Определение функциональных свойств

Пищевых добавок

Цель работы: определить физико-химические показатели пищевых разрыхлителей на примере гидрокарбоната натрия и карбоната аммония; изучить физико-химические характеристики пищевых красителей; определить качественный состав природных и синтетических подсластителей; сравнить физико-­химические свойства консервантов на примере уксусной, сорбиновой и бензойной кислот.

Продолжительность выполнения:6 ч.

Приборы и материалы:весы, коническая колба на 250 см³, бюретка; кислота соляная или серная, 1 н раствор; 0,1% раствор метилового оранжевого, гидрокарбонат натрия, плитка, водяная баня, химический стакан на 50 мл, стеклянные палочки, воронка, пробирки, пипетки, яичный желток, 96% этиловый спирт, ацетон, 10% раствор NaOH, бумажный фильтр, потенциометр (рН-метр), химический стаканчик на 50 мл, краситель концентрированный или порошкообразный, разбавленный дистиллированной водой в соотношении 1:1, спиртовка, пробирки, 5% раствор меда, 2 н раствор NaOH, 0,2 н раствор CuS0₄, 0,5% раствор глюкозы, 0,2 н раствор AgN0₃, 2 н NH₄OH, 0,5% раствор глюкозы, 0,5% раствор фруктозы, свежеприготовленный раствор Селиванова (0,05%), раствор резорцина в 20% соляной кислоте), уксусная кислота концентрированная, бензойная кислота, 0,1% раствор КМnO₄, 0,1% раствор уксусной кислоты, 0,1% раствор сорбиновой кислоты, бромная вода.

 

Пищевые добавки употребляются человеком в течение многих веков (соль, перец, гвоздика, мускатный орех, корица, мед и др.), однако широкое их использование началось в конце 19 века и было связано с ростом населения и концентрацией его в городах.

Развитие современной пищевой индустрии невозможно без использования пищевых добавок. Этим термином обозначают различные соединения, полученные химическим путем, или природные соединения, которые разрешены органами здравоохранения. Пищевые добавки обычно не употребляются в качестве пищевого продукта, а преднамеренно добавляются к нему для облегчения ведения технологического процесса, увеличения стойкости при хранении, придания определенных органолептических свойств.

Применение пищевых добавок допустимо только в том случае, если они даже при длительном употреблении в составе продукта не угрожают здоровью человека и при условии, что
поставленные технологические задачи не могут быть решены другим путем. Добавки не должны маскировать последствия использования некачественного или испорченного сырья.

Применение пищевых добавок регламентируется нормами их медицинской безопасности и технологическими соображениями. Такие регламенты устанавливаются на национальном и на международном уровнях.

Вещества, улучшающие внешний вид пищевых продуктов. Пищевые красители. Основной группой веществ, определяющих внешний вид продуктов питания, являются пищевые красители (Е100-Е182).

Потребитель давно привык к определенному цвету пищевых продуктов, связывая с ним их качество, поэтому красители в пищевой промышленности применяются с давних времен. В условиях современных пищевых технологий, включающих различные виды термической обработки (кипячение, стерилизацию, жарение и т. д.), а также при хранении продукты питания часто изменяют свою первоначальную, привычную для потребителя окраску, а иногда приобретают неэстетичный внешний вид, что делает их менее привлекательными.

Для окраски пищевых продуктов используют натуральные (природные) или синтетические (органические и неорганические) красители.

Натуральные красители являются более безопасными их обычно выделяют из природных источников (растения, отходы их переработки) в виде смеси различных по своей химической природе соединений, состав которой зависит от источника и технологии получения, в связи с чем обеспечить его постоянство часто бывает трудно. Среди натуральных красителей необходимо отметить каротиноиды (красно-жёлтый цвет), антоцианы (красный, пурпурно-красный цвет), флавоноиды (жёлтый, красный цвет), хлорофиллы (зелёный цвет).

Природные красители, в том числе и модифицированные, чувствительны к действию кислорода воздуха (например, каротиноиды), кислот и щелочей (например, антоцианы), температуры, могут подвергаться микробиологической порче.

Синтетические красители обладают значительными технологическими преимуществами по сравнению с большинством натуральных красителей. Они дают яркие, легко воспроизводимые цвета и менее чувствительны к различным видам воздействия, которым подвергается материал в ходе технологического потока.

Синтетические пищевые красители – это представители нескольких классов органических соединений: азокрасители; хинолиновые; индигоидные красители.

В пищевой промышленности применяются соединения, изменяющие окраску продукта в результате взаимодействия с компонентами сырья и готовых продуктов. Среди них отбеливающие вещества (диоксид серы) или вещества, стабилизирующие окраску (нитрат натрия, нитриты натрия и калия стабилизируют красный цвет мяса и мясных продуктов). Иногда эти цветокорректирующие материалы оказывают и другое, сопутствую­щее (например, консервирующее) действие. Наиболее часто используемые цветокорректирующие материалы – диоксид серы, нитрат и нитрит калия и натрия.

Вещества, изменяющие структуру и физико-химические свойства пищевых продуктов. К этой группе пищевых добавок относятся вещества, ис­пользуемые для создания необходимых реологических свойств пищевых продуктов, т. е. добавки, регулирующие или формирующие консистенцию. Это – загустители, гелеобразователи, стабилизаторы физического состояния пищевых продуктов, а также поверхностно-активные вещества (эмульгаторы и пенообразователи).

Загустители – это вещества, используемые для повышения вязкости продукта.

Гелеобразователи – это вещества, придающие пищевому продукту свойства геля.

Действие как загустителей, так и гелеобразователей основано на связывании свободной влаги, что и приводит к стабилизации пищевой системы. В химическом отношении добавки этой группы являются полимерными соединениями в основном полисахаридами (исключение составляет гелеобразователь желатин, имеющий белковую природу), в макромолекулах которых равномерно распределены гидрофильные группы, взаимодействующие с водой.
К основным представителям этой группы пищевых добавок относятся модифицированные крахма­лы и целлюлозы, пектины, полисахариды морских водорослей и некоторые другие.

Модифицированные крахмалы. В отличие от нативных растительных крахмалов, считающихся пищевыми продуктами,
модифицированные крахмалы (Е1400-Е1451) относятся к пищевым добавкам. По сравнению с нативным крахмалом они образуют легко и быстро формирующиеся клейстеры, устойчивые к нагреванию, воздействию кислот и устойчивые к ретроградации (хорошо удерживают дисперсионную среду).

Целлюлоза и ее производные. В группу пищевых добавок целлюлозной природы (Е460-Е467) входят модифицированные формы натуральной целлюлозы (метилэтилцеллюлоза, метилгидроксипропилцеллюлоза и др.). Они подобно целлюлозе имеют линейную структуру, но в отличие от нативной целлюлозы её модификации содержат сложные и простые эфирные связи, наличие которых позволяет модифицированной целлюлозе в отличие от нативной растворяться в воде и не выкристаллизовываться.

Пектины входят в состав клеточных стенок и межклеточных образований растений, где находятся в связанном состоянии с волокнами целлюлозы – протопектина. В промышленности пектины получают кислотным или ферментативным гидролизом протопектина.

Пектины – это этерифицированные соединения (содержат, карбоксильные, спиртовые, алкильные группы). Пектины являются хорошими гелеобразователями, при этом гелеобразующая способность лучше выражена у низкоэтерифицированных пектинов.
В то же время, высокоэтерифицированные пектины лучше растворяются.

Традиционно модифицированные крахмалы, модифицированная целлюлоза и пектины используются при изготовлении хлебобулочных и кондитерских изделий, молочных и низкожирных эмульсионных продуктов, а также безалкогольных напитков.

Полисахариды морских растений. К ним относятся агароиды и каррагинаны. Их получают из красных морских водорослей, произрастающих в Белом море, Тихом и Атлантическом океанах. Эти добавки являются типичными гелеобразователями. Используется в производстве желе, мармелада.

Желатин – гелеобразователь белковой природы. Получают желатин из коллагена, содержащегося в костях, хрящах и сухожилиях убойных животных. Желатин является типичным гелеобразователем, широко используется при получении пудингов и заливных блюд.

Эмульгаторы – вещества, способные образовывать и стабилизировать эмульсию, что обеспечивает возможность создания и сохранения дисперсии двух или более несмешивающихся веществ. В качестве эмульгаторов в первую очередь использовали камеди, лецитин, моно- и диглицериды, эфиры полиглицерина, эфиры сахарозы и др. Основная область применения эмульгаторов – масложировая промышленность.

Пенообразователи – это разновидность эмульгаторов, обеспечивающих равномерную диффузию газообразной фазы в жидкие и твердые пищевые продукты. Пенообразователями являются ПАВы (фосфолипиды и другие эфиры), белки. Применяются пенообразователи в производстве кондитерских изделий, взбитых десертов, молочных коктейлей, пива.

Вещества, влияющие на вкус и аромат пищевых продуктов. При оценке пищевых продуктов особое внимание потребитель уделяет их вкусу и аромату. Физиология питания рассматривает вкусовые и ароматообразующие вещества как важные компоненты пищи, улучшающие пищеварение за счет активации секреции пищеварительных желез, способствующие оздоровлению микрофлоры кишечника.

Вкус и аромат продуктов питания определяются многими факторами. К числу основных относятся следующие:

-  вкусоароматические компоненты в составе сырья. Вкусовые вещества, специально вносимые в пищевые системы в ходе технологического потока. Среди них: подслащивающие вещества, эфирные масла, душистые вещества, ароматизаторы, пряности, поваренная соль, пищевые кислоты и подщелачивающие соединения, усилители вкуса и аромата;

-  вещества, возникающие в результате разнообразных химических, биохимических и микробиологических процессов, протекающих при получении пищевых продуктов под влиянием различных факторов;

-  подслащивающие вещества.

В пищевой промышленности, кулинарии, при приготовлении пищи в домашних условиях с давних времен широко применяются вещества, обладающие сладким вкусом, – подслащивающие вещества (подсластители).

Существуют различные их классификации: по калорийности (высококалорийные, низ­кокалорийные, практически некалорийные), степени сладости (подсластители с высоким или низким сахарным эквивалентом), по химическому составу и т. д.

Мед – продукт переработки цветочного нектара медоносными пчелами. Он в основном состоит из моно- и дисахаридов (в том числе около 40% фруктозы, 35% глюкозы и 2% сахарозы) и на 5,5% – из крахмала. Мёд богат витаминами С, В₆ и В₉, железом, йодом и фтором.

Сахаристые крахмалопродукты. В пищевой промышленности возрастает производство и потребление разнообразных сахаристых крахмалопродуктов, получаемых путем гидролиза крахмала: крахмальные патоки, глюкоза, фруктоза или их сиропы.

К группе подслащивающих веществ относятся солодовый экстракт (водная вытяжка из ячменного солода), лактоза (молочный сахар, дисахарид, состоящий из остатков глюкозы и галактозы). В последнее время с учетом требований науки о питании получило интенсивное развитие производство низкокалорийных продуктов, содержащие вместо сахарозы подсластители (миракулин, монелин, тауматин, стевиозид) и сахарозаменители (ксилит, сорбит, лактит, сахарин, ацесульфам калия, аспартам). Не имея глюкозного фрагмента, заменители сахарозы могут успешно использоваться при производстве продуктов питания и замени­телей сахара для больных сахарным диабетом.

Высокий коэффициент сладости позволяет, применяя их, производить низкокалорийные, дешевые диетические продукты.

Ароматизаторы. Аромат пищевого продукта – интегральный фактор, обусловленный присутствием в нем сложной смеси органических соединений.

Пищевые ароматизаторы – это пищевые добавки, представляющие собой смеси ароматических (душистых) веществ или индивидуальные ароматические (душистые) вещества, с растворителем или сухим носителем, или без них, и вводимые в продукты с целью улучшения их аромата и вкуса.

Основными потребителями ароматизаторов являются производства безалкогольных напитков, мороженого, ликероводочных изделий, жевательной резинки, широкого ассортимента кондитерских изделий; ароматизаторы добавляют в сухие кисели, маргарины, сиропы, мучные кондитерские изделия, молочные продукты, пудинги и мясопродукты и т. д.

Натуральными пищевыми ароматизаторами являются эфирные масла и настои, пряности и продукты их переработки (химический и микробиологический синтез).

Пищевые ароматизаторы идентичные натуральным – по своему строению они отвечают природным соединениям, а их композиции позволяют получить комбинации веществ, отличающиеся стабильностью, заданным ароматом. Они удобны в использовании.

Искусственные пищевые ароматизаторы (включающие компоненты, не имеющие природных аналогов) требуют специального изучения и гигиенической оценки, они отличаются высокой стабильностью, интенсивностью аромата, дешевизной.

Существуют пищевые добавки, усиливающие вкус и аромат пищевых продуктов. К ним относятся производные глутаминовой, гуаниловой, инозиновой кислот, рибонуклеотиды и производные мальтола.

Пищевые добавки, замедляющие микробиологическую и окислительную порчу пищевого сырья и готовых продуктов.

Необходимость в сохранении (консервировании) собранного урожая, добычи, полученной в результате охоты или рыболовства, собранных ягод и грибов, а также продуктов их переработки, возникла у человека с давних времен. Сначала это были сушка и засолка, применение специй, уксуса, масла, меда, соли (соление продуктов), сернистой кислоты (для стабилизации вина). В конце
XIX – начале XX в. с развитием химии начинается применение химических консервантов: бензойной и салициловой кислот, производных бензойной кислоты, нитратов и нитритов, диоксидов серы, уксусной, пропионовой, сорбиновой кислот, дифенила и др.

Консерванты – вещества, продлевающие срок хранения продуктов, защищая их от порчи, вызванной микроорганизмами (бактерии, плесневые грибы, дрожжи, среди которых могут быть патогенные и непатогенные виды).

Спектр антимикробного действия конкретного консерванта различен: одни направлены на подавление бактерий, другие – плесневых грибов или дрожжей.

При выборе консерванта необходимо руководствоваться некоторыми общими правилами.

Консервант должен:

–  иметь широкий спектр действия;

–  быть эффективным против микроорганизмов, содержащихся в данной пищевой системе;

–  оставаться в продукте в течение всего срока хранения;

–  не оказывать влияния на органолептические свойства пищевого продукта;

–  быть технологичным (простым в применении);

–  быть дешевым.

Консервант не должен:

–  быть физиологически опасным;

–  вызывать привыкания;

–  влиять на микробиологические процессы, предусмотренные при производстве отдельных пищевых продуктов данной технологией.

Также возможно консервирование поваренной солью или сахаром. В этом случае консервирующий эффект достигается за счёт изменения величины осмотического давления в микробной клетке. Осмос – это движение молекул воды через полунепроницаемые мембраны из области меньшей в область большей концентрации растворенного вещества. Погружая продукт в раствор соли или сахара, раствор этих веществ высасывает влагу из клеток как продукта, так и самих микроорганизмов, при этом происходит обезвоживание клеток, они утрачивают свою способность к всасыванию питательных веществ с водой, т.е. способность к размножению, и погибают. Концентрация соли должна быть не менее
10-12%, а сахара – 60-65%.

Антибиотики. Особую группу пищевых добавок, замедляющих порчу пищевых продуктов, составляют антибиотики. И хотя применение антибиотиков позволяет увеличивать срок хранения пищевого сырья и некоторых видов пищевых продуктов в 2-3 раза, они не допускаются для использования при изготовлении пищевых продуктов и полуфабрикатов, так как могут привести к нежелательным последствиям, в том числе к нарушению нормального соотношения микроорганизмов желудочно-кишечного тракта.

Аналогично, как и в случае расчёта потребления пищевых добавок в целом, при работе с консервантами основными критериями безопасности являются максимально допустимый уровень (МДУ или ПДК), допустимая суточная доза (ДСД) и допустимое суточное потребление (ДСП).

 

Биологически активные добавки. Практически все натуральные пищевые продукты не являются сбалансированными, так как не содержат незаменимых нутриентов в необходимых количествах и соотношениях. Поэтому по прогнозам специалистов в питании людей все возрастающую роль будут играть биологически активные добавки (БАД) к пище. БАД – это композиции натуральных или идентичных натуральным биологически активных веществ, предназначенных для непосредственного приема с пищей или введения в состав пищевых продуктов с целью обогащения рациона отдельными пищевыми или биологически активными веществами и их комплексами.

БАД применяют: для оптимизации обмена веществ при различных функциональных состояниях организма; для нормализации и (или) улучшения функционального состояния органов и систем организма человека; для снижения риска заболеваний, нормализации микрофлоры желудочно-кишечного тракта, в качестве энтеросорбентов и др. Вместе с тем, БАД следует рассматривать не как лекарство, а как отдельную группу пищевой продукции функционального назначения. БАД к пище вырабатывают в виде сухих и жидких концентратов, экстрактов, настоев, бальзамов, изолятов, порошков, сиропов, таблеток, драже, капсул и других форм. Их делят на БАД-нутрицевтики, обладающие пищевой ценностью, и БАД-парафармацевтики, обладающие выраженной биологической активностью.

Группа БАД-нутрицевтиков представляет собой эссенциальные нутриенты – природные ингредиенты пищи: витамины или их близкие предшественники (например, β-каротин и другие каротиноиды); полиненасыщенные жирные кислоты (ω-3 и другие ПНЖК); минеральные вещества и микроэлементы (кальций, железо, селен, цинк, йод, фтор); отдельные аминокислоты; некоторые моно- и дисахариды; пищевые волокна (целлюлоза, пектины
и т. п.).

Группа БАД-парафармацевтиков – это минорные компоненты пищи. К ним относятся органические кислоты, биофлавоноиды, кофеин, биогенные амины, регуляторные ди- и олигопептиды, некоторые олигосахариды.

Пробиотики и пребиотики. Пробиотики, представляют собой живые микроорганизмы или культивированные ими продукты,
которые благотворно воздействуют на микрофлору желудочно-кишечного тракта (ЖКТ).

К бактериям-пробиотикам относятся, в основном, их классические представители, входящие в состав нормальной микрофлоры ЖКТ: бифидобактерии и молочнокислые микроорганизмы рода Lactobacillus. Ряд других микроорганизмов с пробиотическими свойствами не встречаются постоянно в кишечнике человека и называются транзиторными. Это молочнокислые палочки и кокки.

Для человека наиболее естественным и доступным путем получения пробиотиков является потребление натуральных, в частности, кисломолочных продуктов, полученных биотехнологическим способом с использованием различных микроорганизмов.

Пребиотики являются стимуляторами, или промоторами, пробиотиков. В группу пребиотиков входят вещества или диетические добавки, которые не абсорбируются в кишечнике человека, вместе с тем, селективно стимулируют рост или активизируют метаболизм полезных представителей микрофлоры ЖКТ, оказывая благотворное влияние на организм: неперевариваемые олигосахариды и полисахариды, отдельные витамины и их производные, а также биологически активные иммунные белки – лактоглобулины и гликопептиды.

Задание 1.Определить массовую долю карбоната натрия в гидрокарбонате.

Основой метода является оттитровывание карбоната натрия в присутствии индикатора метилового оранжевого.

Навеску гидрокарбоната натрия массой 2 г перенести в коническую колбу вместимостью 250 см, растворить в 100 см дистиллированной воды, внести несколько капель раствора метилового оранжевого и титровать 1 н раствором соляной или серной кислоты до изменения цвета раствора из желтого до розово-оранжевого.

Предварительно рассчитать общую щелочность Щ (%) на сухое вещество

Щ = V ∙ 0,084∙ 100/m (100 – В),

где V – объем 1 н раствора соляной (серной) кислоты, израсходованный на титрование, см³;

  0,084 – количество гидрокарбоната натрия, соответствующее
1 см³ точно 1 н раствора кислоты, г;

  m – масса навески исследуемой пробы, г;

  В – массовая доля влаги, %.

Массовую долю карбоната натрия в пересчете на сухое вещество У (%) рассчитать по формуле

У = (Щ – В) ∙ 0,631,

где 0,631 – коэффициент пересчета гидрокарбоната натрия на карбонат натрия.

Задание 2. Получить и гидролизовать лецитин из яичного желтка.

Получение лецитина.В небольшой химический стакан поместить 1/5-1/6 часть (около 1 г) высушенного на воздухе и растертого яичного желтка и при перемешивании стеклянной палочкой влить 15 мл кипящего спирта. Смесь перемешать в течении
10 мин. При этом происходит экстрагирование из желтка лецитина и части пигментов. Спиртовая вытяжка окрашивается в желтый цвет, а желток значительно обесцвечивается.

После охлаждения смесь фильтруется через складчатый бумажный фильтр в пробирку. Если фильтрат мутный, то снова фильтруют через тот же фильтр. В другую пробирку налить 3 мл ацетона и по каплям добавить часть полученного фильтрата. Наблюдают появление мути, а затем выпадение осадка лецитина, что указывает на нерастворимость лецитина в ацетоне.

В третью пробирку к 2-3 мл фильтрата прибавить по каплям дистиллированную воду. Образуется стойкая эмульсия.

Гидролиз лецитина.В пробирку налить 5-10 капель спиртового раствора лецитина, добавить 3-5 мл 10% NaOH и кипятить
5-10 мин. Показателем прошедшего гидролиза лецитина служит появление запаха селедочного рассола, свойственного триметиламину, образующемуся при гидролизе холина.

Задание 3. Определить активную кислотность красителя.

Подготовленный раствор порошкообразного или концентрированного красителя налить в стаканчик, установить в потенциометр и погрузить в него концы электродов.

Включить прибор и снять показания по шкале pH-метра. Измерение pH повторить два раза, каждый раз вынимая электроды из раствора и при измерении, вновь погружая их в раствор. Зна­чение pH выражают как среднее арифметическое этих оп­ределений. Активную кислотность в концентрированном красителе определить непосредственно на потенциометре любой марки, а порошкообразный разбавить предварительно дистиллированной водой в соотношении 1:1.

Задание 4. Определить природные подслащивающие соединения в мёде.

Для установления наличия глюкозы в большую пробирку поместить 0,5 мл раствора натурального подслащивающего продукта (меда) и 6-8 капель 2 н NaOH. Затем по каплям добавить 0,2 н раствор CuSO₄, пока не прекратится его растворение.

Осторожно нагреть пробирку на спиртовке. Голубой не растворимый в воде осадок гидрата окиси меди постепенно переходит в желтый, а затем в красный осадок закиси меди.

Аналогичный опыт проделать с 0, 5% раствором глюкозы.

В большую пробирку поместить капли 0,2 н раствора AgN0₃, 5 капель 2 н NaOH и добавить по каплям 2 н NH₄OH до полного растворения образующегося осадка. Полученный бесцветный раствор – аммиачный раствор гидрата окиси серебра. Затем к аммиачному раствору гидрата окиси серебра добавить 3-4 капли раствора меда и слегка подогреть на спиртовке.

Задание 5. Определить наличие фруктозы в мёде.

В первую пробирку внести 10 капель 5% раствора меда, во вторую – 0,5% раствора фруктозы, в третью пробирку – 10 капель 0,5% раствора глюкозы. Во все пробирки добавить в равных объемах свежеприготовленный реактив Селиванова (0,05% раствор резорцина в 20% соляной кислоте).

Осторожно нагреть на спиртовке. В пробирках с медом и фруктозой постепенно возникает красное окрашивание. На первой стадии образуется оксиметилфурфурол, который во второй стадии, конденсируясь с резорцином, дает красное окрашивание.

Задание 6.Определить растворимость карбоновых кислот.

В одну пробирку налить 1-2 мл воды и добавить 2-3 капли уксусной кислоты, взболтать содержимое. В другую пробирку также прилить 1-2 мл воды и добавить 0,1-0,2 г бензойной кислоты, взболтать содержимое.

Отметьте различие в «поведении» уксусной и бензойной кислот. Пробирку с бензойной кислотой нагреть на пламени до растворения. Охладить пробирку. Добавить к выпавшему осадку немного раствора NaOH. Чем объясняется исчезновение осадка?

Задание 7.Определить непредельность сорбиновой кислоты и написать уравнение реакций с бромной водой и КМnO₄.

Реакция с бромной водой. К 1 мл раствора сорбиновой кислоты добавить при встряхивании несколько капель бромной воды. Происходит обесцвечивание бромной воды.

Реакция с КМnO_4. К 1 мл раствора сорбиновой кислоты добавить при встряхивании несколько капель 0,1% раствора КМnO₄.

Наблюдают исчезновение малиновой окраски перманганата. Проделать аналогичный опыт с уксусной кислотой.

Задание 8.Определить содержание бензойной кислоты в продукте и написать уравнение реакции.

Оборудование, приборы и реактивы: водяная баня, пробирки, 0,1% раствор бензойной кислоты, 0,3% раствор перекиси водорода, 3% раствор хлорного железа. В одну пробирку налить 1 мл водного раствора бензойной кислоты, в другую – исследуемого сока. В обе пробирки прибавить по капле 0,3% раствор перекиси водорода и 3% раствор хлорного железа. При погружении первой пробирки в кипящую воду быстро появляется красно-фиолетовое окрашивание (при окислении образуется салициловая кислота, которая с хлорным железом дает окраску).

Отметить, произошли ли какие-нибудь изменения окраски во второй пробирке.

Контрольные вопросы

1. Расскажите о классификации пищевых добавок.

2. Какова характеристика пищевых красителей? Какова классификация пищевых красителей? Чем объясняется повышенное внимание потребителей и технологов к окраске продуктов питания?

3. Какие натуральные красители Вам известны? Каковы источники их получения?

4. Какие вещества относятся к цветорегулирующим материалам?

5. Приведите классификацию подслащивающих веществ.

6. Какие требования предъявляются к консервантам и антиокислителям?

7. Характеристика веществ, изменяющих консистенцию пищевых продуктов.

8. Назовите ароматизаторы и усилители аромата? Что такое эмульгатор? Какова их химическая при­рода?

9. Чем эмульгаторы фосфолипидной природы отли­чаются от других эмульгаторов? Какие фосфолипиды Вы знаете?

10. Какие пищевые эмульгаторы Вам известны? Ка­ковы их смежные технологические функции?

11. Что такое стабилизаторы? Каков принцип их дей­ствия?

 

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

 

Активность воды– это отношение давления паров воды над данным материалом к давлению паров над чистой водой при одной и той же температуре.

Агаропектин – смесь полисахаридов сложного строения, содержащая глюкуроновую кислоту и эфирно-связанную серную кислоту.

Аминокислотный скор – процентное содержание каждой из аминокислот по отношению к ее содержанию в белке, принятое за стандарт (идеальный белок).

Биологически активные добавки (БАД) к пище – композиции биологически активных веществ, предназначенных для непосредственного приёма с пищей или введения в состав пищевых продуктов.

Биологическая ценность – показатель качества пищевого белка, отражающий степень соответствия его аминокислотного состава потребностям организма в аминокислотах для синтеза белка.

Биологическая эффективность – показатель качества жировых компонентов продукта, отражающий содержание в них полиненасыщенных (незаменимых) жирных кислот.

Биологически активные добавки – концентраты природных или идентичных природным биологически активных веществ, предназначенные для непосредственного приема с пищей или введения в состав пищевых продуктов.

Безопасность пищевых продуктов – отсутствие токсического, канцерогенного, мутагенного или любого другого неблагоприятного действия пищевых продуктов на организм человека при употреблении их в общепринятых количествах. Гарантируется установлением и соблюдением регламентируемого уровня содержания загрязнителей химического, биологического или природного происхождения.

Витамины – низкомолекулярные органические соединения различной химической природы, биорегуляторы процессов, протекающих в живом организме.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) – специальное учреждение Организации Объединённых Наций, состоящее из 194 государств-членов, основная функция которого лежит в решении международных проблем здравоохранения населения мира.

Жиры или триацилглицерины – продукты животного и растительного происхождения. Они являются одним из основных источников энергии (коэффициент энергетической ценности — 9 ккал/г), а кроме того служат источником углеродных атомов в биосинтезе холестерина и других стероидов.

Желатин (студнеобразователь) – белковый продукт, смесь линейных полипептидов с различной молекулярной массой и их агрегатов, не имеет вкуса и запаха.

Идентификация пищевых продуктов и продовольственного сырья – установление соответствия пищевых продуктов и продовольственного сырья их наименованиях согласно нормативной документации на конкретный вид продукта.

Качество пищевых продуктов – совокупность свойств, которые отображают:

а) способность продукта обеспечивать органолептические характеристики;

б) потребность организма в пищевых веществах;

в) безопасность его для здоровья;

г) надежность при изготовлении и хранении.

Консерванты – вещества, повышающие срок хранения продуктов, защищая их от порчи, вызванной микроорганизмами.

Метаболизм (от греч. metaboli – перемена) – превращение веществ внутри клетки с момента их поступления до образования конечных продуктов. При этих химических превращениях освобождается и поглощается энергия.

Медико-биологические требования к качеству пищевых продуктов–это комплекс критериев, определяющих пищевую ценность и безопасность продовольственного сырья и пищевых продуктов.

Макронутриенты(от лат. «nutritio» – питание) – класс главных пищевых веществ, представляющих собой источники энергии и пластических структурных материалов; присутствуют в пище в относительно больших количествах (от 1 г). Представителями этого класса являются углеводы, липиды и белки.

Микронутриенты–класс пищевых веществ, оказывающих выраженные биологические эффекты на различные функции организма; содержатся в пище, как правило, в небольших количествах (милли- и микрограммы).

Нутрицевтики– все естественные биологически активные ингредиенты пищи II и III классов, оказывающие выраженное влияние на многие функции организма.

 Парафармацевтики – вещества пищи, оказывающие выраженное фармакологическое действие. В группу парафармацевтиков входят биофлавоноиды, гликозиды, алкалоиды, эфирные масла, органические кислоты и многие другие.

Питание – поддержание жизни и здоровья человека с помощью пищи – процесс поглощения пищи живыми организмами для поддержания нормального течения физиологических процессов жизнедеятельности, в частности, для восполнения запаса энергии и реализации процессов роста и развития.

Пищевая ценность – общее понятие, отражающее всю полноту полезных свойств пищевого продукта, включая степень обеспечения потребности человека в основных пищевых веществах, энергии и органолептические достоинства. Характеризуется химическим составом пищевого продукта с учетом его потребления в общепринятых количествах.

Питательные вещества – это жизненно необходимые составные части пищи, используемые организмом как пластический материал для построения живого вещества клеток и служащие источником энергии, необходимой для его жизнедеятельности.

Пищевая плотность рациона – характеризуется количеством незаменимых пищевых веществ в 1000 ккал. Повысить пищевую плотность рациона можно путем производства низкокалорийных продуктов повышенной пищевой ценности, обогащенных незаменимыми нутриентами.

Пищевые добавки – природные или синтезированные вещества, соединения, специально вводимые в пищевые продукты в процессе изготовления последних в целях придания пищевым продуктам определенных (заданных) свойств и (или) сохранения их качества.

«Пищевые волокна» – биополимерные компоненты растительной пищи, к которым относятся неперевариваемые полисахариды, включающие целлюлозу, гемицеллюлозы, пектины (в нативном виде протопектины) и соединения полифенольной природы – лигнины.

Пектиновые вещества – группа высокомолекулярных гетерополисахаридов, входящих, совместно с целлюлозой, гемицеллюлозой, лигнином, в состав клеточных стенок и межклеточных образований высших растений, а также присут­ствующих в растительных соках некоторых из них.

Пробиотики – препараты и продукты питания, в состав которых входят вещества микробного и немикробного происхождения, оказывающие при естественном способе введения (с пищей) благоприятные эффекты на физиологические функции и биохимические реакции организма человека через оптимизацию его микроэкологического статуса (кишечную микрофлору).

Продовольственное сырье – объекты растительного, животного, микробиологического, а также минерального происхождения, используемые для изготовления пищевых продуктов.

Рекомендуемая норма потребления устанавливается на основании изучения физиологической потребности. Рекомендуемая норма потребления пищевых веществ должна учитывать индивидуальные физиологические потребности отдельных людей. Согласно определению ФАО/ВОЗ «рекомендуемые количества потребления … являются такими количествами, которые достаточны для поддержания нормального здоровья почти у всех людей».

Секреция – процесс образования и выделения специальными железами организма особых активных веществ (секретов).

Срок хранения – промежуток времени, в течении которого при соблюдении определенных условий, продовольственное сырье и пищевые продукты сохраняют качество, установленное стандартом или другим нормативным документом.

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

Связанная влага–это влага, которая существует вблизи растворенного вещества и других неводных компонентов, имеет уменьшенную, молекулярную подвижность и не замерзает при   -40⁰С. Определенная доля прочно связанной влаги не замерзает даже при -60⁰С.

Теория адекватного питания. Эта известная теория, автором которой явился российский физиолог академик А. М. Уголев.   В основе теории лежат четыре принципиальных положения:

– пища усваивается как поглощающим ее организмом, так и населяющими его бактериями;

– приток нутриентов в организме обеспечивается за счет извлечения их из пищи и в результате деятельности бактерий, синтезирующих дополнительные питательные вещества;

– нормальное питание обусловливается не одним, а несколькими потоками питательных и регуляторных веществ;

– физиологически важными компонентами пищи являются балластные вещества, получившие название «пищевые волокна».

Теория сбалансированного питания. В ее основе лежат три главных положения:

–  При идеальном питании приток веществ точно соответствует их потере.

–  Приток питательных веществ обеспечивается путем разрушения пищевых структур и использования организмом образовавшихся органических и неорганических веществ.

–  Энергетические затраты организма должны быть сбалансированы с поступлением энергии.

Упаковочные и вспомогательные материалы–материалы, контактирующие с пищевыми продуктами на разных этапах технологического процесса изготовления, транспортировки, хранения и реализации.

Фальсификация – подделка, изменение (обычно с корыстной целью) вида или свойства предметов

Фальсификация пищевых продуктов и продовольственного сырья–это изготовление и реализация поддельных пищевых продуктов и продовольственного сырья, не соответствующих своему названию и рецептуре.

Физиологическая потребность – объективная величина, определяемая природой и независящая от человеческих знаний, ее нельзя нормировать и рекомендовать.

Ферменты, или энзимы – обычно белковые молекулы или молекулы РНК (рибозимы) или их комплексы, ускоряющие (катализирующие) химические реакции в живых системах.

Энергетическая ценность – количество энергии в килокалориях, высвобождаемой из пищевого продукта в организме человека, для обеспечения его физиологических функций.

 

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

                         

Таблица П. 1

Нормы потребления пищевых веществ и энергии

Пищевое вещество	Суточная потребность
Вода, г	1750-2200
Белки, г в том числе животные	85 50
Незаменимые аминокислоты, г	30
Усвояемые углеводы, г	400-500
в том числе моно- и дисахариды	50-100
Липиды, г в том числе растительные	102 72
Незаменимые жирные кислоты, г	3-6
Фосфолипиды, г	5
Растительные липиды, г	20-25
Пищевые волокна, г в том числе пектин, г	25 5
Энергетическая ценность, ккал	3000

 

Таблица П. 2

Рекомендуемые размеры ежедневного потребления пищевых

продуктов

Пищевые продукты	г/день
Хлеб и хлебопродукты в пересчете на муку	279
Картофель	310
Овощи и бахчевые	381
Фрукты и ягоды	194
Сахар	112
Мясо и мясопродукты	232
Рыба и рыбопродукты	65
Молоко и молочные продукты в пересчете на молоко	1096
Молоко цельное	337
Молоко обезжиренное	35
Масло животное (21,7)*	16,7
Творог (4,0)*	24,9
Сметана и сливки (9,0)*	17,8
Сыр, брынза (8,0)*	16,7
Яйца, штук	0,8
Масло растительное, маргарин	33

Примечание: *в скобках – коэффициент пересчета продукта в молоко.

Таблица П. 3

Химический состав напитков (на 100 см³)

Показатели	Пиво	Напитки	Квас	Вино столовое	Вино крепленое	Шампанское	Водка
Белки, г	0,6	0	0,2	0,2	0,4	0,2	0
Жиры, г	0	0	0	0	0	0	0
Углеводы, г	4,8	9	5	2	7	3,3	0,1
Органические кислоты, г	2	2	2,5	6	6	6,9	0
Спирт, % об.	4,2	0,4	0,8	9	16	11	40
Фенольные в-ва, мг	14	25	-	300	1000	300	0
Кальций, мг	9	8	8	18	15	18	0,3
Магний, мг	9	8	8	18	15	18	0,3
Фосфор, мг	12	-	10	10	30	10	0
Железо, мг	0,1	-	0,1	2	4	2	0
Витамин В1, мг	0,01	-	0,04	0	0	0	0
Витамин В2, мг	0,05	-	0,05	0,01	0,01	0,01	0
Витамин РР, мг	0,7	0	0,7	0,1	0,1	0,1	0

 

Таблица П. 4

Химический состав фруктов и ягод (на 100 г)

Показатели	Вишня	Слива	Яблоки	Виноград	Смородина
Белки, г	0	0	0	0	0
Жиры, г	0	0	0	0	0
Моно- и дисахариды, г	10,3	9,5	8,0	15,0	6,7
Органические кислоты, г	1,6	1,0	0,8	0,8	2,3
Фенольные в-ва, г	0,4	0,45	0,3	0,3	2,0
Кальций, мг	37	20	16	30	36
Магний, мг	26	9	9	17	31
Фосфор, мг	30	20	11	22	33
Железо, мг	0,5	0,5	2,2	0,6	1,3
Цинк, мг	0,15	0,1	0,15	0,09	0,13
Витамин С, мг	15	10	10	6	200
Витамин В1, мг	0,03	0,06	0,01	0,05	0,03
Витамин В2, мг	0,03	0,04	0,03	0,02	0,04
Витамин В6, мг	0,05	0,08	0,08	0,09	0,13
b-каротин, мг	0,1	0,1	0,02	-	0,1
Витамин Е, мг	0,32	0,63	0,63	-	0,72

 

 

Таблица П. 5

Химический состав пищевых продуктов (сырья). Содержание основных пищевых веществ пищевых

продуктов из справочника «Химический состав пищевых продуктов» под ред. И. М. Скурихина

Наименование продукта	Вода, г	Белки, г	Жиры ,г	Усвояемые углеводы, г		Клетчатка, г	Органические кислоты, г	Минеральные вещества, мг						Витамины, мг
				моно- и дисахариды	крахмал и декстрины
								Na	K	Ca	Мg	P	Fe	A	B1	B2	PP	C
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19
1. Мука пшеничная высшего сорта	14,0	10,3	1,1	0,2	68,7	0,1	-	3	122	18	16	86	1,2	-	0,17	0,04	1,20	-
2. Сахар-песок	0,14	0	0	99,8	0	0	-	1	3	2	-	-	0,3	0	0	0	0	0
3. Патока кукурузная	21,0	-	0,3	43,3	35,0	0	0	-	-	36	17	18	0,1	0	0	0	0	0
4. Крахмал кукурузный	13,0	1,0	0,6	-	85,2	-	0	30	-	17	1	20	-	0	0	0	0	0
5. Молоко цельное стерилизованное	88,1	2,9	3,5	4,7	-	-	0,14	50	146	121	14	91	0,1	0,02	0,01	0,13	0,10	0,6
6. Масло сливочное	16,0	0,5	82,5	0,8	-	-	0,03	7	15	12	0,4	19	0,2	0,59	-	0,10	0,05	-
7. Ядро подсолнечника	8,0	20,7	52,9	3,4	-	-	-	160	647	367	317	530	61	0	1,84	0,18	10,12	-
8. Мед натуральный	17,4	0,8	0	74,8	5,5	0	1,2	10	36	14	3	18	0,8	-	0,01	0,03	0,20	2,0
9. Дрожжи прессованные	74,0	12,7	2,7	-	-	2,1	-	21	590	27	51	400	3,2	-	0,60	0,68	11,4	-
10. Соль поваренная пищевая	0,2	0	0	0	0	0	0	387	9	368	22	-	2,9	-	-	-	-	-
11. Меланж	74,0	12,7	11,5	0,7	-	-	-	134	140	55	12	192	2,5	0,25	0,07	0,44	0,19	-
12. Маргарин сливочный	15,9	0,3	82,0	1,0	0	-	-	154	15	14	2	9	-	0,02	-	0,02	0,02	-
13. Жир кулинарный	0,3	0	99,7	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
14. Какао порошок	4,0	24,2	17,5	3,5	24,4	5,5	4,0	10	1689	55	191	655	14,8	0,02	0,10	0,30	1,80	-
15. Молоко сгущенное с сахаром	26,0	7,2	8,5	56,0	-	-	0,5	130	365	307	34	219	0,2	0,04	0,06	0,38	0,20	1,0

Примечания: 1) Химический состав пудры сахарной и пудры ванильной можно брать как сахара песка. 2) Так как количество ванилина, соды питьевой и эссенции в рецептурах невелико их химическим составом можно пренебречь и в расчет не включать. 3) При значительном расхождении влажности сырья, приведенной в справочных таблицах химического состава, и влажности этого сырья, заложенной в рецептурах на кондитерские изделия, необходимо произвести пересчет содержания всех пищевых веществ.

Например, в справочных таблицах в ядре подсолнечника содержится 8 г воды, т.е. содержание сухих веществ в нем 92%. В рецептурах массовая доля сухих веществ в ядре подсолнечника составляет 96%, т.е. влажность его – 4%. Данные химического состава следует скорректировать с учетом влажности, заложенной в рецептуре. Таким же образом необходимо пересчитать содержание всех пищевых веществ в данном сырьевом компоненте.

 

 

Таблица П. 6

Химический состав пищевых продуктов

Продукт	Белки, г	Жиры, г	Моно- и дисахариды	Крахмал и декстрины	Клетчатка, г	Органические кислоты, г	Зола, г	Минеральные в-ва, мг				Витамины, мг
								Na	K	Ca	Mg	P	Fe	A	B1	B2	PP	C
1. Хлеб ржаной из обойной муки	6,6	1,2	1,2	33,0	1,1	1,0	2,5	610	245	35	47	158	3,9	-	0,18	0,08	0,67	-
2. Батоны нарезные из пшеничной муки 1 сорта	7,7	3,0	2,8	47,0	0,2	0,3	1,6	429	131	22	33	85	2,0	-	0,16	0,05	1,57	-
3. Макаронные изделия высшего сорта	10,4	1,1	2,0	67,7	0,1	-	0,5	3	123	19	16	87	1,6	-	0,17	0,04	1,21	-
4. Халва подсолнечная	11,6	29,7	41,5	12,5	-	-	1,8	87	351	211	178	292	33,2	-	0,80	0,10	4,50	-
5. Сухари сливочные	8,5	10,8	15,2	50,8	0,1	0,3	1,3	315	109	22	14	80	1,9	-	0,12	0,05	1,07	-
6. Шоколад десертный	5,4	35,3	47,2	5,4	3,9	0,9	1,1	2	535	5	20	178	2,7	-	0,03	0,11	0,74	-

 

Таблица П. 7

Содержание аминокислот в продуктах. Аминокислотный состав белков продукта

Продукты	Белок, г в 100 г продукта	Незаменимые аминокислоты, мг в 100 г продукта								Заменимые аминокислоты, мг в 100 г продукта
		валин	изолейцин	лейцин	лизин	метионин	треонин	триптофан	филаланин	цистин	тирозин
1. Хлеб ржаной простой формовой	5,51	268	206	356	186	62	175	67	309	108	149
2. Хлеб орловский формовой	6,00	297	230	403	202	99	211	78	340	134	196
3. Хлеб столовый подовый	7,00	339	277	465	221	116	241	88	376	155	227
4. Хлеб пшеничный из целого зерна, формовой	8,61	420	314	631	280	142	281	103	425	236	288
5. Хлеб пшеничный из муки 2 сорта, подовый	8,40	384	303	538	229	138	274	97	391	179	265
6. Батон нарезной из пшеничной муки 1 сорта	7,40	330	295	553	165	117	213	83	395	197	184
7. Сдоба выборгская с маком	7,60	335	300	543	200	128	225	82	384	187	192
8. Сухари сливочные из пшеничной муки высшего сорта	8.50	374	337	618	199	146	249	91	441	213	212
9. Булочка <<Октябренок>>	11,10	503	494	913	423	318	394	126	442	209	417
10. Макаронные изделия высшего сорта с увеличенным содержанием яиц	13,70	625	568	994	368	248	413	147	707	339	350

 

Таблица П. 8

Биологическая ценность продуктов питания и содержание в них аминокислот, мг/100 г

Пищевые продукты	Белок, %	Содержание незаменимых аминокислот										Лимитирующие аминокислоты*
		Иле	Лей	Лиз	Мет	Цис	Фен	Тир	Тре	Трп	Вал	первая	вторая
Молоко	3,2	189	283	261	83	26	175	184	153	50	191
Говядина	21,6	939	1624	1742	588	310	904	800	875	273	1148
Куры	18,2	693	1412	1588	471	224	744	641	885	126	877
Треска	16,0	700	1300	1500	500	200	800	600	900	210	900
Яйцо (белок)	11,1	628	917	683	413	277	673	397	483	169	735
Картофель	2,0	86	128	135	26	97	98	90	97	28	122
Соя	34,9	1810	2670	2090	520	550	1610	1060	1390	450	2090
Мука пшеничная	10,3	430	806	250	153	200	500	250	311	100	471
Крупа рисовая	7,0	330	620	260	160	137	370	290	240	100	420
Крупа гречневая	12,6	460	745	530	320	330	592	430	400	180	590

Примечание: * – ячейки «Лимитирующие аминокислоты» заполняются обучающимися самостоятельно после выполнения индивидуального задания.

 

 

Таблица П. 9

Оптимальное содержание незаменимых аминокислот в 1 г

«идеального» белка, мг

Показатели	Значение
Изолейцин	40
Лейцин	70
Лизин	55
Метионин + цистин	35
Фенилаланин + тирозин	60
Триптофан	10
Треонин	40
Валин	50

 

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

 

1. Гамаюрова, В. С. Пищевая химия : лабораторный практикум. –
СПб. : ГИОРД, 2006. – 136 с. : ил.

2. Касторных, М. С. Товароведение и экспертиза пищевых жиров, молока и молочных продуктов : учебник / М. С. Касторных, В. А. Кузьмина, Ю. С. Пучкова – М. : Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°», 2008. – 328 с.

3. Криштафович, В. И. Товароведение и экспертиза продовольственных товаров : лабораторный практикум / под ред. В. И. Криштафович. – М. : Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°», 2008. – 592 с.

4. Нечаева, А. П. Пищевая химия : учебное пособие для вузов /
А. П. Нечаева, С. Е. Траубенберг, А. А. Кочеткова [и др.]. – СПб. :
ГИОРД, 2006. – 304 с

5. Позняковский, В. М. Гигиенические основы питания, качество и безопасность пищевых продуктов. – Новосибирск : Сиб. унив. изд-во, 2005. – 522 с.

6. Попов, М. П. Учебно-методическое пособие по курсу «Пищевая химия». – М. : МГУПП, 2000. – 52 с.

7. Пищевая химия : учебник для вузов /под ред. А. П. Нечаева. – СПб. : ГИОРД, 2004. – 640 с.

8. Пищевая химия : учеб. пособие для вузов / под ред. А. П. Нечаева. – СПб. : ГИОРД, 2006. – 304 с.

9. Рогов, И. А. Химия пищи : учебное пособие / И. А. Рогов, Л. В. Антипова, Н. И. Дунченко. – М. : КолосС, 2007. – 853 с.

10. СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водопользования. –М. : Минздрав России, 2002. – 19 с.

11. Сергачева, Е. С. Пищевые и биологически активные добавки :
учеб.-метод. пособие. – СПб. : НИУ ИТМО, ИХиБТ, 2013. – 37 с.

12. Рогов, И. А. Химия пищи: учебник для вузов / И. А. Рогов, Л. В. Антипова, Н. И. Дунченко [и др.]. – В 2-х кн. – М. : Колос, 2000. – 384 с.

---

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 388; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

---

Мы поможем в написании ваших работ!