Л.В. Терещук, К.В. Старовойтова

Л.В. Терещук, К.В. Старовойтова

 

ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРОИЗВОДСТВА ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ

 

ПУчебное пособие

 

Для студентов вузов

 

Кемерово, 2016

УДК 664.315.6

ББК 35.782

Т 35

Рецензенты:

М.Г. Курбанова, д-р техн. наук, профессор,

зав. кафедрой «Технология хранения

и переработки сельскохозяйственной продукции»

ФГБОУ ВПО «Кемеровский государственный

сельскохозяйственный институт»;

И.Д. Савельев, канд. техн. наук, главный технолог ООО «КЕДР ЭКСПОРТ»

Рекомендовано редакционно-издательским советом Кемеровского технологического института

пищевой промышленности

Терещук, Л.В.

Т 35 Физиолого-биохимические основы производства продуктов питания / Л.В. Терещук,
К.В. Старовойтова // Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. – Кемерово, 2016. – 10696 с.

ISBN 978-5-89289-795-2

 

В учебном пособии рассматриваются физиологические и биохимические аспекты производства продуктов питания, а также превращения макронутриентов, происходящие в процессе технологической обработки продуктов питания. Содержатся теоретические положения по изучаемым темам и вопросы для самоконтроля.

Рекомендовано для бакалавровстудентов, обучающихся по направлению подготовки 19.04.02 обучающихся по направлению подготовки 260100 «Продукты питания из растительного сырья», по программефилям «Совершенствование технологии и повышение качества масложировых продуктов».

ISBN 978-5-89289-795-2

Охраняется законом об авторском праве, не может быть использовано любым незаконным способом без письменного договора

УДК 664.315.6

ББК 35.782

Ó КемТИПП, 2016

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ……………………………………………….……………… ТЕМА 1. Физиолого-гигиенические аспекты питания……………………………………………………….. Основные термины и определения нутрициологии………… Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения……. ТЕМА 2. Белки. Состав, физиологическое значение и функциональные свойства………………………………. Аминокислоты - структурные элементы белков……………. Новые формы белковой пищи………………………………… Технологические свойства белков…………………………….     ТЕМА 3. Углеводы. Классификация, физиологическое значение и функциональные свойства…………………… Классификация и физиологическая роль углеводов………... Превращения углеводов при производстве продуктов питания………………………………………………………… Технологические свойства модифицированных крахмалов.. ТЕМА 4. Липиды. Состав, физиологическое значение и функциональные свойства ……………………………… Физиологическая роль липидов в организме человека…. Купажирование растительных масел с целью достижения заданного жирнокислотного состава……………………… Изменения липидов при производстве и хранении пищевых продуктов……………………………………………………… Лабораторная работа 3.2 Изучение жирнокислотного состава масел и модифицированных жиров. Сравнительный анализ. ТЕМА 5. Витаминный и минеральный состав продуктов…………………………………….......................... Классификация витаминов……………………………. Витаминизация продуктов питания…………………………. Витаминизация растительных масел………………………… Лабораторная работа 4.3 Исследование влияния различных факторов на сохранность витамина С Лабораторная работа 4.1 Определение β-каротина в растительном (облепиховом) масле. Лабораторная работа 4.2 Определение аскорбиновой кислоты йодометрическим методом ТЕМА 6. Функциональные ингредиенты и продукты…………………………………………………........ Функциональные ингредиенты………………………………. Функциональные продукты………………………………….. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ……………………………….. БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК…………………………

 

Черный – было в практикуме

Красный - добавления

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

 

Учебное пособие по курсу «Физиолого-биохимические основы производства продуктов питания» включает задания длятеоретические материалы изучаемого курса и вопросы для самоконтроля.

Целью изучения дисциплины «Физиолого-биохимические основы производства продуктов питания» является получение студентами знаний о химическом составе пищевого сырья, полуфабрикатов, готовых продуктов, об общих закономерностях биохимических процессов, протекающих при переработке и хранении сырьяя в готовый продукт, а также о превращениях пищевых веществ в организме человека.

Знакомство с порядком расчета пищевой и энергетической ценности продуктов питания.

Задача дисциплины – изучение основных составных веществ пищевых продуктов и их ролиь в питании человека; ознакомление с основными химическими процессами, протекающими в результате хранения и переработки сырья в готовый продукт.

Знания, приобретенные студентами при изучении курса «Физиолого-биохимические основы производства продуктов питания» базируются на знаниях, полученных при изучении дисциплин «Пищевая химия», «Биохимия», «Физиология питания», а в ходе дальнейшего обучения, закрепляются и углубляются при изучении специальных дисциплин: «Технология отрасли», «Химия жиров».

Перед сдачей экзамена студенты должны проработать теоретический материал, как представленный в данном учебном пособии, так и изложенный в лекционном материале и дополнительной литературе.

 

 

Теоретические положения

 

Наиболее важными технологическими свойствами белков являются гидратация, денатурация, пенообразование, эмульгирующая, водо- и маслоудерживающая способность.

Гидратация. Белки способны связывать воду, т.е. проявляют гидрофильные свойства. При этом они набухают, увеличивается их масса и объем.

Набухание - это процесс поглощения низкомолекулярного растворителя (воды) высокомолекулярным веществом, сопровож­дающийся увеличением его массы и объема. Причиной набухания является диффузия молекул низкомолекулярного растворителя в высокомолекулярное вещество. Между макромолекулами полиме­ра обычно имеются небольшие пространства, размеры которых соизмеримы с размером молекул растворителя. Благодаря этому молекулы низкомолекулярной жидкости достаточно быстро про­никают между макромолекулами, раздвигая молекулярные цепи.

В большинстве случаев набухание включает не только простую диффузию молекул жидкости в полимер, но и сольватацию (растворение) макромолекул.

Различают ограниченное и неограниченное набухание. При ограниченном набухании объем и масса полимера достигают определенных значений и дальнейший контакт полимера с растворителем не приводит к каким-либо изменениям. Ограниченно набухающий полимер называется студнем. Студни не обладают текучестью, они упруги, обладают пластичностью, определенной механической прочностью, способны сохранять свою форму. Неограниченное набухание характеризуется отсутствием предела набухания, с течением времени полимер поглощает все большее количество жидкости и в результате набухание переходит в растворение. Глобулярные белки могут полностью гидратироваться, растворяясь в воде, например, белки молока, образуя раствор с невысокой концентрацией.

Гидрофильность определенных белков зависит от их строения. Имеющиеся в составе и расположенные на поверхности белковой макромолекулы гидрофильные группы (-СО-NН-; -NН2; -СООН) притягивают к себе молекулы воды, строго ориентируя их на поверхности молекулы.

Окружающая белковые глобулы гидратная (водная) оболочка препятствует агрегации и способствует устойчивости растворов белка.

В изоэлектрической точке, где число положительных и отрицательных зарядов в молекуле белка одинаковы (при определенном рН) белки обладают наименьшей способностью связывать воду, происходит разрушение гидратной оболочки вокруг белковых молекул, поэтому они соединяются, образуя крупные агрегаты, что приводит к выпадению их в осадок.

Пенообразование - способность белков образовывать высококонцентрированные системы жидкость-газ, называемые пенами. Пузырьки газа в пенах имеют большие размеры, формой многогранников и отделены друг от друга очень тонкими слоями жидкой дисперсионной среды. Пенообразующие вещества с длинной молекулярной цепью, в данном случае - белки, адсорбируясь на границе вода-воздух, образуют структурированную пленку, препятствующую стеканию жидкости. Здесь используется способность белков понижать поверхностное натяжение на границе раздела жидкость-газ. Устойчивость пены, в которой белок является пенообразователем, зависит не только от его природы, но и от концентрации, а также от температуры. Белки в качестве пенообразователей широко используются в кондитерской промышленности при производстве пастилы, зефира, суфле.

Эмульгирующая способность. К важным физико-химическим свойствам белков следует отнести их способность стабилизировать эмульсии, т.е. выполнять роль эмульгатора.

Под эмульсией понимают однородные по внешнему виду системы, одна из которых распределена в другой в виде мельчайших частиц (капель). К эмульсиям относятся: молоко, майонез, маргарин и др.

Различают два типа эмульсии: прямая-неполярная жидкость (масло) в полярной жидкости (воде), т.е. М-В; обратная-полярная жидкость (вода) в неполярной жидкости (масле), т.е. В-М. Известны эмульсии смешанного типа, которые образуются при высокой концентрации масла (жира) в воде, например, сливочное масло.

Эмульсии агрегативно не устойчивы, что проявляется в самопроизвольной коалесценции отдельных капель жидкости друг с другом. На практике это приводит к полному разрушению и разделению эмульсий на два слоя. Расслоение эмульсионной системы с образованием скоплений веществ в виде двух жидких слоев с четким разделом границ называется коацервацией. Для повышения агрегативной устойчивости системы используют вещества-эмульгаторы. Белки относятся к природным эмульгаторам и способны стабилизировать эмульсии, что определяется их гидрофильными свойствами.

С термодинамической точки зрения эмульгатор, адсорбируясь на границе раздела фаз, понижает межфазное поверхностное натяжение, препятствует коалесценции частичек дисперсной фазы и удерживает их в дисперсионной среде, чем и обеспечивает агрегативную устойчивость эмульсии.

Способность белков стабилизировать эмульсии имеет большое значение в пищевой промышленности. Так, например, эмульгаторами при производстве майонеза служат белки сухого молока, яичного порошка и горчицы.

Водо- и маслоудерживающая способность. При использовании белков в пищевой промышленности важным требованием является их высокая водо- и маслоудерживающая способность, которая определяется химическими и физическими свойствами белка. Есть предположения, что при раскручивании молекулы белка в процессе ее диссоциации на субъединицы увеличивается захват воды за счет увеличения числа химических группировок, связывающих воду.

 

Новые формы белковой пищи

Основным направлением научно-технического прогресса в области производства продовольствия в последние три десятилетия является ин­тенсификация процессов приготовления пищи с одновременным при­данием ей комплекса свойств, отражающих требования науки о здо­ровом питании. Новые пищевые производства в качестве приоритет­ных включают технологии получения белковых продуктов. Эти техноло­гии основываются на фундаментальных и прикладных знаниях в облас­ти пищевой, физической, биологической, биоорганической химии, ге­нетики, молекулярной биологии, биофизики и ряда технических дисцип­лин. Объективными причинами создания принципиально новых техно­логий получения белковых компонентов пищи являются рост численно­сти населения, осознание людьми того, что ресурсы планеты не безгра­ничны, необходимость выпуска пищевых продуктов с составом, соответ­ствующим современному образу жизни, и возможность использования накопленных человеком теоретических знаний в прикладных целях. От­личительной особенностью технологий производства белковых продук­тов является возможность целенаправленного использования отдельных фракций белков и комплексной переработки сырья с одновременным по­лучением других полезных пищевых ингредиентов (крахмала, масла, пек­тина, фосфатидов и т.д.).

Новые формы белковой пищи — это продукты питания, полу­чаемые на основе различных белковых фракций продовольственного сы­рья с применением научно обоснованных способов переработки и име­ющие определенный химический состав, структуру и свойства, включая биологическую ценность.

Объективной количественной оценкой создания и развития отрасли производства растительных белковых продуктов (фракций) является на личие сельскохозяйственного сырья, высокопроизводительного оборудо вания (экстракторов, сепараторов, центрифуг, сушилок и т.д.) и конкурентоспособных технологий. К потенциальным сырьевым источникам отно­сят: зернобобовые (соя, горох, чечевица, люпин, фасоль, нут); хлебные и крупяные культуры (пшеница, тритикале, рожь, овес, ячмень, кукуруза) и побочные продукты их переработки (отруби, сечка, мучка, зародыш); мас­личные (подсолнечник, лен, рапс, кунжут); псевдозлаковые (амарант); овощи и бахчевые (картофель, тыква); вегетативная масса растений (лю­церна, клевер, люпин, сахарная свекла, зеленый табак); продукты перера­ботки фруктов и ягод (косточки абрикоса, сливы, вишни, кизила, виног­рада и т.д.); кедровые и другие виды орехов. Не менее важными фактора­ми, определяющими выбор сырьевых источников, являются: количество и состав белка, биологическая ценность, возможность удаления антипищевых веществ, функциональные свойства, способность к хранению, возможность глубокого фракционирования с получением как основных (белковых), так и побочных продуктов питательной (маслажир, лецитин, крахмал) или лечебно-профилактической, (пектин, сорбит, ксилит, лецитин, антоцианы, витамины, глюкозо-фруктозные сиропы и т.д.) ценности.

Производ­ства по выпуску пищевых белков строят вблизи от биохимических или кор­мовых заводов с целью получения ряда дополнительных ингредиентов (дрожжи, ферментные препараты, сухая мезга и т.д.) или организовывают специализированные цеха на действующих предприятиях.

Традиционными источниками для производства белковых продуктов являются соя и пшеница. Продукты из соевых белков подразделяются на три группы, отличающиеся по содержанию белка: мука-крупа, концент­раты, изоляты. На базе указанных видов белковых продуктов организу­ется производство и маркетинг текстурированной муки, концентратов и изолятов. Выпускаются модифицированные и специальные белковые продукты. Соевая м у к а и крупа производятся на мельничном обо­рудовании путем измельчения до определенного размера частиц обез­жиренных или необезжиренных семян с последующим их просеивани­ем. В муке и крупе содержится 40-54% (N х 6,25) белка от общей массы продукта. Разные виды муки (крупы) отличаются по содержанию жира, размеру частиц и степени тепловой обработки. От интенсивности тепло­вого воздействия зависят КРА, КДБ, активность ферментов липоксиге- назы, уреазы и ингибиторов протеаз. Соевые белковые концентра­ты изготавливаются из очищенных и обезжиренных соевых бобов (бе­лых лепестков) путем удаления растворимых в воде небелковых компо­нентов (олигосахаридов, ферментов, минеральных веществ). Концент­раты содержат 65-70% белка на сухое вещество (N х 6,25).

Соевые бел­ковые изоляты являются наиболее очищенной формой белковых пПро­дуктов, так как содержат не менее 90% белка на сухое вещество. Белок экстрагируется из измельченного белого лепестка слабощелочным раствором (рН 8-11) с последующим осаждением в изоэлектрической точ­ке (4,2-4,5) и отделением в виде творожистой массы от олигосахаридов.

Белковая масса промывается, нейтрализуется до рН 6,8 и сушится.

Изолированные белки масличных семян имеют широкое приме­нение в хлебопекарном, кондитерском, молочном и других производствах, расширяя таким образом сырьевую базу пищевой промышленности.

 

Назначение текстурированных белковых продуктов заключается в придании пищевым изделиям волокнистой или многослойной (кускообразной) структуры. После гидратации такие белковые продукты по внешнему виду и структуре напоминают мясо, птицу или морские продукты, выступая при этом в роли аналогов традиционных пищевых продуктов. Многослойная мясоподобная структура соевых белковых продуктов может формироваться с помощью термопластической экструзии. Основные стадии процесса включают: дозирование сырья; -» кондиционирование (увлажнение, нагревание); -» варочный процесс; -» ламинар­ное течение (ориентация молекул белков) формирование волокон; -» разрезание продукта на куски; -» сушка. В основе экструзии лежит про­цесс реструктуризации белка, заключающийся в том, что под влиянием температуры, увлажнения и механического воздействия макромолекулы его формируют вязкопластичную массу, выстраивающуюся в направле­нии сдвига, с образованием новых поперечных связей. В результате об­разуется многослойная объемная жевательная структура, пригодная для использования в качестве наполнителей или аналогов.

Особые соевые продукты представлены соевым соусом, тофу (соевым творогом), соевым молоком, мисо (соевой пастой) и другими видами. Модифицированные белки (частично или полностью гидроли- зованные) получают из белковых продуктов с применением протеолити- ческих ферментных препаратов (пепсин, папаин, бромелаин) или кис­лотного гидролиза. Такие белки используются как функциональные и вкусовые добавки к пище.

Из пшеницы или пшеничной муки методом водной экстракции не­белковых и растворимых белковых компонентов получают сухую пше­ничную к л е й к о в и н у. Так как клейковина является скоропортящим­ся продуктом, то важное место в технологическом процессе производ­ства клейковины занимает сушка. Во-первых, влажность готового про­дукта не должна превышать 10%, а во-вторых, клейковина должна быть нативной, или «витальной». Первое условие необходимо в целях успеш­ного хранения, а второе — для обеспечения широкого использования клейковины как технофункционального ингредиента. В клейковине со­держится белка не менее 75-80% (N х 5,7), жира — 0,5-1,5%, клетчатки - 1,5%, зольность - 0,8-1,2%. [1]

 

Анализ результатов работы

 

Полученные результаты работы сводят в табл. 2.1 и делают выводы о содержании пектинов в исследуемых образцах.

 

Таблица 2.13 - Результаты исследования

 

Наименование показателя	Ед. измерения	Объект исследования

 

Классификация витаминов

 

Классификация витаминов. Витамины - биорегуляторы биохомических и физиологических процессов, протекающих в живых организмах. Витамины являются низкомолекулярными органическими соединениями различной химической природы. Для нормальной жизнедеятельности человеку витамины необходимы в небольших количествах. Нормы суточного потребления витаминов приведены в таблице 5.1. Так как витамины не синтезируются организмом, они должны поступать в необходимом количестве с пищей в качестве ее обязательного компонента. Отсутствие или недостаток витаминов в организме человека вызывает болезни недостаточности – авитаминозы. При избыточном приеме витаминов, значительно превышающем физиологические нормы, могут развиваться гипервитаминозы. Это характерно для жирорастворимых витаминов, доля которых в суточном рационе человека невысока.

В качестве единицы измерения витаминов пользуются размерностью мг % = 0,001 г (миллиграммы витаминов в 100 г продукта), мкг % = 0,001 мг % (микрограммов витаминов в 100 г продукта).

Ряд витаминов представлены не одним, а несколькими соединениями, обладающими сходной биологической активностью, например: пиридоксин витамин В ₆ включает пиридоксин, пиридоксаль, пиридоксамин.

Различают собственно витамины и витаминоподобные вещества. К витаминоподобным веществам относятся: биофлавоноиды (витамин Р), пангамовая кислота (витамин В₁₅), парааминобензойная кислота (витамин Н₁), ортовая кислота (витамин В₁₃), холин (витамин В₄), инозит (витамин Н₃), метилметионинсульфоний (витамин U), липолевая кислота, карнитин (витамин В). Витаминоподобные соединения также участвуют в биохимических процессах организма человека.

По растворимости витамины разделены на две группы:

- водорастворимые, такие как В₁, В₂, В₅, В₆, В₁₂,С;

- жирорастворимые, такие как А, Е, Д, К.

Таблица 5.1

Суточная потребность человека в витаминах

 

Витамин	Сут. потр.	Функция витамина
Витамин С Аскорбиновая кислота	70 мг	Антицинготный фактор. Участвует в окислительно-восстановительных реакциях, повышает иммунитет человека.
Витамин В1 Тиамин	1,7 мг	Необходим для нормальной деятельности центральной нервной системы. Участвует в регулировании углеводного обмена.
Витамин В2 Рибофлавин	2 мг	Участвует в окислительно-восстановительных реакциях.
Витамин В3 Пантатеновая кислота	6 мг	Участвует в реакциях биохимического аци-лирования, обмена липидов, жирных кислот, углеводов.
Витамин В5 Ниацин, РР	19 мг	Участвует в окислительно-восстанови-тельных реакциях.
Витимин В6 Пиридоксин	2,2 мг	Участвует в синтезе и метаболизме амино-кислот, белков, ненасыщенных жирных кислот.
Витамин В9 Фолиевая кисло-та, Фолацин	200 мкг	Кроветворный фактор, участвует в синтезе аминокислот, нуклеиновых кислот, холина, пуриновых и пиримидиновых оснований.
Витамин В12 Цианкобаламин	3 мкг	Фактор кроветворения, участвует в превращениях аминокислот.
Витамин Н Биотин	250 мкг	Участвует в реакциях карбоксилирования-декарбоксилирования, обмена аминокислот, липидов, углеводов, нулеиновых кислот.
Витамин А Ретинол	2 мг	Участвует в деятельности мембран клеток, влияет на рост костей, зрение человека.
Витамин Д Эргостерол	2,5 мкг	Регулирует содержание кальция и фосфора в крови, участвует в формировании костей.
Витамин Е Токоферол	10 мг	Предотвращает окисление липидов. Активный антиокислитель.
Витамин К Филлохинон	3 мг	Регулирует процесс свертывания крови.

Водорастворимые витамины

Витамин С или аскорбиновая кислота. В химическом отношении представляет собой γ - лактон - 2,3 дегидро – 4 - гулоновой кислоты.

Антицинготный фактор. Участвует в окислительно-восстановительных реакциях, повышает иммунитет человека. Все необходимое количество витамина С человек получает с пищей. Основные источники витамина С это овощи, фрукты, ягоды: капуста содержит 50 мг %, картофель - 20 мг %, черная смородина - 300 мг %, шиповник до 1000 мг %. Витамин С крайне нестоек, легко разрушается кислородом воздуха, на свету, в присутствии ионов тяжелых металлов. Более устойчив витамин в кислой среде, чем в щелочной, поэтому его содержание в овощах и плодах при хранении быстро снижается. Исключение составляет свежая капуста. При тепловой обработке разрушается 25 - 60 % витамина С.

Витамин В₁ (тиамин). Необходим для нормальной деятельности центральной нервной системы. Участвует в регулировании углеводного обмена. Действующей в организме формой витамина В₁ является его производное в виде тиаминдифосфата или фермента кокарбоксилаза. Основные источники витамина В₁ – зернопродукты, такие как крупы, мука грубого помола и т. д., где содержание витамина составляет 0,5 мг %, в горохе содержится до 0,8 мг %, в мясе 0,5 мг %. Витамин В₁ стоек к действию света, кислорода, в кислой среде, к повышенным температурам. Легко разрушается в щелочной среде, расщепляется также ферментом тианаза. При технологической переработке разрушается 15 - 20 % витамина В₁.

Витамин В₂ (рибофлавин). Участвует в окислительно-восстановительных реакциях, так как входит в состав окислительно-восстановительных ферментов. При недостатке витамина возникает заболевание кожи (себорея, псориаз), воспаление слизистой оболочки рта, появляются трещины в углах рта, развиваются заболевания кровеносной системы и желудочно-кишечного тракта. Витамин В₂ присутствует в молочных продуктах: в молоке – 0,15 мг %, в сыре – 0,4 мг %, в печени -2,2 %, в зернопродуктах - 0,1 %, в овощах и фруктах - 0,04 мг %. Небольшое количество витамина В₂ в организме человека синтезирует кишечная микрофлора. Витамин В₂ устойчив к повышенным температурам, но разрушается на свету и в щелочной среде. Небольшое снижение витамина В₂ приводит к существенным потерям витамина С. При технологической переработке частично разрушается.

Витамин В₃ (пантатеновая кислота). Участвует в реакциях биохимического ацилирования, обмена липидов, жирных кислот, углеводов. Недостаток витамина приводит к дерматитам, выпадению волос. Небольшое количество витамина В₃ синтезирует кишечная микрофлора. Витамин В₃ присутствует в субпродуктах 2,5 - 9 мг %, в зернопродуктах и бобовых культурах - 2 мг %, в яйце - 2 мг %, в дрожжах – 4 - 5 %. При технологической переработке теряется до 30 % витамина, преимущественно при бланшировании и варке.

Витамин В₅ (витимин РР, никотиновая кислота, ниацин). Этот витамин встречается в виде никотиновой кислоты и в виде никотинамида. Оба вещества обладают выраженной витаминной активностью. Участвует в окислительно-восстановительных реакциях, так как ниацин входит в состав ферментов дегидрогеназ. Недостаток витамина РР вызывает утомляемость, бессонницу, снижение иммунитета, нарушение функций нервной и сердечно-сосудистой системы. Аминокислота триптофан является одним из источников ниацина, так как из 60 мг триптофана синтезируется 1 мг ниацина. Основной источник ниацина- субпродукты (до 12 мг %), мясо и рыба содержат около 4 мг % витамина. Молоко, зернопродукты, овощи и фрукты бедны витамином РР. Витамин РР устойчив к действию света, кислорода воздуха, в щелочной среде. При технологической переработке до 25 % витамина экстрагируется в воду.

Витамин В₆ (пиридоксин, перидоксамин, адермин). Участвует в биосинтезе и метаболизме аминокислот, белков, ненасыщенных жирных кислот. Витамин В₆ необходим для нормальной деятельности нервной системы, кровеносной системы, печени. При недостатке витамина развиваются дерматиты. Витамин присутствие в мясе - 0,4 мг %, в фасоли - 0,9 мг % а картофеле - 0,3 мг %. Витамин В₆ устойчив к повышенным температурам, кислотам, щелочам, но разрушается на свету. При переработке теряется до 20 % витамина В₆. Частично витамин синтезируется кишечной микрофлорой.

Витамин В₉ (фолиевая кислота, фолацин). Кроветворный фактор, участвует в деятельности сердечно - сосудистой системы, в биосинтезе аминокислот, нуклеиновых кислот, холина, пуриновых и пиримидиновых оснований. При недостатке витамина нарушается деятельность системы кроветворения, пищеварительной системы, снижается иммунитет организма. Фолевая кислота присутствует в зеленных культурах – 110 мкг %, в печени - 240 мкг %, в дрожжах – 550 мкг %, меньше в зернопродуктах и молочных продуктах - 10 - 20 мкг %. Фолиевая кислота неустойчива при термической обработке. При переработке молока и овощей теряется 75 - 90 % витамина, однако при переработке мясопродуктов витамин более устойчив.

Витамин В₁₂ (цианкобаламин). Витамин участвует в процессах кровообращения, превращения аминокислот, совместно с фолиевой кислотой, участвует в биосинтезе нуклеиновых кислот. При недостатке витамина В₁₂ наступает слабость, развивается анемия, нарушается деятельность нервной системы. Витамин В₁₂ содержится в продуктах животного происхождения: в печени – 160 мкг %, в мясе – 6 мкг %, в молоке 0,6 мкг %. Витамин разрушается при длительном действии света, при окислении, более устойчив при нейтральных рН. При технологической переработке теряется 10 - 20 % витамина В₁₂.

Витамин Н (биотин). Витамин участвует в биосинтезе липидов, аминокислот, углеводов, нуклеиновых кислот, входит в состав ферментов, катализирующих реакции карбоксилирования - декарбоксилирования. При недостатке витамина наблюдаются нервные расстройства, возникает депигментация кожи, дерматит. Основные источники биотина: печень и почки – 80 - 140 мкг %, яйца - 28 мкг %, молоко и мясо – 3 мкг %, бобовые культуры – 20 мкг %, пшеничный хлеб – 4,8 мкг %. Витамин неустойчив при окислении в кислой и щелочной среде. При технологической переработке витамин почти не разрушается.

Жирорастворимые витамины

Витамин А (ретинол). Витамин является непредельным одноатомным спиртом, участвует в биохимических процессах, связанных с деятельностью мембран клеток, влияет на рост костей, зрение человека. При недостатке витамина замедляется рост костей, наблюдается поражение слизистой оболочки дыхательных путей, пищеварительной системы, страдает зрение. Витамин А обнаружен в продуктах животного происхождения в рыбьем жире – 14 мкг %, в печени трески – 4 мкг %, в молоке – 0,025 мкг %.

В растительных продуктах содержится провитамин А – β – каротин, имеющий красно-оранжевый цвет. Из одной молекулы β - каротина в организме человека образуется две молекулы витамина А. Больше всего β - каротина находится в моркови – 10 мг %, в томатах – 1 мг %, он присутствует в овощах и фруктах, имеющих красно-оранжевую окраску.

Витамин А быстро разрушается при действии света, воздуха, в присутствии тяжелых металлов. При быстром окислении липидов происходит и окисление витамина А, растворенного в липидах. При переработке сырья теряется до 30 % витамина А, но при сушке теряется до 90 %. В соках и напитках витамин хорошо сохраняется при хранении.

Витамин Е (токоферол). Токоферолы регулируют свободнорадикальные реакции в клетках, предотвращают окисление ненасыщенных жирных кислот в липидах клеточных мембран, влияют на синтез ферментов, обладает выраженным антиокислительным действием и используется в качестве антиоксиданта. При недостатке витамина наблюдается поражение миокарда, сердечнососудистой и нервной системы, функции размножения. Витамин Е распространен в растительном сырье: в масле соевом – 115 мкг %, подсолнечном – 42 мкг %, в зернопродуктах – 5 мкг %. Витание Е устойчив при нагревании, медленно разрушается под действием ультрафиолетовых лучей, кислорода воздуха, в присутствии тяжелых металлов. При переработке сырья теряется 10 - 20 % витамина.

Витамин Д (эргостерол, кальциферол, эргокальциферол). Витамин регулирует содержание кальция и фосфора в крови, участвует в формировании костных тканей. Витамин Д способен синтезироваться в коже человека под влиянием ультрафиолетовых лучей. При недостатке витамина у детей развивается рахит, у взрослых наблюдается остеопороз – разжижение, истончение костей, что приводит к кариесу зубов, переломам костей. Витамин Д содержится в продуктах животного происхождения: в рыбьем жире - 125 мкг %, в печени трески – 100 мкг %, в говяжьей печени - 2,5 мкг %, в желтке яйца - 2,2 мкг %. Витамин устойчив при хранении и технологической переработке. При сушке теряется максимальное количество до 30 % витамина Д.

Витамин К (филлолхинон К₁ и метахинон К₂). Витамин К необходим для нормализации свертывания крови, участвует в образовании компонентов крови. При недостатке развивается язвенная болезнь. Основные источники витамина: зеленные культуры, такие как укроп, петрушка, капуста (в растительном сырье встречается филлохинон), мясо, печень (в сырье животного происхождения встречается метахинон). Частично витамин К синтезируются микрофлорой кишечника.

Витаминоподобные соединения

Витаминоподобные вещества являются веществами в повышенной биологической активностью. Они выполняют в организме человека разнообразные функции. Парааминобензойная кислота является фактором роста для микроорганизмов пищеварительного тракта, синтезирующих фолиевую кислоту. Холин, инозит являются незаменимыми пластическими веществами. Липоевая кислота, ортовая кислота, карнитин относятся к биологически активным веществам, синтезируемым организмом. Биофлавоноиды, метилметионинсульфоний, пангамовая кислота являются фармакологически активными веществами пищи.

Холин В ₄. Входит в состав фосфолипида фосфатидилхолин. Участвует в реакциях карбоксилирования-декарбоксилирования, обмена аминокислот, липидов, углеводов, нулеиновых кислот. Холин регулирует деятельность нервной системы, участвует в синтезе метионина, адреналина. При недостатке

витамина наблюдается поражение печени, кровоизлияния во внутренних органах. Холин содержится в нерафинированном растительном масле, сопутствует растительным жирам.

Биофлавоноиды. Представлены группой флавоноидов с выраженной биологической активностью: катехин, рутин, гесперидин. Биофлавоноиды способствуют укреплению стенок кровеносной системы, помогают регулировать кровеносное давление, способствуют деятельности сердечно-сосудистой системы. Активность биофлавоноидов повышается в присутствии витамина С. Катехины содержатся в листьях чая, бобов какао, в винограде, гесперидин содержится в цедре цитрусовых фруктов.

На некоторые витаминоподобные вещества установлены ориентировочные суточные нормативы: для пантотеновой кислоты – 10 – 15 мг, для биофлавоноидов – 30 - 50 мг, для инозита - 500 – 1000 мг, для липоевой кислоты – 500 – 2000 мг, для холина 150 – 2000 мг.

Функциональные ингредиенты

Все продукты позитивного питания со­держат ингредиенты, придающие им функциональные свойства. По тео­рии Д. Поттера на сегодняшнем этапе развития рынка эффективно исполь­зуются следующие основные виды функциональных ингредиентов:

— пищевые волокна (растворимые и нерастворимые);

— витамины (А, группа В, D и т.д.);

— минеральные вещества (кальций, железо);

— полиненасыщенные жиры (растительные масла, рыбий жир, ω-3:ω-6 -жирные кислоты);

— антиоксиданты: р-каротин, витамин С (аскорбиновая кислота) и ви­тамин Е (а-токоферол);

— олигосахариды (как субстрат для полезных бактерий), микроэлемен­ты, бифидобактерии и др.

Представление о физиологическом воздействии основных видов функциональных ингредиентов дает таблица 6.1

Функциональные свойства пищевых волокон связаны, в ос­новном, с работой желудочно-кишечного тракта. Пища, богатая волок­нами, оказывает положительное воздействие на процессы пищеварения и, следовательно, уменьшает риск возникновения заболеваний, связан­ных с этими процессами, например рака кишечника. Развитие рака — комплексный процесс с многочисленными факторами. Пищевые волокна увеличивают объем каловых масс посредством разбавления их содержи­мого. Это ведет к уменьшению взаимодействия канцерогенных продук­тов метаболизма со слизистой оболочкой кишечника.

 

Таблица 6.1

 

Эффекты физиологического воздействия функциональных ингредиентов

 

Факторы риска	Возрастные заболевания	Пищевые ингредиенты с защитными функциями
Курение; повышенное давление; по