Изменение витаминов при хранении и переработке пищевых продуктов

Сохраняемость витаминов при хранении и переработке пищевых продуктов зависит от ряда факторов, в том числе от температуры хранения и переработки, реакции среды (рН), длительности хранения и обработки продукта, особенностей строения самого витамина, использования факторов, способных синтезировать витамины, а в некоторых случаях и от ферментативной активности сельхозсырья и продуктов питания, особенностей технологии приготовления тех или иных блюд на предприятиях общественного питания.

Содержание витамина С при хранении плодов и овощей меняется значительно. Заметнее всего уменьшается количество аскорбиновой кислоты в клубнях картофеля в течение первых месяцев после уборки. Этим и объясняется большой разброс цифр по содержанию аскорбиновой кислоты в картофеле – от 5 до 40 мг на 100 г продукта. При этом установлено, что, чем выше содержание витамина С, тем больше его потери при хранении клубней картофеля. Более лежкие сорта картофеля характеризуются лучшей сохраняемостью этого витамина при хранении.

В части влияния температуры хранения в литературе имеются противоречивые сведения. Существенных различий в сохраняемости аскорбиновой кислоты в промежутке температур от 1 до 5 градусов не отмечается. Однако высокие температуры хранения могут вызвать ускоренное перезревание плодов и овощей, что может привести к потерям витамина С.

При хранении цитрусовых плодов потери аскорбиновой кислоты в основном наблюдаются в кожуре. В мякоти ее содержание практически не меняется.

Иногда при хранении плодов и овощей наблюдается увеличение количеств этого витамина. Предполагают, что это происходит за счет освобождения аскорбиновой кислоты из связанного состояния, а также за счет возможного ее новообразования.

Остальные плоды и овощи по потерям витамина С при хранении занимают промежуточное положение между картофелем и цитрусовыми плодами.

Существенны потери витамина С при консервировании плодов и овощей, а также при дальнейшем их хранении. Предотвращению больших потерь аскорбиновой кислоты способствует высокотемпературная стерилизация (ультрапастеризация), приводящая к быстрой инактивации оксидаз и максимальному удалению кислорода воздуха из банок перед стерилизацией. Чем выше температура хранения плодоовощных консервов, тем больше потери витамина. Велики потери витамина С и при сушке плодов и овощей. Предотвращению разрушения аскорбиновой кислоты в больших масштабах при сушке плодов и овощей способствует обработка горячей водой или паром, а также сульфитация, т.е. обработка сернистым ангидридом.

На содержание восстановленной формы аскорбиновой кислоты влияет аскорбинатоксидазная актиность плодов и овощей, а также скорость их нагрева при кулинарной обработке. Так как аскорбиновая кислота переходит в свою дегидроформу при каталитическом участии аскорбинатоксидазы, то быстрая инактивация этого фермента лучше сохраняет С-витаминную активность продукта. Этого достигают при кулинарной обработке быстрым нагревом продукта.

На сохраняемость витамина С оказывает влияние и активная реакция среды. Этот витамин быстрее разрушается при щелочной и нейтральной реакции и хорошо сохраняется в кислой среде. Этим объясняется лучшая сохраняемость витамина С в квашеной капусте по сравнению со свежей.

Губительно действует щелочная среда и на витамин В1. Поэтому он полностью разрушается при производстве печенья, продукта, характеризующегося щелочной средой из-за применяемых разрыхлителей щелочной природы. В то же время этот витамин весьма устойчив в кислой среде. Более того, в некоторых производствах с применением дрожжей в получаемых продуктах количество витамина В1 может увеличиться по сравнению с исходным сырьем.

Если при перезревании плодов содержание витамина С в них снижается, то содержание витамина В6, наоборот, повышается, что объясняют освобождением той ее части, которая в свежих плодах находится в связанном виде.

Что касается изменения витамина Р, своего рода спутника и синергетика витамина С, то в ходе переработки плодов его содержание меняется незначительно. Однако при хранении консервированных плодов потери витамина Р могут быть весьма велики.

Рассматривая потери витаминов, следует также обратить внимание и на антивитамины. Антивитамины - это вещества, инактивирующие витамины и оказывающие на организм действие, противоположное действию витаминов.

 

10. ВОДНО-СОЛЕВОЙ ОБМЕН

 

 

10.1. Поддержание концентраций растворенных веществ — важное условие жизни

 

В самом общем виде живой организм можно описать как водный раствор, заключенный в оболочку — поверхность тела. Объем организма и концентрация растворенных веществ должны сохраняться постоянными в довольно узких пределах, так как для оптимального функционирования организма требуется совершенно определенный и относительно неизменный состав жидкостей тела. Значительные отклонения от нормального состава обычно несовместимы с жизнью. Перед живым организмом стоит задача поддержать надлежащие концентрации растворенных веществ в жидкостях тела, несмотря на то, что они почти всегда отличаются от соответствующих концентраций во внешней среде. Разница концентраций стремится выравняться, нарушая требуемое постоянство внутренней среды. Живые организмы сводят к минимуму возникающие трудности, уменьшая градиенты или проницаемость. Тем не менее всегда происходит некоторая диффузионная утечка, и постоянство внутренней среды не может сохраняться, если организм не создает противоток, в точности равный этой утечке.

Задачи поддержания постоянных концентраций воды и растворенных в ней веществ меняются в зависимости от окружающей среды, и они совершенно различны в морской воде, в пресной воде и на суше. Водных животных, переносящих большие колебания концентраций солей в воде, называют эвригалинными (от греч. эурис — широкий, галос — соль), животных же, обладающих ограниченной толерантностью (терпимостью) к изменениям концентрации солей, — стеногалинными (от греч. стенос—узкий). Когда животное гипертонично по отношению к окружающей среде, оно сталкивается с двумя физиологическими «трудностями»: 1) вода стремится проникнуть внутрь тела из-за более высокой концентрации веществ жидкостей организма; 2) растворенные вещества стремятся выходить наружу, так как их внутренняя концентрация выше. Большую роль в преодолении этих трудностей играют процессы активного транспорта веществ.

Самое большое преимущество жизни на суше состоит в доступности кислорода, наибольшей угрозой для наземной жизни является опасность обезвоживания. Наиболее успешно переход к наземной жизни осуществили членистоногие и позвоночные, они очень хорошо приспособлены к жизни на суше, имеют ряд приспособлений, предотвращающих потерю воды.

Растения тоже обладают рядом защитных приспособлений, оберегающих организм от избыточных концентраций солей, а также активными механизмами поглощения тех ионов, которых мало в питательном субстрате. Корневая система — первый, очень важный барьер на пути солей из почвы в надземную часть растений, здесь задерживается значительная часть избыточных ионов и токсических солей (адсорбционно, хелатирующими метаболитами и т. д.). Однако эти защитные возможности не безграничны: при очень высоком содержании в почве отдельные ионы в избытке поступают и в листья.

По отношению к солям все растения делят на гликофиты (растения пресных мест обитания) и галофиты (растения засоленных местообитаний). Способность растений выносить засоление может быть обусловлена разными причинами:

1) устойчивостью прото­плазмы к накоплению солей в больших концентрациях;

2) выделе­нием избыточных солей через поры листьев и стеблей (лох, тама­рикс);

3) малой проницаемостью клеток корня для солей.

Особенно острым моментом для растения в поддержании постоянства внутренней среды является водный баланс. Для активного поглощения С0₂ воздуха при фотосинтезе у растений в процессе эволюции выработалась обширная площадь листовой поверхности. Но через большую поверхность идет непрерывное испарение воды в громадном количестве. Одно растение кукурузы, например, за вегетацию испаряет до 180 кг воды, а 1 га в Южной Америке испаряет в среднем за сутки около 75 т воды. Тем не менее у растений есть механизмы, позволяющие восполнять эти потери и поддерживать водный баланс.

Способность живого организма к поддержанию постоянства «внутренней среды» — одно из самых существенных достижений эволюции, оно резко уменьшило зависимость организма от многих изменений внешней среды.

10.2. Содержание и роль воды в организме, водный обмен.

Вода составляет около 75% биомассы Земли, однако ее содержание в разных видах живых организмов, различных их тканях и органах колеблется в широких границах. Так, биологические жидкости (кровь, лимфа, слюна) содержат 88—99% воды, в то время как в костной ткани животных, древесине растений ее значительно меньше — 20—45%, в зерне злаковых (воздушно-сухое состояние) — 12—14%. Своеобразными рекордсменами по содержанию воды являются медузы — до 99,8%. У бактерий на во­ду приходится 75—85% массы клетки, у спор — 40% и меньше. Чем моложе организм или орган, тем выше в нем содержание воды. Например, у 4-месячных эмбрионов человека воды содержится 94%, у новорожденных — 74%, у взрослого человека — около 67%. В молодых листьях травянистых растений количество воды колеблется в пределах 85—90%, а в старых — 70—80%.

Большую часть воды в организме (у человека до ²/₃) составляет внутриклеточная вода; меньшую часть (у человека около 73) — внеклеточная вода, которая разделена на субкомпартменты: интерстициальная (межклеточная), вода плазмы крови, лимфы, цереброспинальная, синовиальная и др. Распределение воды в теле человека неравномерно, наименьшее количество ее содержат кости (45%) и жировая ткань, наибольшее — кровь (92%), моча (83%), слюна (99%), пот (97%).

Высокомолекулярные соединения тоже гидратируются, если содержат полярные, ионогенные группировки (карбоксильные, альдегидные, спиртовые, аминогруппы и др.). При этом гидратная оболочка может быть не сплошной, а только вокруг полярных групп. Степень гидратации различных ионов и молекул не одинакова, зависит от размеров частиц и величины их заряда. Чем выше удельная плотность заряда (больше заряд и меньше размеры), тем сильнее гидратация.

Молекулы воды располагаются при гидратации тремя слоями:

1) непосредственно около иона, строго упорядочены и ориентированы сильным электрополем;

2) слой воды на не­котором отдалении от иона, ориентированность молекул воды меньшая;

3) далеко отстоящие от иона молекулы воды с обычной структурой.

Велика и многообразна роль воды в жизни любого организма. Прежде всего она заключается в том, что вода является основной средой протекания жизненных процессов. В этом отношении очень важны уникальные свойства воды как растворителя.

Являясь основой внутренней среды в клетках и участвуя непосредственно в формировании клеточных структур, вода в значительной мере определяет их активность. Так, от степени набухания митохондрий зависит интенсивность протекающих в них процессов окислительного фосфорилирования, от насыщения водой рибосом — активность биосинтеза белка. Обезвоживание листьев растений снижает интенсивность фотосинтеза вследствие неблагоприятных конформационных изменений ферментов хлоропластов, участвующих в темновой фазе фотосинтеза (другая причина — закрывание устьиц). Только при определенной степени оводненности белки и нуклеиновые кислоты полностью проявляют свою биологическую активность.

Вода участвует в ряде биохимических реакций, прежде всего — в гидролитических. Важную роль она играет в процессах теплорегуляции, ее испарение через поверхность тела животных и растений снижает температуру, предотвращает перегрев. Вода характеризуется очень высокой теплотой парообразова­ния и теплоемкостью, это обеспечивает надежную стабилизацию температуры организма. Вода определяет легкость протекания обменных процессов между организмом и средой: например, увлажненность стенок клеток корневых волосков способствует растворению и поглощению питательных солей корнями. Малая вязкость воды обеспечивает высокую скорость движения по кровеносным и лимфатическим сосудам, по флоэме и ксилеме растений. Большое значение воды в процессах жизнедеятельности объясняет, почему животные переносят отсутствие воды хуже, чем отсутствие пищи. Например, голуби без пищи погибают через 2 недели, а без воды — через 5 дней, мыши без воды погибают в 10 раз быстрее, чем без пищи.

В обычных условиях взрослый человек теряет в сутки 1500 мл воды, 600 мл удаляется через кожу в виде пота, 500 мл — с мочой, 400 мл — с выдыхаемым воздухом. Основная масса воды потребляется с пищей. Так как при полном окислении белков, жиров и углеводов в количествах, обеспечивающих выделение энергии, равное 8400 кДж/сут, образуется 350 мл воды, то потребление воды должно составлять 1150 мл. Вода, образующаяся при обмене белков, жиров и углеводов, получила название эндогенной воды.

Очень энергично обмен воды осуществляется в растениях: в жаркий день через лист проходит количество воды, в два раза превышающее его массу. Предел потери воды, при котором нет еще видимых резких нарушений жизненных процессов, зависит от вида организма. Так, мышечная ткань лягушки может терять воду с 80 до 20% без существенных отрицательных явлений. Тело же человека может перенести снижение содержания воды не более чем на 10%. Растения тоже очень чувствительны к потере воды; только в семенах и спорах жизнь сохраняется при очень низком содержании воды (около 10%).

Проникновение воды в клетку и обратно осуществляется через поры клеточных мембран. Механизм этого процесса исследован недостаточно. Существует ряд точек зрения на этот процесс. По мнению одних ученых, перенос воды осуществляется за счет свободной диффузии, другие — придают решающее значение осмотическим явлениям, третьи — считают этот процесс активным, что обусловлено взаимодействием дипольных молекул с полярными веществами мембран.

В регуляции обмена воды у человека и животных первостепенное значение имеют импульсы, возникающие в коре головного мозга. Поступление воды в организм регулируется чувством жажды, она возникает в результате рефлекторного возбуждения соответствующих участков коры головного мозга при первых признаках изменения осмотического давления плазмы крови.

Гормоны гипофиза оказывают существенное влияние на баланс воды. Диуретический гормон передней доли гипофиза обеспечивает выведение воды, а его антагонист вазопрессин (гормон задней доли гипофиза) удерживает воду, обеспечивая обратное всасывание ее в почечных канальцах. Катионы Na удерживают воду в клетках и тканях, К и Са способствуют ее выведению. Всасывание воды начинается в желудке, однако основная масса ее всасывается в кишечнике. Ряд тканей и органов при избыточном поступлении воды могут служить ее депо. У человека и животных это кожа и печень, у растений — межклеточное пространство. Уровень испарения воды у растений регулируется в основном устьичным аппаратом.

10.3. Минеральные вещества.

Образующаяся после сжигания живого организма зола составляет у позвоночных животных 3—5% от массы всего тела, у растений меньшее количество — 0,5—3%, еще меньше у микроорганизмов— 0,4—2%. Отдельные ткани и органы существенно отличаются по содержанию зольных элементов. Так, в костной ткани позвоночных животных их количество составляет около 17%, в сухой обезжиренной ткани зубов — до 55, а в мышцах и плазме крови — менее 1 % на сырую массу. У растений минеральных веществ много в листьях—10—15% на сухую массу, существенно меньше в корнях и семенах — 3—5%, особенно мало в древесине — 1 %. Для бактерий характерны очень большие колебания в содержании зольных элементов в зависимости от условий выращивания. Так, у Vibrio cholerae границы колебаний составляют от 6 до 26% на сухую массу, в то время как при стандартной питательной среде и обычных других условиях — 3—10%.

Минеральные элементы присутствуют в живом организме в различных формах: 1) в прочном соединении с органическими веществами (S в составе белков, Р — в нуклеиновых кислотах, Fe — в гемоглобине, Zn и Сu — в молекулах ряда ферментов); 2) в форме нерастворимых отложений (Са и Р в костях); 3) в растворенном состоянии в тканевых жидкостях, цитозоле (катионы К⁺, Na⁺, Mg²⁺, Са²⁺ анионы CI^-, S0₄^2-, РО₄^-3).

Велико и многосторонне значение неорганических солей в жизни любого организма. Они создают определенное осмотическое давление в отдельных тканях, органах, жидкостях, которое является важным физиологическим фактором, влияющим на распределение воды и растворенных веществ по отдельным тканям. Особенно чувствительны к изменениям осмотического давления высшие животные, у них в процессе эволюции выработались приспособления, обеспечивающие постоянство осмотического давления плазмы крови, лимфы, внеклеточной жидкости.

Значение ряда минеральных элементов связано с их присутствием в составе некоторых биологически важных соединений: Mg — в молекуле хлорофилла, Fe — в гемоглобине, S — в белках, Р — в нуклеиновых кислотах и ряде белков, I — в гормоне щитовидной железы. Многие катионы металлов входят в состав отдельных ферментов.

Косвенное действие неорганических ионов на ферменты может осуществляться через изменения: 1) физико-химических свойств цитоплазмы, структуры воды в клетке; 2) структуры и свойств биомембран, поскольку многие ферменты являются мембраносвязанными; 3) содержания субстратов отдельных ферментов; 4) активности биосинтеза ферментативных белков.

К микроэлементам относятся: В, Mn, Zn, Сu, Mo, Со, Ni, Li, Se, I, CI, Br, As и некоторые другие элементы. Компонентами молекул ряда ферментов являются Си, Zn, Mo. Mn активирует ферменты ЦТК, некоторые ферменты азотного обмена, а также ферменты биосинтеза ауксина — важнейшего фитогормона, способствует образованию витамина С у растений. I входит в состав гормонов щитовидной железы — тироксина и трииодтиронина, Со — в молекулу витамина B₁₂. В₂ принимает участие в биосинтезе гормонов гипофиза

Выделение не использованных организмом солей происходит с мочой, калом, потом. При работе в горячих цехах, во время продолжительных маршей, при активных, занятиях спортом и т. д. происходит обильное потоотделение, которое может вызвать заметное «обессоливание». В этих случаях рекомендуют питье с небольшими добавками NaCl. При недостаточном поступлении в организм минеральных элементов возникают тяжелые заболевания. Снижение йода в питьевой воде приводит к развитию эндемического зоба. Недостаток Сu и Со вызывает анемию (малокровие) различного характера. Минеральный обмен тесно связан с обменом гормонов. Так, в контроле обмена Са участвуют паращитовидные железы, гормоны коры надпочечников регулируют содержание Na и К. Солевой обмен тесно связан с водным обменом. При тяжелых патологических процессах, связанных с обезвоживанием, наблюдается и обессоливание, в частности обесхлоривание.

У бактерий постоянными элементами золы являются: Р, К, Na, Mg, Са, Fe, S, С1. Соли этих элементов входят, как правило, в состав питательных сред для бактерий в ощутимых количествах — 0,1—1%. Особенно богаты микробные клетки фосфором (10—45% Р₂0₅ от всей золы, а у Mycobacterium tuberculosis — 75%). Сu, Si, Zn, Со, Мn присутствуют в очень малых количествах и действуют как микроэлементы.

 

 

11. БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ХРАНЕНИИ И ПЕРЕРАБОТКЕ

 

ПРОДОВОЛЬСТВЕННОГО СЫРЬЯ И ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ

 

 

⇐ Предыдущая19202122232425262728Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: