Ролята на химията в общественото хранене. Следователно най-важната област на приложение на глутаминовата киселина е в медицинската практика, за лечение на заболявания на централната нервна система.

Копачева Екатерина, Красненкова Дария, Пенкова Нина, Степанова Дария.

РЕЗЮМЕ НА РАБОТАТА ПО ПРОЕКТА

1. Име на проектаХимия в хранително-вкусовата промишленост

2.Ръководител на проектаКузмина Марина Ивановна

3. Учебен предмет, в рамките на който се работи по проекта:химия

4. Близки до темата учебни дисциплини проект: биология

5. Състав на проектантския екип

Копачева Екатерина 10 Б,

Красненкова Дария 10 Б,

Пенкова Нина 10 Б,

Степанова Дария 10 Б.

6 . Тип проект:

изследвания

7. Уместност.

В момента химикалите се използват широко в хранително-вкусовата промишленост. Грешките при прилагането на тези продукти могат да доведат до тъжни последици. Проектът "Химия в хранително-вкусовата промишленост" ще ни позволи да повишим нивото на знания в тази област, с която човек се сблъсква ежедневно, и да предпазим тялото си от вредни хранителни добавки.

8. Хипотеза.

В напитките и шоколада има много хранителни добавки. Някои от тези хранителни добавки могат да бъдат вредни за човешкото тяло. Изследванията ще помогнат да се избегне консумацията на шоколад и напитки, които съдържат тези вещества.

9. Цели на проекта:

определяне на съдържанието на хранителни добавки в напитките и шоколада.

10. Цели на проекта:

- Дайте теоретично описание на хранителните добавки;

- Анализирайте състава на напитките и шоколада (за наличие на хранителни добавки) според етикетите;

-Да представи общ преглед на заболявания с немикробна етиология, причинени от хранителни добавки;

-Обобщете под формата на презентация *Химията в хранително-вкусовата промишленост*

11. Описание на резултатите.

Анализирахме напитките и шоколада за наличие на хранителни добавки, резултатите бяха представени под формата на таблица.

С помощта на изследванията на храните научихме за безопасността на употребата им за хората.

12. Използвана литература

Интернет,

електронна енциклопедия Уикипедия,

Консерванти в хранително-вкусовата промишленост, "Химия в училище", № 1, 2007, стр. 7.,

Химически опити с шоколад, "Химия в училище", No 8, 2006, с. 73.

Изтегли:

Преглед:

За да използвате визуализацията на презентации, създайте акаунт в Google (акаунт) и влезте: https://accounts.google.com

Надписи на слайдове:

Проектна работа на тема: Химия в хранително-вкусовата промишленост

Цел на работата: Проучване на хигиенните аспекти на употребата на хранителни добавки в храните Задачи: Дайте теоретично описание на храната. добавки; Дават общ преглед на причинените от тях заболявания с немикробна етиология; Направете общ анализ за наличие (или липса) на храна. Добавки в хранителни продукти в Москва

Актуалността на проблема Съвременният човек се е адаптирал към активен живот толкова много, че е престанал да обръща внимание на такива дреболии като здравословното хранене. Тенденцията сега е, че можете да ядете *на бягане* и бързо да се наситите. Но хората забравят, че такава храна съдържа повече вредни вещества, които влияят неблагоприятно на нашето здраве. Решихме да направим някои изследвания в тази област (хранителни продукти и техния състав) и да идентифицираме продукти, които са по-малко вредни за човешкото здраве. Ядрото на изследването ще бъдат широко консумираните храни като шоколад и газирани напитки.

Класификация на хранителните добавки E100-E182 - оцветители E200-E280 - консерванти E300-E391 - антиоксиданти; регулатори на киселинността E400-E481 - стабилизатори; емулгатори; сгъстители E500-E585 - различни E600-E637 - подобрители на вкуса и аромата E700-E899 - резервни номера E900-E967 - антипенители, глазиращи агенти; подобрявам брашно; подсладители E1100-E1105 - ензимни препарати Забранени в Руската федерация: E121 - цитрусово червено 2-багрило E173-алуминий; E240 - формалдехид консервант

Описание на хранителните добавки Органични киселини: - регулатори на киселинността на храните; -антиоксиданти; - консерванти; - емулгатори; - подобрители на вкуса и мириса; Ароматизатори на хранителни продукти; естествени подсладители; Синтетични подсладители; Естествени хранителни оцветители; синтетични багрила.

Хранителни добавки Хранителните добавки са вещества, добавени към храните, за да им придадат желани свойства, като определени аромати (аромати), оцветители (оцветители), срок на годност (консерванти), вкус, текстура.

Регулатори на киселинността на храните. продукти Регулатори на киселинността - вещества, които установяват и поддържат определена стойност на pH в хранителния продукт. Добавянето на киселини понижава рН на продукта, добавянето на основи го повишава, а добавянето на буфери поддържа рН на определено ниво. Регулаторите на киселинността се използват при производството на напитки, месни и рибни продукти, мармалади, желе, твърд и мек карамел, кисели дражета, дъвки, дъвчащи сладкиши.

Антиоксиданти Антиоксидантите предпазват мазнините и продуктите, съдържащи мазнини от изгаряне, предпазват зеленчуците, плодовете и техните преработени продукти от покафеняване, забавят ензимното окисляване на вино, бира и безалкохолни напитки. Широко разпространено е мнението, че антиоксидантите могат да предотвратят вредното действие на свободните радикали върху клетките на живите организми и по този начин да забавят процеса на стареене. Многобройни проучвания обаче не подкрепят тази хипотеза.

Консерванти Консервантите са вещества, които инхибират растежа на микроорганизмите в продукта. В този случай, като правило, продуктът е защитен от появата на неприятен вкус и мирис, плесен и образуване на токсини от микробен произход. Широко разпространено е мнението, че много консерванти са вредни поради способността им да инхибират синтеза на определени протеини. Степента на тяхното участие в заболявания на кръвта или рак не е доказана поради недостатъчно изследвания в тази област. Някои диетолози обаче не препоръчват да се консумират големи количества храни, които съдържат изкуствени консерванти.

Емулгатори Емулгаторите са вещества, които създават емулсии от несмесващи се течности. Емулгаторите често се добавят към храните за създаване и стабилизиране на емулсии и други хранителни дисперсии. Емулгаторите определят консистенцията на хранителния продукт, неговите пластични свойства, вискозитета и усещането за "пълнота" в устата. Повърхностно активните вещества са предимно синтетични вещества, които не са устойчиви на хидролиза. В човешкото тяло те се разграждат до естествени, лесно смилаеми компоненти: глицерин, мастни киселини, захароза, органични киселини (винена, лимонена, млечна, оцетна).

Емулгатори

Подобрители на вкуса и мириса Пресните зеленчуци, месо, риба и други продукти имат ярък вкус и аромат поради съдържанието на нуклеотиди в тях. По време на съхранение и промишлена обработка количеството на нуклеотидите намалява, което е придружено от загуба на вкус и аромат на продукта. Фирма GIORD произвежда подобрителя на вкуса и аромата Glurinate (също глутамат), който подобрява усещането за вкус и мирис чрез въздействие върху вкусовите рецептори в устата. Понастоящем не е отбелязан сериозен ефект на мононатриевия глутамат върху човешкото тяло. Въпреки това, има случаи на алергични реакции при консумация на определени храни с високо съдържание на него.

Ароматанти Хранителните аромати са хранителни добавки, които придават на хранителните продукти необходимите вкусови и ароматни характеристики. Те се използват в хранително-вкусовата промишленост за възстановяване или подобряване на органолептичните свойства, тъй като миризмата и вкусът могат да се загубят по време на съхранение и производство на продуктите. Ароматизаторите, които са идентични с естествените, включват ванилин, малинов кетон, етилацетат, амилацетат, етилформиат и други. Ароматизантите във високи концентрации и при продължителна употреба могат да причинят по-специално нарушена чернодробна функция. Ароматанти като йонон, цитрал при експерименти с животни имат отрицателен ефект върху метаболитните процеси. Използването им в производството на бебешка храна е изключено

Подсладители Подсладителите са вещества, използвани за придаване на сладък вкус. Естествените и синтетичните вещества се използват широко за подслаждане на храни, напитки и лекарства.

Оцветители Оцветителите се добавят към хранителните продукти, за да възстановят естествения цвят, изгубен по време на преработката или съхранението, да увеличат интензитета на естествения цвят и да оцветят безцветните продукти (напр. безалкохолни напитки, сладолед, сладкарски изделия) и да придадат на храната привлекателен външен вид и цветово разнообразие.

Хранителен оцветител, който се разтваря в тънък слой вода

Анализ на някои видове шоколад Линия за сравнение Шоколадови сортове Nesquik Picnic Kinder Alpen Gold Аленка № 1 Аленка № 2 Млечен път Ferrero Rocher 4049419 MSISO 9001 TU-9120-031-00340635 GOST RISO 9001-2001 TU 9125-012-00434006 9001-2001 TU 9125-026-11489576 - Ros. стандартен. (PCT) + + + + + + + + 3. Наличие на екологичен знак. чистота - - - - - - - - 4. Масленост % 4.5 3 2.9 3 3 2.8 5.3 2.4 5. Соленост - + - - - - - + 6. Наличие на раст. мазнини + + + - - - + - 7. Наличието на стомах. мазнини + - + + - - + +

Линия за сравнение Сортове шоколад Nesquik Picnic Kinder Alpen Gold Аленка № 1 Аленка № 2 Млечен път Фереро Роше 8. Наличие на хранителни добавки - - - Лим. кисело - Токамикс - - 2. антиоксидант. - - - - - - - - 3. консерванти - - - - - - - - 4. емулгатори E476, E322 E322, E471, E476 E322 E322, E476 E322 E322, E476 E322 E322 + + + + + + + + 6. подслаждам. - - - - - - - - 7. багрила - - - - - - - -

Бележки към таблица No 1 E476-poiplicerin, polyricinoleate - храна. добавка (намалява вискозитета на шоколада, намалява съдържанието на мазнини) - няма вреда. ефекти върху човешкото тяло E322-соев лецитин E471- моно и диглицериди (вредни) Tokamix-E306- антиоксидант, стабилизатор на мазнини и масла

Анализ на някои видове безалкохолни напитки Pepsi Coca-Cola Blackberry с тайга билки Естрагон Консерванти Въглероден диоксид E290 Въглероден диоксид E290 Натриев бензоат E211 Калиев сорбат E202 Консервант Натриев бензоат E211 Регулатори на киселинността E338-ортофосфор. К-та Е338-ортофосфор. K-ta - - Антиоксиданти - - Лимонена киселина Лимонена киселина Емулгатори - - - - Аромати Натурален аромат *Pepsi* Натурален аромат - Аромат, идентичен на естествения *естрагон* Подсладители - - *Sweetland 200M* - Оцветители E150a sah. Kohler I - багрило кор. цветове Захарен цвят IV Цвят карамел - Други характеристики Съдържание на кофеин в напитката (не повече от 110 mg/l) Съдържание на кофеин в напитката (алкалоид) Концентриран сок от къпини; натурална концентрирана основа *Eleutheroccus с билки* Съдържанието в напитката на билки с екстракт от естрагон PCT; TU 9185-001-17998155 PCT; TU 9185-473-00008064-2000 PCT; ТУ 9185-011-48848231-99 Еколог. чист PCT продукт; ГОСТ 28 188-89

Бележки към таблица No2 Е290-въглероден диоксид - консервант Натриев бензоат - Е211-Консервант. Предпазва продуктите от мухъл и ферментация. Калиев сорбат - E202-Калиев сорбат е консервант, който активно инхибира дрожди, плесени, някои видове бактерии, а също така инхибира действието на ензими. Това увеличава срока на годност на продуктите. Калиевият сорбат няма микробициден ефект, той само забавя развитието на микроорганизмите. E338-ортофосфорна киселина-регулатор на киселинността E150a-захар цвят I прост (кафяв) Кофеинов алкалоид

Въздействие върху човешкото здраве Дадени са и малко по-високи (при описване на добавки) странични ефекти от тяхната консумация. По принцип това бяха лични непоносимости под формата на алергични реакции. Следните добавки имат странични ефекти: -E211-раков (противоречив) -E471-вредна добавка -E150a-съмнителна добавка -Кофеин - е противопоказан при: повишена. възбудимост, безсъние, повишена налягане, атеросклероза, глаукома, сърдечни заболявания, стар. възраст

Общи изводи от изследването Обобщавайки изследването, остава да се каже, че умерената консумация на шоколада, изброен в таблицата (с изключение на Пикник "а, пълната безопасност на който изследователският екип се съмнява) и газираните напитки не причиняват особени вреда за човешкото здраве, тъй като не съдържа прекомерни количества Не се препоръчва честата употреба на газирани напитки, тъй като те съдържат съмнителни вещества, които могат да повлияят на човешкото тяло.

От Уикипедия, свободната енциклопедия

хранителна химия- раздел на експерименталната химия, който се занимава със създаването на висококачествени хранителни продукти и методите за анализ в химията на производството на храни.

Химията на хранителните добавки контролира въвеждането им в хранителни продукти за подобряване на технологията на производство, както и на структурата и органолептичните свойства на продукта, увеличаване на срока на годност и повишаване на хранителната стойност. Тези добавки включват:

стабилизатори
овкусители и овкусители
подобрители на вкуса и мириса
подправки

Създаването на изкуствена храна също е предмет на хранителната химия. Това са продукти, които се получават от протеини, аминокиселини, липиди и въглехидрати, предварително изолирани от естествени суровини или получени чрез насочен синтез от минерални суровини. Към тях се добавят хранителни добавки, както и витамини, минерални киселини, микроелементи и други вещества, които придават на продукта не само хранителна стойност, но и цвят, мирис и необходимата структура. Като естествени суровини се използват вторични суровини от месната и млечната промишленост, семена, зелена маса от растения, водни организми, биомаса от микроорганизми, като дрожди. От тях химичните методи се използват за изолиране на високомолекулни вещества (протеини, полизахариди) и нискомолекулни вещества (липиди, захари, аминокиселини и др.). Хранителните вещества с ниско молекулно тегло също се получават чрез микробиологичен синтез от захароза, оцетна киселина, метанол, въглеводороди, ензимен синтез от прекурсори и органичен синтез (включително асиметричен синтез за оптически активни съединения). Има синтетични храни, получени от синтезирани вещества, например диети за лечебно хранене, комбинирани продукти от натурални продукти с изкуствени хранителни добавки, например колбаси, мляно месо, пастети и хранителни аналози, които имитират всякакви естествени продукти, например черно хайвер.

Напишете отзив за статията "Химия на храните"

Литература

Несмеянов А. Н. Храна на бъдещето. М .: Педагогика, 1985. - 128 с.
Толстогузов В. Б. Нови форми на протеинова храна. М.: Агропромиздат, 1987. - 303 с.

Откъс, характеризиращ хранителната химия

Пиер, изненадан и наивен, погледна през очилата си първо него, после принцесата и се размърда, сякаш и той искаше да стане, но отново се замисли.
„Какво значение има за мен, че мосю Пиер е тук“, каза внезапно малката принцеса и красивото й лице внезапно се изкриви в разплакана гримаса. „Отдавна исках да ти кажа, Андре: защо се промени толкова много към мен?“ Какво ти направих? Отиваш в армията, не ме жали. За какво?
– Лис! - каза само княз Андрей; но в тази дума имаше и молба, и заплаха, и, най-важното, уверение, че самата тя ще се покае за думите си; но тя припряно продължи:
„Държиш се с мен като с болен човек или дете. Виждам всичко. Бяхте ли такъв преди шест месеца?
„Лис, моля те да спреш“, каза принц Андрей още по-изразително.
Пиер, който ставаше все по-възбуден по време на този разговор, стана и отиде при принцесата. Изглеждаше неспособен да понесе гледката на сълзите и самият той беше готов да заплаче.
- Успокой се, принцесо. Струва ви се така, защото уверявам ви, аз самият преживях ... защо ... защото ... Не, извинете ме, непознатият е излишен тук ... Не, успокойте се ... Сбогом ...
Княз Андрей го спря за ръка.
- Не, чакай, Пиер. Принцесата е толкова мила, че не иска да ме лиши от удоволствието да прекарам вечерта с вас.
„Не, той мисли само за себе си“, каза принцесата, неспособна да сдържи гневните си сълзи.
— Лиза — каза сухо принц Андрей, като повиши тона до степен, показваща, че търпението му е изчерпано.
Внезапно изражението на ядосана катерица на хубавото лице на принцесата беше заменено от привлекателно и състрадателно изражение на страх; тя погледна намръщено мъжа си с красивите си очи и на лицето й се появи онова плахо и изповедно изражение, което кучето има, бързо, но вяло махайки спуснатата си опашка.
- Mon Dieu, mon Dieu! [Боже мой, боже мой!] - каза принцесата и като повдигна гънката на роклята си с една ръка, се приближи до съпруга си и го целуна по челото.
- Bonsoir, Lise, [Лека нощ, Liza,] - каза княз Андрей, като стана и учтиво, като непознат, целуна ръката му.

Приятелите мълчаха. Никой от двамата не започна да говори. Пиер погледна принц Андрей, принц Андрей потърка челото си с малката си ръка.
— Хайде да вечеряме — каза той с въздишка, стана и се запъти към вратата.

Както вече казахме, основните технологични процеси на винопроизводството, хлебопекарната, пивоварната, тютюневата, хранително-киселинната, соковата, квасната, алкохолната промишленост се основават на биохимични процеси. Ето защо подобряването на биохимичните процеси и в съответствие с това прилагането на мерки за подобряване на цялата производствена технология е основната задача на учените и индустриалните работници. Служителите на редица индустрии са постоянно заети с развъждане - селекция на високоактивни раси и щамове дрожди. В крайна сметка добивът и качеството на виното, бирата зависят от това; рандеман, порьозност и вкус на хляба. В тази област са постигнати сериозни резултати: нашата родна мая по отношение на нейната „работоспособност“ отговаря на повишените изисквания на технологията.

Пример за това са дрождите от расата K-R, отгледани от работниците на Киевската винарна за шампанско в сътрудничество с Академията на науките на Украинската ССР, която изпълнява добре функциите на ферментация в условията на непрекъснат процес на винено шампанизиране; благодарение на това процесът на производство на шампанско е намален с 96 часа. За нуждите на националната икономика се изразходват десетки и стотици хиляди тонове хранителни мазнини, включително значителен дял за производството на перилни препарати и изсушаващи масла. Междувременно при производството на перилни препарати значително количество хранителни мазнини (при сегашното ниво на технологията - до 30 процента) могат да бъдат заменени със синтетични мастни киселини и алкохоли. Това би освободило значително количество ценни мазнини за хранителни цели.

В хранително-вкусовата промишленост се преработват значително количество хранителни течности (виноматериали, вина, бира, бирена мъст, квас мъст, плодови сокове), които по своето естество имат агресивни свойства по отношение на метала. Тези течности понякога се съдържат в процеса на технологична обработка в неподходящи или недобре пригодени съдове (метални, стоманобетонни и други съдове), което влошава качеството на готовия продукт.

Днес химията представи на хранително-вкусовата промишленост много различни продукти за покриване на вътрешните повърхности на различни контейнери - резервоари, резервоари, апарати, резервоари. Това са епросин, лак XC-76, HVL и други, които напълно защитават повърхността от всякакъв удар и са напълно неутрални и безвредни. Синтетичните филми, пластмасовите продукти и синтетичните капачки се използват широко в хранително-вкусовата промишленост.

В сладкарската, консервната, хранително-концентрираната и хлебопекарната промишленост целофанът се използва успешно за опаковане на различни продукти. Хлебните изделия се опаковат в найлоново фолио и запазват свежестта си по-добре и по-дълго и по-бавно стареят.

Пластмасите, целулозно-ацетатното фолио и полистиролът се използват все повече всеки ден за производството на контейнери за опаковане на сладкарски продукти, за опаковане на мармалад, конфитюр, консерви и за приготвяне на различни кутии и други видове опаковки. Скъпите вносни суровини - коркови подложки за запушване на вина, бира, безалкохолни напитки, минерални води - идеално заместват различни видове уплътнения от полиетилен, полиизобутилен и други синтетични маси.

Химията също така активно обслужва хранителното инженерство. Капронът се използва за производство на износващи се части, машини за щамповане на карамел, втулки, скоби, безшумни зъбни колела, найлонови мрежи, филтърна тъкан; в производството на вино, алкохолни напитки и безалкохолна бира капронът се използва за части за машини за етикетиране, отхвърляне и пълнене.

С всеки изминал ден пластмасите все по-широко се „въвеждат“ в хранително-вкусовата промишленост – за производството на различни конвейерни маси, бункери, приемници, елеваторни кофи, тръби, касети за втасване на хляб и много други части и възли.

Приносът на голямата химия към хранително-вкусовата промишленост непрекъснато нараства,

Изпратете добрата си работа в базата знания е лесно. Използвайте формата по-долу

Студенти, докторанти, млади учени, които използват базата от знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.

Хоствано на http://www.allbest.ru/

Федерална агенция за образование на Руската федерация

Кемеровски технологичен институт за хранителна промишленост

Катедра Технология на ферментацията и консервирането

Учебно-методичен комплекс

за редовни и задочни студенти

по специалност „Технология на ферментационното производство и винопроизводство”

хранителна химия

Предговор

Учебно-методическият комплекс за курса "Химия на храните" е предназначен за запознаване с теоретичните материали на курса "Химия на храните", който се изучава, включва лабораторен семинар за извършване на лабораторна работа, изисквания за дизайн на тестове за студенти задочно. курсове, опции за тестове за студенти от задочни курсове, въпроси за теста по курса "Хранителна химия".

Целта на изучаването на дисциплината "Химия на храните" е да даде на студентите знания за химичния състав на хранителните суровини, полуфабрикати, готови продукти, за общите закономерности на химичните процеси, протичащи при преработката на суровините в готов продукт, за ролята на основните компоненти на храната в живота на човешкото тяло. Запознаване с процедурата за изчисляване на хранителната и енергийната стойност на хранителните продукти.

Задачата на дисциплината е изучаването на основните съставки на хранителните продукти и тяхната роля в храненето на човека; запознаване с основните химични процеси, протичащи в резултат на съхранение и преработка на суровини в готов продукт, с нормите за дневна консумация на хранителни вещества. Изучаване на теорията за рационалното хранене на човека.

Знанията, придобити от студентите по дисциплината „Химия на храните“, се основават на знанията, получени при изучаването на дисциплините „Органична химия“, „Биохимия“, а в хода на по-нататъшното обучение се затвърждават и задълбочават при изучаването на специални дисциплини: "Технология на промишлеността", "Химия на промишлеността".

В резултат на изучаването на тази дисциплина студентите трябва

ЗНАЕ: Основните компоненти на хранителните продукти, техния дневен прием и роля във физиологията на храненето на човека; основните трансформации на съставните вещества на хранителните продукти в човешкото тяло и в процеса на преработка на суровините в готови продукти.

ДА УМЕЕ: Да изчислява хранителната и енергийната стойност на продуктите и нейното изменение при въвеждане на нови добавки; определят основните компоненти на суровини, полуготови продукти, готови продукти; прогнозиране на промени в състава и свойствата на хранителните продукти по време на различни видове технологична обработка на суровини и полуфабрикати.

Лекционните бележки включват основните раздели на изучавания курс.

Знанията, придобити от студентите при изучаването на дисциплината „Химия на храните“, се затвърждават и задълбочават при изучаването на специалните дисциплини.

Преди да преминат теста, студентите трябва да разработят теоретичния материал, както представен в този учебник, така и в лекционния материал и специалната литература.

Програмата на дисциплината "Химия на храните" е съставена на базата на Държавния образователен стандарт за висше професионално образование в направление 655600 "Производство на храни от растителни суровини" за специалност 260402 "Технология на ферментационното производство и винопроизводство", одобрен на 23 март 00 г. бр. рег. 185tech/ds.

Програмата съдържа теоретичен курс, чието съдържание е подробно описано в представения методичен комплекс. В допълнение, програмата на дисциплината "Хранителна химия" включва лабораторна работа за студенти от всички форми на обучение, контролна работа за студенти от задочни курсове. Съдържанието на лабораторната работа се дава в лабораторния практикум.

Въведение. Предмет и цели на курса. Проблеми на повишаването на хранителната стойност, качеството и безопасността на хранителните продукти, ролята на химичните трансформации, възникващи по време на производството и съхранението на хранителни продукти. Макро и микроелементи на хранителните суровини. Преобразуването им в процеса на съхранение и преработка на хранителни суровини.

Основи на рационалното хранене. Кратка информация за химията на храносмилането. Основни принципи на теорията за балансираното хранене. Определяне на хранителната и енергийната стойност на хранителните продукти.

Въглехидрати на суровини и готови продукти. Характеристики на въглехидрати от суровини и готови продукти от ферментационни индустрии: моно-, олиго- и полизахариди. Основните трансформации на въглехидратите по време на съхранение и преработка на суровини в готови продукти: химични трансформации (инверсия, реверсия, карамелизация, разлагане на хидроксиметил фурфурол, реакция на образуване на меланоидин), ензимни трансформации (дишане, ферментация, хидролиза). Технологична роля на въглехидратите. Хранителна стойност на въглехидратите.

Протеинови суровини и готови продукти. Характеристика на аминокиселини, протеини на суровини и готови продукти. Ензимни и неензимни трансформации на азотсъдържащи вещества по време на обработката на суровините: (хидролиза, коагулация и денатурация, разпенване, хидратация, образуване на меланоидин). Ролята на азотните вещества във формирането на качеството на напитките. Хранителна стойност на протеини и аминокиселини.

Липиди на суровини и готови продукти. Класификация на липидите в суровини и готови продукти, трансформации в производството на храни: хидролиза, хидрогениране, окисление. Хранителна стойност на липидите.

Хранителни киселини в суровини и готови продукти. Ролята и значението на хранителните киселини в суровините и хранителните продукти. Промени в хранителните киселини по време на обработката на суровините.

Витаминни суровини и готови продукти. Класификация на витамините на суровините и готовите продукти. Ежедневен прием и хранителни източници на витамини. Често срещани причини за загуба на витамини в храните. Промени във витамините поради технологични процеси. Начини за запазване на витамините в храните. Витаминизация на храната.

Минерали в храните. Ролята и значението на минералите в суровините и храните. Микро и макро елементи, дневен прием и хранителни източници. Ефектът на минералите върху човешкото тяло. Промени в състава на минералните вещества при технологичната обработка на суровините.

Фенолни вещества от суровини и готови продукти от ферментационни индустрии. Класификация на фенолните вещества на суровините и готовите продукти. Трансформации при преработка и съхранение (ензимно окисление, промени в полифенолите под влияние на химичния състав на средата, метали). Ролята на фенолните вещества във формирането на качеството на напитките. Начини за предотвратяване на окисляването на полифенолите.

Ензими на суровини и хранителни продукти. Класификация на ензимите. Ролята и значението на ензимите в суровините и хранителните продукти. Влиянието на ензимите върху безопасността на хранителните суровини, технологията на преработка на суровините и качеството на хранителните продукти. Приложение на ензимите в хранителните технологии.

Вода в суровини и хранителни продукти. Свободна и свързана влага, активност на водата и стабилност на храната.

Екология на храната. Медико-биологични изисквания към хранителните продукти. Създаване на здравословна храна.

1. Основи на рационалното хранене на човека

1.1 Химия на храносмилането

Съвкупността от процеси, свързани с консумацията и асимилацията в тялото на веществата, които съставляват храната, се нарича храносмилане. Храненето включва последователни процеси на прием, храносмилане, усвояване и усвояване в организма на хранителни вещества, необходими за покриване на енергийните разходи, изграждане и обновяване на клетките и тъканите на човешкото тяло, както и необходими за регулиране на функциите на тялото.

Продуктите, консумирани от хората в естествена или преработена форма, са сложни системи с единна вътрешна структура и общи физични и химични свойства. Хранителните продукти имат разнообразна химическа природа и химичен състав.

Храносмилането е началният етап от усвояването на хранителните вещества. В процеса на храносмилането хранителните вещества със сложен химичен състав се разграждат до прости разтворими съединения, които лесно се абсорбират и усвояват от човешкото тяло.

Човешкият храносмилателен апарат включва храносмилателния канал или стомашно-чревния тракт. Съставът на стомашно-чревния тракт включва:

устна кухина,

хранопровод, стомах,

дванадесетопръстник,

тънко черво, дебело черво,

ректума,

Основните жлези са слюнчените жлези, черния дроб, жлъчния мехур, панкреаса.

Трансформацията на хранителните вещества в процеса на храносмилането се извършва на три етапа:

Кавитарно храносмилане: процесът на храносмилане се извършва в хранителните кухини - устна, стомашна, чревна. Тези кухини се отстраняват от секреторни клетки (слюнчени жлези, стомашни жлези). Кавитарното храносмилане осигурява интензивно първоначално храносмилане.

Мембранно храносмилане: осъществява се с помощта на ензими, концентрирани върху микровили, разположени по стените на тънките черва. Мембранното смилане извършва хидролизата на хранителните вещества.

Всмукване. Простите разтворими вещества, които се образуват по време на храносмилането, се абсорбират през стените на тънките и дебелите черва в кръвта и се транспортират в човешкото тяло.

Всеки компонент на храната има своя собствена схема на процеса на храносмилане и асимилация.

Усвояване на въглехидрати. От полизахаридите се усвояват нишестето, съдържащо се в растителните храни, и гликогенът, съдържащ се в храните от животински произход. Смилането на нишестето и гликогена става на етапи.

Хидролизата на нишестето и гликогена започва в устната кухина под действието на амилазните ензими, намиращи се в слюнката. След това хидролизата продължава в стомаха и дванадесетопръстника. Нишестето и гликогенът постепенно се разграждат до декстрини, малтоза, глюкоза. Хидролизата на хранителните дизахариди се катализира от ензими, разположени във външния слой на епитела на тънките черва. Захарозата се разгражда до глюкоза и фруктоза под действието на ензима сукраза (инвертаза), лактозата се разгражда до галактоза и глюкоза под действието на ензима лактаза (β-галактозидаза), малтозата се разгражда до две глюкозни молекули от действие на ензима малтаза. Монозахаридите или простите хексози се абсорбират от чревните епителни клетки в кръвта и се доставят в черния дроб.

Асимилация на протеини. Хранителните протеини се разграждат от протеолитични ензими до аминокиселини, процесът протича в стомаха, дванадесетопръстника и тънките черва на етапи.

В стомаха храносмилането на протеините се извършва в кисела среда, в дванадесетопръстника и червата в леко алкална среда. В процеса на смилане на протеини участват различни протеолитични ензими: пепсин, трипсин, аминопептидаза, карбоксипептидаза и др.

усвояване на липиди. Процесът протича в тънките черва. Ензимът липаза се секретира от панкреаса. При хидролизата на липидите под въздействието на ензима липаза се образуват свободни мастни киселини, глицерол, фосфорна киселина и холин. Тези компоненти се емулгират от жлъчните киселини, след което се абсорбират в лимфата и оттам навлизат в кръвта.

Храната в човешкото тяло изпълнява три основни функции:

доставка на материал за изграждане на човешки тъкани;

осигуряване на енергията, необходима за поддържане на живота и извършване на работа;

осигуряване на вещества, които играят важна роля в регулирането на метаболизма в човешкото тяло.

1.2 Теория на балансираното хранене

Теорията за рационалното хранене се основава на три основни принципа:

1. Енергиен баланс. Енергията, доставяна ежедневно с храната, трябва да съответства на енергията, изразходвана от човек в процеса на живот.

2. Задоволяване нуждите на организма в оптимално количество и съотношение на хранителни вещества.

3. Режим на захранване. Спазване на определено време и брой хранения, рационално разпределение на храната на всяко хранене.

Енергиен баланс. Енергията, осигурена от тялото по време на консумацията и усвояването на хранителни вещества, се изразходва за изпълнението на три основни функции, свързани с жизнената дейност на човешкото тяло. Това включва: основен метаболизъм, смилане на храната, мускулна активност.

Базалният метаболизъм е минималното количество енергия, необходимо на човек за поддържане на живота в покой (по време на сън). За мъжете тази енергия е 1600 kcal, за жените - 1200 kcal.

Смилането на храната е свързано със специфичното динамично действие на храната при липса на мускулна активност. Основният метаболизъм при човека поради специфичното динамично действие на храната се повишава с 10-15%, което съответства на 140-160 kcal на ден.

Мускулната активност се определя от активността на начина на живот на човека, естеството на работата на човека. Мускулната дейност изразходва 1000-2500 kcal.

Като цяло човек изразходва 2200-2400 kcal за жените и 2550-2800 kcal за мъжете, за да изпълнява всички функции на тялото. При големи физически натоварвания (спорт, работа на миньори, строители и др.) Енергийните разходи на човек се увеличават до 3500 - 4000 kcal. В случай на положителен енергиен баланс за дълго време, излишната входяща енергия се натрупва като мазнини в мастната тъкан, което води до наднормено телесно тегло.

Задоволяване нуждите на организма в оптимално количество и съотношение на хранителни вещества. Пълноценната диета трябва да включва пет класа хранителни вещества: протеини (включително незаменими аминокиселини), липиди (включително незаменими мастни киселини), въглехидрати (включително диетични фибри), витамини и минерали.

Дневната нужда на човешкото тяло от въглехидрати е 400-500 g, захарозата представлява 10-20% от общото количество въглехидрати. Въглехидратите са основният източник на енергия за хората. Диетични фибри - фибри, пектин, хемицелулоза стабилизират дейността на храносмилателния тракт. Фибрите и хемицелулозата почистват червата, а пектинът свързва и извежда вредните вещества от тялото. Дневната нужда от диетични фибри е 25 g, от пектин - 5 g.

Дневната нужда на човешкото тяло от липиди е 102 g, включително растителни 72 g. Липидите са основният източник на енергия, участват в синтеза на холестерол и други стероиди. Оптималното съотношение на растителни и животински мазнини е 7:3. Това осигурява балансиран прием на различни мастни киселини: 30% наситени, 60% мононенаситени, 10% полиненаситени мастни киселини. Дневната нужда от есенциални мастни киселини (линолова киселина, линоленова киселина) е 3-6 g.

Физиологично ценни са фосфолипидите, които са необходими за обновяването на клетките и вътреклетъчните структури. Дневната нужда от фосфолипиди е 5 g.

Дневната нужда на човешкия организъм от белтъчини е 85 г, от които 50 г животински протеини.Постъпилите с храната протеини действат като строителен материал за синтеза и обновяването на протеините, осигуряват хормоналния метаболизъм и са източник на енергия. За нормално хранене количеството незаменими аминокиселини в храната трябва да бъде 36-40%, което се осигурява от съотношението на растителни и животински протеини в хранителните продукти 45:55%.

Витамините и витаминоподобните вещества участват в метаболизма на веществата в човешкото тяло, влизат в състава на коензими и ензими и влияят върху метаболитните процеси в човешкото тяло. Потребността на човека от витамини трябва да се задоволява чрез консумация на природни продукти. Дневната нужда от витамини е показана в таблица 6.1.

Минералите са необходими за нормалното хранене, те изпълняват различни функции: те са част от структурните компоненти на костите, те са електролити, като поддържат водно-солевия състав на кръвта и тъканите, те са протезни групи в различни ензими и влияят върху метаболитните процеси в човешкото тяло. Дневното съдържание на минерали в храната е представено в таблица 4.1. Оптималното съотношение на основните макроелементи - калций, фосфор, магнезий трябва да бъде 1: 1,5: 0,5 или в грамове 800: 1200: 400.

Много е важно с храната да се гарантира, че тялото получава необходимите хранителни вещества в оптимално количество и в точното време. Нуждата от различни хранителни вещества и енергия зависи от пола, възрастта, естеството на трудовата дейност на човека, климатичните условия и редица други фактори.

Нормите на консумация на най-важните хранителни вещества и енергия за възрастен са дадени в таблица 1.1.

Диетата се основава на четири правила:

редовност на храненето,

степенна фракция,

Рационален избор на продукти

Оптимално разпределение на храната през целия ден.

Таблица 1.1 Норми на консумация на хранителни вещества и енергия

хранителна субстанция	дневна нужда,

включително животни
Незаменими аминокиселини, g
Смилаеми въглехидрати, g
Включително моно- и дизахариди
Липиди, g включително зеленчуци
Есенциални мастни киселини, g
Фосфолипиди, g
Растителни липиди, g
Диетични фибри, g Включително пектин, g
Енергийна стойност, kcal

Редовността на храненето е свързана със спазването на часа на хранене. Човек развива рефлекс на отделяне на храносмилателен сок, който осигурява нормално храносмилане и усвояване на храната.

Разпокъсването на храненето трябва да бъде 3-4 дози на ден. При три хранения на ден закуската трябва да бъде 30% от диетата, обядът 45-50%, а вечерята 20-25%. Вечерята не трябва да надвишава една трета от дневната диета.

Рационалният избор на продукти при всяко хранене трябва да осигури оптимални условия за усвояване на храната. Протеините от животински произход се препоръчват да се консумират през първата половина на деня, млечните и растителните храни - през втората.

Оптималното разпределение на храната през деня осигурява равномерно натоварване на храносмилателната система.

1.3 Определяне на енергийната и хранителната стойност на храната

Въз основа на нормите на човешките нужди от основни хранителни вещества и данни за химичния състав на хранителните продукти е възможно да се изчисли хранителната стойност на продукта, както и да се състави индивидуална диета.

Хранително-физиологичната стойност на хранителния продукт се разбира като балансирано съдържание на смилаеми основни вещества в хранителния продукт: незаменими аминокиселини, витамини, минерали, ненаситени мастни киселини. Концепцията за хранителна стойност включва и оптималното съотношение на протеини, мазнини, въглехидрати в храните, което е 1: 1,2: 4 или 85: 102: 360 грама. При изчисляване на хранителната стойност на даден продукт се определя процентното съдържание на хранителни вещества в продукта: минерали (калций, магнезий и др.), Витамини (тиамин, аскорбинова киселина и др.), От оптималния дневен прием на това вещество. Въз основа на получените резултати се прави заключение за полезността или непълноценността на хранителния продукт по отношение на неговия състав.

Енергията, която се отделя от хранителните вещества в процеса на биологично окисление, се използва за осигуряване на физиологичните функции на тялото, определя енергийната стойност на хранителния продукт.

Енергийната стойност на хранителните продукти обикновено се изразява в килокалории, изчислението се извършва на 100 g от продукта. Ако е необходимо преизчисляване в системата SI, се използва коефициент на преобразуване 1 kcal = 4,184 kJ. Коефициентите на преобразуване на енергийната стойност на най-важните компоненти на суровините и хранителните продукти са:

Протеини - 4 kcal;

Въглехидрати - 4 kcal;

Сумата от моно- и дизахариди - 3,8 kcal;

Мазнини - 9 kcal;

Органични киселини - 3 kcal

Етилов алкохол - 7 kcal.

хранителни продукти
Хляб и хлебни изделия по отношение на брашното
картофи
Зеленчуци и кратуни
Плодове и горски плодове

Месо и месни продукти
Риба и рибни продукти
Мляко и млечни продукти по отношение на млякото
Пълномаслено мляко
Обезмаслено мляко
Животинско масло (21.7)*
Извара (4.0)*
Заквасена сметана и сметана (9.0)*
Сирене, сирене (8.0)*
Яйца, парчета
Растително масло, маргарин

За да се изчисли хранителната и енергийната стойност на продуктите, е необходимо да се знае химичният състав на продуктите. Тази информация може да бъде намерена в специални справочници.

Енергийната стойност на продукта се изчислява по формула 1.1

E \u003d (X протеин Ch 4) + (X въглехидрати Ch 4) + (X мазнини Ch 9) + (X органични киселини Ch 3) + (X алкохол Ch 7) (1.1)

Според нивото на енергийна стойност (калорично съдържание) хранителните продукти се разделят на четири групи:

Особено високоенергийни (шоколад, мазнини) 400 - 900 kcal

Високоенергийни (захар, зърнени храни) 250 - 400 kcal

Средна енергийност (хляб, месо) 100 - 250 kcal

Нискоенергийни (мляко, риба, зеленчуци, плодове) до 100 kcal

За изпълнението на всички функции на тялото човек изразходва дневно 2200-2400 kcal за жените и 2550-2800 kcal за мъжете. При повишено физическо натоварване разходите за енергия се увеличават до 3500 - 4000 kcal.

2. Протеинови вещества

2.1 Класификация на протеините

Белтъчните вещества се наричат високомолекулни органични съединения, чиито молекули се състоят от остатъци от 20 различни b-аминокиселини. Протеините играят огромна роля в дейността на живите организми, включително и на човека. Най-важните функции на протеините са:

Структурна функция (съединителни тъкани, мускули, коса и др.); каталитична функция (протеините са част от ензимите);

Транспортна функция (пренос на кислород от кръвния хемоглобин); защитна функция (антитела, фибриноген в кръвта),

Контрактилна функция (миозин на мускулната тъкан); хормонални (човешки хормони);

Резерв (феритин от далака). Резервната или хранителна функция на протеините е, че протеините се използват от човешкото тяло за синтеза на протеини и биологично активни съединения на базата на протеини, които регулират метаболитните процеси в човешкото тяло.

Протеините се състоят от b - аминокиселинни остатъци, свързани с пептидна връзка (- CO - NH -), която се образува поради карбоксилната група на първата аминокиселина и b - амино групата на втората аминокиселина.

Има няколко вида класификация на протеини.

Класификация според структурата на пептидната верига: разграничават спирална форма под формата на b-спирала и нагъната структура под формата на c-спирала.

Класификация според ориентацията на протеиновата молекула в пространството:

1. Първичната структура е комбинация от аминокиселини в най-простата линейна верига, дължаща се само на пептидни връзки.

2. Вторичната структура е пространственото разположение на полипептидната верига под формата на b - спирала или c - нагъната структура. Структурата се поддържа от появата на водородни връзки между съседни пептидни връзки.

3. Третичната структура е специфично разположение на b - спиралата под формата на глобули. Структурата се поддържа поради появата на връзки между страничните радикали на аминокиселините.

4. Кватернерна структура е комбинация от няколко глобули в състояние на третична структура в една разширена структура с нови свойства, които не са характерни за отделните глобули. Глобулите се държат заедно чрез водородни връзки.

Поддържането на характерната пространствена третична структура на протеиновата молекула се осъществява поради взаимодействието на страничните радикали на аминокиселините помежду си с образуването на връзки: водородни, дисулфидни, електростатични, хидрофобни. Конфигурациите на изброените връзки са показани на Фигура 2.1.

Класификация според степента на разтворимост на протеина.

Водоразтворимите протеини имат малко молекулно тегло, те са представени от яйчни албумини.

Солеразтворимите протеини се разтварят в 10% разтвор на натриев хлорид, те са глобулини: млечен протеин казеин, кръвен протеин глобулин.

Алкалните разтворими протеини се разтварят в 0,2% разтвор на натриев хидроксил, те са глутелини: протеин от пшеничен глутен.

Алкохолноразтворимите протеини се разтварят в 60-80% алкохол, те са представени от проламини: зърнени протеини.

Класификация според структурата на протеина.

Протеините според структурата на протеиновата молекула се делят на прости или протеини и сложни или протеини. Съставът на простите протеини включва само аминокиселини, съставът на сложните протеини включва аминокиселини (апопротеин) и вещества с непротеинова природа (простетична група), която включва: фосфорна киселина, въглехидрати, липиди, нуклеинови киселини и др.

Протеините се разделят на подгрупи в зависимост от състава на небелтъчната част:

Липопротеините се състоят от протеинови и липидни остатъци, те са част от клетъчните мембрани, в протоплазмата на клетките.

Гликопротеините се състоят от протеини и високомолекулни въглехидрати, които са част от яйчния белтък.

Хромопротеините се състоят от протеини и оцветяващи вещества - пигменти, които имат метали в състава си, например хемоглобинът съдържа желязо.

Нуклеопротеините се състоят от протеини и нуклеинови киселини, са част от протоплазмата на клетките и в клетъчното ядро.

Фосфопротеините са съставени от протеин и фосфорна киселина, са част от клетката.

2.2 Неензимни трансформации на протеини

Протеините се използват в производството на храни не само като хранителни съставки, те имат специфични свойства - функционални свойства, които осигуряват структура, влияят върху технологията на производство на храни.

Водосвързващ капацитет или хидратация. Протеините са способни да свързват вода, т.е. проявяват хидрофилни свойства. В същото време протеините набъбват, тяхната маса и обем се увеличават. Хидрофилността на глутеновите протеини е една от характеристиките, характеризиращи качеството на зърното и брашното. Цитоплазмата на клетката е стабилизирана суспензия от протеинови молекули. В процеса на технологична обработка на суровините водата се свързва, продуктите увеличават обема си - набъбват.

Видове връзки в белтъчната молекула. Водород: 1- между пептидните групи; 2 - между карбоксилната група (аспарагинова и глутаминова киселини) и алкохолен хидроксил (серин); 3- между фенолен хидроксил и имидазол. Електростатично взаимодействие: 4 - между основата и киселината (аминогрупата на лизина и карбоксилната група на аспарагиновата и глутаминовата аминокиселини). Хидрофобен: 5 - с участието на левцин, изолевцин, валин, аланин; 6 - с участието на фенилаланин.

Денатурацията на протеина е процесът на промяна на пространствената структура на протеина под въздействието на външни фактори: нагряване, механичен стрес, химичен стрес, физически стрес и др. По време на денатурацията кватернерната, третичната, вторичната структура на протеина се разрушава, но първичната структура се запазва и химичният състав на протеина не се променя. По време на денатурацията физичните свойства на протеина се променят: разтворимостта и водосвързващият капацитет намаляват, биологичната активност на протеина се губи. В същото време се повишава активността на някои химични групи и се улеснява ензимната хидролиза на протеина.

По време на технологичната обработка на суровините (почистване, смесване, готвене, обработка с химически реагенти, използване на вакуум или високо налягане) протеините се денатурират, което повишава степента на тяхното усвояване.

Разпенване. Протеините са способни да образуват силно концентрирани системи течност-газ, твърдо-газ под формата на пяна. Протеините изпълняват функцията на пенообразуватели в сладкарската промишленост (суфле, marshmallow), при печене, при производството на бира. Повърхността на газовите мехурчета е покрита с течна или твърда обвивка, състояща се от протеини. Когато тази обвивка се изтъни, газовите мехурчета се спукват, настъпва коалесценция или сливане на мехурчета, пяната става рохкава, по-малко стабилна. Стабилността на структурата на пяната е важен фактор за подобряване на качеството на хранителните продукти, включително бирата.

Образуване на меланоидин (реакция на Майлард). Когато аминогрупите на протеините и аминокиселините взаимодействат с карбонилните групи на въглехидратите, възниква реакция на образуване на меланоидин. Това е редокс процес с образуването на различни междинни продукти, крайните продукти на реакцията - меланоидините са кафяви на цвят, влияят на цвета и вкуса на готовите продукти. Реакцията на Maillard възниква при сушене на малц, при варене на пивна мъст с хмел, при печене на хляб, при готвене на захарни сиропи и при обработка на зеленчуци и плодове. Скоростта и дълбочината на реакцията на образуване на меланоидин зависи от състава на продукта, нивото на pH на средата (леко алкалната среда е по-благоприятна), температурата и влажността. Образуването на меланоидин намалява активността на витамините и ензимите, което води до намаляване на хранителната стойност на продуктите.

2.3 Ензимна хидролиза на протеини

Хидролизата на протеините се извършва от протеолитични ензими. Голямо разнообразие от протеолитични ензими е свързано със спецификата на техния ефект върху протеина. Мястото на приложение или действие на протеолитичния ензим е свързано със структурата на радикалите, съседни на пептидната връзка. Пепсинът разцепва връзката между фенилаланин и тирозин, глутаминова киселина и цистин (метионин, глицин), между валин и левцин. Трипсинът разцепва връзката между аргинин (лизин) и други аминокиселини. Химотрипсин - между ароматни аминокиселини (триптофан, тирозин, фенилаланин) и метионин. Аминопептидазите действат от страната на N-терминалната аминокиселина, карбоксипептидазите от страната на С-терминалната аминокиселина. Ендопептидазите разрушават протеина вътре в молекулата, екзопептидазите действат от края на молекулата. За пълната хидролиза на протеинова молекула е необходим набор от голям брой различни протеолитични ензими.

2.4 Хранителна стойност на протеините

Биологичната стойност на протеините се определя от баланса на аминокиселинния състав по отношение на съдържанието на незаменими аминокиселини. Тази група включва аминокиселини, които не се синтезират в човешкото тяло. Есенциалните аминокиселини включват аминокиселини: валин, левцин, изолевцин, фенилаланин, лизин, треонин, метионин, триптофан. Аминокиселините аргинин и хистидин са частично заменими, тъй като се синтезират бавно от човешкото тяло. Липсата на една или повече незаменими аминокиселини в храната води до нарушаване на дейността на централната нервна система, спира растежа и развитието на тялото и води до непълно усвояване на други аминокиселини. Биологичната стойност на протеините се изчислява чрез аминокиселинен резултат (AS). Аминокиселинният резултат се изразява като процент, представляващ съотношението на съдържанието на есенциална аминокиселина в тестовия протеин на продукта към нейното количество в референтния протеин. Аминокиселинният състав на референтния протеин е балансиран и напълно отговаря на човешката нужда от всяка есенциална аминокиселина. Аминокиселината с най-ниска скорост се нарича първа ограничаваща аминокиселина. Например аминокиселината лизин е лимитираща в пшеничния протеин, метионинът е лимитиращ в царевицата, метионинът и цистинът са лимитиращи в картофите и бобовите растения – това са сяросъдържащи аминокиселини.

Животинските и растителните протеини се различават по биологична стойност. Аминокиселинният състав на животинските протеини е близък до аминокиселинния състав на човешките протеини, така че животинските протеини са пълноценни. Растителните протеини съдържат намалено съдържание на лизин, триптофан, треонин, метионин, цистин.

Биологичната стойност на протеините се определя от степента на тяхното усвояване в човешкото тяло. Животинските протеини имат по-висока степен на смилаемост от растителните. 90% от аминокиселините се усвояват от животинските протеини в червата, а 60 - 80% от растителните протеини. В низходящ ред на скоростта на усвояване на протеините продуктите са подредени в последователност: риба > млечни продукти > месо > хляб > зърнени храни

Една от причините за ниската усвояемост на растителните протеини е тяхното взаимодействие с полизахаридите, които затрудняват достъпа на храносмилателните ензими до полипептидите.

При липса на въглехидрати и липиди в храната, изискванията за протеини се променят донякъде. Наред с биологичната роля протеинът започва да изпълнява и енергийна функция. При усвояването на 1 грам протеин се освобождават 4 kcal енергия. При прекомерен прием на протеини съществува опасност от липиден синтез и затлъстяване на тялото.

Дневната нужда на възрастен от протеини е 5 g на 1 kg телесно тегло или 70-100 g на ден. Животинските протеини трябва да представляват 55%, а растителните протеини - 45% от ежедневната диета на човека.

3. Въглехидрати

3.1 Класификация и структура на въглехидратите

Въглехидратите се наричат полихидроксиалдехиди и полиоксикетони, както и съединенията, които се превръщат в тях след хидролиза.

Въглехидратите се делят на три групи:

Монозахариди;

Олигозахариди или дизахариди;

полизахариди.

Монозахаридите обикновено съдържат пет или шест въглеродни атома. От пентозите често се срещат арабиноза, ксилоза и рибоза. От хексозите често се срещат: глюкоза, фруктоза, галактоза.

Рибозата е най-важният компонент на биологично активните молекули, отговорни за трансфера на наследствена информация, трансфера на химическа енергия, необходима за осъществяването на много биохимични реакции на жив организъм, тъй като е част от рибонуклеиновата киселина (РНК), дезоксирибонуклеиновата киселина ( ДНК), аденозин трифосфат (АТФ) и др. Арабинозата и ксилозата са част от хемицелулозния полизахарид. Глюкозата е част от плодовете 2-8%, полизахариди: нишесте, гликоген, целулоза, хемицелулоза, както и дизахариди: малтоза, целобиоза, захароза, лактоза. Фруктозата е част от плодовете 2-8%, е неразделна част от дизахарида захароза. Галактозата е неразделна част от дизахарида лактоза, галактозните производни са част от полизахарида пектин.

Олигозахаридите са полизахариди от първи ред, тоест те се състоят от 2-10 монозахаридни остатъка, свързани с гликозидни връзки. От олигозахаридите дизахаридите са по-често срещани; декстрините, състоящи се от три, четири или повече глюкозни остатъка, са от голямо практическо значение във ферментационните индустрии.

Дизахаридите се делят на редуциращи и нередуциращи дизахариди. Редуциращите дизахариди включват свободен полуацетален хидроксил, като малтоза, целобиоза и лактоза. Нередуциращите дизахариди са тези, при които два полуацетални хидроксила участват в образуването на гликозидна връзка, това са дизахаридите захароза и трехалоза.

Съставът на малтозата включва b-D-глюкопиранозна връзка 1,4. Малтозата се образува като междинен продукт от хидролизата на нишесте или гликоген.

Съставът на целобиозата включва H-D-глюкопиранозна връзка 1,4. Целобиозата е част от полизахаридната целулоза и се образува като междинен продукт от нейната хидролиза.

Съставът на лактозата включва R-D-галактопираноза и 6-D-глюкопираноза връзка 1,4. Лактозата се намира в млякото и млечните продукти, често наричани млечна захар. На фигурата формулата на глюкозата е показана с главата надолу.

Съставът на захарозата включва I-D-фруктофураноза и b-D-глюкопиранозна връзка 1,2. Захарозата е често срещан хранителен продукт - захар. Хидролизата на захарозата се извършва от ензима инвертаза или R-фруктофуранозидаза; по време на хидролизата на захарозата се образуват фруктоза и глюкоза. Този процес се нарича инверсия на захароза. Продуктите от хидролизата на захароза подобряват вкуса и аромата на продуктите, предотвратяват застояването на хляба.

Трехалозата съдържа b-D-глюкопиранозна връзка 1,1. Трехалозата е част от въглехидратите на гъбите и рядко се среща сред растенията.

Полизахаридите от втори ред се състоят от голям брой въглехидратни остатъци. По структура полизахаридите могат да се състоят от монозахаридни единици от един и същи тип - това са хомополизахариди, както и мономерни единици от два или повече типа - това са хетеропилизахариди. Полизахаридите могат да бъдат линейни или разклонени.

Нишестето се състои от 6-D-глюкопиранозни остатъци. Връзката 1,4 на линейна структура на нишесте, наречена амилоза, и връзките 1,4 и 1,6 на разклонена структура на нишесте, наречена амилопектин. Нишестето е основният въглехидратен компонент на човешката храна. Това е основният енергиен ресурс на човека.

Гликогенът се състои от остатъци от b-D-глюкопираноза, връзки 1.4 и 1.6, разклоненията в гликогена се откриват на всеки 3-4 глюкозни единици. Гликогенът е резервното хранително вещество на живата клетка. Хидролизата на гликогена се извършва от амилолитични ензими.

Целулозата или целулозата се състои от остатъци от R-D-глюкопиранозна връзка 1,4. Целулозата е често срещан растителен полизахарид, открит в дървесината, скелета на стъблата и листата, обвивката на зърнени култури, зеленчуци и плодове. Целулозата не се разгражда от ензимите на човешкия стомашно-чревен тракт, следователно в храненето на човека играе ролята на баластно вещество - диетични фибри, които помагат за почистването на човешките черва.

Пектиновите вещества се състоят от техните остатъци от галактуронова киселина и метоксилирана галактуронова киселина, свързани чрез b-(1,4)-гликозидни връзки. Има три вида пектин:

Протопектинът или неразтворимият пектин е свързан с хемицелулоза, целулоза или протеин;

Разтворимият пектин има висока степен на естерификация с остатъци от метилов алкохол. Разтворимият пектин е способен да образува желета и гелове в кисела среда и в присъствието на захар;

Пектиновите киселини нямат остатъци от метилов алкохол, докато пектиновата киселина губи способността си да образува желета и гелове.

Пектинът има молекулно тегло 20-30 хиляди единици, не се усвоява от човешкото тяло, принадлежи към баластните въглехидрати (диетични фибри).

Хемицелулозите са хетерополизахариди, тъй като включват R-D-глюкопираноза, връзка 1.4 (до 70%) и 1.3 (до 30%), R-D-ксилопираноза, връзка 1.4 и R-L-арабофуроноза, връзка 1-2 и 1-3. По-рядко се срещат остатъци от галактоза и маноза. Молекулното тегло на хемицелулозата е 60 хиляди единици. Хемицелулозите са част от клетъчните мембрани на растенията, включително стените на нишестените зърна, възпрепятстващи действието на амилолитичните ензими върху нишестето.

3.2 Конверсии на моно и дизахариди

Дишането е екзотермичен процес на ензимно окисляване на монозахаридите до вода и въглероден диоксид:

C6 H12 O6 + 6O2 > 6CO2 ^ + 6H2 O + 672 kcal

Дишането е най-важният източник на енергия за човека. За осъществяване на процеса на дишане е необходимо голямо количество кислород.

При липса на кислород или неговото отсъствие възниква процесът на ферментация на монозахаридите. Има няколко вида ферментация, в която участват различни микроорганизми.

Алкохолната ферментация се извършва с участието на дрождени ензими по следната схема:

C6 H12 O6 > 2CO2 ^ + 2C2 H5 OH + 57 kcal

В резултат на реакцията на алкохолна ферментация под действието на комплекс от дрождени ензими се образуват две молекули етилов алкохол и две молекули въглероден диоксид. Монозахаридите се ферментират от дрожди с различна скорост. Глюкозата и фруктозата се ферментират най-лесно, манозата е по-трудна, галактозата, основният въглехидрат на млякото, практически не ферментира. Пентозите не подлежат на ферментация от дрожди. Заедно с монозахаридите глюкоза и фруктоза, дрождите могат да ферментират дизахаридите малтоза изахароза, тъй като дрождите имат ензими, способни да разграждат молекулите на тези два дизахарида до глюкоза и фруктоза (L-гликозидаза и β-фруктофуранозидаза). Алкохолната ферментация играе важна роля в производството на бира, алкохол, вино, квас и при печенето. Наред с основните продукти на ферментацията - етилов алкохол и въглероден диоксид, при алкохолната ферментация се образуват странични продукти и вторични ферментационни продукти: глицерин, ацеталдехид, оцетна киселина, изоамил и други висши алкохоли. Тези продукти влияят на органолептичните свойства на продуктите, често влошават качеството им.

Млечнокисела ферментация се извършва с участието на ензими на млечнокисели бактерии:

C6 H12 O6 > 2CH3? CH (OH)? COOH +52 kcal

В резултат на реакцията на млечнокисела ферментация под действието на комплекс от ензими се образуват две молекули млечна киселина. Млечнокисела ферментация играе важна роля в производството на ферментирали млечни продукти, квас, кисело зеле.

Маслената ферментация се извършва с участието на ензими на маслени бактерии:

С6Н12О6 > CH3? CH2? CH2? COOH + 2CO2 ^ +2 H2 ^

В резултат на реакцията на маслена ферментация се образуват молекула маслена киселина, две молекули въглероден диоксид и водород. Този процес се случва на дъното на блатата по време на разлагането на растителни остатъци, както и при заразяване с маслени микроорганизми по време на производството на храна.

Ферментацията на лимонената киселина се извършва с участието на ензими на плесенните гъби Aspergillus niger:

C6 H12 O6 + [O] > COOH? CH2? ОТ? CH2? UNSD

В резултат на реакцията на ферментация на лимонената киселина се образува молекула лимонена киселина. Тази реакция се основава на процеса на получаване на лимонена киселина.

Карамелизиране. Реакцията на карамелизиране се извършва чрез нагряване над 100 ° C разтвори на глюкоза, фруктоза, захароза. В този случай се случват различни трансформации на въглехидрати. Когато захарозата се нагрява в леко кисела среда, настъпва частична хидролиза (инверсия) с образуването на глюкоза и фруктоза. При нагряване три водни молекули могат да се отделят от молекулите на глюкозата и фруктозата, настъпва дехидратация с образуването на хидроксиметилфурфурол, по-нататъшното разрушаване на който води до разрушаване на въглеродния скелет и образуването на мравчена и левулинова киселина. Хидроксиметилфурфуролът се образува при нагряване на разтвори на въглехидрати с ниска концентрация - 10 - 30%, това вещество има кафяв цвят и специфична миризма на печена коричка.

На първия етап от реакцията на карамелизиране две водни молекули се отделят от молекулата на захарозата. Образува се карамелан, състоящ се от анхидро пръстени, съдържащи двойни връзки в пръстена (дихидрофуран, циклохексанолон и други съединения), които са кафяви. На втория етап се отделят три водни молекули и се образува карамел, който има тъмнокафяв цвят. На третия етап настъпва кондензация на молекулите на захарозата и се образува карамелин, който има тъмнокафяв цвят, слабо разтворим във вода. Карамелизирането на захарозата се извършва при съдържание на захароза 70 - 80%.

Образуване на меланоидин или реакция на Maillard. Реакцията на взаимодействие на редуциращи дизахариди и монозахариди с аминокиселини, пептиди, протеини. В резултат на взаимодействието на карбонилната (алдехидна или кетонна) група на въглехидратите и аминогрупата на протеините и аминокиселините възникват многоетапни трансформации на реакционните продукти с образуването на глюкозамин, който претърпява пренареждане според Амадори и Хайтс, след което образуват се меланоидинови пигменти, които имат тъмнокафяв цвят, специфичен вкус и мирис. Реакцията на образуване на меланоидин е основната причина за неензимно покафеняване на хранителни продукти. Такова потъмняване се получава при печене на хляб, при сушене на малц, при варене на пивна мъст с хмел при производството на бира и при сушене на плодове. Скоростта на реакцията зависи от състава на взаимодействащите продукти, pH на средата, температурата и влажността. В резултат на реакцията на образуване на меланоидин, съдържанието на въглехидрати и аминокиселини, включително незаменими, се намалява с 25%, което също води до промяна в качеството на крайния продукт, намаляване на неговата хранителна и енергийна стойност . Има доказателства, че реакционните продукти на образуването на меланоидин имат антиоксидантни свойства, намаляват усвояването на протеини.

Схема на взаимодействие на редуциращи дизахариди и монозахариди с аминокиселини в опростена форма:

3.3 Ензимна хидролиза на полизахариди

Хидролизата на нишестето се извършва от амилолитични ензими. Ензимът b-амилаза хидролизира нишестето, действайки произволно, разкъсва 1,4 връзката с образуването на декстрини и малко количество малтоза. Ензимът b-амилаза, действайки върху нишестеното зърно, образува канали, разделящи полизахарида на части. Схемата на хидролиза на нишесте е показана на фигура 3.1.

Ензимът R-амилаза хидролизира нишестето, действащо от края на веригата, разкъсва връзката 1,4 и образува малтоза, в местата на разклоняване на амилопектина, действието на R-амилазата спира, в този случай остава малко количество декстрини.

Ензимът глюкоамилаза действа от края на веригата, отцепва една молекула глюкоза, разкъсва връзката 1,4, в местата на разклоняване на амилопектина действието на глюкоамилазата спира и остава малко количество нехидролизирани декстрини. Ензимът олиго-1,6-гликозидаза разцепва 1,6 връзката, за да образува декстрини. Ензимът изомалтаза хидролизира дизахарида изомалтоза до глюкоза. Хидролизата на нишестето е най-важната реакция, която протича по време на технологичната обработка на суровините при производството на бира и алкохол.

Хидролизата на гликогена се извършва от амилолитични ензими.

Хидролизата на пектина се извършва от пектолитични ензими.

Разтворимият пектин се превръща от неразтворим пектин в разтворимо състояние чрез действието на ензима протопектиназа или в присъствието на разредени киселини. В този случай пектинът се отцепва от хемицелулоза или други свързващи компоненти. Разтворимият пектин е способен да образува желета и гелове в кисела среда и в присъствието на захар;

Пектиновите киселини се образуват от разтворим пектин под действието на ензима пектаза (пектинестереза) или в присъствието на разредени основи, докато пектиновата киселина губи способността си да образува желета и гелове. В резултат на действието на ензима пектаза, метиловият алкохол се отделя от разтворимия пектин. Ензимната хидролиза на пектин може да бъде представена като схема:

Хидролизата на хемицелулозата се извършва от цитолитични ензими, които включват ендо-R-глюканаза, арабинозидаза и ксиланаза. Хемицелулозите не са в състояние да се разтворят във вода, което прави хидролизата на нишестето много по-трудна. Под действието на ензима ендо-R-глюканаза се отцепва глюкозният остатък, под действието на ензима арабинозидаза се отцепва арабинозният остатък, а под действието на ензима ксилоназа се отцепва ксилозният остатък. При частична хидролиза на хемицелулоза се образуват гуми или амилани, които имат по-ниско молекулно тегло, разтварят се във вода, образувайки вискозни разтвори. Скоростта на хидролиза на нишестето по време на озахаряването на малца при производството на бира и продължителността на филтрирането на кашата зависят от степента на хидролиза на хемицелулозите.

3.4 Хранителна стойност на въглехидратите

Една от най-важните функции на въглехидратите с ниско молекулно тегло е да добавят сладък вкус към храните. Таблица 3.1 показва характеристиките на относителната сладост на различни въглехидрати и подсладители в сравнение със захарозата, чиято сладост се приема за 1 единица.

Въглехидратите са основният източник на енергия за хората, с усвояването на 1 g моно или дизахарид се освобождават 4 kcal енергия. Дневната нужда на човека от въглехидрати е 400 - 500 г, включително моно и дизахариди 50 - 100 г. Баластни въглехидрати (диетични фибри) - целулоза и пектинови вещества на ден трябва да се консумират 10 - 15 г, те помагат за прочистване на червата и нормализират неговата активност . Излишъкът от въглехидрати в диетата води до затлъстяване, тъй като въглехидратите се използват за изграждане на мастни киселини, а също така води до нарушаване на нервната система, до алергични реакции.

Таблица 3.1 Относителна сладост (RS) на въглехидрати и подсладители

Въглехидрати		Въглехидрати или подсладители
захароза		b-D-лактоза
I-D-фруктоза		I-D-лактоза
b-D-глюкоза
I-D-глюкоза
b-D-галактоза
I-D-галактоза		Цикломати
b-D-маноза		Аспартам
I-D-маноза

4.1 Класификация на липидите

Липидите са производни на мастни киселини, алкохоли, изградени чрез естерна връзка. В липидите също се откриват проста етерна връзка, фосфоетерна връзка и гликозидна връзка. Липидите са сложна смес от органични съединения със сходни физикохимични свойства.

Липидите са неразтворими във вода (хидрофобни), но силно разтворими в органични разтворители (бензин, хлороформ). Има липиди от растителен и животински произход. В растенията се натрупва в семената и плодовете, най-вече в ядките (до 60%). При животните липидите са концентрирани в подкожната, мозъчната и нервната тъкан. Рибата съдържа 10-20%, свинското месо до 33%, говеждото месо 10% липиди.

Според структурата си липидите се делят на две групи:

Прости липиди

сложни липиди.

Простите липиди включват сложни (мазнини и масла) или прости (восъци) естери на висши мастни киселини и алкохоли.

Сложните липиди съдържат съединения, съдържащи азотни, серни и фосфорни атоми. Тази група включва фосфолипиди. Те са представени от фосфотидна киселина, която съдържа само фосфорна киселина, която заема мястото на един от остатъците на мастните киселини, и фосфолипиди, които включват три азотни основи. Азотните основи се добавят към остатъка от фосфорна киселина на фосфотидната киселина. Фосфотидилетаноламинът съдържа азотната основа етаноламин HO - CH2 - CH2 - NH2. Фосфотидилхолинът съдържа азотната основа холин [HO-CH2 - (CH3)3 N] + (OH), това вещество се нарича лецитин. Фосфотидилсеринът съдържа аминокиселината серин HO-CH(NH2)-COOH.

Сложните липиди съдържат въглехидратни остатъци - гликолипиди, протеинови остатъци - липопротеини, алкохолът сфингозин (вместо глицерол) съдържа сфинголипиди.

Гликолипидите изпълняват структурни функции, влизат в състава на клетъчните мембрани и са част от зърнения глутен. Най-често в състава на гликолипидите се срещат монозахаридите D-галактоза, D-глюкоза.

Липопротеините са част от клетъчните мембрани, в протоплазмата на клетките, влияят на метаболизма.

Сфинголипидите участват в дейността на централната нервна система. При нарушаване на метаболизма и функционирането на сфинголипидите се развиват нарушения в дейността на централната нервна система.

Най-често срещаните прости липиди са ацилглицеридите. Съставът на ацилглицеридите включва алкохол глицерин и високомолекулни мастни киселини. Най-често срещаните сред мастните киселини са наситените киселини (без множествени връзки) палмитинова (C15H31COOH) и стеаринова (C17 H35COOH) киселини и ненаситени киселини (съдържащи множество връзки): олеинова с една двойна връзка (C17H33COOH), линолова с две множествени връзки ( C17 H31COOH), линоленова с три кратни връзки (C17 H29COOH). Сред простите липиди се срещат главно триацилглицериди (съдържащи три еднакви или различни остатъка от мастни киселини). Простите липиди обаче могат да бъдат представени като диацилглицериди и моноацилглицериди.

Мазнините са предимно наситени мастни киселини. Мазнините са твърди и имат висока точка на топене. Съдържа се главно в липиди от животински произход. Маслата съдържат предимно ненаситени мастни киселини, имат течна консистенция и ниска точка на топене. Съдържа се в липиди от растителен произход.

Восъците се наричат естери, които включват един моновалентен алкохол с високо молекулно тегло с 18 - 30 въглеродни атома и една мастна киселина с високо молекулно тегло с 18 - 30 въглеродни атома. Восъците се срещат в растителния свят. Восъкът покрива листата и плодовете с много тънък слой, предпазвайки ги от преовлажняване, изсушаване и излагане на микроорганизми. Съдържанието на восък е ниско и възлиза на 0,01 - 0,2%.

Фосфолипидите са често срещани сред сложните липиди. Фосфолипидите съдържат два вида заместители: хидрофилни и хидрофобни. Радикалите на мастните киселини са хидрофобни, докато остатъците от фосфорна киселина и азотните основи са хидрофилни. Фосфолипидите участват в изграждането на клетъчните мембрани, регулират притока на хранителни вещества в клетката.

Подобни документи

Биологичната роля на въглехидратите, действието на ензимите на храносмилателния тракт върху въглехидратите. Процесът на хидролиза на целулоза (фибри), усвояването на продуктите от разграждането на въглехидратите. Анаеробно смилане и реакция на гликолиза. Пентозофосфатен път на окисление на въглехидратите.

резюме, добавено на 22.06.2010 г

Органична материя, съдържаща въглерод, кислород и водород. Общата формула за химичния състав на въглехидратите. Строеж и химични свойства на монозахаридите, дизахаридите и полизахаридите. Основните функции на въглехидратите в човешкото тяло.

презентация, добавена на 23.10.2016 г

Класификация на въглехидратите (монозахариди, олигозахариди, полизахариди) като най-често срещаните органични съединения. Химични свойства на веществото, неговата роля в храненето като основен източник на енергия, характеристики и място на глюкозата в човешкия живот.

резюме, добавено на 20.12.2010 г

Общата формула на въглехидратите, тяхното основно биохимично значение, разпространение в природата и роля в човешкия живот. Видове въглехидрати по химична структура: прости и сложни (моно- и полизахариди). Продуктът от синтеза на въглехидрати от формалдехид.

тест, добавен на 24.01.2011 г

Обща характеристика, класификация, структура и синтез на протеини. Хидролиза на протеини с разредени киселини, цветни реакции за протеини. Значението на протеините в готвенето и храните. Нуждата и смилаемостта на човешкото тяло в протеини.

курсова работа, добавена на 27.10.2010 г

Изчисляване на количеството и химичния състав на суровините, енергийната и биологичната стойност на дълъг хляб, степента на задоволяване на дневната нужда на човек от определено хранително вещество. Определяне на хранителната стойност на продукт с добавка на соево брашно.

практическа работа, добавена на 19.03.2015 г

Формула на въглехидратите, тяхната класификация. Основните функции на въглехидратите. Синтез на въглехидрати от формалдехид. Свойства на монозахаридите, дизахаридите, полизахаридите. Хидролиза на нишесте под действието на ензими, съдържащи се в малца. Алкохолна и млечнокисела ферментация.

презентация, добавена на 20.01.2015 г

Класификация, видове, полезни свойства на шоколада и ефекта му върху човешкото тяло. Проучване на състава на шоколада върху етикетите. Определяне на ненаситени мазнини, протеини, въглехидрати, киселинно-базов баланс в шоколада. Отношението на учениците към шоколада.

практическа работа, добавена на 17.02.2013 г

Концепцията и структурата на въглехидратите, тяхната класификация и видове, значение в човешкото тяло, съдържание в продуктите. Фактори, които намаляват инхибиторния ефект, принципът на функциониране на антиензимите. Ролята на киселините във формирането на вкуса и мириса на продуктите.

тест, добавен на 12/02/2014

Аеробното окисляване на въглехидратите е основният начин за генериране на енергия за тялото. Клетъчното дишане е ензимен процес, в резултат на който се разграждат молекулите на въглехидратите, мастните киселини и аминокиселините и се освобождава биологично полезна енергия.

Всички отрасли на хранително-вкусовата промишленост са неразривно свързани с развитието на химията. Нивото на развитие на биохимията в повечето отрасли на хранително-вкусовата промишленост също характеризира нивото на развитие на индустрията. Както вече казахме, основните технологични процеси на винопроизводството, хлебопекарната, пивоварната, тютюневата, хранително-киселинната, соковата, квасната, алкохолната промишленост се основават на биохимични процеси. Ето защо подобряването на биохимичните процеси и в съответствие с това прилагането на мерки за подобряване на цялата производствена технология е основна задача на учените и индустриалните работници. Работниците в редица индустрии са постоянно заети със селекция – селекция на високоактивни раси и щамове дрожди. В крайна сметка добивът и качеството на виното, бирата зависят от това; рандеман, порьозност и вкус на хляба. В тази област са постигнати сериозни резултати: нашата родна мая по своята „работоспособност“ отговаря на повишените изисквания на технологията.

За нуждите на националната икономика се изразходват десетки и стотици хиляди тонове хранителни мазнини, включително значителен дял за производството на перилни препарати и изсушаващи масла. Междувременно при производството на перилни препарати значително количество хранителни мазнини (при сегашното ниво на технологията - до 30 процента) могат да бъдат заменени със синтетични мастни киселини и алкохоли. Това би освободило много значително количество ценни мазнини за хранителни цели.

За технически цели, като например производството на лепила, също се консумира голямо количество (много хиляди тонове!) Хранително нишесте и декстрин. И тук на помощ идва химията! Още през 1962 г. някои фабрики започнаха да използват синтетичен материал, полиакриламид, вместо нишесте и декстрин, за залепване на етикети. . В момента повечето фабрики – винарни, безалкохолна бира, шампанско, консервни и др., преминават към синтетични лепила. Така че, все по-често се използва синтетично лепило AT-1, състоящо се от смола MF-17 (урея с формалдехид) с добавяне на CMC (карбоксиметил целулоза), Хранително-вкусовата промишленост обработва значително количество хранителни течности (виноматериали, вина, в , бирена мъст, квасна мъст, плодови и горски сокове), които по своята същност имат агресивни свойства по отношение на метала. Тези течности понякога се съдържат в процеса на технологична обработка в неподходящи или недобре пригодени съдове (метални, стоманобетонни и други съдове), което влошава качеството на готовия продукт. Днес химията представи на хранително-вкусовата промишленост разнообразие от различни продукти за покриване на вътрешните повърхности на различни контейнери - резервоари, резервоари, апарати, резервоари. Това са епросин, лак XC-76, HVL и други, които напълно предпазват повърхността от всякакви въздействия и са напълно неутрални и безвредни.Синтетичните фолиа, пластмасовите изделия, синтетичните капачки са широко използвани в хранително-вкусовата промишленост, консервиране, хранителен концентрат, хлебопекарната индустрия, целофанът успешно се използва за опаковане на различни продукти.Хлебните изделия се опаковат в найлоново фолио, запазват свежестта си по-добре и по-дълго, по-бавно застояват.

Пластмасите, целулозно-ацетатното фолио и полистиролът, намират все по-голямо приложение всеки ден за производството на опаковки за опаковане на сладкарски изделия, за опаковане на конфитюр, конфитюр, мармалад и за приготвяне на различни кутии и други видове опаковки.

Скъпите вносни суровини - коркови подложки за затваряне на вино, бира, безалкохолни напитки, минерални води - идеално заместват различни видове подложки от полиетилен, полиизобутилен и други синтетични маси.

Химията също така активно обслужва хранителното инженерство. Капронът се използва за производство на износващи се части, машини за щамповане на карамел, втулки, скоби, безшумни зъбни колела, найлонови мрежи, филтърна тъкан; в производството на вино, алкохолни напитки и бира-безалкохолна промишленост капронът се използва за части за машини за етикетиране, отхвърляне и пълнене.

С всеки изминал ден пластмасите все повече се "въвеждат" в хранително-вкусовата промишленост - за производството на различни конвейерни маси, бункери, приемници, елеваторни кофи, тръби, касети за втасване на хляб и много други части и възли.

Приносът на голямата химия към хранително-вкусовата промишленост непрекъснато расте.През 1866 г. немският химик Ритхаузен получава органична киселина от продуктите на разграждането на пшеничния протеин, която той нарича глутаминова киселина.Това откритие няма практическо значение почти половин век . По-късно обаче се оказа, че глутаминовата киселина, въпреки че не е незаменима аминокиселина, все пак се намира в относително големи количества в такива жизненоважни органи и тъкани като мозъка, сърдечния мускул и кръвната плазма. Например 100 грама мозъчна материя съдържат 150 милиграма глутаминова киселина.

"Научните изследвания са установили, че глутаминовата киселина участва активно в биохимичните процеси, протичащи в централната нервна система, участва в вътреклетъчния протеинов и въглехидратен метаболизъм, стимулира окислителните процеси. От всички аминокиселини само глутаминовата кифгот се окислява интензивно от мозъчната тъкан , докато се освобождава значително количество енергия, необходима за процесите, протичащи в мозъчните тъкани.

Следователно най-важната област на приложение на глутаминовата киселина е в медицинската практика, за лечение на заболявания на централната нервна система.

В началото на 20-ти век японският учен Кикунае Икеда, изучавайки състава на соевия сос, морските водорасли (келп) и други хранителни продукти, характерни за Източна Азия, решава да намери отговор на въпроса защо храната, овкусена със сушени водорасли ( например водорасли) стават по-вкусни и апетитни. Изведнъж се оказа, че водораслите „облагородяват“ храната, защото съдържат глутаминова киселина.

През 1909 г. Икеда получава британски патент за метод за производство на ароматизиращи препарати. Според този метод Икеда изолира мононатриев глутамат, тоест натриева сол на глутаминовата киселина, от протеинов хидролизат чрез електролиза. Оказа се, че мононатриевият глутамат има способността да подобрява вкуса на храната.

Мононатриевият глутамат е жълтеникав фин кристален прах; в момента се произвежда във все по-големи количества както у нас, така и в чужбина - особено в страните от Източна Азия. Използва се основно в хранително-вкусовата промишленост като възстановител на вкуса на продуктите, който се губи при приготвянето на определени продукти. Мононатриевият глутамат се използва в промишленото производство на супи, сосове, месни и колбасни изделия, зеленчукови консерви и др.

За хранителни продукти се препоръчва следната дозировка на натриев глутамат: 10 грама от лекарството е достатъчно като подправка за 3-4 килограма месо или месни ястия, както и ястия, приготвени от риба и птици, за 4-5 килограма зеленчукови продукти, за 2 килограма варива и ориз, както и такива, приготвени от тесто, за 6-7 литра супа, сосове, месни улопи. Значението на натриевия глутамат е особено голямо при производството на консерви, тъй като по време на топлинна обработка продуктите губят вкуса си в по-голяма или по-малка степен. В тези случаи те обикновено дават 2 грама от лекарството на 1 килограм консервирана храна.

Ако вкусът на който и да е продукт се влоши в резултат на съхранение или готвене, тогава глутаматът го възстановява. Мононатриевият глутамат повишава чувствителността на вкусовите нерви - прави ги по-възприемчиви към вкуса на храната. В някои случаи дори подобрява вкуса, като например прикриване на нежеланата горчивина и пръст на различни зеленчуци. Приятният вкус на ястията от пресни зеленчуци се дължи на високото им съдържание на глутаминова киселина. Човек трябва само да добави малка щипка глутамат към старата вегетарианска супа - добре, ето, ястието придобива пълнотата на вкуса, има усещането, че ядете ароматен месен бульон. И още едно "магическо" действие има мононатриевият глутамат. Факт е, че при дългосрочно съхранение на месни и рибни продукти тяхната свежест се губи, вкусът и външният вид се влошават. Ако тези продукти се навлажнят с разтвор на натриев глутамат преди съхранение, те ще останат свежи, докато контролните култури губят първоначалния си вкус и гранясват.

Мононатриевият глутамат се предлага на пазара в Япония под името "aji-no-moto", което означава "есенция на вкуса". Понякога тази дума се превежда по различен начин - "душата на вкуса". В Китай това лекарство се нарича "wei-syu", тоест "гастрономичен прах", французите го наричат "серум на ума", ясно намеквайки за ролята на глутаминовата киселина в мозъчните процеси.

От какво се състоят мононатриевият глутамат и глутаминовата киселина? Всяка страна избира най-изгодната суровина за себе си. Например в Съединените щати повече от 50 процента от MSG се произвежда от отпадъци от захарно цвекло, около 30 процента от пшеничен глутен и около 20 процента от царевичен глутен. В Китай мононатриевият глутамат се произвежда от соев протеин, в Германия - от пшеничен протеин. В Япония е разработен метод за биохимичен синтез на глутаминова киселина от глюкоза и минерални соли с помощта на специална раса микроорганизми (Micrococcus glutamicus), за който в Москва на V Международен биохимичен конгрес докладва японският учен Киношита.

През последните години у нас бяха организирани редица нови цехове за производство на глутаминова киселина и мононатриев глутамат. Основните суровини за тези цели са отпадъците от производството на царевично нишесте, отпадъците от производството на захар (сироп от цвекло) и отпадъците от производството на алкохол (барда).

В момента десетки хиляди тонове глутаминова киселина и мононатриев глутамат се произвеждат годишно по целия свят и обхватът на тяхното приложение се разширява всеки ден.

Забележителни ускорители – ензими

Повечето от химичните реакции, протичащи в организма, протичат с участието на ензими.Ензимите са специфични протеини, произвеждани от жива клетка и имат способността да ускоряват химичните реакции. Ензимите са получили името си от латинската дума, която означава "ферментация". Алкохолната ферментация е един от най-старите примери за действието на ензимите.Всички прояви на живота се дължат на наличието на ензими;

И. П. Павлов, който направи изключително голям принос в развитието на учението за ензимите, ги смята за причинители на живота: „Всички тези вещества играят огромна роля, те определят процесите, чрез които се проявява животът, те са в пълна степен сетивни активатори на живота. "Човек се е научил да прехвърля опита от промените, настъпващи в живите организми, в промишлената сфера - за техническа обработка на суровини в хранително-вкусовата и други индустрии. Използването на ензими и ензимни препарати в технологиите се основава върху способността им да ускоряват преобразуването на много свойства на отделните органични и минерални вещества, като по този начин ускоряват най-различни технологични процеси.

В момента вече са известни 800 различни ензима.

Действието на различните ензими е много специфично. Този или онзи ензим действа само върху определено вещество или върху определен тип химична връзка в молекулата.

В зависимост от действието на ензимите те се делят на шест класа.

Ензимите са в състояние да разграждат различни въглехидрати, протеинови вещества, да хидролизират мазнини, да разграждат други органични вещества, да катализират окислително-възстановителни реакции, да прехвърлят различни химични групи от молекули на едни органични съединения към молекули на други. Много е важно, че ензимите могат да ускоряват процесите не само в права, но и в обратна посока, тоест ензимите могат да извършват не само разграждането на сложни органични молекули, но и техния синтез. Интересно е също, че ензимите действат в изключително малки дози върху огромен брой вещества. В същото време ензимите действат много бързо.Една молекула катализатор преобразува хиляди частици субстрат за една секунда.Така че 1 грам пепсин е в състояние да разгради 50 килограма коагулиран яйчен белтък; слюнчената амилаза, която захаризира нишестето, показва ефекта си при разреждане едно към милион, а 1 грам кристален ренин предизвиква подсирване на 12 тона мляко!

Всички ензими от естествен произход са нетоксични. Това предимство е много ценно за почти всички отрасли на хранително-вкусовата промишленост.

Как се получават ензимите?

Ензимите са широко разпространени в природата и се намират във всички тъкани и органи на животните, в растенията, както и в микроорганизмите - в гъбичките, бактериите, дрождите. Следователно те могат да бъдат получени от голямо разнообразие от източници.Учените са намерили отговор на най-интересните въпроси: как да се получат тези чудотворни вещества по изкуствен път, как могат да се използват в бита и в производството?Ако панкреасът на различни животни с право се нарича „фабрика за ензими“, тогава плесените, както се оказа, наистина са „съкровищница“ на различни биологични катализатори. Ензимните препарати, получени от микроорганизми, започнаха постепенно да изместват препаратите от животински и растителен произход в повечето индустрии.

Предимствата на този вид суровина включват на първо място високата скорост на възпроизвеждане на микроорганизми. В рамките на една година при определени условия могат да се съберат 600-800 "реколти" от изкуствено отгледани плесени или други микроорганизми. На определена среда (пшенични трици, гроздови или плодови кюспе, т.е. остатъци след изстискване на сок) се извършва сеитба и при изкуствено създадени условия (необходима влажност и температура) микроорганизми, богати на определени ензими или съдържащи ензим от се отглеждат специфични имоти. За да се стимулира производството на повишено количество от ензима, към сместа се добавят различни соли, киселини и други съставки. След това комплекс от ензими или отделни ензими се изолират от биомасата,

Ензими и храна

Насоченото използване на активността на ензимите, съдържащи се в суровините или добавени в правилните количества, е в основата на производството на много хранителни продукти.Зреене на месо, мляно месо, зреене на херинга след осоляване, зреене на чай, тютюн, вина, след което Във всеки от тези продукти се появява невероятен вкус и аромат, присъщи само на тях - това е резултат от "работата" на ензимите. Процесът на покълване на малца, когато нишестето, неразтворимо във вода, се превръща в разтворимо, а зърното придобива специфичен аромат и вкус - това също е работа на ензимите!С днешна гледна точка по-нататъшното развитие на хранителната индустрия е немислимо без използването на ензими и ензимни препарати (комплекс от ензими с различно действие) Вземете например хляба - най-масовият хранителен продукт. При нормални условия производството на хляб или по-скоро процесът на приготвяне на тестото също се извършва с участието на ензими, намиращи се в брашното. Но какво ще стане, ако добавим само 20 грама от амилазния ензимен препарат на 1 тон брашно? Тогава ще получим подобрен хляб; вкус, аромат, с красива коричка, по-порести, по-обемни и още по-сладки! Ензимът, разграждайки до известна степен нишестето, съдържащо се в брашното, повишава съдържанието на захар в брашното; протичат по-интензивно процесите на ферментация, газообразуване и други - и качеството на хляба става по-добро.

Същият ензим, амилаза, се използва в пивоварната промишленост. С негова помощ част от малца, използван за производството на бирена мъст, се заменя с обикновено зърно. Получава се ароматна, пенлива, вкусна бира. С помощта на ензима амилаза е възможно да се получи водоразтворима форма на нишесте, сладка меласа и глюкоза от царевично брашно.

Прясно приготвени шоколадови изделия, меки бонбони с пълнеж, мармалад и други са удоволствие не само за децата, но и за възрастните. Но след като лежат известно време в магазина или у дома, тези продукти губят вкусния си вкус и външен вид - започват да се втвърдяват, захарта кристализира и ароматът се губи. Как да удължим живота на тези продукти? Ензим инвертаза! Оказва се, че инвертазата предотвратява "застояването" на сладкарските изделия, грубата кристализация на захарта; продуктите остават напълно „свежи“ за дълго време. Какво ще кажете за сметанов сладолед? С използването на ензима лактаза тя никога няма да бъде зърнеста или "песъчлива", защото няма да настъпи кристализация на млечната захар.

За да не бъде месото, закупено в магазина, жилаво, е необходима работата на ензимите. След клането на животното свойствата на месото се променят: в началото месото е жилаво и безвкусно, прясното месо има леко изразен аромат и вкус, с времето месото става меко, интензивността на аромата на варено месо и бульонът се увеличава, вкусът става по-изразен и придобива нови нюанси. Месото отлежава.

Промяната в твърдостта на месото по време на зреенето е свързана с промяна в протеините на мускулната и съединителната тъкан. Характерният вкус на месото и месния бульон зависи от съдържанието на глутаминова киселина в мускулната тъкан, която, както и нейните соли - глутамати, има специфичен вкус на месен бульон. Следователно леко изразеният вкус на прясното месо се дължи отчасти на факта, че глутаминът през този период е свързан с някакъв компонент, който се освобождава при узряването на месото.

Промяната в аромата и вкуса на месото по време на зреенето също е свързана с натрупването на нискомолекулни летливи мастни киселини в резултат на хидролитичното разграждане на липидите на мускулните влакна под действието на липаза.

Разликата в мастнокиселинния състав на липидите в мускулните влакна на различни животни придава специфичност на нюансите на аромата и вкуса на различните видове месо.

Поради ензимния характер на промените в месото, температурата има решаващо влияние върху тяхната скорост. Активността на ензимите рязко се забавя, но не спира дори при много ниски температури: те не се разрушават при минус 79 градуса. Ензимите в замразено състояние могат да се съхраняват в продължение на много месеци, без да губят активност. В някои случаи тяхната активност след размразяване се увеличава.

Всеки ден обхватът на приложение на ензимите и техните препарати се разширява.

Нашата индустрия от година на година увеличава преработката на грозде, плодове и плодове за производство на вино, сокове и консерви. При това производство понякога трудностите се крият във факта, че суровините - плодове и плодове - не "дават" целия сок, който се съдържа в него по време на процеса на пресоване. Добавянето на незначително количество (0,03-0,05 процента) от пектиназния ензимен препарат към грозде, градушка, ябълки, сливи, различни плодове, когато са смачкани или смачкани, дава много значително увеличение на добива на сок - с 6-20 процента Пектиназата може да се използва и за избистряне на сокове, при производството на плодови желета, плодови пюрета. Голям практически интерес за защита на продуктите от окислителното действие на кислорода - мазнини, хранителни концентрати и други продукти, съдържащи мазнини - представлява ензимът глюкозооксидаза. Въпросът за дългосрочното съхранение на продукти, които сега имат кратък „живот“ поради гранясване или други окислителни промени, се разглежда. Отстраняване на кислород или защита. че от него е много важно в производството на сирене, безалкохолна, пивоварна, винарска, мазнина, при производството на продукти като сухо мляко, майонези, хранителни концентрати и ароматични продукти. Във всички случаи използването на системата глюкозооксидаза-каталаза е прост и много ефективен инструмент, който подобрява качеството и срока на годност на продуктите.

Бъдещето на хранително-вкусовата промишленост и наистина науката за храненето като цяло е немислимо без задълбочено проучване и широко използване на ензими. Много от нашите изследователски институти участват в подобряването на производството и използването на ензимни препарати. През следващите години се планира рязко увеличаване на производството на тези забележителни вещества.