Вода в сырье и пищевых продуктах

 

7.1 Значение воды для человеческого организма.

7.2 Вода в пищевых продуктах.

7.3 Активность воды и стабильность пищевых продуктов.

7.4 Методы определения влаги в пищевых продуктах.

 

Значение воды для человеческого организма

 

Вода, не являясь собственно питательным веществом, жизненно необходима человеку. Вода в качестве растворителя органических и минеральных веществ является главным компонентом человеческого тела и составляет по массе 60 % в зрелом и 67-70 в раннем возрасте.

Важная роль воды в биологических системах, обусловлена способностью ее молекул образовывать множественные водородные связи. Они и объясняют особые физические и химические свойства воды, такие как точки кипения и замерзания, высокая диэлектрическая проницаемость, универсальность как растворителя, способность образовывать ионы Н⁺ и ОН ^– и участвовать в качестве структурного элемента макромолекул.

В живых системах (в том числе в теле человека) вода служит основным компонентом внутренней среды, принимает участие в процессах транспорта и образования структур и выполняет функцию изолятора. Лишь небольшая часть воды, имеющейся в теле, находится в истинно мобильном состоянии, характерном для неживой природы. Основная часть воды является компонентом структур, причем не только клеточных, но и внеклеточных. Вода распространена в организме между двумя основными пространствами: внутриклеточным (внутриклеточная жидкость) и внеклеточным (внеклеточная жидкость – плазма, лимфа и интерстициальная жидкость). Вода свободно диффундирует между этими пространствами, тогда как движение растворенных в ней веществ, строго регламентируется. Вода выполняет в организме следующие функции:

- растворяет вещества, поступающие в организм, и помогает прохождению химических реакций;

- все реакции гидролиза сложных органических веществ в организме протекают с обязательным участием воды;

- вымывает отходы из клеток;

- служит смазочным материалом в суставах и других местах, где соприкасаются различные органы;

- предохраняет организм от перегрева и охлаждения, равномерно распределяя поступающее тепло;

- входит в состав всех органов и тканей нашего организма.

В разных тканях тела содержание воды неодинаково. Она входит в состав костей и зубов – 10-20%, в сердце и легких воды свыше 79%, в лимфе – около 96%.

Потеря организмом 10% воды (от общего ее количества) вызывает прекращение мочеотделения, а при потере 20% воды человек погибает. Суточная потребность человека в воде близка к 40г на каждый килограмм массы его тела, что для взрослого человека составляет около 2,5 л. Суточный кругооборот воды в теле человека представлен ниже.

Поступление воды, мл/сут:

 

питье 1300

пища 850

метаболическая вода 350

_______________________________________________________

Итого 2500

 

Выход воды, мл/сут:

 

моча 1500

выдыхаемый воздух 400

пот 500

фекалии 100

_______________________________________________________

Итого 2500

Содержание воды в организме определяется равновесием между ее поступлением и выходом. Основная часть воды поступает с питьем и пищей. Вода, образующаяся в метаболических процессах окисления сахаров, жиров и белков, составляет лишь небольшую часть. Так, при окислении 100г углеводов образуется 55 мл воды, 100 г жира- 107 мл воды, 100 г белка – 41 мл воды.

При недостатке воды в организме происходит некоторое сгущение крови, что отрицательно сказывается на снабжении организма кислородом и пищевыми веществами, затрудняется работа почек, ухудшается работа мозга (он содержит 80% воды). При избытке воды в организме усиливается работа почек, с большой нагрузкой работает сердце, т.к. увеличивается объем крови.

С водой могут вноситься в организм человека и пищевые продукты, различные минеральные вещества.

Содержание в воде минеральных веществ:

Кальций -4,5мг %;

Магний - 1 мг %;

Сера - 1 мг %;

Хлор - 1,4 мг %;

Железо - 1,2 мкг %;

Марганец - 1,6 мкг %;

Медь - 0,6 мкг %;

 

Вода в пищевых продуктах

Вода – важная составляющая пищевых продуктов. Она присутствует в разнообразных растительных и животных продуктах как клеточный и внеклеточный компонент, как диспергирующая среда и растворитель, обуславливая их консистенцию и структуру и влияя на внешний вид, вкус и устойчивость продукта при хранении. Благодаря физическому взаимодействию с белками, полисахаридами, липидами и солями, вода вносит значительный вклад в текстуру пищи.

В состав всех пищевых продуктов входит вода. В состав фруктов и овощей она входит в количестве до 90%, в хлебные изделия – 35-50%, в крупяные изделия – 12-15%.

Показатель влажности пищевых продуктов является показателем их калорийности. Чем больше влаги в продукте, тем ниже калорийность. Влажность пищевых продуктов влияет на длительность их хранения. Чем выше влажность продукта, тем меньше срок его хранения.

Пищевые продукты представляют собой многокомпонентные системы, в которых влага связана с твердым скелетом. Обычно деление воды на связанную и свободную носит условный характер.

Связанная влага – это ассоциированная вода, прочносвязанная с различными компонентами – белками, липидами и углеводами за счет химических и физических связей.

Свободная влага – это влага, не связанная полимером и доступная для протекания биохимических и микробиологических реакций.

Количество связанной воды и сила связывания зависят от таких факторов, как природа неводного компонента, состав солей, рН, температура.

Связанная вода характеризуется целым рядом признаков, но у исследователей нет единой точки зрения о том, какие из этих признаков считать обязательными.

Нет и четкой классификации форм связи влаги с материалом. Чаще всего формы связи влаги с материалом делят на 3 группы: химическая, физико-химическая, и физико-механическая.

Химически связанная вода (в виде гидроксильных ионов или заключенная в кристаллогидраты) – наиболее прочно связанная. Она может быть удалена из продукта только прокаливанием или путем химического взаимодействия. В продуктах такая вода встречается редко.

Физико-химически связанная вода – это адсорбционно и осмотически связанная.

Адсорбционно связанной называется вода, прочно удерживаемая на поверхности раздела коллоидных частиц с окружающей средой. Адсорбционно связанная влага прочно связана с материалом, перед удалением из продукта она должна быть превращена в пар. Она известна под названием гидратационной. Соединяясь с коллоидными веществами, она не растворяет органические вещества и минеральные соли, замерзает при -71^оС.

Осмотически поглощенная влага находится в микропространствах, образованных мембранами клеток, волокнистыми структурами. Во время сушки продуктов удаляется раньше, чем адсорбционная, т.к. связана с их сухими веществами непрочно.

Физико-механически связанную влагу делят на капилярную (находящуюся в капилярах радиусом более 10 ^–5 см) и микрокапилярную (в капилярах радиусом менее 10^{-5 см). Эта влага представляет собой растворы, содержащие органические и минеральные вещества продукта.}