Визначення вмісту елементів у харчових продуктах
Загальну кількість мінеральних речовин у продовольчих товарах визначають спалюванням наважки продукту.
Зольність (вміст попелу) - свідчить про вміст природних мінеральних елементів у продукті, наприклад, у борошні є ознакою його товарного сорту, а в таких продуктах, як крохмаль, цукор, томатопродукти та ін. — ознакою ступеня очищення від побічних мінеральних домішок.
Вуглеводи
Вуглеводи — сполуки вуглецю, водню і кисню.
Утворюються вуглеводи в зелених частинах рослин з участю хлорофілу з вуглекислого газу повітря (С02) і води грунту (Н20) під дією сонячної енергії. Тому джерелом надходження вуглеводів в організм є продукти рослинного походження.
Вуглеводи поділяють на групи:
• моноцукри — глюкоза, фруктоза, галактоза;
• поліцукри — цукроза, мальтоза, лактоза, трегалоза (дицукриди), рафіноза (трицукрид);
• нецукроподібні (не мають солодкого смаку) — крохмаль, інулін, глікоген, клітковина, лігнін, пектин.
Моноцукри – глюкоза, фруктоза, галактоза.
Глюкоза- у вільному стані міститься у фруктах, меді, патоці, кондитерських виробах, особливо багато її у винограді, а у хімічно зв'язаному стані — в цукрі, крохмалі, молочному цукрі (лактоза), солодовому цукрі (мальтоза).
Фруктоза– міститься у фруктах, меді, в топінамбурі, цикорії, входить до складу цукру, інуліну та ін.
Глюкоза і фруктоза зброджуються ферментами дріжджів з утворенням спирту і вуглекислого газу, а під дією ферментів молочнокислих бактерій утворюється молочна кислота. Ці властивості глюкози і фруктози використовують у технології виробництва спирту, вин, пива, молочнокислих продуктів, сирів, хліба, солоно-квашених овочів та ін.
Галактоза– є складником лактози, пектинових речовин, агар-агару.
Поліцукри— цукроза, мальтоза, лактоза, трегалоза складаються з двох молекул моноцукрів, рафіноза — з трьох молекул.
Цукроза– міститься у великій кількості в цукрових буряках — 12-24%, цукровій тростині — 14-26%, кондитерських виробах — до 65%, кісточкових плодах — до 9%, динях — до 8,5%.
Мальтоза– у вільному стані не входить до складу харчових продуктів. Вона утворюється під час гідролізу крохмалю і міститься в патоці, солоді (проросле зерно).
Лактоза– міститься тільки в молоці.
Трегалоза— міститься в грибах.
Рафіноза — міститься у невеликих кількостях у сої, горосі, цукрових буряках.
Цукри мають різну солодкість. Якщо солодкість цукрози прийняти за 100, то солодкість фруктози становить 173, глюкози — 74, мальтози — 32, галактози — 32, рафінози — 23, лактози — 16.
Гігроскопічність цукрів - здатність цукрів поглинати вологу. Найбільш гігроскопічна фруктоза, найменш — лактоза і мальтоза, чиста цукроза практично негігроскопічна, цукор-пісок, в якому є небагато інвертних цукрів, гігроскопічний.
Нецукроподібні.
Крохмаль– складається з багатьох молекул моноцукру — глюкози. У великих кількостях крохмаль міститься в зерні злакових культур — 60-70%, у картоплі — 12-26%, у насінні бобових культур — 50-60%. Багаті на крохмаль хлібобулочні, макаронні, борошняні кондитерські вироби, борошно, крупи.
Інулін– є в коренях цикорію, бульбах топінамбуру, артишоках.
Глікоген– як резервна речовина міститься в м'язах тварин (тваринний крохмаль). Глікоген бере участь у ферментативних процесах дозрівання м'яса після забою тварин.
Клітковина (целюлоза геміцелюлози), лігнін і пектинмістяться у стінках клітин оболонок зерна, шкірках фруктів, овочів і в меншій кількості - в м'якоті.
Клітковина і лігнін мало засвоюються, але являються компонентом їжі.
Пектин (1-1,5%) разом з цукром (65%) і кислотою (1%) здатний утворювати желе. Сливи, абрикоси, яблука та інші фрукти, що містять багато пектину, використовують для виробництва мармеладу, джему, пастили, желе та ін.
Пектин– має велику фізіологічну і лікувально-профілактичну цінність.
Азотисті сполуки
У складі азотистих сполук, крім вуглецю, водню і кисню, є азот. До цих сполук належать: білки, амінокислоти, аміди кислот, аміни, аміак, нітрати, нітрити. Білки є основною азотистою сполукою харчових продуктів.
Білок або протеїн (від гр. протос — головний) – є головним чинником живої природи. Він входить до елементів клітини: ядра, цитоплазми і є обов'язковим складником їжі людини, бо білок в організмі синтезується тільки з білків, що надходять ззовні. Без обміну білків неможливе життя, ріст і розвиток будь-якого організму. Білки — основний будівельний матеріал клітин, ферментів, гормонів, імунних тіл. Вони беруть участь у транспортуванні кисню, в обміні вітамінів, мінеральних речовин, жирів, вуглеводів, є енергетичним матеріалом (забезпечують до 15% енергоцінності добового раціону). Добова потреба людини в білках — 80-100 г, половину з яких повинні становити тваринні білки.
Біологічна цінність білків залежить від амінокислотного складу (відомо 22 амінокислоти).
Амінокислотиподіляють на замінні (можуть бути синтезовані організмом людини) і незамінні (не синтезуються і повинні надходити з їжею). До незамінних амінокислот належать: триптофан, лізин, фенілаланін, лейцин, ізолейцин, метіонін, треонін, валін. Аргінін і гістидин є незамінними для дитячого організму. Встановлено добову потребу організму в кожній з цих кислот.
Ступінь повноцінності білків продукту залежить від оптимального співвідношення амінокислот. Білки, що містять усі незамінні амінокислоти, є повноцінними, а білки, в яких відсутня одна або кілька кислот — неповноцінними. Так, повноцінними вважають казеїн молока і альбумін яєць, неповноцінними — колаген, еластин хрящів, сухожилля.
У м'ясі міститься 14-20% білків, рибі — 13-18, сирі кисломолочному — 15-16, твердому сирі — 22-29, яйцях — 12-14, сої — 33-44, хлібі пшеничному — 6-10, крупах — 7,6-4,9, молоці — 3-4, картоплі — 2, овочах — 0,5-6,5, фруктах — 0,2-1,5%.
Жири
Жири за хімічною природою є сполуками триатомного спирту гліцерину (10-16%) і жирних кислот (84-90%). За хімічною класифікацією їх називають гліцеридами або ефірами. Харчова цінність, фізико-хімічні, органолептичні властивості жирів залежать від кількісного співвідношення і властивостей жирних кислот. За певних умов жир розкладається (гідролізується) на гліцерин і жирні кислоти.
Жирні кислоти – поділяють на насичені і ненасичені.
Насичені жирні кислоти – належать низькомолекулярні — масляна, капронова, каприлова, капринова і високомолекулярні — пальмітинова, стеринова, арахінова та ін.
Низькомолекулярні насичені жирні кислоти – мають рідку або мазку консистенцію, специфічний запах (леткі).
Низькомолекулярні жирні кислоти містяться тільки у вершковому маслі, кокосовій, пальмоядровій оліях і надають їм пластичності і запаху.
Високомолекулярні насичені кислоти– мають тверду консистенцію, нелеткі, без запаху.
Високомолекулярні насичені жирні кислоти входять до складу всіх харчових жирів, але в різних кількостях.
Ненасичені жирні кислоти – мають вільні валентності або подвійні зв'язки між атомами вуглецю в молекулі, тому здатні до реакцій приєднання. Наприклад, під час зберігання до жирних кислот приєднується кисень повітря (відбувається окислення жирів), що призводить до псування.
Ненасичені жирні кислоти — високомолекулярні: олеїнова має один подвійний зв'язок, лінолева — два, ліноленова — три, арахідонова — чотири, клупанодонова — п'ять. Що більше подвійних зв'язків у жирній кислоті, то більшу здатність до окислення вона має. Ненасичені жирні кислоти мають рідку консистенцію.
Лінолева, ліноленова, арахідонова жирні кислоти є біологічно цінними, а лінолева — незамінна (не синтезується в організмі і повинна надходити з їжею).
Що більше у складі жиру високомолекулярних насичених жирних кислот, то вища його температура плавлення і нижча засвоюваність. Гірше засвоюється яловичий і баранячий жири — на 79-84% (температура плавлення — 40-51° С), краще — свинячий — на 90-95% (температура плавлення — 33-46° С), найкраще — вершкове масло — на 95-98% (температура плавлення — 28-34° С). Олії порівняно з тваринними жирами містять поліненасичених жирних кислот у 2 рази більше, а насичених — у 4-5 разів менше, тому вони рідкі — температура плавлення — 16-19° С, засвоюються на 96-98%, мають високу біологічну цінність (містять 50-60% лінолевої незамінної кислоти).
Жир як харчовий продукт складається з гліцеридів і супутніх речовин, які впливають на біологічну, смакову цінність, зовнішній вигляд (колір, прозорість).
До супутніх речовин належать фурфуроли, турпини, воски, барвні речовини, вітаміни.
Фосфоліпіди (лецитин)– підвищують біологічну цінність жиру, бо містять незамінну жирну кислоту, фосфор, вітаміноподібний холін. За зберігання олії фосфоліпіди випадають в осад.
Стерини (сітостерол, холестерин, ергостерол) – беруть участь у створенні статевих гормонів, кори наднирників, вітаміну D3.
Воски– під час охолодження олії густіють, викликають помутніння.
Вітаміни А1, А2, D2, D3, Е, К – підвищують біологічну цінність жиру.
Барвні речовини – зумовлюють забарвлення жиру (каротин, хлорофіл), деякі з них (каротин) підвищують вітамінну цінність жирів.
Глікозиди– надають жиру специфічного смаку. У великій кількості вони негативно впливають на організм людини.
Вітаміни
Залежно від розчинності вітаміни поділяють на водо- і жиророзчинні.
Водорозчинні вітаміни — С, групи В, РР та ін.
Містяться в продуктах рослинного і тваринного походження.
Вітамін С (аскорбінова кислота) – підвищує опір організму до дії несприятливих умов довкілля та інфекціям, бере участь у синтезі й обміні багатьох речовин.
Добова потреба людини у вітаміні С — 70-100 мг.
Найбільше вітаміну С міститься (мг/100 г) в шипшині свіжій — 470, перці червоному солодкому — 250, обліписі і чорній смородині — по 200, капусті цвітній і лимонах — по 70.
Вітамін В1 (тіамін) – регулює діяльність органів травлення, кровообігу, функції центральної нервової системи.
Добова потреба людини у вітаміні В1 — 1,5-2,0 мг.
Багаті на вітаміни В1 (мг/100 г) соя — 0,94, макаронні вироби — 0,90, нежирна свинина — 0,87, каші, крупи — 0,42-0,5.
Вітамін В2 (рибофлавін) – поліпшує обмін жирів, білків, вуглеводів, нормалізує функції органів кровообігу, травлення, нервову систему.
Добова потреба людини у рибофлавіні становить 2-2,5 мг.
Багато вітаміну В2 міститься (мг/100 г) в печінці — 2,9, яйцях — 0,44, м'ясі — 0,14-0,23, рибі — 0,11-0,2.
Вітамін В3 (пантотенова кислота) – входить до складу ферментів, що каталізують перетворення в організмі людини білків, жирів і вуглеводів.
Він є в печінці, яйцях, яловичині, рибі.
Вітамін В6 (піридоксин) – впливає на утворення вітаміну РР, сприяє кровотворенню, обміну холестерину.
Добова потреба людини у вітаміні В6 — 2-3 мг.
Основними постачальниками вітаміну В6 є молоко, сири, м'ясо, яйця, риба, хліб, овочі.
Вітамін В12 (ціанокобаламін) – стимулює кровотворення, позитивно впливає на центральну нервову систему.
Добова потреба людини у вітаміні В12 — 2 мкг.
Найбільше вітаміну В12 міститься в печінці яловичій, нирках, серці, м'ясі.
Вітамін РР (нікотинова кислота, ніацин) – прискорює кровообіг, поліпшує секрецію шлунку, нормалізує обмін холестерину, води і мінеральних солей.
Потреба людини у вітаміні РР — 15-20 мг на добу.
Багаті на вітамін сушені гриби — 65,0 мг%, нирки — 6,20, печінка — 5,70, м'ясо — 1,60-5,70, крупи і хліб — 0,10-4,19 мг%.
Фолієва кислота (фолацин) – стимулює синтез білків, процеси росту і розвитку організму.
Потреба людини в цьому вітаміні — 200 мкг на добу.
Міститься він (мкг/100 г) в печінці яловичій — 2,40, квасолі — 90, сирі — 35, цвітній капусті — 23.
Жиророзчинні вітаміни (A, D2, D3, Е, К)– входять до складу переважно продуктів тваринного походження.
Вітамін А (ретинол) – впливає на зір, ріст, підвищує опір організму інфекційним захворюванням.
Вітамін А міститься тільки в продуктах тваринного походження, а його попередник — каротин (провітамін А) — в продуктах рослинного походження: моркві — 9,0 мг в 100 г, сухій шипшині — 6,7, зеленій цибулі — 2,0, томатах — 1,2.
Добова потреба людини у вітаміні А — 1,5-2,5 мг, 1/3 ваги становить каротин.
Вітаміни D2, D3 (кальцифероли)– беруть участь в обміні кальцію, їх нестача призводить до розвитку рахіту.
Добова потреба в них людини становить 0,01 мг.
Найбільше кальциферолів знаходять у риб'ячому жирі і жирі вершковому.
Вітамін Е (сс, р, у, 5 токофероли)– стимулює синтез статевих гормонів, нормалізує обмін білків, жирів, вуглеводів.
Щодня людина має отримати з їжею 10-20 мг вітаміну Е.
Багаті на вітамін Е олії. Соєва — 120 мг/100 г, кукурудзяна — 100, соняшникова — 60.
Вітамін К (філохінони) – прискорює зсідання крові, стимулює відновлення ушкоджених клітин.
Потреба людини у цьому вітаміні — 1,8-2,2 мг на добу.
Найбільше вітаміну К (мг/100 г) в шпинаті — 4,5, печінці свинячій — 0,6, томатах — 0,4.
Органічні кислоти
Органічні кислоти в харчових продуктах існують у вільному стані та у вигляді солей й інших сполук як природні або додані в процесі виготовлення і перероблення.
Органічні кислоти беруть участь у деяких процесах обміну, під їхнім впливом знижується рівень холестерину і жирів, вони активізують (стимулюють виділення травних соків) травлення, нормалізують склад кишкової мікрофлори. У процесі окислення органічних кислот виділяється енергія.
Яблучна кислота – в кількості 0,2-2,5% є в більшості фруктів (крім цитрусових і журавлини). Вона має приємний кислий смак.
Цитринова кислота – входить до складу цитрусових плодів і деяких ягід. У лимонах її знаходять до 7%. Вона має приємний кислий смак. Цитриновою і яблучною кислотами підкислюють кондитерські вироби, лікеро-горілчані напої та ін.
Винна кислота – є у винограді і має кислий в'язкий смак.
Молочна кислота – є в продуктах, виготовлених молочнокислим бродінням. У молочнокислих продуктах її міститься 0,7-1,5%, у солоних огірках і квашеній капусті — 0,6-1,8%. Вона утворюється в хлібі та квасі і має приємний смак.
Щавелева кислота – входить до складу деяких овочів. Найбільше її в щавлі — до 0,7%, шпинаті — до 0,2, ревені — до 0,2%. Це сильнодіюча кислота, що порушує обмін речовин.
Оцтову кислоту– додають у харчові продукти. Як природна речовина вона майже відсутня.
Бензойна кислота – у невеликій кількості міститься в журавлині, брусниці. Вона є сильним антисептиком і використовується для консервування продуктів.
Саліцилова кислота — міститься в журавлині та малині.
Кислоти можуть також утворюватися внаслідок неправильного зберігання продуктів (вина, пиво, сири, сметана та ін.), що призводить до погіршення якісних характеристик і псування. Тому кислотність для багатьох продуктів є показником їхньої якості.
Дубильні речовини
Дубильні речовини (поліфеноли) – містяться переважно в продуктах рослинного походження: фруктах, чаї, вині. Вони формують їхній смак, аромат, колір; так, наприклад, горобині, хурмі вони надають терпкого смаку. Дубильні речовини, окислюючись, утворюють темнозабарвлені сполуки (флобафени), цим пояснюється потемніння м'якоті нарізаних фруктів, чорний колір чаю, какао-бобів. Продукти перетворень дубильних речовин сприяють утворенню аромату чаю, шоколаду.