Saada oma head tööd teadmistebaasi on lihtne. Kasutage allolevat vormi
Üliõpilased, magistrandid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi oma õpingutes ja töös, on teile väga tänulikud.
Majutatud aadressil http://www.allbest.ru/
Vene Föderatsiooni Föderaalne Haridusamet
Kemerovo Toiduainetööstuse Tehnoloogiline Instituut
Kääritamise ja konserveerimise tehnoloogia osakond
Koolitus- ja metodoloogiakompleks
täis- ja osakoormusega üliõpilastele
erialal "Kääritamise ja veini valmistamise tehnoloogia"
toidukeemia
Eessõna
Kursuse "Toidukeemia" õppe- ja metoodiline kompleks on mõeldud õpitava kursuse "Toidukeemia" teoreetiliste materjalidega tutvumiseks, sisaldab laboratoorset töötuba laboritööde tegemiseks, kirjavahetuse üliõpilaste testide koostamise nõudeid. kursused, kontrolltööde võimalused korrespondentkursuste üliõpilastele, küsimused testile kursusel "Toidukeemia".
Distsipliini "Toidukeemia" õppimise eesmärk on anda õpilastele teadmisi toidutoorme, pooltoodete, valmistoodete keemilisest koostisest, keemiliste protsesside üldistest mustritest, mis toimuvad tooraine töötlemisel valmistoode, toidu põhikomponentide rollist inimkeha elus. Toidukaupade toiteväärtuse ja energeetilise väärtuse arvutamise protseduuriga tutvumine.
Distsipliini ülesandeks on uurida toiduainete põhikomponente ja nende rolli inimese toitumises; tutvumine põhiliste keemiliste protsessidega, mis toimuvad tooraine ladustamise ja valmistooteks töötlemise tulemusena, toitainete igapäevase tarbimise normidega. Inimese ratsionaalse toitumise teooria uurimine.
Kursusel "Toiduainete keemia" õppijate omandatud teadmised põhinevad erialade "Orgaaniline keemia", "Biokeemia" õppimisel omandatud teadmistel ning täiendõppe käigus kinnistatakse ja süvendatakse neid erialade õppes. eridistsipliinid: "Tööstuse tehnoloogia", "Tööstuse keemia".
Selle distsipliini õppimise tulemusena peaksid õpilased
TEADA: Toiduainete põhikomponendid, nende päevane tarbimine ja roll inimese toitumise füsioloogias; toiduainete koostisainete peamised muundumised inimkehas ja toorainete valmistoodeteks töötlemise protsessis.
OSKADA: Arvutada toodete toite- ja energiaväärtust ning selle muutumist uute lisandite kasutuselevõtuga; määrata tooraine, pooltoodete, valmistoodete põhikomponendid; ennustada muutusi toiduainete koostises ja omadustes tooraine ja pooltoodete erinevat tüüpi tehnoloogilisel töötlemisel.
Loengukonspektid sisaldavad õpitava kursuse põhiosi.
Kursuse "Toidukeemia" õppimisel üliõpilaste poolt omandatud teadmisi kinnistatakse ja süvendatakse veelgi eridistsipliinide õppes.
Enne testi sooritamist peavad üliõpilased töötama välja nii käesolevas õpikus esitatud kui ka loengumaterjalis ja erialakirjanduses esitatud teoreetilise materjali.
Kursuse "Toidukeemia" programm koostati riikliku kutsekõrghariduse haridusstandardi alusel suunal 655600 "Taimsest materjalist toidu tootmine" erialale 260402 "Kääritamise tootmise ja veinivalmistamise tehnoloogia", kinnitatud 23. märts 00, nr osariik. reg. 185tech/ds.
Programm sisaldab teoreetilist kursust, mille sisu on üksikasjalikult kirjeldatud esitatud metoodilises kompleksis. Lisaks sisaldab distsipliini "Toidukeemia" programm laboritööd kõikide õppevormide õpilastele, kontrolltööd korrespondentkursuste üliõpilastele. Laboritöö sisu antakse laboritöökojas.
Sissejuhatus. Kursuse õppeaine ja eesmärgid. Toiduainete toiteväärtuse, kvaliteedi ja ohutuse tõstmise probleemid, toiduainete valmistamisel ja ladustamisel toimuvate keemiliste transformatsioonide roll. Toidu tooraine makro- ja mikroelemendid. Nende ümberkujundamine toidutoorme ladustamise ja töötlemise protsessis.
Ratsionaalse toitumise põhialused. Lühiteave seedimise keemia kohta. Tasakaalustatud toitumise teooria aluspõhimõtted. Toidukaupade toiteväärtuse ja energeetilise väärtuse määramine.
Tooraine ja valmistoodete süsivesikud. Fermentatsioonitööstuse toorainete ja valmistoodete süsivesikute omadused: mono-, oligo- ja polüsahhariidid. Peamised süsivesikute muundumised toorainete ladustamisel ja töötlemisel valmistoodeteks: keemilised muundumised (inversioon, reversioon, karamellisatsioon, hüdroksümetüülfurfuraali lagunemine, melanoidiini moodustumise reaktsioon), ensümaatilised muundumised (hingamine, fermentatsioon, hüdrolüüs). Süsivesikute tehnoloogiline roll. Süsivesikute toiteväärtus.
Valgu tooraine ja valmistooted. Tooraine ja valmistoodete aminohapete, valkude iseloomustus. Lämmastikku sisaldavate ainete ensümaatilised ja mitteensümaatilised muundumised tooraine töötlemisel: (hüdrolüüs, koagulatsioon ja denatureerimine, vahutamine, hüdratsioon, melanoidiini moodustumine). Lämmastikku sisaldavate ainete roll jookide kvaliteedi kujunemisel. Valkude ja aminohapete toiteväärtus.
Tooraine ja valmistoodete lipiidid. Lipiidide klassifitseerimine tooraines ja valmistoodetes, transformatsioonid toiduainete tootmisel: hüdrolüüs, hüdrogeenimine, oksüdatsioon. Lipiidide toiteväärtus.
Toiduhapped tooraines ja valmistoodetes. Toiduhapete roll ja tähtsus toorainetes ja toiduainetes. Toidu hapete muutused tooraine töötlemisel.
Vitamiinide toorained ja valmistooted. Tooraine ja valmistoodete vitamiinide klassifikatsioon. Vitamiinide päevane tarbimine ja toiduallikad. Toidu vitamiinikaotuse tavalised põhjused. Tehnoloogilistest protsessidest tingitud muutused vitamiinides. Vitamiinide säilitamise viisid toidus. Toidu vitamiiniseerimine.
Mineraalid toiduainetes. Mineraalide roll ja tähtsus tooraines ja toiduainetes. Mikro- ja makroelemendid, päevane tarbimine ja toiduallikad. Mineraalide mõju inimorganismile. Mineraalainete koostise muutused tooraine tehnoloogilisel töötlemisel.
Fermentatsioonitööstuse toorainete ja valmistoodete fenoolsed ained. Toorainete ja valmistoodete fenoolsete ainete klassifikatsioon. Muutused töötlemisel ja ladustamisel (ensümaatiline oksüdatsioon, muutused polüfenoolides keskkonna keemilise koostise mõjul, metallid). Fenoolsete ainete roll jookide kvaliteedi kujundamisel. Polüfenoolide oksüdatsiooni vältimise viisid.
Toorainete ja toiduainete ensüümid. Ensüümide klassifikatsioon. Ensüümide roll ja tähtsus toorainetes ja toiduainetes. Ensüümide mõju toidutoorme ohutusele, tooraine töötlemise tehnoloogiale ja toiduainete kvaliteedile. Ensüümide kasutamine toidutehnoloogiates.
Vesi tooraines ja toiduainetes. Vaba ja seotud niiskus, vee aktiivsus ja toidu stabiilsus.
Toidu ökoloogia. Toidukaupade meditsiinilis-bioloogilised nõuded. Tervisliku toidu loomine.
1. Inimese ratsionaalse toitumise alused
1.1 Seedimise keemia
Toitu moodustavate ainete tarbimise ja assimilatsiooniga seotud protsesside kogumit nimetatakse seedimiseks. Toitumine hõlmab toitainete järjestikuseid omastamise, seedimise, imendumise ja assimilatsiooni protsesse, mis on vajalikud energiakulude katmiseks, inimkeha rakkude ja kudede ehitamiseks ja uuendamiseks ning samuti organismi funktsioonide reguleerimiseks.
Inimeste poolt tarbitavad tooted looduslikul või töödeldud kujul on keerulised süsteemid, millel on ühtne sisemine struktuur ning ühised füüsikalised ja keemilised omadused. Toidukaupadel on mitmesugune keemiline olemus ja keemiline koostis.
Seedimine on toitainete assimilatsiooni esialgne etapp. Keerulise keemilise koostisega toiduained lagunevad seedimise käigus lihtsateks lahustuvateks ühenditeks, mida inimkeha suudab kergesti omastada ja omastada.
Inimese seedeaparaat hõlmab seedekanalit või seedetrakti. Seedetrakti koostis sisaldab:
Suuõõs,
söögitoru, magu,
kaksteistsõrmiksool,
peensool, jämesool,
pärasool,
Peamised näärmed on süljenäärmed, maks, sapipõis, kõhunääre.
Toitainete muundamine seedimise protsessis toimub kolmes etapis:
Cavitary seedimine: seedimise protsess toimub toiduõõnsustes - suu-, mao-, soolestiku. Need õõnsused eemaldatakse sekretoorsetest rakkudest (süljenäärmed, maonäärmed). Cavitaarne seedimine tagab intensiivse esialgse seedimise.
Membraani seedimine: viiakse läbi ensüümide abil, mis on kontsentreeritud peensoole seintel paiknevatele mikrovillidele. Membraani seedimine viib läbi toitainete hüdrolüüsi.
Imemine. Lihtsad lahustuvad ained, mis tekivad seedimise käigus, imenduvad läbi peen- ja jämesoole seinte verre ning kanduvad läbi inimkeha.
Igal toidukomponendil on oma seedimise ja assimilatsiooni protsessi skeem.
Süsivesikute assimilatsioon. Polüsahhariididest seeditakse taimsetes toiduainetes sisalduv tärklis ja loomsetes toiduainetes sisalduv glükogeen. Tärklise ja glükogeeni seedimine toimub etapiviisiliselt.
Tärklise ja glükogeeni hüdrolüüs algab suuõõnes süljes leiduvate amülaasi ensüümide toimel. Seejärel jätkub hüdrolüüs maos ja kaksteistsõrmiksooles. Tärklis ja glükogeen lagundatakse järk-järgult dekstriiniks, maltoosiks, glükoosiks. Toidu disahhariidide hüdrolüüsi katalüüsivad peensoole epiteeli väliskihis asuvad ensüümid. Sahharoos laguneb ensüümi sahharaas (invertaas) toimel glükoosiks ja fruktoosiks, ensüümi laktaasi (β-galaktosidaasi) toimel laguneb laktoos galaktoosiks ja glükoosiks, maltoos laguneb kaheks glükoosimolekuliks. ensüümi maltaasi toime. Monosahhariidid ehk lihtsad heksoosid imenduvad sooleepiteelirakkude poolt verre ja toimetatakse maksa.
Valkude assimilatsioon. Toiduvalgud lagundatakse proteolüütiliste ensüümide toimel aminohapeteks, protsess toimub maos, kaksteistsõrmiksooles ja peensooles etapiviisiliselt.
Maos toimub valkude seedimine happelises keskkonnas, kaksteistsõrmiksooles ja soolestikus nõrgalt aluselises keskkonnas. Valkude seedimise protsessis osalevad mitmesugused proteolüütilised ensüümid: pepsiin, trüpsiin, aminopeptidaas, karboksüpeptidaas ja teised.
lipiidide imendumine. Protsess toimub peensooles. Ensüümi lipaasi sekreteerib pankreas. Lipiidide hüdrolüüsi käigus tekivad ensüümi lipaasi mõjul vabad rasvhapped, glütserool, fosforhape ja koliin. Need komponendid emulgeeritakse sapphapete toimel, imenduvad seejärel lümfi ja sealt edasi verre.
Toit täidab inimkehas kolme peamist funktsiooni:
materjali tarnimine inimkudede ehitamiseks;
elu säilitamiseks ja töö tegemiseks vajaliku energia tagamine;
pakkudes aineid, mis mängivad olulist rolli ainevahetuse reguleerimisel inimkehas.
1.2 Tasakaalustatud toitumise teooria
Ratsionaalse toitumise teooria põhineb kolmel põhiprintsiibil:
1. Energia tasakaal. Toiduga igapäevaselt tarnitav energia peaks vastama inimese eluprotsessis kulutatud energiale.
2. Organismi vajaduste rahuldamine toitainete optimaalses koguses ja vahekorras.
3. Toiterežiim. Kindla aja ja toidukordade arvu järgimine, toidu ratsionaalne jaotamine igal toidukorral.
Energia tasakaal. Toitainete tarbimise ja assimilatsiooni käigus keha poolt antav energia kulub inimkeha elutähtsa tegevusega seotud kolme põhifunktsiooni elluviimiseks. See hõlmab: põhiainevahetust, toidu seedimist, lihaste aktiivsust.
Põhiainevahetus on minimaalne energiahulk, mida inimene vajab puhkeolekus (une ajal). Meeste jaoks on see energia 1600 kcal, naistel - 1200 kcal.
Toidu seedimist seostatakse toidu spetsiifilise dünaamilise toimega lihaste aktiivsuse puudumisel. Põhiainevahetus inimestel toidu spetsiifilise dünaamilise toime tõttu suureneb 10-15%, mis vastab 140-160 kcal päevas.
Lihaste aktiivsuse määrab inimese elustiili aktiivsus, inimese töö iseloom. Lihaste aktiivsus kulutab 1000-2500 kcal.
Kokku kulutab inimene kõigi keha funktsioonide täitmiseks naistele 2200-2400 kcal ja meestele 2550-2800 kcal. Suure füüsilise koormuse tegemisel (sport, kaevurite, ehitajate töö jne) tõusevad inimese energiakulud 3500 - 4000 kcal-ni. Pikaajalise positiivse energiabilansi korral koguneb liigne sissetulev energia rasvana rasvkoesse, mis toob kaasa liigse kehakaalu.
Organismi vajaduste rahuldamine toitainete optimaalses koguses ja vahekorras. Täisväärtuslik toit peaks sisaldama viit toitainete klassi: valgud (sh asendamatud aminohapped), lipiidid (sh asendamatud rasvhapped), süsivesikud (sh kiudained), vitamiinid ja mineraalained.
Inimorganismi päevane süsivesikute vajadus on 400-500 g, sahharoos moodustab 10-20% süsivesikute üldkogusest. Süsivesikud on inimese peamine energiaallikas. Kiudained – kiudained, pektiin, hemitselluloosid stabiliseerivad seedetrakti tegevust. Kiudained ja hemitselluloos puhastavad soolestikku ning pektiin seob ja viib organismist välja kahjulikud ained. Kiudainete päevane vajadus on 25 g, pektiini - 5 g.
Inimorganismi päevane vajadus lipiidide järele on 102 g, sh taimne 72 g Lipiidid on peamine energiaallikas, osalevad kolesterooli ja teiste steroidide sünteesis. Taimse ja loomse rasva optimaalne suhe on 7: 3. See tagab erinevate rasvhapete tasakaalustatud tarbimise: 30% küllastunud, 60% monoküllastumata, 10% polüküllastumata rasvhappeid. Asendamatute rasvhapete (linoolhape, linoleenhape) päevane vajadus on 3-6 g.
Füsioloogiliselt väärtuslikud on fosfolipiidid, mis on vajalikud rakkude ja rakusiseste struktuuride uuenemiseks. Päevane fosfolipiidide vajadus on 5 g.
Inimorganismi päevane valkude vajadus on 85 g, sh loomseid valke 50 g Toiduga kaasas olevad valgud toimivad ehitusmaterjalina valkude sünteesil ja uuenemisel, tagavad hormonaalse ainevahetuse, on energiaallikaks. Normaalseks toitumiseks peaks asendamatute aminohapete sisaldus toidus olema 36 - 40%, mille tagab taimsete ja loomsete valkude suhe toiduainetes 45:55%.
Vitamiinid ja vitamiinitaolised ained osalevad inimorganismis ainete ainevahetuses, on osa koensüümidest ja ensüümidest ning mõjutavad ainevahetusprotsesse inimorganismis. Inimese vitamiinivajadus tuleks rahuldada looduslike toodete tarbimisega. Päevane vitamiinivajadus on toodud tabelis 6.1.
Mineraalid on vajalikud normaalseks toitumiseks, täidavad erinevaid funktsioone: on osa luude struktuurikomponentidest, on elektrolüüdid, säilitades vere ja kudede vee-soola koostise, on proteesrühmad erinevates ensüümides ja mõjutavad ainevahetusprotsesse. inimese kehas. Mineraalainete päevane sisaldus toidus on toodud tabelis 4.1. Peamiste makroelementide - kaltsiumi, fosfori, magneesiumi - optimaalne suhe peaks olema 1: 1,5: 0,5 või grammides 800: 1200: 400.
Toiduga on väga oluline tagada, et organism saaks vajalikke toitaineid optimaalses koguses ja õigel ajal. Erinevate toitainete ja energia vajadus sõltub soost, vanusest, inimese töötegevuse iseloomust, kliimatingimustest ja paljudest muudest teguritest.
Täiskasvanu olulisemate toitainete ja energia tarbimise normid on toodud tabelis 1.1.
Dieet põhineb neljal reeglil:
toitumise regulaarsus,
võimsuse osa,
Ratsionaalne tootevalik
Toidu optimaalne jaotus päeva jooksul.
Tabel 1.1 Toitainete ja energia tarbimise normid
|
toiduaine |
igapäevane vajadus, |
|
|
sealhulgas loomad |
||
|
Asendamatud aminohapped, g |
||
|
Seeditavad süsivesikud, g |
||
|
Sealhulgas mono- ja disahhariidid |
||
|
Lipiidid, g sealhulgas köögiviljad |
||
|
Asendamatud rasvhapped, g |
||
|
Fosfolipiidid, g |
||
|
Taimsed lipiidid, g |
||
|
Kiudained, g Kaasa arvatud pektiin, g |
||
|
Energeetiline väärtus, kcal |
Söömise regulaarsus on seotud söömisajast kinnipidamisega. Inimesel tekib seedemahla sekretsioonirefleks, mis tagab normaalse seedimise ja toidu omastamise.
Toitumise killustatus peaks olema 3-4 annust päevas. Kolme toidukorraga päevas peaks hommikusöök moodustama 30% toidust, lõunasöök 45-50% ja õhtusöök 20-25%. Õhtusöök ei tohiks ületada kolmandikku päevasest toidust.
Ratsionaalne toodete valik igal söögikorral peaks looma optimaalsed tingimused toidu assimilatsiooniks. Loomset päritolu valke soovitatakse tarbida päeva esimesel poolel, piima- ja taimseid toiduaineid - teises.
Toidu optimaalne jaotus päeva jooksul tagab seedesüsteemi ühtlase koormuse.
1.3 Toidu energia- ja toiteväärtuse määramine
Inimese põhitoitainete vajaduse normide ja toiduainete keemilise koostise andmete alusel on võimalik arvutada toote toiteväärtust, samuti koostada individuaalne dieet.
Toiduaine toitefüsioloogilise väärtuse all mõistetakse seeditavate asendamatute ainete tasakaalustatud sisaldust toidutootes: asendamatud aminohapped, vitamiinid, mineraalained, küllastumata rasvhapped. Toiteväärtuse mõiste hõlmab ka valkude, rasvade, süsivesikute optimaalset suhet toiduainetes, mis on 1: 1,2: 4 või 85: 102: 360 grammi. Toote toiteväärtuse arvutamisel määratakse tootes sisalduvate toitainete protsent: mineraalained (kaltsium, magneesium jne), vitamiinid (tiamiin, askorbiinhape jne), selle aine optimaalsest päevasest kogusest. Saadud tulemuste põhjal tehakse järeldus toidutoote kasulikkuse või halvemuse kohta selle koostise osas.
Toiduainetest bioloogilise oksüdatsiooni käigus eralduvat energiat kasutatakse organismi füsioloogiliste funktsioonide tagamiseks, määrab toiduaine energeetilise väärtuse.
Toiduainete energiasisaldust väljendatakse tavaliselt kilokalorites, arvutus tehakse 100 g toote kohta. Kui SI-süsteemis on vaja ümber arvutada, kasutatakse ümberarvestustegurit 1 kcal = 4,184 kJ. Tooraine ja toiduainete olulisemate komponentide energiaväärtuse ümberarvestustegurid on järgmised:
Valgud - 4 kcal;
Süsivesikud - 4 kcal;
Mono- ja disahhariidide summa - 3,8 kcal;
rasvad - 9 kcal;
Orgaanilised happed - 3 kcal
Etüülalkohol - 7 kcal.
|
toiduained |
||
|
Leiva- ja pagaritooted jahu poolest |
||
|
Kartul |
||
|
Köögiviljad ja kõrvitsad |
||
|
Puuviljad ja marjad |
||
|
Liha ja lihatooted |
||
|
Kala ja kalatooted |
||
|
Piim ja piimatooted piima poolest |
||
|
Täispiim |
||
|
Kooritud piim |
||
|
loomne õli (21,7)* |
||
|
Kohupiim (4,0)* |
||
|
Hapukoor ja koor (9,0)* |
||
|
Juust, juust (8,0)* |
||
|
Munad, tükid |
||
|
Taimeõli, margariin |
Toodete toite- ja energeetilise väärtuse arvutamiseks on vaja teada toodete keemilist koostist. Seda teavet leiate spetsiaalsetest teatmeteostest.
Toote energiaväärtus arvutatakse valemiga 1.1
E \u003d (X valk Ch 4) + (X süsivesikud Ch 4) + (X rasvad Ch 9) + (X orgaanilised happed Ch 3) + (X alkohol Ch 7) (1,1)
Energiasisalduse (kalorisisalduse) järgi jagatakse toiduained nelja rühma:
Eriti energiarikas (šokolaad, rasvad) 400 - 900 kcal
Kõrge energiasisaldusega (suhkur, teraviljad) 250 - 400 kcal
Keskmise energiasisaldusega (leib, liha) 100 - 250 kcal
Madala energiasisaldusega (piim, kala, köögiviljad, puuviljad) kuni 100 kcal
Kõigi kehafunktsioonide täitmiseks kulutab inimene igapäevaselt naistele 2200-2400 kcal ja meestele 2550-2800 kcal. Suurenenud füüsilise koormuse korral suurenevad energiakulud 3500 - 4000 kcal-ni.
2. Valguained
2.1 Valkude klassifikatsioon
Valguaineid nimetatakse kõrgmolekulaarseteks orgaanilisteks ühenditeks, mille molekulid koosnevad 20 erineva b-aminohappe jääkidest. Valgud mängivad elusorganismide, sealhulgas inimeste tegevuses tohutut rolli. Valkude olulisemad funktsioonid on:
Struktuurne funktsioon (sidekoed, lihased, juuksed jne); katalüütiline funktsioon (valgud on osa ensüümidest);
Transpordifunktsioon (hapniku ülekanne vere hemoglobiiniga); kaitsefunktsioon (antikehad, vere fibrinogeen),
kontraktiilne funktsioon (lihaskoe müosiin); hormonaalsed (inimese hormoonid);
Reserv (põrna ferritiin). Valkude reserv- ehk toitefunktsioon seisneb selles, et valke kasutab inimorganism valkude ja valgupõhiste bioloogiliselt aktiivsete ühendite sünteesiks, mis reguleerivad inimkehas ainevahetusprotsesse.
Valgud koosnevad b-aminohappejääkidest, mis on ühendatud peptiidsidemega (-CO-NH-), mis moodustub esimese aminohappe karboksüülrühma ja teise aminohappe b-aminorühma tõttu.
Valkude klassifikatsiooni on mitut tüüpi.
Klassifikatsioon peptiidahela struktuuri järgi: nad eristavad spiraalset kuju b-heeliksi kujul ja volditud struktuuri c-heeliksi kujul.
Klassifikatsioon valgumolekuli orientatsiooni järgi ruumis:
1. Esmane struktuur on aminohapete kombinatsioon lihtsaimaks lineaarseks ahelaks ainult peptiidsidemete tõttu.
2. Sekundaarne struktuur on polüpeptiidahela ruumiline paigutus b-heeliksi või c-volditud struktuuri kujul. Struktuuri hoiab külgnevate peptiidsidemete vahel vesiniksidemete esinemine.
3. Tertsiaarne struktuur on b-heeliksi spetsiifiline paigutus gloobulite kujul. Struktuur säilib tänu sidemete tekkimisele aminohapete külgmiste radikaalide vahel.
4. Kvaternaarstruktuur on mitme tertsiaarse struktuuri seisundis oleva kera kombinatsioon üheks suurendatud struktuuriks, millel on uued omadused, mis üksikutele gloobulitele ei ole iseloomulikud. Gloobuleid hoiavad koos vesiniksidemed.
Valgu molekuli iseloomuliku ruumilise tertsiaarse struktuuri säilitamine toimub aminohapete külgmiste radikaalide vastastikmõju tõttu sidemete moodustumisega: vesinik, disulfiid, elektrostaatiline, hüdrofoobne. Loetletud linkide konfiguratsioonid on näidatud joonisel 2.1.
Klassifikatsioon valgu lahustuvuse astme järgi.
Vees lahustuvatel valkudel on väike molekulmass, neid esindavad munaalbumiinid.
Soolas lahustuvad valgud lahustuvad 10% naatriumkloriidi lahuses, need on globuliinid: piimavalk kaseiin, verevalk globuliin.
Aluselised lahustuvad valgud lahustuvad 0,2% naatriumhüdroksüüllahuses, need on gluteliinid: nisugluteenproteiin.
Alkoholis lahustuvad valgud lahustuvad 60-80% alkoholis, neid esindavad prolamiinid: teraviljavalgud.
Klassifikatsioon valgu struktuuri järgi.
Valgud jagunevad valgumolekuli struktuuri järgi liht- ehk valkudeks ja kompleks- ehk proteiidideks. Lihtvalkude koostis sisaldab ainult aminohappeid, kompleksvalkude koostis sisaldab aminohappeid (apoproteiin) ja mittevalgulisi aineid (proteesirühm), kuhu kuuluvad: fosforhape, süsivesikud, lipiidid, nukleiinhapped jne.
Sõltuvalt mittevalgulise osa koostisest jagatakse valgud alarühmadesse:
Lipoproteiinid koosnevad valkude ja lipiidide jääkidest, need on osa rakumembraanidest, rakkude protoplasmas.
Glükoproteiinid koosnevad valkudest ja suure molekulmassiga süsivesikutest, on osa munavalgest.
Kromoproteiinid koosnevad valkudest ja värvainetest – pigmentidest, mille koostises on metalle, näiteks hemoglobiin sisaldab rauda.
Nukleoproteiinid koosnevad valgust ja nukleiinhapetest, on osa rakkude protoplasmast ja rakutuumas.
Fosfoproteiinid koosnevad valgust ja fosforhappest, on osa rakust.
2.2 Valkude mitteensümaatilised transformatsioonid
Valke ei kasutata toidutootmises mitte ainult toitainetena, vaid neil on spetsiifilised omadused – funktsionaalsed omadused, mis annavad struktuuri, mõjutavad toiduainete tootmise tehnoloogiat.
Veesidumisvõime ehk hüdratatsioon. Valgud on võimelised siduma vett, see tähendab, et neil on hüdrofiilsed omadused. Samal ajal valgud paisuvad, nende mass ja maht suureneb. Gluteenvalkude hüdrofiilsus on üks teravilja ja jahu kvaliteeti iseloomustavaid tunnuseid. Raku tsütoplasma on valgu molekulide stabiliseeritud suspensioon. Toorainete tehnoloogilise töötlemise protsessis seotakse vesi, toodete maht suureneb - need paisuvad.
Sidemete tüübid valgumolekulis. Vesinik: 1- peptiidrühmade vahel; 2 - karboksüülrühma (asparagiin- ja glutamiinhape) ja alkoholhüdroksüülrühma (seriin) vahel; 3- fenoolhüdroksüüli ja imidasooli vahel. Elektrostaatiline interaktsioon: 4 - aluse ja happe vahel (lüsiini aminorühm ning asparagiin- ja glutamiini aminohapete karboksüülrühm). Hüdrofoobne: 5 - leutsiini, isoleutsiini, valiini, alaniini osalusel; 6 - fenüülalaniini osalusel.
Valgu denaturatsioon on valgu ruumilise struktuuri muutmise protsess välistegurite mõjul: kuumenemine, mehaaniline stress, keemiline stress, füüsiline pinge jne.. Denaturatsiooni käigus laguneb valgu kvaternaarne, tertsiaarne, sekundaarne struktuur, kuid primaarstruktuur säilib ja valgu keemiline koostis ei muutu . Denatureerimisel muutuvad valgu füüsikalised omadused: väheneb lahustuvus ja veesidumisvõime, kaob valgu bioloogiline aktiivsus. Samal ajal suureneb mõnede keemiliste rühmade aktiivsus ja hõlbustatakse valgu ensümaatiline hüdrolüüs.
Toorainete tehnoloogilisel töötlemisel (puhastamine, segamine, keetmine, töötlemine keemiliste reaktiividega, vaakumi või kõrgsurve kasutamine) valgud denatureeritakse, mis suurendab nende assimilatsiooniastet.
Vahutamine. Valgud on võimelised moodustama väga kontsentreeritud vedelgaasi ja tahke gaasi süsteeme vahu kujul. Valgud täidavad vahuainete funktsiooni kondiitritööstuses (suflee, vahukomm), küpsetamisel, õlle valmistamisel. Gaasimullide pind on kaetud vedela või tahke kestaga, mis koosneb valkudest. Selle kesta lahjendamisel lõhkevad gaasimullid, tekib mullide ühinemine või ühinemine, vaht muutub lahtiseks, vähem stabiilseks. Vahustruktuuri stabiilsus on oluline tegur toiduainete, sealhulgas õlle kvaliteedi parandamisel.
Melanoidiini moodustumine (Maillardi reaktsioon). Kui valkude ja aminohapete aminorühmad interakteeruvad süsivesikute karbonüülrühmadega, toimub melanoidiini moodustumise reaktsioon. See on redoksprotsess, mille käigus moodustuvad erinevad vaheproduktid, lõppreaktsiooni produktid - melanoidiinid on pruuni värvi, mõjutavad valmistoodete värvi ja maitset. Maillardi reaktsioon tekib linnaste kuivatamisel, virde keetmisel humalaga, leiva küpsetamisel, suhkrusiirupite keetmisel ning juur- ja puuviljade töötlemisel. Melanoidiini moodustumise reaktsiooni kiirus ja sügavus sõltuvad toote koostisest, keskkonna pH tasemest (soodsam on nõrgalt aluseline keskkond), temperatuurist ja niiskusest. Melanoidiini moodustumine vähendab vitamiinide ja ensüümide aktiivsust, mis viib toodete toiteväärtuse vähenemiseni.
2.3 Valkude ensümaatiline hüdrolüüs
Valkude hüdrolüüsi viivad läbi proteolüütilised ensüümid. Suur hulk proteolüütilisi ensüüme on seotud nende toime spetsiifilisusega valgule. Proteolüütilise ensüümi kasutuskoht või toime on seotud peptiidsidemega külgnevate radikaalide struktuuriga. Pepsiin lõhustab sideme fenüülalaniini ja türosiini, glutamiinhappe ja tsüstiini (metioniin, glütsiin), valiini ja leutsiini vahel. Trüpsiin lõhustab sidet arginiini (lüsiini) ja teiste aminohapete vahel. Kümotrüpsiin – aromaatsete aminohapete (trüptofaan, türosiin, fenüülalaniin) ja metioniini vahel. Aminopeptidaasid toimivad N-otsa aminohappe poolel, karboksüpeptidaasid C-terminaalse aminohappe poolel. Endopeptidaasid hävitavad molekuli sees oleva valgu, eksopeptidaasid toimivad molekuli otsast. Valgu molekuli täielikuks hüdrolüüsiks on vaja suurt hulka erinevaid proteolüütilisi ensüüme.
2.4 Valkude toiteväärtus
Valkude bioloogilise väärtuse määrab aminohappelise koostise tasakaal asendamatute aminohapete sisalduse osas. Sellesse rühma kuuluvad aminohapped, mida inimkehas ei sünteesita. Asendamatute aminohapete hulka kuuluvad aminohapped: valiin, leutsiin, isoleutsiin, fenüülalaniin, lüsiin, treoniin, metioniin, trüptofaan. Aminohapped arginiin ja histidiin on osaliselt asendatavad, kuna inimkeha sünteesib neid aeglaselt. Ühe või mitme asendamatu aminohappe puudumine toidus põhjustab kesknärvisüsteemi aktiivsuse häireid, peatab organismi kasvu ja arengu ning viib teiste aminohapete mittetäieliku assimilatsioonini. Valkude bioloogiline väärtus arvutatakse aminohappe skoori (AS) järgi. Aminohapete skoor väljendatakse protsentides, mis esindab toote testitavas valgus sisalduva asendamatu aminohappe sisalduse ja selle koguse võrdlusvalgus suhet. Võrdlusvalgu aminohappeline koostis on tasakaalustatud ja vastab ideaalselt inimese vajadusele iga asendamatu aminohappe järele. Madalaima kiirusega aminohapet nimetatakse esimeseks piiravaks aminohappeks. Näiteks nisuvalgus piirab aminohappe lüsiin, maisis metioniin, kartulis ja kaunviljades metioniin ja tsüstiin – need on väävlit sisaldavad aminohapped.
Loomsed ja taimsed valgud erinevad bioloogilise väärtuse poolest. Loomsete valkude aminohappeline koostis on lähedane inimese valkude aminohappelisele koostisele, seega on loomsed valgud terviklikud. Taimsed valgud sisaldavad vähendatud lüsiini, trüptofaani, treoniini, metioniini, tsüstiini sisaldust.
Valkude bioloogilise väärtuse määrab nende assimilatsiooniaste inimkehas. Loomsed valgud on paremini seeduvad kui taimsed valgud. 90% aminohapetest imendub soolestikus loomsetest valkudest ja 60-80% taimsetest valkudest. Valkude seedimise kiiruse kahanevas järjekorras on tooted järjestatud järjestuses: kala > piimatooted > liha > leib > teravili
Taimsete valkude vähese seeduvuse üheks põhjuseks on nende koostoime polüsahhariididega, mis takistavad seedeensüümide juurdepääsu polüpeptiididele.
Süsivesikute ja lipiidide puudumisega toidus muutuvad valgu nõuded mõnevõrra. Koos bioloogilise rolliga hakkab valk täitma energiafunktsiooni. 1 grammi valgu seedimisel vabaneb 4 kcal energiat. Liigse valgutarbimisega kaasneb lipiidide sünteesi ja keha rasvumise oht.
Täiskasvanu päevane valkude vajadus on 5 g 1 kg kehakaalu kohta ehk 70-100 g päevas. Inimese igapäevasest toidust peaksid loomsed valgud moodustama 55% ja taimsed valgud 45%.
3. Süsivesikud
3.1 Süsivesikute klassifikatsioon ja struktuur
Süsivesikuid nimetatakse polühüdroksüaldehüüdideks ja polüoksüketoonideks, samuti ühendeid, mis muutuvad nendeks pärast hüdrolüüsi.
Süsivesikud jagunevad kolme rühma:
Monosahhariidid;
Oligosahhariidid või disahhariidid;
Polüsahhariidid.
Monosahhariidid sisaldavad tavaliselt viit või kuut süsinikuaatomit. Pentoosidest on tavalised arabinoos, ksüloos ja riboos. Heksoosidest leitakse sageli: glükoos, fruktoos, galaktoos.
Riboos on bioloogiliselt aktiivsete molekulide kõige olulisem komponent, mis vastutab päriliku teabe edastamise, keemilise energia ülekandmise eest, mis on vajalik elusorganismi paljude biokeemiliste reaktsioonide läbiviimiseks, kuna see on osa ribonukleiinhappest (RNA), desoksüribonukleiinhappest ( DNA), adenosiintrifosfaat (ATP) jne. Arabinoos ja ksüloos on osa hemitselluloosi polüsahhariidist. Glükoos on puuviljade osa 2-8%, polüsahhariidid: tärklis, glükogeen, tselluloos, hemitselluloos, samuti disahhariidid: maltoos, tsellobioos, sahharoos, laktoos. Fruktoos on puuviljade osa 2-8%, on disahhariidi sahharoosi lahutamatu osa. Galaktoos on disahhariidi laktoosi lahutamatu osa, galaktoosi derivaadid on osa polüsahhariidist pektiinist.
Oligosahhariidid on esimest järku polüsahhariidid, st koosnevad 2-10 monosahhariidi jäägist, mis on ühendatud glükosiidsidemetega. Oligosahhariididest on levinumad disahhariidid, kolmest, neljast või enamast glükoosijäägist koosnevatel dekstriinidel on fermentatsioonitööstuses suur praktiline tähtsus.
Disahhariidid jagunevad redutseerivateks ja mitteredutseerivateks disahhariidideks. Redutseerivate disahhariidide hulka kuuluvad vaba hemiatsetaalhüdroksüülrühmad, nagu maltoos, tsellobioos ja laktoos. Mitteredutseerivad disahhariidid on need, milles glükosiidsideme moodustumisel osalevad kaks poolatsetaali hüdroksüülrühma, need on disahhariidid sahharoos ja trehaloos.
Maltoosi koostis sisaldab b-D-glükopüranoosi sidet 1,4. Maltoos tekib tärklise või glükogeeni hüdrolüüsi vaheproduktina.
Tsellobioosi koostis sisaldab H-D-glükopüranoosi sidet 1,4. Tsellobioos on osa polüsahhariidist tselluloosist ja moodustub selle hüdrolüüsi vaheproduktina.
Laktoosi koostis sisaldab R-D-galaktopüranoosi ja 6-D-glükopüranoosi sidet 1,4. Laktoosi leidub piimas ja piimatoodetes, mida sageli nimetatakse ka piimasuhkruks. Joonisel on glükoosi valem näidatud tagurpidi.
Sahharoosi koostis sisaldab I-D-fruktofuranoosi ja b-D-glükopüranoosi sidet 1,2. Sahharoos on tavaline toiduaine – suhkur. Sahharoosi hüdrolüüsi viib läbi ensüüm invertaas ehk R-fruktofuranosidaas, sahharoosi hüdrolüüsi käigus moodustub fruktoos ja glükoos. Seda protsessi nimetatakse sahharoosi inversiooniks. Sahharoosi hüdrolüüsi tooted parandavad toodete maitset ja aroomi, hoiavad ära leiva roiskumise.
Trehaloos sisaldab b-D-glükopüranoosi sidet 1,1. Trehaloos on osa seente süsivesikutest ja seda leidub taimede hulgas harva.
Teist järku polüsahhariidid koosnevad suurest hulgast süsivesikute jääkidest. Struktuuri järgi võivad polüsahhariidid koosneda sama tüüpi monosahhariididest - need on homopolüsahhariidid, aga ka kahte või enamat tüüpi monomeersed ühikud - need on heteropilisahhariidid. Polüsahhariidid võivad olla lineaarsed või hargnenud.
Tärklis koosneb 6-D-glükopüranoosi jääkidest. 1,4-side lineaarsel tärklisestruktuuril, mida nimetatakse amüloosiks, ning 1,4- ja 1,6-sidemeid hargnenud tärklisestruktuuril, mida nimetatakse amülopektiiniks. Tärklis on inimtoidu peamine süsivesikute komponent. See on inimese peamine energiaallikas.
Glükogeen koosneb b-D-glükopüranoosi jääkidest, sidemed 1,4 ja 1,6, hargnemist glükogeenis leidub iga 3-4 glükoosiühiku järel. Glükogeen on elusraku varutoitaine. Glükogeeni hüdrolüüsi viivad läbi amülolüütilised ensüümid.
Tselluloos ehk tselluloos koosneb R-D-glükopüranoosi sideme 1,4 jääkidest. Tselluloos on tavaline taimne polüsahhariid, mida leidub puidus, varte ja lehtede skeletis, teraviljade, juur- ja puuviljade kestas. Inimese seedetrakti ensüümid ei lagunda tselluloosi, seetõttu mängib see inimese toitumises ballastaine rolli - toidukiudaineid, mis aitavad inimese soolestikku puhastada.
Pektiinained koosnevad nende galakturoonhappe ja metoksüülitud galakturoonhappe jääkidest, mis on omavahel ühendatud b-(1,4)-glükosiidsidemetega. Pektiinid on kolme tüüpi:
Protopektiin ehk lahustumatu pektiin on seotud hemitselluloosi, tselluloosi või valguga;
Lahustuv pektiin on kõrge esterdusastmega metüülalkoholi jääkidega. Lahustuv pektiin on võimeline moodustama želeed ja geelid happelises keskkonnas ja suhkru juuresolekul;
Pektiinhapetes ei ole metüülalkoholi jääke, samal ajal kui pektiinhape kaotab võime moodustada želeed ja geeli.
Pektiini molekulmass on 20-30 tuhat ühikut, inimkeha ei imendu, kuulub ballastsüsivesikute hulka (toidukiud).
Hemitselluloosid on heteropolüsahhariidid, kuna nende hulka kuuluvad R-D-glükopüranoos, side 1.4 (kuni 70%) ja 1.3 (kuni 30%), R-D-ksülopüranoos, side 1.4 ja R-L-arabofuronoos, ühendus 1-2 ja 1-3. Vähem levinud on galaktoosi ja mannoosi jäägid. Hemitsellulooside molekulmass on 60 tuhat ühikut. Hemitselluloosid on osa taimede rakumembraanidest, sealhulgas tärkliseterade seintest, takistades amülolüütiliste ensüümide toimet tärklisele.
3.2 Mono- ja disahhariidide muundamine
Hingamine on monosahhariidide ensümaatilise oksüdatsiooni eksotermiline protsess veeks ja süsinikdioksiidiks:
C6 H12 O6 + 6O2 > 6CO2 ^ + 6H2 O + 672 kcal
Hingamine on inimese jaoks kõige olulisem energiaallikas. Hingamisprotsessi läbiviimiseks on vaja suures koguses hapnikku.
Hapnikupuuduse või selle puudumise korral toimub monosahhariidide kääritamise protsess. Kääritamist on mitut tüüpi, milles osalevad erinevad mikroorganismid.
Alkohoolne kääritamine viiakse läbi pärmiensüümide osalusel vastavalt järgmisele skeemile:
C6 H12 O6 > 2CO2 ^ + 2C2 H5 OH + 57 kcal
Alkohoolse kääritamisreaktsiooni tulemusena moodustub pärmi ensüümide kompleksi toimel kaks molekuli etüülalkoholi ja kaks molekuli süsinikdioksiidi. Monosahhariide kääritab pärm erineva kiirusega. Glükoos ja fruktoos kääritatakse kõige kergemini, mannoos on raskem, galaktoos, peamine piima süsivesik, praktiliselt ei kääritata. Pentoosid ei ole pärmi kääritatavad. Koos monosahhariididega glükoos ja fruktoos võib pärm kääritada disahhariide maltoos isahharoos, kuna pärmis on ensüümid, mis on võimelised lagundama nende kahe disahhariidi molekulid glükoosiks ja fruktoosiks (L-glükosidaas ja β-fruktofuranosidaas). Alkohoolsel kääritamisel on oluline roll õlle, alkoholi, veini, kalja valmistamisel ja küpsetamisel. Koos peamiste käärimissaaduste - etüülalkoholi ja süsihappegaasiga tekivad alkoholkäärimisel kõrvalsaadused ja sekundaarsed käärimisproduktid: glütseriin, atseetaldehüüd, äädikhape, isoamüül ja teised kõrgemad alkoholid. Need tooted mõjutavad toodete organoleptilisi omadusi, sageli halvendavad nende kvaliteeti.
Piimhappe fermentatsioon viiakse läbi piimhappebakterite ensüümide osalusel:
C6 H12O6 > 2CH3? CH (OH)? COOH +52 kcal
Piimhappe fermentatsiooni reaktsiooni tulemusena moodustub ensüümide kompleksi toimel kaks piimhappemolekuli. Piimhappe kääritamisel on oluline roll hapendatud piimatoodete, kalja, hapukapsa valmistamisel.
Võikäärimine toimub võibakterite ensüümide osalusel:
С6Н12О6 > CH3? CH2? CH2? COOH + 2CO2 ^ + 2 H2 ^
Võihappe fermentatsioonireaktsiooni tulemusena moodustub võihappe molekul, kaks süsinikdioksiidi ja vesiniku molekuli. See protsess toimub soode põhjas taimejäänuste lagunemise ajal, aga ka siis, kui toidu tootmisel toimub nakatumine või mikroorganismidega.
Sidrunhappe kääritamine viiakse läbi hallitusseene Aspergillus niger ensüümide osalusel:
C6 H12O6 + [O] > COOH? CH2? KÄTTE? CH2? UNSD
Sidrunhappe kääritamise reaktsiooni tulemusena moodustub sidrunhappe molekul. See reaktsioon põhineb sidrunhappe saamise protsessil.
Karamelliseerimine. Karamelliseerimisreaktsioon viiakse läbi glükoosi, fruktoosi ja sahharoosi lahuste kuumutamisel üle 100 ° C. Sel juhul toimuvad mitmesugused süsivesikute muundumised. Kui sahharoosi kuumutatakse kergelt happelises keskkonnas, toimub osaline hüdrolüüs (inversioon) koos glükoosi ja fruktoosi moodustumisega. Kuumutamisel saab glükoosi ja fruktoosi molekulidest eraldada kolm veemolekuli, dehüdratsioon toimub hüdroksümetüülfurfuraali moodustumisega, mille edasine hävitamine toob kaasa süsiniku skeleti hävimise ning sipelg- ja levuliinhappe moodustumise. Hüdroksümetüülfurfuraal moodustub madala kontsentratsiooniga - 10–30% - süsivesikute lahuste kuumutamisel, sellel ainel on pruun värvus ja küpsetatud leivakooriku spetsiifiline lõhn.
Karamelliseerimisreaktsiooni esimeses etapis eraldatakse sahharoosi molekulist kaks veemolekuli. Tekib karamelan, mis koosneb anhüdrotsüklitest, mis sisaldavad tsüklis kaksiksidemeid (dihüdrofuraan, tsükloheksanoloon ja muud ühendid), mis on pruunid. Teises etapis eraldatakse kolm veemolekuli ja moodustub karamell, mis on tumepruuni värvi. Kolmandas etapis toimub sahharoosi molekulide kondenseerumine ja moodustub karamelliin, mis on tumepruuni värvi, vees halvasti lahustuv. Sahharoosi karamelliseerimine toimub sahharoosisisaldusega 70–80%.
Melanoidiini moodustumine või Maillardi reaktsioon. Redutseerivate disahhariidide ja monosahhariidide koostoime reaktsioon aminohapete, peptiidide, valkudega. Süsivesikute karbonüül- (aldehüüdi või ketooni) rühma ning valkude ja aminohapete aminorühma interaktsiooni tulemusena toimuvad reaktsioonisaaduste mitmeastmelised transformatsioonid glükoosamiini moodustumisega, mis läbib Amadori ja Haytsi järgi ümberkorraldamise, seejärel moodustuvad melanoidiini pigmendid, millel on tumepruun värvus, spetsiifiline maitse ja lõhn. Melanoidiini moodustumise reaktsioon on toiduainete mitteensümaatilise pruunistumise peamine põhjus. Selline tumenemine tekib leiva küpsetamisel, linnaste kuivatamisel, õlle valmistamisel humalaga virde keetmisel ja puuviljade kuivatamisel. Reaktsioonikiirus sõltub interakteeruvate saaduste koostisest, keskkonna pH-st, temperatuurist ja niiskusest. Melanoidiini moodustumise reaktsiooni tulemusena väheneb süsivesikute ja aminohapete, sealhulgas asendamatute, sisaldus 25%, mis toob kaasa ka valmistoote kvaliteedi muutumise, selle toite- ja energeetilise väärtuse languse. . On tõendeid selle kohta, et melanoidiini moodustumise reaktsiooniproduktidel on antioksüdantsed omadused, mis vähendavad valkude imendumist.
Disahhariidide ja monosahhariidide redutseerimise koostoime skeem aminohapetega lihtsustatud kujul:
3.3 Polüsahhariidide ensümaatiline hüdrolüüs
Tärklise hüdrolüüsi viivad läbi amülolüütilised ensüümid. Ensüüm b-amülaas hüdrolüüsib tärklist juhuslikult, lõhub 1,4-sideme dekstriinide ja väikese koguse maltoosi moodustumisega. Tärkliseterale mõjuv ensüüm b-amülaas moodustab kanalid, lõhestades polüsahhariidi tükkideks. Tärklise hüdrolüüsi skeem on näidatud joonisel 3.1.
Ensüüm R-amülaas hüdrolüüsib ahela lõpust mõjuvat tärklist, lõhub 1,4 sideme ja moodustab maltoos, amülopektiini hargnemiskohtades R-amülaasi toime peatub, sel juhul jääb alles väike kogus dekstriine.
Glükoamülaasi ensüüm toimib ahela lõpust, lõhustab ühe glükoosimolekuli, lõhub 1,4 sideme, amülopektiini hargnemiskohtades glükoamülaasi toime peatub ja järele jääb väike kogus hüdrolüüsimata dekstriine. Ensüüm oligo-1,6-glükosidaas lõhustab 1,6-sideme, moodustades dekstriine. Ensüüm isomaltaas hüdrolüüsib disahhariidi isomaltoosi glükoosiks. Tärklise hüdrolüüs on õlle ja alkoholi tootmisel tooraine tehnoloogilisel töötlemisel kõige olulisem reaktsioon.
Glükogeeni hüdrolüüsi viivad läbi amülolüütilised ensüümid.
Pektiini hüdrolüüs viiakse läbi pektolüütiliste ensüümide abil.
Lahustuv pektiin muudetakse lahustumatust pektiinist lahustuvaks olekuks ensüümi protopektinaasi toimel või lahjendatud hapete juuresolekul. Sel juhul lõhustatakse pektiin hemitselluloosist või muudest siduvatest komponentidest. Lahustuv pektiin on võimeline moodustama želeed ja geelid happelises keskkonnas ja suhkru juuresolekul;
Pektiinhapped tekivad lahustuvast pektiinist ensüümi pektaasi toimel (pektiinesterees) või lahjendatud leeliste juuresolekul, samal ajal kui pektiinhape kaotab võime moodustada želeed ja geeli. Pektaasi ensüümi toimel eraldub metüülalkohol lahustuvast pektiinist. Pektiini ensümaatilist hüdrolüüsi võib kujutada skeemina:
Hemitsellulooside hüdrolüüsi viivad läbi tsütolüütilised ensüümid, mille hulka kuuluvad endo-R-glükanaas, arabinosidaas ja ksülanaas. Hemitselluloosid ei lahustu vees, mis muudab tärklise hüdrolüüsi palju raskemaks. Ensüümi endo-R-glükanaasi toimel lõhustatakse glükoosijääk, ensüümi arabinosidaasi toimel arabinoosi jääk ja ensüümi ksülonaasi toimel ksüloosi jääk. Hemitselluloosi osalise hüdrolüüsiga moodustuvad kummid või amülaanid, millel on väiksem molekulmass, lahustuvad vees, moodustades viskoosseid lahuseid. Tärklise hüdrolüüsi kiirus linnaste suhkrustamisel õlle tootmisel ja meski filtreerimise kestus sõltuvad hemitsellulooside hüdrolüüsi astmest.
3.4 Süsivesikute toiteväärtus
Madala molekulmassiga süsivesikute üks olulisemaid funktsioone on toidule magusa maitse lisamine. Tabelis 3.1 on toodud erinevate süsivesikute ja magusainete suhtelise magususe tunnused võrreldes sahharoosiga, mille magusus on võetud 1 ühikuna.
Inimese peamiseks energiaallikaks on süsivesikud, 1 g mono- või disahhariidi omastamisel vabaneb 4 kcal energiat. Inimese päevane süsivesikute vajadus on 400 - 500 g, sh mono- ja disahhariidid 50 - 100 g Ballastsüsivesikuid (toidukiudaineid) - tselluloosi ja pektiinaineid tuleks päevas tarbida 10 - 15 g, need aitavad puhastada soolestikku ja normaliseerida selle tööd. tegevus . Süsivesikute liig toidus põhjustab rasvumist, kuna süsivesikuid kasutatakse rasvhapete moodustamiseks ning see põhjustab ka närvisüsteemi häireid, allergilisi reaktsioone.
Tabel 3.1 Süsivesikute ja magusainete suhteline magusus (RS).
|
Süsivesikud |
Süsivesikud või magusained |
|||
|
sahharoos |
b-D-laktoos |
|||
|
I-D-fruktoos |
I-D-laktoos |
|||
|
b-D-glükoos |
||||
|
I-D-glükoos |
||||
|
b-D-galaktoos |
||||
|
I-D-galaktoos |
Tsüklomaadid |
|||
|
b-D-mannoos |
aspartaam |
|||
|
I-D-Mannoos |
4.1 Lipiidide klassifikatsioon
Lipiidid on rasvhapete, alkoholide derivaadid, mis on ehitatud estersideme abil. Lipiidides leidub ka lihtne eeterside, fosfoeeterside ja glükosiidside. Lipiidid on sarnaste füüsikalis-keemiliste omadustega orgaaniliste ühendite kompleksne segu.
Lipiidid on vees lahustumatud (hüdrofoobsed), kuid hästi lahustuvad orgaanilistes lahustites (bensiin, kloroform). Seal on taimset ja loomset päritolu lipiide. Taimedes koguneb see seemnetesse ja viljadesse, kõige enam pähklitesse (kuni 60%). Loomadel on lipiidid koondunud nahaalusesse, aju- ja närvikudedesse. Kala sisaldab 10-20%, sealiha kuni 33%, veiseliha 10% lipiide.
Struktuuri järgi jagunevad lipiidid kahte rühma:
Lihtsad lipiidid
komplekssed lipiidid.
Lihtsad lipiidid hõlmavad kõrgemate rasvhapete ja alkoholide kompleksseid (rasv ja õli) või lihtsaid (vaha) estreid.
Komplekssed lipiidid sisaldavad ühendeid, mis sisaldavad lämmastiku, väävli ja fosfori aatomeid. Sellesse rühma kuuluvad fosfolipiidid. Neid esindavad fosfotiidhape, mis sisaldab ainult fosforhapet, mis asendab ühe rasvhappejäägi, ja fosfolipiidid, mis sisaldavad kolme lämmastikualust. Fosfotiidhappe fosforhappejäägile lisatakse lämmastikku sisaldavaid aluseid. Fosfotidüületanoolamiin sisaldab lämmastikku sisaldavat alust etanoolamiini HO - CH2 - CH2 - NH2. Fosfotidüülkoliin sisaldab lämmastikupõhist koliini [HO-CH2 - (CH3)3 N] + (OH), seda ainet nimetatakse letsitiiniks. Fosfotidüülseriin sisaldab aminohapet seriini HO-CH(NH2)-COOH.
Komplekslipiidid sisaldavad süsivesikute jääke - glükolipiide, valgujääke - lipoproteiine, alkohol sfingosiin (glütserooli asemel) sisaldavad sfingolipiide.
Glükolipiidid täidavad struktuurseid funktsioone, on osa rakumembraanidest ja on osa teravilja gluteenist. Kõige sagedamini leidub glükolipiidide koostises monosahhariide D-galaktoos, D-glükoos.
Lipoproteiinid on osa rakumembraanidest, rakkude protoplasmas, mõjutavad ainevahetust.
Sfingolipiidid osalevad kesknärvisüsteemi aktiivsuses. Sfingolipiidide metabolismi ja funktsioneerimise rikkudes tekivad kesknärvisüsteemi aktiivsuse häired.
Kõige tavalisemad lihtsad lipiidid on atsüülglütseriidid. Atsüülglütseriidide koostis sisaldab alkoholglütserooli ja suure molekulmassiga rasvhappeid. Rasvhapete hulgas on kõige levinumad küllastunud happed (ei sisalda mitut sidet), palmitiinhape (C15H31COOH) ja steariinhape (C17H35COOH) ning küllastumata happed (sisaldavad mitut sidet): oleiinhape ühe kaksiksidemega (C17H33COOH), linoolhape (kahe mitmekordse sidemega). C17 H31COOH), kolme mitme sidemega linoleen (C17 H29COOH). Lihtlipiidide hulgas leidub peamiselt triatsüülglütseriide (sisaldavad kolme identset või erinevat rasvhappejääki). Lihtsaid lipiide võib aga esitada diatsüülglütseriididena ja monoatsüülglütseriididena.
Rasvad on valdavalt küllastunud rasvhapped. Rasvad on kõvad ja kõrge sulamistemperatuuriga. Sisaldub peamiselt loomset päritolu lipiidides. Õlid sisaldavad enamasti küllastumata rasvhappeid, on vedela konsistentsiga ja madala sulamistemperatuuriga. Sisaldub taimset päritolu lipiidides.
Vahasid nimetatakse estriteks, mis sisaldavad ühte suure molekulmassiga ühehüdroksüülset alkoholi 18-30 süsinikuaatomiga ja ühte suure molekulmassiga rasvhapet 18-30 süsinikuaatomiga. Vahasid leidub taimeriigis. Vaha katab lehed ja viljad väga õhukese kihiga, kaitstes neid vettimise, kuivamise ja mikroorganismidega kokkupuute eest. Vahasisaldus on madal ja on 0,01–0,2%.
Fosfolipiidid on komplekssete lipiidide hulgas tavalised. Fosfolipiidid sisaldavad kahte tüüpi asendajaid: hüdrofiilseid ja hüdrofoobseid. Rasvhapperadikaalid on hüdrofoobsed, fosforhappe jäägid ja lämmastikualused aga hüdrofiilsed. Fosfolipiidid osalevad rakumembraanide ehituses, reguleerivad toitainete voolu rakku.
Sarnased dokumendid
Süsivesikute bioloogiline roll, seedetrakti ensüümide toime süsivesikutele. Tselluloosi (kiudaine) hüdrolüüsi protsess, süsivesikute lagunemissaaduste imendumine. Anaeroobne seedimine ja glükolüüsi reaktsioon. Süsivesikute oksüdatsiooni pentoosfosfaadi rada.
abstraktne, lisatud 22.06.2010
Orgaaniline aine, mis sisaldab süsinikku, hapnikku ja vesinikku. Süsivesikute keemilise koostise üldvalem. Monosahhariidide, disahhariidide ja polüsahhariidide struktuur ja keemilised omadused. Süsivesikute peamised funktsioonid inimkehas.
esitlus, lisatud 23.10.2016
Süsivesikute (monosahhariidid, oligosahhariidid, polüsahhariidid) klassifikatsioon levinumate orgaaniliste ühendite hulka. Aine keemilised omadused, roll toitumises peamise energiaallikana, glükoosi omadused ja koht inimese elus.
abstraktne, lisatud 20.12.2010
Süsivesikute üldvalem, nende esmane biokeemiline tähtsus, levimus looduses ja roll inimese elus. Süsivesikute liigid keemilise struktuuri järgi: lihtsad ja keerulised (mono- ja polüsahhariidid). Formaldehüüdist süsivesikute sünteesi produkt.
test, lisatud 24.01.2011
Valkude üldised omadused, klassifikatsioon, struktuur ja süntees. Valkude hüdrolüüs lahjendatud hapetega, valkude värvusreaktsioonid. Valkude tähtsus toiduvalmistamisel ja toitudes. Inimorganismi vajadus ja seeduvus valkudes.
kursusetöö, lisatud 27.10.2010
Tooraine koguse ja keemilise koostise, pika pätsi energeetilise ja bioloogilise väärtuse arvutamine, inimese päevase konkreetse toitainevajaduse rahuldamise määr. Toote toiteväärtuse määramine sojajahu lisamisega.
praktiline töö, lisatud 19.03.2015
Süsivesikute valem, nende klassifikatsioon. Süsivesikute peamised funktsioonid. Süsivesikute süntees formaldehüüdist. Monosahhariidide, disahhariidide, polüsahhariidide omadused. Tärklise hüdrolüüs linnastes sisalduvate ensüümide toimel. Alkohoolne ja piimhappeline kääritamine.
esitlus, lisatud 20.01.2015
Šokolaadi klassifikatsioon, liigid, kasulikud omadused ja mõju inimorganismile. Šokolaadi koostise uurimine etikettidel. Küllastumata rasvade, valkude, süsivesikute, happe-aluse tasakaalu määramine šokolaadis. Koolilaste suhtumine šokolaadi.
praktiline töö, lisatud 17.02.2013
Süsivesikute mõiste ja struktuur, liigitus ja liigid, tähendus inimorganismis, sisaldus toodetes. Inhibeerivat toimet vähendavad tegurid, antiensüümide toimimise põhimõte. Hapete roll toodete maitse ja lõhna kujunemisel.
test, lisatud 12.02.2014
Süsivesikute aeroobne oksüdatsioon on keha jaoks peamine energiatootmise viis. Rakuhingamine on ensümaatiline protsess, mille tulemusena lagunevad süsivesikute, rasvhapete ja aminohapete molekulid ning vabaneb bioloogiliselt kasulik energia.
Kopatševa Jekaterina, Krasnenkova Daria, Penkova Nina, Stepanova Daria.
PROJEKTITÖÖ KOKKUVÕTE
1. Projekti nimiKeemia toiduainetööstuses
2.ProjektijuhtKuzmina Marina Ivanovna
3. Akadeemiline aine, mille raames projektiga tööd tehakse:keemia
4. Teemalähedased akadeemilised distsipliinid projekt: bioloogia
5. Disainimeeskonna koosseis
Kopatševa Jekaterina 10 B,
Krasnenkova Daria 10 B,
Penkova Nina 10 B,
Stepanova Daria 10 B.
6 . Projekti tüüp:
uurimine
7. Asjakohasus.
Praegu kasutatakse kemikaale laialdaselt toiduainetööstuses. Nende toodete kasutamisel tehtud vead võivad põhjustada kurbaid tagajärgi. Projekt "Keemia toiduainetööstuses" võimaldab meil tõsta selle valdkonna teadmiste taset, millega inimene igapäevaselt kokku puutub, ning kaitsta meie keha kahjulike toidulisandite eest.
8. Hüpotees.
Jookides ja šokolaadis on palju toidulisandeid. Mõned neist toidulisanditest võivad olla inimkehale kahjulikud. Uuringud aitavad vältida šokolaadi ja neid aineid sisaldavate jookide tarbimist.
9. Projekti eesmärgid:
toidu lisaainete sisalduse määramine jookides ja šokolaadis.
10. Projekti eesmärgid:
- Esitage toidu lisaainete teoreetiline kirjeldus;
- Analüüsida jookide ja šokolaadi koostist (toidulisandite olemasolu osas) vastavalt etikettidele;
-Esita ülevaade toidu lisaainetest põhjustatud mittemikroobse etioloogiaga haigustest;
-Tehke kokkuvõte ettekande vormis *Keemia toiduainetööstuses*
11. Tulemuste kirjeldus.
Analüüsisime jooke ja šokolaadi toidu lisaainete sisalduse osas, tulemused esitati tabeli kujul.
Toiduuuringute abil saime teada nende kasutamise ohutusest inimesele.
12. Viited
Internet,
elektrooniline entsüklopeedia Vikipeedia,
Säilitusained toiduainetööstuses, "Keemia koolis", nr 1, 2007, lk. 7.,
Keemilised katsed šokolaadiga, "Keemia koolis", nr 8, 2006, lk. 73.
Lae alla:
Eelvaade:
Esitluste eelvaate kasutamiseks looge Google'i konto (konto) ja logige sisse: https://accounts.google.com
Slaidide pealdised:
Projektitöö teemal: Keemia toiduainetööstuses
Töö eesmärk: Toidu lisaainete toidus kasutamise hügieeniliste aspektide uurimine Ülesanded: Anda toidu teoreetiline kirjeldus. lisandid; Anda ülevaade nende põhjustatud mittemikroobse etioloogiaga haigustest; Tehke üldine analüüs toidu olemasolu (või puudumise) kohta. Lisandid toiduainetes Moskvas
Probleemi asjakohasus Kaasaegne inimene on aktiivse eluga nii palju kohanenud, et pole enam pööranud tähelepanu sellistele pisiasjadele nagu tervislik toitumine. Praegune suundumus on see, et saate *jooksul* süüa ja kiiresti küllalt saada. Kuid inimesed unustavad, et selline toit sisaldab rohkem kahjulikke aineid, mis kahjustavad meie tervist. Otsustasime teha selles valdkonnas (toidutooted ja nende koostis) mõned uuringud ning selgitada välja tooted, mis on inimeste tervisele vähem kahjulikud. Uuringu tuumaks on laialdaselt tarbitavad toidud, nagu šokolaad ja karastusjoogid.
Toidu lisaainete klassifikatsioon E100-E182 - värvained E200-E280 - säilitusained E300-E391 - antioksüdandid; happesuse regulaatorid E400-E481 - stabilisaatorid; emulgaatorid; paksendajad E500-E585 - erinevad E600-E637 - maitse- ja aroomitugevdajad E700-E899 - varunumbrid E900-E967 - vahutamisvastased, glasuuriained; parandada jahu; magusained E1100-E1105 - ensüümpreparaadid Vene Föderatsioonis keelatud: E121 - tsitrusepunane 2-värvi E173-alumiinium; E240 - formaldehüüdi säilitusaine
Toidu lisaainete kirjeldus Orgaanilised happed: - toidu happesuse regulaatorid; -antioksüdandid; - säilitusained; - emulgaatorid; - maitse- ja lõhnatugevdajad; Toiduainete lõhna- ja maitseained; looduslikud magusained; Sünteetilised magusained; Looduslikud toiduvärvid; sünteetilised värvained.
Toidu lisaained Toidu lisaained on ained, mida lisatakse toiduainetele, et anda neile soovitud omadusi, nagu teatud maitsed (maitsed), värvained (värvid), säilivusaeg (säilitusained), maitse, tekstuur.
Toidu happesuse regulaatorid. tooted Happesuse regulaatorid - ained, mis loovad ja säilitavad toiduaines teatud pH väärtuse. Hapete lisamine alandab toote pH-d, aluste lisamine tõstab ja puhvrite lisamine hoiab pH teatud tasemel. Happesuse regulaatoreid kasutatakse jookide, liha- ja kalatoodete, marmelaadide, tarretise, kõva ja pehme karamelli, hapukate dražeede, närimiskummi, närimiskommide valmistamisel.
Antioksüdandid Antioksüdandid kaitsevad rasvu ja rasva sisaldavaid tooteid põlemise eest, kaitsevad köögivilju, puuvilju ja nende töödeldud tooteid pruunistumise eest, aeglustavad veini, õlle ja karastusjookide ensümaatilist oksüdatsiooni. Levinud on arvamus, et antioksüdandid võivad takistada vabade radikaalide kahjustavat mõju elusorganismide rakkudele ja seeläbi aeglustada vananemisprotsessi. Paljud uuringud seda hüpoteesi aga ei toetanud.
Säilitusained Säilitusained on ained, mis pärsivad tootes mikroorganismide kasvu. Sel juhul on toode reeglina kaitstud ebameeldiva maitse ja lõhna ilmnemise, hallituse ja mikroobse päritoluga toksiinide tekke eest. Levinud on arvamus, et paljud säilitusained on kahjulikud nende võime tõttu pärssida teatud valkude sünteesi. Nende verehaiguste või vähiga seotud seotuse määr ei ole selle valdkonna ebapiisavate uuringute tõttu tõestatud. Mõned toitumisspetsialistid ei soovita aga tarbida suures koguses kunstlikke säilitusaineid sisaldavaid toite.
Emulgaatorid Emulgaatorid on ained, mis loovad emulsioone segunematutest vedelikest. Emulgaatoreid lisatakse toitudele sageli emulsioonide ja muude toidudispersioonide loomiseks ja stabiliseerimiseks. Emulgaatorid määravad toidukauba konsistentsi, plastilised omadused, viskoossuse ja "täiskõhutunde" suus. Pindaktiivsed ained on enamasti sünteetilised ained, mis ei ole hüdrolüüsile vastupidavad. Inimorganismis lagunevad need looduslikeks, kergesti seeditavateks komponentideks: glütseriin, rasvhapped, sahharoos, orgaanilised happed (viin-, sidrun-, piim-, äädikhape).
Emulgaatorid
Maitse- ja lõhnatugevdajad Värsked köögiviljad, liha, kala ja muud tooted on nendes sisalduva nukleotiidide sisalduse tõttu ereda maitse ja lõhnaga. Säilitamisel ja tööstuslikul töötlemisel nukleotiidide hulk väheneb, millega kaasneb toote maitse ja aroomi kadu. Firma GIORD toodab maitse- ja aroomitugevdajat Glurinate (ka glutamaat), mis võimendab maitse- ja lõhnataju, mõjutades suu maitsmispungasid. Praegu ei ole täheldatud naatriumglutamaadi tõsist mõju inimorganismile. Sellest hoolimata on teatud kõrge sellesisaldusega toitude söömisel esinenud allergilisi reaktsioone.
Lõhna- ja maitseained Toidu lõhna- ja maitseained on toidu lisaained, mis annavad toiduainetele vajalikud maitse- ja lõhnaomadused. Neid kasutatakse toiduainetööstuses organoleptiliste omaduste taastamiseks või parandamiseks, kuna toodete ladustamisel ja valmistamisel võivad lõhn ja maitse kaduda. Looduslike maitsetega identsete maitseainete hulka kuuluvad vanilliin, vaarikaketoon, etüülatsetaat, amüülatsetaat, etüülformiaat ja teised. Kõrgetes kontsentratsioonides ja pikaajalisel kasutamisel võivad lõhna- ja maitseained põhjustada eelkõige maksafunktsiooni häireid. Lõhna- ja maitseained nagu ionoon, tsitraal loomkatsetes avaldavad negatiivset mõju ainevahetusprotsessidele. Nende kasutamine imikutoidu tootmisel on välistatud
Magusained Magusained on ained, mida kasutatakse magusa maitse andmiseks. Looduslikke ja sünteetilisi aineid kasutatakse laialdaselt toitude, jookide ja ravimite magustamiseks.
Värvained Värvaineid lisatakse toiduainetele töötlemise või ladustamise käigus kaotatud loomuliku värvuse taastamiseks, loomuliku värvuse ja värvitute toodete (nt karastusjoogid, jäätised, kondiitritooted) intensiivsuse suurendamiseks ning toidule atraktiivse välimuse andmiseks. värvivalik.
Toiduvärv, mis lahustub õhukeses veekihis
Mõnda tüüpi šokolaadi analüüs Võrdlussari Šokolaadisordid Nesquik Picnic Kinder Alpen Gold Alenka nr 1 Alenka nr 2 Linnutee Ferrero Rocher 4049419 MSISO 9001 TU-9120-031-00340635 GOST RISO 031-00340635 GOST RISO 901-00340635 GOST RISO 90101-00340635 GOST RISO 90101-020402501-02010201-0 9001-2001 TU 9125-026-11489576 - Ros. standard. (PCT) + + + + + + + + + 3. Ökoloogilise märgi olemasolu. puhtus - - - - - - - - 4. Rasvasisaldus % 4,5 3 2,9 3 3 2,8 5,3 2,4 5. Soolsus - + - - - - - + 6. Kasvatuse olemasolu. rasvad + + + - - - + - 7. Mao olemasolu. rasv + - + + - - + +
Võrdlusjoon Šokolaadisordid Nesquik Picnic Kinder Alpen Gold Alenka nr 1 Alenka nr 2 Linnutee Ferrero Rocher 8. Toidu lisaainete olemasolu -- Lim. hapu - Tokamix - - 2. antioksüdant. - - - - - - - - 3. säilitusained - - - - - - - - 4. emulgaatorid E476, E322 E322, E471, E476 E322 E322, E476 E322 E322, E476 E322 E322 + + + + + + + + + 6. magustama. - - - - - - - - 7. värvained - - - - - - -
Märkused tabeli nr 1 juurde E476-poipliceriin, polüritsinoleaat – toit. lisaaine (vähendab šokolaadi viskoossust, vähendab rasvasisaldust) - ei kahjusta. mõju inimorganismile E322-sojaletsitiin E471- mono- ja diglütseriidid (kahjulik) Tokamix-E306- antioksüdant, rasvade ja õlide stabilisaator
Teatud tüüpi karastusjookide analüüs Pepsi Coca-Cola Blackberry taigaürtidega Estragon Säilitusained Süsinikdioksiid E290 Süsinikdioksiid E290 Naatriumbensoaat E211 Kaaliumsorbaat E202 Säilitusaine Naatriumbensoaat E211 Happesuse regulaatorid E338-ort. K-ta E338-ortofosfor. K-ta - - Antioksüdandid - - Sidrunhape Sidrunhape Emulgaatorid - - - - Maitseained Looduslik maitse *Pepsi* Looduslik maitse - Maitse identne loodusliku *estragoniga* Magusained - - *Sweetland 200M* - Värvained E150a sah. Kohler I - värvaine kor. värvid Suhkruvärv IV Karamellivärv - Muud omadused Kofeiini sisaldus joogis (mitte üle 110 mg/l) Kofeiini sisaldus joogis (alkaloid) Kontsentreeritud murakamahl; looduslik kontsentreeritud põhi *Eleutheroccus ürtidega* Maitsetaimede sisaldus estragoni ekstraktiga PCT; TU 9185-001-17998155 PCT; TU 9185-473-00008064-2000 PCT; TLÜ 9185-011-48848231-99 Ökoloog. puhas PCT toode; GOST 28 188-89
Märkused tabeli nr 2 juurde E290-süsinikdioksiid - säilitusaine Naatriumbensoaat - E211-Säilitusaine. Kaitseb tooteid hallituse ja käärimise eest. Kaaliumsorbaat – E202-Kaaliumsorbaat on säilitusaine, mis pärsib aktiivselt pärmseente, hallitusseente, teatud tüüpi bakterite teket ning pärsib ka ensüümide toimet. See pikendab toodete säilivusaega. Kaaliumsorbaadil ei ole mikrobitsiidset toimet, see ainult aeglustab mikroorganismide arengut. E338-ortofosforhape-happesuse regulaator E150a-suhkru värvus I lihtne (pruun) Kofeiini alkaloid
Mõju inimese tervisele Toodi välja ka nende tarbimise veidi suuremad (toidulisandite kirjeldamisel) kõrvalmõjud. Põhimõtteliselt oli tegemist isikliku talumatusega allergiliste reaktsioonide kujul. Järgmistel lisaainetel on kõrvalmõjud: -E211-vähi (vaidlusalune) -E471-kahjulik lisaaine -E150a-kahtlane lisaaine -Kofeiin - on vastunäidustatud: suurenenud. erutuvus, unetus, suurenenud rõhk, ateroskleroos, glaukoom, südamehaigused, vanad. vanus
Üldised järeldused uuringute kohta Uuringuid kokku võttes jääb üle tõdeda, et tabelis loetletud šokolaadi (välja arvatud Picnic "a, mille täielikus ohutuses uurimisrühm kahtleb) ja gaseeritud jookide mõõdukas tarbimine ei põhjusta erilist põhjust. kahjustab inimeste tervist, sest see ei sisalda liigseid koguseid Gaseeritud jooke ei ole soovitatav kasutada sageli, kuna need sisaldavad küsitavaid aineid, mis võivad inimorganismi mõjutada.
Kõik toiduainetööstuse harud on keemia arenguga lahutamatult seotud. Biokeemia arengutase enamikes toiduainetööstuse harudes iseloomustab ka tööstuse arengutaset. Nagu me juba ütlesime, põhinevad veini-, küpsetamis-, õlle-, tubaka-, toidu-, mahla-, kalja- ja alkoholitööstuse peamised tehnoloogilised protsessid biokeemilistel protsessidel. Seetõttu on biokeemiliste protsesside täiustamine ja sellega kooskõlas kogu tootmistehnoloogia täiustamise meetmete rakendamine teadlaste ja tööstustöötajate põhiülesanne. Paljude tööstusharude töötajad on pidevalt hõivatud valikuga – väga aktiivsete rasside ja pärmitüvede valikuga. Sellest sõltub ju veini, õlle saagikus ja kvaliteet; leiva saagis, poorsus ja maitse. Selles vallas on saavutatud tõsiseid tulemusi: meie kodumaine pärm vastab oma “töötavuse” poolest tehnoloogia kõrgendatud nõuetele.
Näitena võib tuua Kiievi šampanjaveinitehase töötajate koostöös Ukraina NSV Teaduste Akadeemiaga aretatud K-R rassi pärmi, mis täidab veinišampanja pideva protsessi tingimustes hästi kääritamise funktsioone; tänu sellele vähenes šampanja tootmisprotsess 96 tunni võrra.
Rahvamajanduse vajadusteks kulub kümneid ja sadu tuhandeid tonne toidurasvu, sealhulgas oluline osa pesuvahendite ja kuivatusõli tootmiseks. Samal ajal saab pesuvahendite tootmisel olulise osa toidurasvadest (praeguse tehnoloogiataseme juures - kuni 30 protsenti) asendada sünteetiliste rasvhapete ja alkoholidega. See vabastaks väga olulisel määral väärtuslikke rasvu toiduks.
Tehnilistel eesmärkidel, näiteks liimide tootmiseks, kulub suur kogus (mitu tuhandeid tonne!) ka toidutärklist ja dekstriini. Ja siin tuleb appi keemia! Juba 1962. aastal hakkasid mõned tehased kasutama siltide kleepimiseks tärklise ja dekstriini asemel sünteetilist materjali polüakrüülamiidi. . Praegu läheb enamik tehaseid – veinitehased, alkoholivaba õlu, šampanja, konserveerimine jne – üle sünteetilistele liimidele. Niisiis kasutatakse üha enam sünteetilist liimi AT-1, mis koosneb MF-17 vaigust (formaldehüüdiga karbamiid), millele on lisatud CMC (karboksümetüültselluloos). Toiduainetööstus töötleb märkimisväärses koguses toiduvedelikke (veinimaterjalid, veinid, , õllevirre, kaljavirre, puuvilja- ja marjamahlad), millel on oma olemuselt metalli suhtes agressiivsed omadused. Need vedelikud sisalduvad mõnikord tehnoloogilise töötlemise käigus ebasobivates või halvasti kohandatud mahutites (metall-, raudbetoon- ja muud mahutid), mis halvendab valmistoote kvaliteeti. Tänapäeval on keemia toiduainetööstusele esitlenud mitmesuguseid tooteid erinevate mahutite – mahutite, paakide, aparaatide, paakide – sisepindade katmiseks. Need on eprosiin, lakk XC-76, HVL ja teised, mis kaitsevad pinda täielikult igasuguste löökide eest ning on täiesti neutraalsed ja kahjutud. Toiduainetööstuses kasutatakse laialdaselt sünteetilisi kilesid, plasttooteid, sünteetilisi sulgureid. , konserveerimine, toidukontsentraat, pagaritööstuses, tsellofaani kasutatakse edukalt erinevate toodete pakendamiseks.Pagaritooted pakitakse kilesse, säilitavad paremini ja kauem värskust, aeglasemalt roiskuvad.
Plastid, tselluloosatsetaatkile ja polüstüreen leiavad iga päevaga üha enam kasutust kondiitritoodete pakendamiseks anumate valmistamiseks, moosi, moosi, marmelaadi pakendamiseks ning erinevate karpide ja muude pakendite valmistamiseks.
Kallid imporditud toorained - korgist vooderdised veini, õlle, karastusjookide, mineraalvete katmiseks - asendavad suurepäraselt erinevat tüüpi polüetüleenist, polüisobutüleenist ja muudest sünteetilistest massidest valmistatud vooderdusi.
Keemia teenindab aktiivselt ka toidutehnikat. Kapronit kasutatakse kuluvate osade, karamelli stantsimismasinate, pukside, klambrite, vaikse hammasrataste, nailonvõrkude, filterkanga valmistamiseks; veinivalmistamise, alkohoolsete jookide ja õlle ja alkoholivabade tööstuste puhul kasutatakse kapronit märgistamis-, tagasilükkamis- ja täitmismasinate osadena.
Iga päevaga tuuakse plastmassi üha enam toiduainetööstusesse – erinevate konveierilaudade, punkrite, vastuvõtjate, liftikoppade, torude, kassettide valmistamiseks leiva tõkestamiseks ning paljude muude detailide ja koostude valmistamiseks.
Suure keemia panus toiduainetööstusesse kasvab pidevalt.1866. aastal sai saksa keemik Ritthausen nisuvalgu lagunemissaadustest orgaanilise happe, mida ta nimetas glutamiinhappeks.Sellel avastusel oli peaaegu pool sajandit vähe praktilist tähtsust. . Hiljem aga selgus, et glutamiinhapet, kuigi see pole asendamatu aminohape, leidub siiski suhteliselt suurtes kogustes sellistes elutähtsates organites ja kudedes nagu aju, südamelihas ja vereplasma. Näiteks 100 grammi ajuainet sisaldab 150 milligrammi glutamiinhapet.
"Teaduslikud uuringud on kindlaks teinud, et glutamiinhape osaleb aktiivselt kesknärvisüsteemis toimuvates biokeemilistes protsessides, osaleb rakusiseses valkude ja süsivesikute ainevahetuses, stimuleerib oksüdatiivseid protsesse. Kõikidest aminohapetest oksüdeerub ajukoes intensiivselt ainult glutamiinhape , samas vabaneb märkimisväärne kogus ajukoes toimuvateks protsessideks vajalikku energiat.
Seetõttu on glutamiinhappe kõige olulisem kasutusvaldkond meditsiinipraktikas kesknärvisüsteemi haiguste raviks.
Jaapani teadlane Kikunae Ikeda otsustas 20. sajandi alguses sojakastme, merevetikate (pruunvetikate) ja teiste Ida-Aasiale omaste toiduainete koostist uurides leida vastuse küsimusele, miks on kuivatatud merevetikatega maitsestatud toit ( näiteks pruunvetikas) muutub maitsvamaks ja isuäratavamaks. Järsku selgus, et pruunvetikas "õistab" toitu, kuna sisaldab glutamiinhapet.
1909. aastal anti Ikedale Briti patent lõhna- ja maitsepreparaatide valmistamise meetodile. Selle meetodi kohaselt eraldas Ikeda valgu hüdrolüsaadist elektrolüüsi teel mononaatriumglutamaadi, see tähendab glutamiinhappe naatriumsoola. Selgus, et naatriumglutamaadil on omadus parandada toidu maitset.
Mononaatriumglutamaat on kollakas peen kristalne pulber; praegu toodetakse seda üha suuremates kogustes nii meil kui ka välismaal – eriti Ida-Aasia riikides. Seda kasutatakse peamiselt toiduainetööstuses toodete maitse taastajana, mis teatud toodete valmistamisel kaob. Naatriumglutamaati kasutatakse suppide, kastmete, liha- ja vorstitoodete, köögiviljakonservide jms tööstuslikul tootmisel.
Toidukaupade puhul on soovitatav naatriumglutamaadi annus järgmine: 10 grammist ravimit piisab 3-4 kilogrammi liha- või liharoogade, samuti kala- ja linnulihast valmistatud roogade maitsestamiseks 4-5 kilogrammile. taimsed tooted, 2 kilogrammi kaunviljade ja riisi jaoks, samuti taignast valmistatud tooted, 6-7 liitrit suppi, kastmeid, liharooga. Naatriumglutamaadi tähtsus on eriti suur konservide valmistamisel, kuna kuumtöötlemisel kaotavad tooted vähemal või rohkemal määral oma maitse. Nendel juhtudel annavad nad tavaliselt 2 grammi ravimit 1 kilogrammi konservi kohta.
Kui mõne toote maitse halveneb säilitamise või keetmise tagajärjel, siis glutamaat taastab selle. Mononaatriumglutamaat suurendab maitsenärvide tundlikkust – muutes need toidu maitsele vastuvõtlikumaks. Mõnel juhul isegi võimendab see maitset, näiteks varjab erinevate köögiviljade soovimatut kibedust ja mullasust. Värskete köögiviljaroogade meeldiv maitse tuleneb nende kõrgest glutamiinhappe sisaldusest. Vanale taimetoidusupile tuleb lisada vaid väike näpuotsatäis glutamaati - no ennäe, roog omandab maitsetäiuse, tekib tunne, et sööd lõhnavat lihapuljongit. Ja veel üks "maagiline" tegevus sisaldab naatriumglutamaati. Fakt on see, et liha- ja kalatoodete pikaajalisel ladustamisel kaob nende värskus, halveneb maitse ja välimus. Kui neid tooteid niisutada enne säilitamist naatriumglutamaadi lahusega, püsivad need värsked, samal ajal kui kontrollkulbid kaotavad oma esialgse maitse ja muutuvad rääsunud.
Naatriumglutamaati turustatakse Jaapanis "aji-no-moto" nime all, mis tähendab "maitse olemust". Mõnikord tõlgitakse seda sõna erinevalt - "maitse hing". Hiinas nimetatakse seda ravimit "wei-syu", see tähendab "gastronoomiliseks pulbriks", prantslased nimetavad seda "meeleseerumiks", vihjates selgelt glutamiinhappe rollile ajuprotsessides.
Millest on valmistatud naatriumglutamaat ja glutamiinhape? Iga riik valib endale kõige tulusama tooraine. Näiteks USA-s toodetakse üle 50 protsendi MSG-st suhkrupeedijäätmetest, umbes 30 protsenti nisugluteenist ja umbes 20 protsenti maisigluteenist. Hiinas toodetakse naatriumglutamaati sojavalgust, Saksamaal - nisuvalgust. Jaapanis on välja töötatud meetod glutamiinhappe biokeemiliseks sünteesiks glükoosist ja mineraalsooladest, kasutades spetsiaalset mikroorganismide rassi (Micrococcus glutamicus), millest teatas Moskvas V rahvusvahelisel biokeemiakongressil Jaapani teadlane Kinoshita.
Viimastel aastatel on meie riigis korraldatud mitmeid uusi töötubasid glutamiinhappe ja naatriumglutamaadi tootmiseks. Peamisteks tooraineteks on maisitärklise tootmise jäätmed, suhkrutootmise jäätmed (peedisiirup) ja alkoholitootmise jäätmed (bard).
Praegu toodetakse igal aastal üle maailma kümneid tuhandeid tonne glutamiinhapet ja naatriumglutamaati ning nende kasutusala laieneb iga päevaga.
Märkimisväärsed kiirendajad – ensüümid
Enamik organismis toimuvatest keemilistest reaktsioonidest kulgeb ensüümide osalusel Ensüümid on elusraku poolt toodetud spetsiifilised valgud, millel on võime keemilisi reaktsioone kiirendada. Ensüümid on saanud oma nime ladinakeelsest sõnast, mis tähendab "käärimist". Alkohoolne kääritamine on üks vanimaid näiteid ensüümide toimest.Kõik eluilmingud on tingitud ensüümide olemasolust;
Ensüümide õpetuse arendamisse erakordselt suure panuse andnud I. P. Pavlov pidas neid elu tekitajateks: „Kõik need ained mängivad tohutut rolli, määravad elu avaldumise protsessid, nad on täies ulatuses. elutunde aktivaatorid."Inimene on õppinud elusorganismides toimuvate muutuste kogemusi üle kandma tööstussfääri – tooraine tehniliseks töötlemiseks toiduainetööstuses ja teistes tööstusharudes. Ensüümide ja ensüümpreparaatide kasutamine tehnoloogias põhineb nende võimele kiirendada üksikute orgaaniliste ja mineraalsete ainete paljude omaduste muutumist, kiirendades seeläbi kõige erinevamaid tehnoloogilisi protsesse.
Praegu on teada juba 800 erinevat ensüümi.
Erinevate ensüümide toime on väga spetsiifiline. See või teine ensüüm toimib ainult teatud ainele või teatud tüüpi keemilisele sidemele molekulis.
Sõltuvalt ensüümide toimest jagunevad need kuueks klassiks.
Ensüümid on võimelised lagundama erinevaid süsivesikuid, valkaineid, hüdrolüüsima rasvu, lagundama teisi orgaanilisi aineid, katalüüsima redoksreaktsioone, kandma üle mõnede orgaaniliste ühendite molekulide erinevaid keemilisi rühmi teiste molekulidele. On väga oluline, et ensüümid saaksid kiirendada protsesse mitte ainult ettepoole, vaid ka vastupidises suunas, see tähendab, et ensüümid suudavad läbi viia mitte ainult keeruliste orgaaniliste molekulide lagunemist, vaid ka nende sünteesi. Huvitav on ka see, et ensüümid toimivad väga väikestes annustes tohutul hulgal ainetel. Samas toimivad ensüümid väga kiiresti.Üks katalüsaatormolekul muudab ühe sekundi jooksul tuhandeid substraadiosakesi Seega on 1 gramm pepsiini võimeline lagundama 50 kilogrammi kalgendunud munavalget; tärklist suhkrustav süljeamülaas näitab oma toimet ühe kuni miljoni lahjendamisel ja 1 grammi kristallilist renniini paneb 12 tonni piima tarduma!
Kõik looduslikku päritolu ensüümid on mittetoksilised. See eelis on väga väärtuslik peaaegu kõigi toiduainetööstuse harude jaoks.
Kuidas saadakse ensüüme?
Ensüümid on looduses laialt levinud ja neid leidub kõigis loomade kudedes ja elundites, taimedes, aga ka mikroorganismides - seentes, bakterites, pärmis. Seetõttu on neid võimalik saada väga erinevatest allikatest.Teadlased on leidnud vastuse kõige huvitavamatele küsimustele: kuidas neid imelisi aineid kunstlikult kätte saada, kuidas saab neid kasutada igapäevaelus ja tootmises?Kui erinevate loomade kõhunääre nimetatakse õigustatult "ensüümitehaseks", siis on hallitusseened, nagu selgus, tõeliselt erinevate bioloogiliste katalüsaatorite "kassa". Mikroorganismidest saadud ensüümpreparaadid hakkasid enamikus tööstusharudes järk-järgult asendama loomset ja taimset päritolu preparaate.
Seda tüüpi tooraine eelised hõlmavad ennekõike mikroorganismide suurt paljunemiskiirust. Aasta jooksul saab teatud tingimustel koristada 600-800 kunstlikult kasvatatud hallitusseente või muude mikroorganismide "saaki". Teatud söötmel (nisukliid, viinamarja- või puuviljajääk, st mahla pressimise jäägid) toimub külv ja kunstlikult loodud tingimustes (nõutav niiskus ja temperatuur) teatud ensüümide rikkad või ensüümi sisaldavad mikroorganismid. kasvatatakse konkreetset vara. Suurenenud koguse ensüümi tootmise stimuleerimiseks lisatakse segule erinevaid sooli, happeid ja muid koostisosi. Seejärel eraldatakse biomassist ensüümide kompleks või üksikud ensüümid,
Ensüümid ja toit
Tooraines sisalduvate või õiges koguses lisatud ensüümide aktiivsuse sihipärane kasutamine on aluseks paljude toiduainete valmistamisel Liha, hakkliha, soolamise järel heeringa valmimine, tee, tubaka, veinide valmimine, mille järel valmib a. Kõigis neis toodetes ilmneb ainult neile omane hämmastav maitse ja aroom - see on ensüümide "töö" tulemus. Linnaste idanemisprotsess, mil vees lahustumatu tärklis muutub lahustuvaks ning tera omandab spetsiifilise aroomi ja maitse – see on ka ensüümide töö!Tänapäeva vaates ei ole toiduainetööstuse edasine areng mõeldav ilma ensüümide ja ensüümpreparaatide kasutamine (erinevate ensüümide kompleks).Võtke näiteks leib - kõige massiivsem toiduaine. Normaaltingimustes toimub ka leiva või õigemini taigna valmistamise protsess jahus leiduvate ensüümide osalusel. Aga mis siis, kui lisame 1 tonni jahu kohta ainult 20 grammi amülaasi ensüümpreparaati? Siis saame parandatud leiba; maitse, aroomiga, ilusa koorikuga, poorsem, mahukam ja veel magusam! Ensüüm, lagundades teatud määral jahus sisalduvat tärklist, suurendab jahu suhkrusisaldust; käärimis-, gaasi moodustumise ja muu protsessid toimuvad intensiivsemalt - ja leiva kvaliteet muutub paremaks.
Sama ensüümi amülaasi kasutatakse õlletööstuses. Tema abiga asendatakse osa õllevirde valmistamiseks kasutatud linnastest tavalise teraviljaga. Selgub aromaatne, vahutav, maitsev õlu. Ensüümi amülaasi abil on maisijahust võimalik saada tärklist, magusat melassi ja glükoosi vees lahustuvat vormi.
Värskelt valmistatud šokolaaditooted, pehmed täidisega kommid, marmelaad ja muud on maiuspala mitte ainult lastele, vaid ka täiskasvanutele. Kuid pärast mõnda aega poes või kodus lamamist kaotavad need tooted oma maitsva maitse ja välimuse - hakkavad tahenema, suhkur kristalliseerub ja aroom kaob. Kuidas nende toodete eluiga pikendada? Invertaasi ensüüm! Selgub, et invertaas takistab kondiitritoodete "seismist", suhkru jämedat kristalliseerumist; tooted püsivad täiesti "värsked" pikka aega. Aga koorejäätis? Laktaasi ensüümi kasutamisel ei muutu see kunagi teraliseks ega "liivaks", sest piimasuhkru kristalliseerumist ei toimu.
Selleks, et poest ostetud liha ei oleks sitke, on vajalik ensüümide töö. Pärast looma tapmist muutuvad liha omadused: algul on liha sitke ja maitsetu, värskel lihal on kergelt väljendunud lõhn ja maitse, aja jooksul muutub liha pehmeks, keeduliha aroomi intensiivsus ning puljong suureneb, maitse muutub rohkem väljendunud ja omandab uusi toone. Liha küpseb.
Liha jäikuse muutus küpsemise ajal on seotud lihas- ja sidekoe valkude muutumisega. Lihale ja lihapuljongile iseloomulik maitse sõltub glutamiinhappe sisaldusest lihaskoes, mis on sarnaselt selle sooladele - glutamaatidele lihaleemele iseloomuliku maitsega. Seetõttu on värske liha kergelt väljendunud maitse tingitud osaliselt sellest, et glutamiin on sel perioodil seotud mõne komponendiga, mis eraldub liha küpsedes.
Liha aroomi ja maitse muutumist laagerdumisel seostatakse ka madala molekulmassiga lenduvate rasvhapete kuhjumisega, mis on tingitud lihaskiudude lipiidide hüdrolüütilisest lagunemisest lipaasi toimel.
Erinevate loomade lihaskiudude lipiidide rasvhappelise koostise erinevus annab erisusi erinevate lihaliikide aroomi- ja maitsevarjunditele.
Lihamuutuste ensümaatilise iseloomu tõttu mõjutab nende kiirust temperatuur otsustavalt. Ensüümide aktiivsus aeglustub järsult, kuid ei peatu isegi väga madalatel temperatuuridel: need ei hävi 79 miinuskraadi juures. Külmutatud olekus ensüüme saab säilitada mitu kuud ilma aktiivsust kaotamata. Mõnel juhul suureneb nende aktiivsus pärast sulatamist.
Iga päevaga laieneb ensüümide ja nende preparaatide kasutusala.
Meie tööstus suurendab aasta-aastalt viinamarjade, puuviljade ja marjade töötlemist veini, mahlade ja konservide tootmiseks. Selle tootmise puhul on raskused kohati selles, et tooraine - puuviljad ja marjad - ei "anna" pressimise käigus kogu selles sisalduvat mahla. Tühise koguse (0,03-0,05 protsenti) pektinaasi ensüümpreparaadi lisamine viinamarjadele, rahele, õuntele, ploomidele, erinevatele marjadele nende purustamisel või purustamisel annab väga olulise mahlasaagi tõusu - 6-20 protsenti. Pektinaasi saab kasutada ka mahlade selitamiseks, puuviljaželee, puuviljapüree valmistamisel. Suur praktiline huvi toodete kaitsmisel hapniku oksüdeeriva toime eest - rasvad, toidukontsentraadid ja muud rasva sisaldavad tooted - on ensüüm glükoosoksüdaas. Käsitletakse selliste toodete pikaajalise ladustamise küsimust, millel on rääsumise või muude oksüdatiivsete muutuste tõttu nüüd lühike "eluiga". Hapniku eemaldamine või kaitse. et sellest on väga oluline juustu-, alkoholivaba-, õlle-, veini-, rasvatööstuses, selliste toodete valmistamisel nagu piimapulber, majoneesid, toidukontsentraadid ja maitseained. Kõikidel juhtudel on glükoosoksüdaas-katalaasi süsteemi kasutamine lihtne ja väga tõhus vahend, mis parandab toodete kvaliteeti ja säilivusaega.