Состав и свойства пищевых продуктов

Большинство пищевых продуктов животного и растительного происхождения представляют собой многокомпонентные системы и имеют весьма сложную структуру. Их качественные показатели могут существенно изменяться под действием собственных биоло­гических катализаторов, а также в результате микробиологических процессов и окислительных реакций при контакте с кислородом воздуха. Развитие микрофлоры может привести к снижению пи­щевого достоинства продуктов вследствие распада биологически ценных соединений и к ухудшению органолептических показате­лей. При этом возможно появление вредных для организма чело­века веществ. Серьезные последствия для качества продуктов пи­тания может иметь развитие окислительных превращений;

Важный показатель свойств продуктов — их влагосодержание, от величины которого зависит лабильность продуктов, их теплофизические характеристики и, как следствие, условия и интенсив­ность фазовых переходов при холодильном воздействии. Основное средство предотвращения или понижения скорости нежелательных изменений свойств пищевых продуктов — это применение низких температур. В соответствии с конкретными задачами при холо­дильной обработке пищевых продуктов решаются вопросы о мак­симальном сохранении исходных свойств или направленном регу­лировании их качественных показателей.

С учетом процессов, протекающих в пищевых продуктах, и предполагаемых сроков их хранения определяются способы и режимные параметры холодильной обработки, а также оборудование для их реализации.

От количества и качества потребляемых пищевых продуктов зависят нормальное развитие организма человека, продолжитель­ность жизни и работоспособность. Рациональное питание обеспечивается при определенном соотношении в рационе основных пи­тательных веществ — белков, жиров, углеводов, макро- и микроэлементов, витаминов. Состав, свойства и биологические функции каждого из факторов питания различны.

Белки. Незаменимыми компонентами пищи являются белки. Они используются организмом для построения структурных элементов клеток и тканей, синтеза ферментов — биологических катализаторов и гормонов, регулирующих обменные процессы. Оптимальное питание зависит не только от количества поступаю­щего в организм человека с пищевыми продуктами белка, но и от его аминокислотного состава. Основное значение при этом имеет содержание в белке незаменимых аминокислот, которые организ­мом не синтезируются и для обеспечения его нормальной жизнедеятельности должны поступать с пищей. Белок считается полно­ценным, если в его состав входят в оптимальных соотношениях все незаменимые аминокислоты (валин, изолейцин, лейцин, лизин метионин, треонин, триптофан, фенилаланин). Биологическая цен­ность белков зависит также от степени их гидролиза под воздей­ствием ферментов желудочно-кишечного тракта. По, сравнению с белками животного происхождения растительные белки содержат меньше незаменимых аминокислот и труднее перевариваются. Средняя потребность взрослого человека в белке составляет 80... 100 г в сутки, при этом 55% от этого количества должно быть белками животного происхождения.

Жиры. Обязательным компонентом пищевого рациона человека являются жиры. Значение жиров в питании определяется их вы­сокой энергетической ценностью, превосходящей энергетическую ценность белков и углеводов более чем в два раза, а также содер­жанием в них полиненасыщенных жирных кислот (линолевая, линоленовая, арахидоновая), которые относятся к незаменимым компонентам пищи. Кроме того, жиры, растворяя витамины А, Е, D, К₉ способствуют их усвоению организмом. Поступающие с жирами фосфатиды, стерины и другие компоненты участвуют в создании структурных элементов клетки и синтезе биологически важных соединений.

Среднесуточная потребность взрослого человека в жирах со­ставляет 80... 100 г, в том числе на долю растительного жира дол­жно приходиться 25... 30%. Такой уровень потребления жиров со­ответствует 33% энергетической ценности рациона.

Углеводы. Значение углеводов в питании определяется их энергетической ценностью, участием в синтезе структурных элемен­тов клетки. Некоторые углеводы выполняют специфические функ­ции. Они влияют на деятельность желудочно-кишечного тракта, способствуют снижению содержания вредных веществ в организме. В наибольших количествах углеводы входят в состав продуктов растительного происхождения. Суточная потребность взрослого че­ловека в углеводах составляет 400...500 г.

Минеральные вещества. Необходимыми компонентами пищи являются минеральные вещества, которые содержатся в пищевых продуктах в виде органических и неорганических соединений. В за­висимости от концентрации минеральные вещества делятся на макро- и микроэлементы. К макроэлементам относятся кальций, фосфор, натрий, калий, магний, хлор, сера, кремний. Необходимы­ми микроэлементами являются железо, йод, медь, цинк, кобальт, молибден, хром, никель, фтор и др. Значение минеральных ве­ществ как факторов питания многообразно. Они обеспечивают построение опорных тканей, определенный ионный состав среды организма, участвуют в синтезе специфических белков, ферментов, гормонов. Недостаток в содержании отдельных элементов в пище приводит к нарушению обменных процессов, возникновению ане­мии, отражается на функции мышечной ткани, понижается жиз­ненный тонус организма.

Витамины. Жизненно важными факторами питания являются витамины, относящиеся к различным классам низкомолекулярных органических соединений, активно участвующих в процессах пре­вращения белков, жиров и углеводов. Для предупреждения нару­шений жизнедеятельности организма витамины должны регулярно ив нужных количествах поступать с пищей.

Потребность организма в основных питательных веществах удовлетворяется при использовании пищевых продуктов животного ирастительного происхождения. Эти продукты существенно отличаются по содержанию влаги, белков, жиров, углеводов, минераль­ных веществ и витаминов, а также по характеру и интенсивности изменений их качественных показателей при хранении. Такие про­дукты, как мясо, рыба, молоко, плоды и овощи, относятся к ско­ропортящимся продуктам. Высокое содержание в них влаги предопределяет возможность интенсивного развития ферментативных и микробиологических процессов. Рассмотрим свойства этих про­дуктов.

Мясо — один из основных источников полноценных, легко ус­вояемых белков. В нем содержится значительное количество ви­таминов группы В, микро- и макроэлементов. Входящие в состав мяса экстрактивные вещества играют важную роль в формирова­нии его вкуса и аромата.

Биологическая ценность мяса зависит от содержания мышечной ткани. Количество белков в ней достигает 20... 22%. В состав бел­ковых веществ мышечной ткани входят в оптимальных соотноше­ниях незаменимые аминокислоты. Среди белков мышечной ткани преобладают миозин (40%) и актин (15%). От состояния этих белков, которые могут образовывать комплекс (актомиозин), атакже величины рН мышечной ткани существенно зависят водосвязывающая способность мяса и его консистенция. В состав бел­ков мышечной ткани входит миоглобин, небелковая часть которого содержит железо. Количество этого белка и его состояние опреде­ляют интенсивность и характер окраски мяса. Миоглобин легко соединяется с кислородом, углекислым газом, сероводородом и другими газами, что приводит к изменению цвета мяса.

Жиры мяса отличаются высокой температурой плавления. Наи­лучшей усвояемостью обладает свиной жир, в состав которого входят в больших количествах ненасыщенные жирные кислоты. Азотистые экстрактивные вещества влияют на формирование вку­са мяса и способствуют повышению секреции пищеварительных желез.

Содержащийся в мышечной ткани гликоген (около 1%) под воздействием комплекса ферментов при послеубойном хранении мяса превращается в молочную кислоту, в результате чего рН мяса смещается в кислую сторону, что отражается на состоянии белков. Мясо является важным источником минеральных веществ иряда витаминов.

Рыба. Пищевая ценность рыбы определяется прежде всего вы­соким содержанием полноценных белков (8... 14%). Содержание жира в рыбе колеблется широких пределах (от 0,3 до 28%).

Жиры рыб обладают повышенной биологической ценностью, бла­годаря высокому содержанию полиненасыщенных жирных кислот и жирорастворимых витаминов. В состав минеральных веществ мяса рыбы входят важные микроэлементы, в том числе йод. Осо­бенно много микроэлементов содержится в тканях морских рыб.

Яйца. В состав яиц входят все необходимые пищевые вещест­ва. Содержание белка и жира в яйцах составляет соответственно 12,7 и 11,5%. В состав яичного жира входят биологически актив­ные фосфолипиды. Яйца являются источником всех жирораствори­мых витаминов и таких минеральных веществ, как фосфор, сера, железо, цинк, медь и др. Все питательные компоненты яиц хорошо усваиваются после тепловой обработки. Яйца содержат полноцен­ные белки и жиры, комплекс витаминов и минеральных веществ при высоком уровне сбалансированности всех компонентов и хо­рошей усвояемости.

Молоко и молочные продукты содержат все необходимые для организма пищевые вещества и поэтому являются незаменимыми продуктами питания. В их состав входят белки с хорошо сбалан­сированным соотношением аминокислот. Количество белков в ко­ровьем молоке составляет в среднем 3,3%, в молочных продук­тах— 16... 40%. Молочный жир, содержание которого в молоке и молочных продуктах колеблется в широких пределах, содержит незаменимые жирные кислоты, он высокоусвояем. Из углеводов в молоке больше всего лактозы, оказывающей положительное воз­действие на микрофлору кишечника. В молоке и молочных про­дуктах содержатся также кальций и фосфор в форме наиболее хорошо усвояемых соединений и ряд витаминов.

Овощи, плоды и ягоды. Они являются основными источниками поступления в организм человека витаминов, углеводов, мине­ральных веществ щелочного характера. Химический состав ово­щей и плодов различен, для одних и тех же видов он меняется в зависимости от сорта, места произрастания, степени зрелости и других факторов. Фрукты и овощи содержат от 60 до 95% воды. Основная масса сухого остатка (до 90%) состоит из углеводов, которые представлены сахарами, крахмалом, клетчаткой, пекти­ном. Сахарами богаты фрукты (8... 12%), их содержание в овощах составляет в среднем около 4%.

Значительное количество крахмала содержится в картофеле, зеленом горошке. В остальных плодах и овощах содержание крах­мала не превышает 1%.

В овощах и фруктах содержится 0,2... 3% клетчатки. Она по­вышает стойкость плодов и овощей к механическим воздействиям, положительно влияет на пищеварение и жировой обмен.

Пектиновые вещества так же, как и клетчатка, не усваиваются организмом, однако способствуют снижению в организме токсических продуктов. Пектиновые вещества, содержащиеся в овощах и фруктах (0,1... 2%), обладают высокой гидрофильностью ивлияют на характер связи воды в продуктах.

В состав плодов и овощей входят дубильные вещества (0,07... 0,3%). В присутствии кислорода воздуха при участии ферментов они легко окисляются с образованием темноокрашенных веществ. Предотвращение потемнения плодов и овощей до­стигается инактивацией ферментов нагреванием, поэтому в технологическом процессе холодильной обработки многих растительных продуктов предусматривают тепловую обработку. Для предохра­нения плодов и. овощей от потемнения их можно обрабатывать сернистым ангидридом или растворами сернистой кислоты или ее солей.

Овощи и плоды являются источником различных минеральных солей, в том числе калия и железа, которые хорошо усваиваются и наиболее полно используются организмом. В состав фруктов и овощей входят различные витамины. Растительная пища — основ­ной источник витамина С (аскорбиновой кислоты). Содержание витамина С в съедобной части овощей, фруктов и ягод широко варьируется (5... 250 мг на 100 г) и меняется при созревании пло­дов и овощей и их хранении.