмал, инулин, гликоген и струк­турные (образующие опорные ткани) — клетчатку (целлюлозу), гсмициллюлозы, слизи, гуми, пектиновые вещества.

Крахмал — главный резервный полисахарид растений, который находится в них в виде крахмальных зерен, различающихся по свойствам и химическому составу как в одном и том же, так и в разных растениях.

Крахмальное зерно — сложное биологическое образование, отдельные элементы которого объединены между собой различ­ными типами связей. Крахмальные зерна имеют обычно овальную форму, диаметр их колеблется от 0,002 до 0,15 мм; наибольший размер имеют зерна картофельного крахмала, наименьший – ри­сового.

Наиболее богаты крахмалом зерна злаковых. Так, содержание крахмала в пшенице достигает 70%, во ржи — 65, в кукурузе — 75, к рисе — 80, в горохе — 60, в картофеле — 24%.

Крахмал неоднороден по составу углеводной части и представ­ляет собой смесь двух полимеров глюкозы: амилозы и амилопектина, которые различаются по строению, физическим и химиче­ским свойствам. Амилоза состоит из длинных, неразветвленных цепей, содержащих 1000-1600 остатков глюкозы, соединенных друг с другом а-1,4-гликозидными связями. Молекулярная масса таких цепей колеблется от нескольких тысяч до 500 000. Амилопектин также имеет высокую молекулярную массу, но в отличие от амилозы его цепи сильно разветвлены. В неразветвленных уча­стках амилопектина остатки глюкозы соединены друг с другом, связями а-1,4-, а в участках ветвления цепи — а-1,6-гликозидными связями.

Благодаря а-1,4-связям молекулы амилозы и амилопектина приобретают форму компактной спирали, в которой многие гидроксильные группы обращены наружу, обусловливая гидрофильность крахмала и его способность к набуханию (крахмал может погло­щать влаги до 30% собственной массы).

Различия в строении молекул крахмальных полисахаридов сильно сказываются на их свойствах. Низкомолекулярная, или так называемая легкая, амилоза способна растворяться в холодной во­де, а высокомолекулярная (до известного предела) — в горячей, образуя малоконцентрированные растворы (менее 1%). В отличие от амилозы амилопектин не растворяется в холодной воде, а в го­рячей образует структурированные дисперсные (коллоидные) сис­темы, свойства которых зависят от вида крахмала.

Крахмальные зерна на 96,1-97,6% состоят из крахмальных по­лисахаридов, содержат до 0,7% минеральных веществ (главным образом фосфорную кислоту) и до 0,6% жирных кислот, адсорби­рованных на углеводной части крахмала.

Инулин является запасным полисахаридом некоторых растений (топинамбура, георгина, цикория, одуванчика, портулака, скорцо­нера, чеснока и других), содержится в основном в клубнях и кор­нях. Так, в клубнях топинамбура (земляной груши) его 16-20%, в клубнях георгина— 18, в корнях цикория— 15-17, в корнях одуванчика— 17%.

Инулин представляет собой полифруктозан, состоящий из 20-30 остатков фруктозы, соединенных между собой ß-1,2-гликозидными связями с одной глюкозной единицей на конце цепи; легко раство­ряется в теплой воде, образуя при этом коллоидные растворы. При кислотном гидролизе или под действием фермента инулазы инулин расщепляется до фруктозы.

Среди структурных полисахаридов наиболее важными с техно­логической точки зрения, оказывающими большое влияние на прочность тканей плодов и овощей и их размягчение при техноло­гической обработке, являются целлюлоза, гемицеллюлозы и пекти­новые вещества.

Целлюлоза (клетчатка) – наиболее распространенный струк­турный полисахарид, представляет собой прочное, волокнистое, нерастворимое в воде и других растворителях вещество и является главнейшей структурной частью клеточных стенок растений.

Целлюлоза является линейным, неразветвленным гомополисахаридом, состоящим из 10 000 и более остатков глюкозы, в этом отношении она сходна с амилозой. Но между этими полисахарида­ми существует одно очень важное различие — в целлюлозе глюкоза соединена не α-1,4-, а β-1,4-связями. Это, казалось бы, незначи­тельное различие в строении целлюлозы и амилозы приводит к весьма существенным различиям в их свойствах.

В пищеварительном тракте человека не вырабатываются фер­менты, способные гидролизовать целлюлозу, поэтому она практи­чески не усваивается. Только микрофлора толстого кишечника вы­деляет фермент целлюлазу, частично расщепляющую нежную клетчатку картофеля, капусты, шпината, щавеля, салата и других продуктов до усвояемых организмом соединений.

Гемицеллюлозы (полуклетчатка) объединяют большую группу высокомолекулярных полисахаридов, нерастворимых в воде, но растворимых в слабых растворах щелочей и легко гидролизующихся иод влиянием слабых кислот.

Из гемицеллюлоз наибольшее значение имеют ксилоглюканы. Это – цепочки остатков глюкозы, у которых от шестого углерод­ного атома отходят боковые цепи, главным образом из остатков ксилозы и частично галактозы и фруктозы.

Гемицеллюлозы сопутствуют клетчатке и находятся в семенах орехов, кожице плодов и овощей, оболочках зерна и т.д.

Пектиновые вещества — это полимерные соединения углевод­ного типа, в отличие крахмала, целлюлозы и других полисахаридов они построены из остатков галактуроновой кислоты, являющейся продуктом окисления галактозы (гидроксильная -ОН группа у шестого углеродного атома галактозы окислилась до карбоксиль­ной группы -СООН).

Пектиновые вещества неоднородны и встречаются в виде рас­творимого пектина, протопектина, пектиновой и пектовой кислот.

Пектиновые вещества играют очень важную роль в качестве ре­гуляторов водного обмена в растениях, обладая большой гидрофильностъю, способностью к набуханию и ярко выраженными коллоидными свойствами своих растворов.

Растворимый пектин является сложным эфиром ме­тилового спирта и пектиновой кислоты. Молекулы пектиновой ки­слоты содержат мало метоксильных групп, а молекулы пектовой кислоты не содержат их вовсе. От степени этерифицирования (метоксилирования) сильно зависят такие свойства пектиновых ве­ществ, как растворимость, набухаемость, способность к желированию (гелеобразованию).

Чем выше степень этерификации, тем ниже растворимость пек­тиновых веществ, а способность к застудневанию (гелеобразованию) – выше. Следовательно, наилучшей способностью к желированию обла­дает растворимый пектин, представляющий собой цепочки полигалактуроновых кислот различной степени полимеризации, частично этерифицированный метиловым спиртом. Молекулярная масса пектина может достигать 200 000. Желирующие свойства пектина проявляются тем значительнее, чем больше в его молекуле меток­сильных групп.

Протопектин, как и растворимый пектин, содержит полигалактуроновые кислоты, частично этерифицированные метиловым спиртом. Количество полигалактуроновых кислот, входящих в мо­лекулу протопектина, и его молекулярная масса в настоящее время неизвестны, так как протопектин пока не удалось выделить из рас­тительных тканей в неизменном состоянии. При извлечении прото­пектина различными способами получают продукты его распада, в частности полигалактуроновые кислоты различной степени поли­меризации или галактуроновую кислоту.

Целлюлоза, гемицеллюлозы, пектины (протопектин) и лигнин (пищевые волокна) являются компонентами исключительно расти­тельной пищи. Они составляют структурную основу клеточных стенок и оболочек плодов.

Липиды

Липидами называют природные органические вещества, нерастворимые в воде и хорошо растворимые в органических раствори­телях – хлороформе, ацетоне, бензине, спирте, толуоле и др. Ли­пиды состоят из пяти основных элементов: углерода, водорода, ки­слорода и в некоторых случаях фосфора и азота. Липиды делятся на структурные и запасные. Структурные липиды входят в состав мембран, а запасные концентрируются в клетках.

Значение имеют запасные липиды растений, которые локали­зуются в семенах растений и затем выделяются в технологических процессах в виде растительных масел.

Молекулу жира в общем виде можно рассматривать следую­щим образом:

Следовательно, липиды можно рассматривать как эфиры жир­ных кислот насыщенных и ненасыщенных и трехатомного спир­та — глицерина. Данная смесь носит название триглицеридов. Моно- и диглицериды встречаются только в составе промежуточных продуктов обмена веществ.

Важнейшее биологическое свойство ненасыщенных жирных кислот – их влияние на обмен холестерина. Холестерин выполня­ет в организме жизненно важные функции, поэтому является фи­зиологически необходимым веществом. Однако наряду с этим он является и основным веществом, ответственным за развитие атеро­склероза. В развитии атеросклероза имеет значение не столько хо­лестерин пищи, сколько те нарушения, которые возникают в самом организме и влекут за собой изменения липидного и холестеринового обмена.

При недостатке в пище полиненасыщенных жирных кислот холестерин в значительной степени этерифицируется с насыщенными жирными кислотами. Образующиеся эфиры имеют относительно высокие температуры плавления (75-80,5°С) и меньшую раствори­мость в водной среде. Увеличение содержания в сыворотке крови насыщенных эфиров ведет к общему увеличению холестерина и его отложению на стенках сосудов с последующим развитием ате­росклероза и тромбозов.

В растительных жирах преобладают ненасыщенные жирные кислоты, а в животных — насыщенные.

Свойства триглицеридов в основном обусловлены свойствами жирных кислот. Так, преобладание насыщенных или ненасыщен­ных жирных кислот оказывает существенное влияние на температуру плавления жиров. Она повышается с увеличением числа и длины насыщенных жирных кислот. Значит, чем больше в жире непредельных (ненасыщенных) кислот и чем больше степень не­предельности (число двойных связей), тем ниже температура плав­ления жира, поэтому растительные масла остаются жидкими даже при температурах, близких к 0° и ниже. Чем выше температура плавления жира, тем он труднее усваивается.

Об­щее содержание жиров в плодах и овощах невелико и обычно со­ставляет десятые доли процента. Из продуктов растительного про­исхождения наиболее богаты жирами семена растений подсолнуха, ядра грецких орехов.

Воска. Это группа жироподобных веществ, представляющая собой по химическому строению сложные эфиры высших жирных кислот и высокомолекулярных одноатомных спиртов. Все воска в обычных условиях твердые и растворяются, как и жиры, в органи­ческих растворителях.

Воска в растениях выполняют главным образом защитную функцию и покрывают тонким слоем листья, стебли, плоды, предо­храняя их от смачивания, проникновения микроорганизмов и испа­рения влаги.

Органические кислоты

Практически во всех растительных продуктах содержатся кислоты или их кислые и средние соли. В продукты переработки кислоты переходят из сырья, их часто добавляют в процессе про­изводства или они образуются при брожении. Кислоты придают продуктам специфический вкус и способствуют их лучшему усвоению.

В растительных продуктах чаще всего встречаются органиче­ские кислоты — яблочная, лимонная, винная, щавелевая, пировиноградная, молочная. Благодаря наличию свободных кислот и кис­лых солей многие продукты и их водные вытяжки обладают кислой реакцией.

При переработке и хранении растительных продуктов кислот­ность может изменяться. Так, кислотность капусты, огурцов, яблок и некоторых других овощей и плодов увеличивается в процесс квашения в результате новообразования кислот. Кислотность имеет большое значение для оценки качества пищевых продуктов. Повышенная кислотность может характеризовать их несвежесть недоброкачественность, свидетельствующие о нарушениях технологического процесса. Поэтому в стандартах на большинство продуктов консервного производства указывают нормы содержания кислот.

Лимонную, виннокаменную, яблочную, молочную и уксусную кислоты в небольших количествах используют в консервировании плодов и овощей для улучшения вкуса продукта. Уксусную, сорбиновую, молочную и бензойную кислоты добавляют к некоторым продуктам в качестве консерванта.

Определяют общую (титруемую) кислотность путем титрования раствором щелочи. Результаты титрования выражают в градусах кислотности или в процентах.

Под градусом кислотности понимают выраженное в миллиграммах количество 1 или 0,1 н раствора щелочи, необходимое для нейтрализации кислот или кислых солей в 100 г или 100 мл испытуемого продукта.

Кислотность также выражают в процентах по преобладающей продукте кислоте. Поскольку в лимонах преобладает лимонная кислота, то их кислотность рассчитывают по лимонной кислоте, ки­слотность винограда – по винной, яблок, груш, слив и томатов – по яблочной, квашеной капусты – по молочной.

В пищевых продуктах наряду с нелетучими могут находиться летучие кислоты — уксусная, муравьиная, масляная и др., которые перегоняются с парами воды. По количеству летучих кислот можно судить о качестве таких продуктов, как плодово-ягодные и овощ­ные соки, пюре и др. Допускаемые стандартами нормы летучих ки­слот должны соответствовать тем количествам, которые могут по­лучиться в продукте из полноценного сырья и при нормальном хо­де технологического процесса.

Некоторые органические кислоты способны подавлять развитие микроорганизмов за счет концентрации водородных ионов или за счет токсичности недиссоциированных молекул или анионов. Если токсическое действие неорганических кислот связано главным об­разом с концентрацией водородных ионов, то токсичность органи­ческих кислот не пропорциональна степени их диссоциации и обу­словлена в основном действием недиссоциированных молекул или анионов.

Общее количество органических кислот недостаточно характе­ризует вкусовую кислотность продуктов. Кислый вкус зависит главным образом от степени диссоциации кислот, т. е. от активной кислотности, которая выражается в значениях pH среды (pH — от­рицательный логарифм количества ионов водорода, pH = log[H+]).

Растворы различных кислот одинаковой нормальности и, сле­довательно, с одинаковой титруемой кислотностью могут иметь разную активную кислотность в зависимости от степени диссоциа­ции кислот.

Различные кислоты обладают неодинаковым вкусом. Лимонная и адипиновая кислоты имеют чисто кислый, приятный, без привку­са, невяжущий вкус; винная — кислый, вяжущий; молочная кисло­та — чисто кислый, невяжущий, но на вкус этой кислоты оказыва­ют влияние примеси и особенно содержание ангидридов; яблочная кислота имеет вкус кислый, мягкий, с очень слабым посторонним привкусом; уксусная — резко кислый; янтарная кислота отличается очень неприятным вкусом, вследствие чего она не используется при производстве пищевых продуктов.

Кислый вкус продуктов несколько изменяется под влиянием сахаров, дубильных веществ и поваренной соли. Сахара маскиру­ют кислый вкус, и при достижении известного предела их содер­жания наступает преобладание ощущения сладкого вкуса над кислым. Дубильные вещества и поваренная соль усиливают кислый вкус.

Муравьиная кислота (Н-СООН) содержится в небольших количествах в малине, черешне, обладает сильными антисептическим свойствами, поэтому в зарубежных странах используется для кон сервирования фруктовых соков и пюре в количестве 0,15-0,25% массы. В России муравьиную кислоту в консервировании не применяют, так как она вызывает раздражение почечного эпителия.

Уксусная кислота СН3СООН широко используется в консервной промышленности. Слабый раствор уксусной кислоты (уксус) используется для приготовления маринадов, пресервов и других продуктов. Содержание уксусной кислоты в маринадах не должно превышать 600-800 мг/кг. В повышенных количествах она раздражает слизистую оболочку пищеварительного тракта.

Эта кислота образуется также при уксуснокислом брожении, вызываемом уксуснокислыми бактериями, в небольших количествах она присутствует в продуктах квашения.

Яблочная кислота СООН-СНОН-СН2-СООН известна в трех стереоизомерах. D-яблочная кислота распространена в растениях, особенно в плодах; она отсутствует только в цитрусовых и клюкве.

Винная кислота СООН-СНОН-СНОН-СООН встречается природе в четырех стереоизомерах: правая, левая, виноградная мезовинная. В растениях находится преимущественно d-винная кислота в виде кислой калиевой соли СООН-СНОН-СНОН-СОО называемой винным камнем. В основном винная кислота и ее соли содержатся в винограде в количестве 0,3-1,7%.

Молочная кислота СН3-СНОН-СООН широко распространена в пищевых продуктах. В малых количествах она благоприятен влияет на их качество и не раздражает слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта. В квашеных плодах и овощах молочная кислота накапливается в процессе брожения.

В квашеных, соленых и моченых продуктах во время молочнокислого брожения молочная кислота может накапливаться в следующих количествах (%): в квашеной капусте — 0,7-2,0, в соленых огурцах — 0,6-1,2.

Молочная кислота обладает, бактерицидным действием и в по­вышенных концентрациях подавляет жизнедеятельность гнилост­ных бактерий.

Щавелевая кислота СООН-СООН встречается в щавеле, шпи­нате, ревене и других растениях. В растительных продуктах щаве­левая кислота находится обычно в виде средних и кислых солей кальция и калия. Соли кальция щавелевой кислоты нерастворимы в воде и в слабых растворах органических кислот.

Щавелевая кислота действует раздражающе и прижигающе на слизистую оболочку даже в небольших концентрациях. В значи­тельных количествах щавелевая кислота ядовита, смертельная доза для человека — 5 г.

Янтарная кислота СООН-СН2-СН2СООН содержится во мно­гих плодах и овощах, особенно ее много в недозрелых крыжовнике, вишне, винограде, красной смородине, в свекле и др. Небольшое количество янтарной кислоты образуется при спиртовом брожении.

Лимонная кислота является трехосновной:

СН2СООН НООС-А-ОН

СН2СООН