Функции липидов в организме человека

12 3 Следующая ⇒

Энергетическая – окисление 1кг жира сопровождается образованием 9 ккал (38,9 кДж) энергии. При окислении же углеводов и белков образуется 4 ккал, т.е. липиды – это основной резервный материал, который используют при ухудшении питания и заболеваниях.

Структурно-пластическая - липиды входят в состав клеточных и внеклеточных мембран всех тканях.

Липиды являются растворителями и переносчиками жиров и витаминов A, D, E, K.

Обеспечивают направленность потоков нервных сигналов, т.к. входят в состав нервных клеток и их отростков

Участвуют в синтезе гормонов (половых), а так же витамина D. Стероидные гормоны обеспечивают приспособление организма к различным стрессовым ситуациям.

Защитная – выполняют липиды кожи (эластичность) и внутренних органов, а так же участвуют в синтезе веществ, защищающих организм от неблагоприятных условий окружающей среды (простагландины, тромбосаны, и др.)

Липиды часто делят на две группы:

- запасные (резервные)

- структурные (протоплазматические)

Запасные липиды, в основном жиры, обладают высокой калорийностью, являются энергетическим и строительным резервом организма. Они в первую очередь используются при недостатках питания и заболеваниях. В экстремальных ситуациях за их счет организм может существовать в течение нескольких недель.

В растительных организмах запасные липиды помогают переносить неблагоприятные условия. 90% всех видов растении содержат запасные липиды в семенах. Запасные липиды животных и рыб, концентрируясь в подкожной клетчатке, защищают организм от травм.

В организме человека резервные (запасные) липиды накапливаются под кожей, в брюшной полости, в области почек. Накопление жира зависит от характера питания, уровня энергозатрат, возраста, пола, конституционных особенностей, деятельности желез внутренней секреции.

К запасным липидам можно отнести также воски, которые выполняют защитную функцию.

Запасные липиды образуют неустойчивые липопротеиновые комплексы, количество которых быстро уменьшается при голодании. В запасных липидах постоянно происходят процессы синтеза и распада, т.к. они являются источником обновления внутриклеточных структур.

Структурные липиды образуют сложные комплексы с белками и углеводами, из которых построены мембраны клеток и клеточных структур. Они участвуют в сложных процессах протекающих в клетке. По массе они значительно уступают запасным липидам.

Пищевая ценность масел и жиров Липиды широко используются для получения многих пищевых продуктов. Они определяют пищевую ценность, вкусовые достоинства пищи. Основная масса липидов представлена ацилглицеролами – сложными эфирами глицерола и различными жирных кислот. Обычно жиры представляют собой смесь разных по составу триацилглицеролов, а так же сопутствующие вещества липидной природы. Жиры получаемые из растительного сырья называются растительными жирными маслами, они богаты ненасыщенными жирными кислотами. Жиры наземных животных содержат насыщенные жирные кислоты и называются животными жирами. Особую группу составляют жиры морских млекопитающих и рыб. Насыщенные жирные кислоты – пальмитиновая, стеариновая, миристиновая и др. используются в основном как энергетический материал. Они содержатся в наибольшем количестве в животных жирах, что определяет их высокую температуру плавления и твердое состояние. Повышенное содержание насыщенных жирных кислот в рационе нежелательно, т.к. при их избытке нарушается обмен липидов, повышается уровень холестерина в крови, увеличивается риск развития атеросклероза, ожирения, желчнокаменной болезни. Растительные жиры являются обязательным компонентом пищи, источником энергетического и пластического материала для организма. Они поставляют в организм человека ряд необходимых веществ: ненасыщенные жирные кислоты, фосфолипиды, жирорастворимые витамины (А – ретинол, Е – токоферол, Д – кальциферол, К – филлохинон), стерины (холестерин) – соединения, которые определяют биологическую эффективность и пищевую ценность продуктов. Рекомендуемое содержание жира в рационе человека (по калорийности) в среднем составляет 30-33%, при этом, для населения южных зон страны рекомендуется 27-28%, а в северных – 38-40%. В сутки рекомендуется употреблять 90-100 г жира, при этом 1/3 должны составлять растительные масла, 2/3 животные жиры. Недостаток или избыток жиров одинаково опасен для организма человека. При низком содержании жира в рационе, особенно у людей с нарушением обмена веществ, сначала появляется сухость и гнойничковые заболевания кожи, затем наблюдается выпадение волос и нарушение пищеварения, понижается сопротивляемость инфекциям, нарушается деятельность центральной нервной системы, нарушается обмен витаминов, сокращается продолжительность жизни. При избыточном потреблении жиров происходит их накопление в крови, печени, др. тканях и органах. Кровь становится вязкой, повышается свертываемость, что предрасполагает к закупорке кровеносных сосудов и атеросклерозу. Избыток жира приводит так же к ожирению, развитию сердечно - сосудистых заболеваний, преждевременному старению. Есть предположение о существовании прямой связи между раком толстого кишечника и потреблением пищи, богатой жирами. Высокое содержание жира в пище приводит к увеличению концентрации желчных кислот, поступающих в кишечник. Желчные кислоты и другие вещества желчи, а так же продукты распада животных белков оказывают на стенки кишечника либо непосредственно канцерогенное влияние, либо под действием кишечной микрофлоры превращаются в продукты, обладающие канцерогенным эффектом. Аналогично этому при избытке полиненасыщенных жирных кислот, поступающих за счет растительных масел или рыбьих жиров, образуется много окисленных продуктов их обмена – свободные радикалы, которые отравляют печень, почки, снижают их иммунитет и так же оказывают канцерогенное действие.

Полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) Важнейшая составная часть жиров – жирные кислоты – насыщенные и не насыщенные. Особое физиологическое значении имеют полиненасыщенные жирные кислоты, содержащие две и более двойных связей. Ненасыщенные жирные кислоты, такие как линолевая и линоленовая не синтезируются в организме человека и животных, а арахидоновая кислота может образовываться в организме из линолевой в присутствии витамина В₆ и биотина. Комплекс ненасыщенных жирных кислот (линолевая и линоленовая) по биологическому значению приравнивают к витамину F. Ненасыщенные жирные кислоты необходимы для роста и обмена веществ живых организмов, так как: они являются структурными элем ентами фосфолипидов и липопротеинов клеточных мембран и входят в состав соединительной ткани и оболочек нервных клеток; участвуют в транспортировке и окислении холестерина; предотвращают возникновение тромбов; обеспечивают эластичность сосудов; участвуют в обмене витаминов группы В; стимулируют защитные функции организма; участвуют в образовании гормонов и гормоноподобных веществ (простагландинов), которые принимают участие в регулировании многих процессов в организме. ПНЖК подразделяется на различные семейства в зависимости от положения первой двойной связи от метильного конца кислоты. Если двойная связь расположена на 6 месте от метильного конца, то ПНЖК относится к семейству ω – 6. Такие жирные кислоты преобладают в растительных маслах – это линолевая, линоленовая кислоты. НПЖК семейства ω – 3 содержащиеся главным образом в жирах морских рыб и млекопитающих: α – линолевая, эйкозапентановая, докозагексаеновая, докозапентаеновая кислоты. ω – 6 и ω – 3 в рационе здорового человека должны составлять 10:1, для лечебного питания от 3:1 до 5:1 (при бронхиальной астме, гипертонии, сахарном диабете, кожных заболеваниях, иммунодефицитном состоянии). Содержание ПНЖК в некоторых продуктах приведено в таблице. Нехватка ПНЖК вызывает опасные изменения в организме. Все начинается: с кожных симптомов, затем выпадение волос, облысение, часто экзема, наблюдалась тяжелая мигрень, бесплодие, повышенная жажда, большая восприимчивость к инфекционным заболеваниям, нарушение транспортировки холестерина, повреждение почек. При полном отсутствии ПНЖК в питании наблюдается прекращение роста; некротические поражения кожи; изменение проницаемости капилляров. Для появления в организме изменений, характерных для дефицита ПНЖК, человек должен находиться на без жировой диете более полугода. Биологическая активность ПНЖК неодинакова. Наибольшей активностью обладает арахидоновая кислота, высокой – линолевая, активность же линолевой кислоты значительно (в 8-10 раз) ниже линолевой. Среди продуктов питания наиболее богаты ПНЖК растительные масла, особенно кукурузное, подсолнечное, соевое (содержание линолевая кислота достигает 50%), в маргарине до 20%. В животных жирах этих кислот мало (говяжий жир 0,6%). Хорошим источником являются так же мучные продукты, в первую очередь темный хлеб из муки грубого помола. Арахидоновая кислота в продуктах питания содержится в незначительных количествах, в растительных маслах она отсутствует. В наибольшем количестве она содержится в яйцах 0,5%, субпродуктах 0,2-0,3%, в мозгах 0,5%. Потребность в ПНЖК равна 3-6 г/сутки. ПНЖК применяются в качестве биологической активной добавки к пище. Суточная потребность человека в линолевой кислоте 4-10 г, что составляет 20-30 г растительных масел. Для людей пожилого возраста и больных сердечно-сосудистыми заболеваниями содержание линолевой кислоты должно составлять 40%, соотношение ПНЖК и насыщенных должно соответствовать 2:1, а соотношение линолевой и линоленовой – больше 10:1. По современным представлениям, сбалансированным считают следующий жирно-кислотный состав триацилглицеролов: • полиненасыщенные жирные кислоты – 10% • мононенасыщенные – 60% • насыщенные – 30%

Фосфолипиды Это основной компонент биомембран клеток, они играют важную роль в проницаемости клеточных оболочек и внутриклеточном обмене. Наиболее важным из фосфолипидов является фосфатидилхолин (лецитин), он препятствует ожирению печени и лучшему усвоению жиров. Фосфолипиды выполняют следующие функции: Участвуют в образовании клеточных биомембран; Способствуют транспортировке жира в организме; Способствуют лучшему усвоению жиров и препятствуют ожирению печени; Участвуют в процессе свертывания крови; Предотвращают накопление избыточных количеств холестерина на стенках сосудов. Фосфолипидами богаты нерафинированными растительными масла. Они содержатся так же в продуктах животного происхождения – мясо, печень, желтки, сливки, сметана. Суточная потребность 5-10 г. Стероиды В животных жирах содержатся зоостерины, в растительных – фитостерины. К числу фитостеринов относятся β – ситостерол, он препятствует всасыванию холестерина в кишечнике. В растительных маслах содержится эргостерол. Он является провитамином витамина Д₂ Представителем зоостеринов является – холестерин. Он поступает в организм с продуктами, но так же может синтезироваться и из промежуточных продуктов обмена углеводов и жиров. Функции холестерина в организме: Холестерин входит как структурный элемент в состав клеточных мембран; Служит предшественником ряда других стероидов – желчных кислот, стероидных гормонов, витамина Д₃. В крови, желчи холестерин удерживается в виде коллоидного раствора благодаря связыванию с фосфолипидами, ненасыщенными жирными кислотами, белками. При нарушении обмена этих веществ или их недостатке, холестерин выпадает в виде мелких кристаллов, которые оседают на стенках кровеносных сосудов, в желчных путях, таким образом способствуя появлению атеросклеротических бляшек в сосудах, образованию желчных камней. Суточное потребление с пищей не должно превышать 0,5г. Простогландины Простогландины являются тканевыми гормонами. Они находятся во всем организме в минимальных количествах. Образуются они из ПНЖК с 20 углеродными атомами (производных линолевой и линолевой кислот). Они открыты не так давно и оказывают влияние: 1.На всю систему кровообращения, регулируют течение крови в венозных сосудах; Противодействуют аритмии; Поддерживают равновесие автономной нервной системы сердца; Выполняют важную роль в процессе оплодотворения, в сохранении беременности и течении родов; Оказывает антистрессовое действие; Участвует в транспортировке электролитов; Противодействует образованию тромбов. 5. Видимые и невидимые жиры. В составе пищевых продуктов различают: А) видимые жиры (растительные масла, животные жиры, маргарин, сливочное масло, кулинарный жир). Составляют 45% от общего количества жиров. Б) невидимые жиры (жир в мясе и мясопродуктах, рыбе, молоке и молочных продуктах, крупе, хлебобулочных и кондитерских изделиях). Составляют 55% от общего количества. Деление это условное. Наиболее важные источники жиров в питании - растительные масла (рафинированные масла содержат 99,7-99,8% жира), сливочное масло (61,5-82,5%), маргарин (до 82% жира), кулинарный жир (99%), молочные продукты (3-3,5%), шоколад (35-40%), печенье (10-11%), крупы: гречневая (3,3%), овсяная (6,1%), сыры (25-50%), продукты из свинины, колбасы (10-23%).

Изменения и превращения жиров при производстве продуктов питания и хранении сырья Жиры не устойчивы при хранении. Они являются наиболее лабильными компонентами пищевого сырья и готовых пищевых продуктов. Нестойкость жиров – следствие особенностей их химического строения. Превращение ацилглицеролов можно разделить на 2 группы – реакции, протекающие с участием сложноэфирных групп, и реакции, протекающие с участием углеводородных радикалов. 1. Реакции ацилглицеролов с участием сложноэфирных групп: Гидролиз триацилглицеролов. Под влиянием щелочей, кислот, фермента липазы, специальных смесей, триацилглицеролы гидрализуются с образованием ди-, затем моноацилглицеролов, и в конечном итоге – жирных кислот и глицерина. Гидролиз триацилглицеролов может протекать в следующих условиях: - присутствии кислотных катализаторов (сульфокислоты, H₂SO₄) процесс ведут при 100⁰ С и избытке воды; - в отсутствии катализаторов расщепление проводят при температуре 220-225⁰С, под давлением 2-2,5 мПа («безреактивное расщепление»); - гидролиз концентрированными водными растворами гидроксида натрия (омыление) является основой процесса получения («варки») мыла. Гидролиз триацилглицеролов широко применяется в промышленности для получения жирных кислот, глицерина, моно – и диглицеролов. Гидролитический распад жиров, липидов, жиросодержащего сырья и пищевых продуктов является одной из причин ухудшения их качества, в конечном итоге, порчи. Особенно ускоряется этот процесс с повышением влажности хранящихся продуктов, температуры, активности липазы.

Переэтерификация Большое практическое значение имеет группа реакции, при которых имеет место обмен ацильных групп (ацильная миграция), приводящие к образованию молекул новых ацилглицеролов (межмолекулярная и внутримолекулярная переэтерификация). Триацилглицеролы при температуре 80-90⁰С в присутствии катализаторов (метилат и этилат Na, Na и K, алюмоселикаты) способны обмениваться ацилами. При этом ацильная миграция происходит как внутри молекулы ацилглицерола (внутри молекулярная переэтерификация), так и между различными молекулами глицеролов (межмолекулярная переэтерификация) При переэтерификации состав жирных кислот жира не меняется, происходит их статистическое распределение в смеси триацилглицеролов, что приводит к изменению физико–химических свойств жировых смесей в результате изменения молекулярного состава. Увеличение числа ацилглицероловых компонентов в жире приводит к снижению температуры плавления и твердости жира, повышению его пластичности. Переэтерификация высокоплавких животных и растительных жиров с жидкими растительными маслами позволяет получить пищевые пластичные жиры с высоким содержанием линолевой кислоты. Переэтерифицированные жиры специального назначения применяются в хлебопечении, при производстве аналогов молочного жира, кондитерского жира и т.д.

Реакции ацилглицеролов с участием углеводородных радикалов: 3.1 Присоединение водорода (гидрирование ацилглицеролов) Гидрирование масел и жиров молекулярным водородом в промышленности проводят при температуре 180-240⁰С в присутствии никелевых и медно-никелевых катализаторов при давлении, близком к атмосферному. -CH₂-CH=CH-CH₂à-CH₂-CH₂-CH₂-CH₂- Фрагмент остатка кислоты Подбирая соответствующие условия реакции можно получить продукт с заранее заданными свойствами, продукт называемый саломасом (используется в производстве маргарина). 3.2 Окисление ацилглицеролов Жиры и масла, особенно содержащие радикалы ненасыщенных жирных кислот, окисляются кислородом воздуха. Первыми продуктами окисления являются разнообразные по строению гидропероксиды (первичный продукт окисления). Образовавшиеся гидропероксиды неустойчивы, в результате сложных превращений, образуются вторичные продукты окисления: окси- и эпоксисоединения, спирты, альдегиды, кетоны, кислоты и их производные с углеродной цепочкой различной длины. 3.3 Ферментативное прогорание начинается с гидролиза жира ферментом липазой. Образовавшиеся в результате гидролиза ненасыщенные жировые кислоты окисляются при участии фермента липоксигеназы. Образующиеся вторичные продукты окисления являются причинной порчи пищевого сырья и многих жиросодержащих продуктов. При хранении растительные и животные жиры, жиросодержащие продукты под влиянием воздуха, света, влаги, ферментов постепенно приобретают неприятный вкус и запах. Некоторые из них обесцвечиваются. В них накапливаются вредные для организма человека продукты окисления. В результате снижается их пищевая и физиологическая ценность, при этом они могут оказаться непригодными для употребления. При производстве продуктов питания, как в промышленности, так и в домашних условиях, в ходе технологического потока липиды исходного сырья (зерно, мясо, рыба, молоко, жиры, масла, плоды и овощи и др.) претерпевают различные превращения. Все это сказывается на их составе, а, следовательно, на пищевой и биологической эффективности готовых продуктов. Главные направления этих превращении были перечислены выше, но в пищевом сырье, полуфабрикатов и готовых продуктов они могут проходить одновременно в виде идущих параллельно, связанных между собой превращении. Глубина и интенсивность этих процессов зависит от: Химического состава липидов; Характере сопутствующих, добавляемых и образуемых веществ (антиоксидантов, меланоидинов); Влажности; Присутствия микроорганизмов; Активности ферментов; Контакта с воздухом, а, следовательно, способа упаковки продуктов и многих других факторов. Так в растительных маслах, содержащих значительное количество ненасыщенных жирных кислот, главным образом протекают процессы автоокисления кислородом воздуха. Благодаря низкой влажности, отсутствию минеральных веществ они не поражаются микроорганизмами и в темноте могут храниться относительно долгое время. Животные жиры (говядина, свинина, баранина) по своему жирно-кисловому составу (незначительное содержание ненасыщенных жирных кислот) должны были бы обладать высокой устойчивостью при хранении. Но они практически не содержат антиоксидантов, и это снижает их стойкость при хранении. Наиболее неустойчивым является маргарин и сливочное масло. Высокая влажность, наличие белковых и минеральных веществ способствуют развитию микрофлоры, а, следовательно, интенсивному развитию биохимического прогоркания.

Углеводы и их физиологическое значение Углеводы широко распространены в природе, они встречаются в свободной или связанной форме во всех клетках – растительных, животных, бактериальных. Углеводы составляют ¾ биологического мира и примерно 60-80% калорийности человеческого рациона. В клетках живых организмов углеводы является источником и аккумулятором энергии, в растительных и некоторых животных клетках они выполняют опорную функцию. В растительных клетках таких углеводов 90%, а в животных – 20% - это скелетный материал клетки. В соединении с белками и липидами углеводы образуют сложные комплексы, которые представляют основу субклеточных структур, то есть основу живой материи. Углеводы образуются в растениях в процессе фотосинтеза и являются первыми органическими веществами в круговороте углерода в природе. В питании человека углеводы играют очень важную роль. Они являются: Главным источником энергии, которая необходима всем клеткам и тканям, особенно мозгу, сердцу и мышцам. Энергия высвобождается при окислении углеводов (белков, жиров) и аккумулируется в молекулах АТФ. При окислении 1 г углеводов в организме образуется 4 ккал энергии. Углеводы и их производные входят в состав разнообразных тканей и жидкостей, т.е. являются пластическим материалом. Являются регуляторами ряда биохимия процессов. (При окислении жиров они препятствуют накоплению кетоновых тел. При сахарном диабете нарушается обмен углеводов и развивается ацидоз). Углеводы тонизируют ЦНС (центральную нервную систему). Некоторые углеводы выполняют специализированные функции (например, гепарин – препятствует свертыванию крови в сосудах). Защитная функция (галактуроновая кислота, взаимодействуя с токсичными веществами, образует нетоксичные водорастворимые сложные эфиры, которые выводятся из организма с мочой). В организме человека запасы углеводов не превышают 1% массы тела. При интенсивной работе они быстро истощаются, поэтому углеводы должны поступать вместе с пищей ежедневно. Суточная потребность человека в углеводах составляет 400-500г, при этом 80% приходится на крахмал. Окисление с образованием альдоновых, уроновых и дикарбоновых кислот Способность альдоз к окислению имеет важное значение для пищевых продуктов. Уроновые кислоты широко распространены в природе. Некоторые являются структурными компонентами полисахаридов, например, пектин имеет важное значение в гелеобразовании, загустевании (Д-галактуроновая кислота), альгиновая кислота из морских водорослей.

Обмен углеводов в организме человека С точки зрения пищевой ценности углеводы делятся на усваяемые и неусваяемые. Усваяемые – это моно- и олигосахариды, а также крахмал и гликоген. Неусвояемые – целлюлоза, гемицеллюлоза, инулин, пектин, гумми, слизи. При поступлении в пищеварительный тракт усваяемые углеводы расщепляются (кроме моносахаридов), всасываются, а затем утилизируются (в виде глюкозы) или превращаются в жир, могут также откладываться на временное хранение в виде гликогена. Накопление жира наиболее интенсивно происходит при избытке в диете простых сахаридов и отсутствия расхода энергии. Обмен углеводов в организме состоит из следующих процессов: Расщепление в желудочном тракте поступающих с пищей ди- и полисахаридов до моносахаридов. Всасывание моносахаридов в кровь из кишечника. Синтез и распад гликогена в тканях, прежде всего в печени. Анаэробное расщепление глюкозы – гликолиз с образованием пирувата (ПВК). Аэробный метаболизм пирувата (цикл Кребса). Вторичные пути катаболизма глюкозы (пентозофосфатный путь и др.). Взаимопревращение гексоз. Образование углеводов из неуглеводных продуктов (глюконеогенез). Такими продуктами в первую очередь является и ПВК, глицерин, аминокислоты и другие соединения. Физиологическое значение некоторых углеводов Глюкоза – является основной формой, в виде которой углеводы циркулируют в крови и обеспечивают энергетические нужды человека. Нормальное содержание глюкозы в крови 80-100 мг/100 мл. Избыток сахара превратится в гликоген, который является запасным веществом и источником глюкозы при недостатке углеводов в пище. Процессы утилизации глюкозы замедляются, если поджелудочная железа вырабатывает недостаточное количество гормона – инсулина. Уровень глюкозы в крови повышается до 200-400 мг/100 мл. Такое высокое содержание сахара почти не в состоянии задерживать и сахар появляется в моче – развивается сахарный диабет. Быстрый подъем уровня глюкозы в крови вызывает моно- и дисахариды, особенно сахараза. При потреблении фруктозы уровень сахара в крови увеличивается не так резко. Фруктоза в большей степени задерживается печенью, а, поступив в кровь, быстрее вступает в обменные процессы. В превращениях фруктозы инсулин не участвует. Фруктоза в меньшей степени вызывает кариес зубов(по-сравнению с глюкозой и сахарозой). Фруктоза обладает большей сладостью Галактоза в свободном виде в пищевых продуктах не содержится. Она образуется при расщеплении молочного сахара – лактоза. Лактоза – содержится только в молоке, придает пресному молоку сладковатый вкус. При изготовлении кисломолочных продуктов сбраживается молочнокислыми бактериями. Используется при изготовлении продуктов детского питания. К производным углеводам относят сорбит и ксилит. Они содержатся в небольших количествах и тканях человека. Имеют сладкий вкус и применяются в качестве заменителей сахара. В организме расщепляются до СО₂ и Н₂О и не повышают уровень глюкозы в крови, поэтому их используют при сахарном диабете. 6) Неусвояемые углеводы организмом человека не утилизируются, но являются важными для пищеварения – составляют, так называемые, «пищевые волокна». Пищевые волокна важны для организма так как: стимулируют моторную функцию кишечника; препятствуют всасыванию холестерина; участвуют в нормализации состава микрофлоры кишечника, ингибируют гнилостные процессы; влияют на липидный обмен, нарушение которого ведет к ожирению; адсорбирует желчные кислоты; способствует снижению токсичных веществ жизнедеятельности микро организмов; выводят из организма токсичные элементы; Суточная норма пищевых волокон составляет 20-25 г.

Технологическая роль углеводов Углеводы играют важную роль в формировании пищевых, биологических и энергетических свойств пищевых продуктов. Это связано с тем, что они сами и их производные влияют на вкус, цвет, аромат, стабильность пищевых продуктов. Функции моно- и олигосахаридов в пищевых продуктах Гидрофильность – обусловлена наличием многочисленных ОН групп, которые взаимодействуют с водой посредством водородной связи, в результате это приводит к растворению сахаров Связанные ароматические вещества. Углеводы является важным компонентом для сохранения цвета и летучих ароматических веществ. Это важно для продуктов, при изготовлении которых используют разные виды сушки. В большей степени это свойство выражено у дисахаридов (по сравнению с моносахаридами). Участвуют в образовании продуктов неферментативного потемнения и ароматических веществ. Эти реакции дают меланоидиновые пигменты и различные летучие компоненты, которые оказывают влияние на качество продуктов питания. Сладость. Величина сладости сахарозы принята за 100 единиц. По сравнению с сахарозой сладость фруктозы – 180 ед., глюкозы – 74 ед., галактозы – 32 ед., лактозы – 16 ед. Функции полисахаридов в пищевых продуктах Функции полисахаридов связаны с их структурно-функциональными свойствами, т.е. молекулярной архитектурой, размерами и наличием межмолекулярных взаимодействий, которые обусловлены водородными связями. Полисахариды обеспечивают формирование структуры и качества пищевых продуктов – твердость, хрупкость, плотность, загустевание, вязкость, липкость и т.д. Именно благодаря полисахаридам образуется липкая или хрупкая, набухшая или желеобразная структура пищевых продуктов. Реакция меланоидинообразования –это 1-я стадия реакций неферментативного потемнения. Часто образуется посторонний запах, что нежелательно. Поэтому надо знать факторы которые влияют на эту реакцию, чтобы управлять ею. К этим факторам относятся: 1) Влияние pH среды. Наиболее благоприятное значение кислотности – pH 7,8-9,2, менее значительно потемнение при pH=6. 2) Влажность. При очень низком или очень высоком содержанием влаги (а_w=0; a_w=1) не наблюдается потемнения. Максимальное потемнение при промежуточном влагосодержании. 3) Температура. При повышении температуры скорость реакции увеличивается. Повышение температуры на 10⁰ С дает увеличение скорости в 2-3 раза. 4) Ионы металлов – интенсивное потемнение в присутствии ионов меди или железа. 5) Структура сахара – уменьшается способ образовывать коричневые пигменты в ряду:

Пентозы: ксилозы арабиноза Гексозы: галактоза → манноза → глюкоза → фруктоза Дисахариды: мальтоза → лактоза → сахароза 6) характер аминокислоты: чем дальше расположена аминогруппа (–NH₂) от карбоксильной, тем активнее участвуют сахара в реакции Майяра. Если реакция нежелательна, ее можно ингибировать, изменяя факторы, или удалить один из компонентов (обычно сахар). Таким образом, важные моменты реакции меланоидинообразования: Образование меланоидиновых пигментов, желательных и нежелательных, так же как и развитие запаха зависит от вида продукта. Может иметь место потеря незаменимых аминокислот, т.е. биологическая ценности продукта снижается. Предполагают, что некоторые продукты могут быть мутагенными, хотя не доказано окончательно. Промежуточные продукты обладают антиокислительной способностью. Это связано с тем, что промежуточные продукты распада фруктозоамина, соединяясь с пероксидами или свободными радикалами, замедляют окислительный процесс. Это положительно сказывается на качестве пищевого продукта в процессе хранения. Есть данные, что образовавшиеся продукты затрудняют усвоение белка.

Превращение углеводов при производстве и хранении пищевых продуктов 1. Гидролиз. Во многих пищевых продуктах имеет место гидролиз пищевых гликозидов, олигосахаридов. Гидролиз зависит от многих факторов, pH, температуры, активности ферментов и др. Гидролиз важен не только при получении, но и в процессе хранения продукта. При хранении реакции гидролиза могут привести к нежелательному изменению цвета, а гидролиз полисахаридов снижает их способность образовывать гели. Гидролиз крахмала а ) под действием кислот – вначале ослабевают и рвутся ассоциативные связи между макромолекулами амилозы и амилопектина. Это сопровождается нарушением структуры крахмальных зерен и образованием гомогенной массы. Далее происходит разрыв α-Д (1-4) и α-Д (1-6) связей с присоединением по месту разрыва молекулы воды. Конечным продуктом гидролиза является глюкоза. На промежуточных стадиях образуются декстрины, тетра-, трисахариды, мальтоза. Этот способ имеет ряд недостатков: используются высокие концентрации кислот, высокая температура – это ведет к образованию продуктов термической деградации углеводов и к реакциям трансгликозилирования. б) Ферментативный гидролиз крахмала под действием амилолитических ферментов – α- и β-амилазы, глюкоамилазы, поллиназы и д.р. Ферментативный гидролиз крахмала имеет место во многих пищевых технологиях, т.к. обеспечивает качество продуктов: - в хлебопечении – процесс тестоприготовления и выпечка хлеб; - производство пива – получение пивного сусла, сушка солода; - производство кваса – получение квасных хлебцев; - производство спирта – подготовка сырья для брожения. Гидролиз сахарозы Сахароза как сырье используется во многих пищевых производствах, поэтому надо учитывать ее способность к гидролизу. Гидролиз имеет место при нагревании в присутствии небольшого количества пищевых кислот. Образующиеся восстанавливающие сахара (глюкоза, фруктоза) могут участвовать в различных реакциях: дегидратация, карамелизация, меланоидинообразования и др. Часто эти процессы нежелательны. Ферментативный гидролиз под действием β-фруктофуранозидазы (сахараза, инвертаза) играет положительную роль в ряде пищевых технологий. В результате реакции гидролиза образуются глюкоза и фруктоза. В кондитерском производстве добавление фермента предупреждает очерствение конфет, в хлебопечении – способствует улучшению аромата. Инвертные сиропы (смеси глюкозы и фруктозы в соотношении 1:1), получают действием β-фруктофуранозидазы на сахарозу, используют при производстве безалкогольных напитков. Реакции дегидратации и термической деградации углеводов Эти процессы катализируются кислотами и щелочами. Пентозы, как главный продукт дегидратации дают фурфурол, гексозы – оксиметилфурфурол и другие продукты. Некоторые образовавшиеся продукты, имеют определенный запах, поэтому могут сообщать продукту желательный или нежелательный аромат. Реакции идут при высокой температуре. Реакции образования коричневых продуктов Потемнение пищевых продуктов может иметь место в реакциях окислительных или неокислительных процессов. окислительное или ферментативное потемне ние – это реакция между фенольными веществами и кислородом, катализируется ферментами – пероксидазой, полифенолоксидазой – потемнение срезов яблок, бананов, груши, картофеля – не связано с углеводами. Неокислительное или неферментативное потемнение – в пищевых продуктах встречается очень часто. Связано с превращением углеводов – это явление карамелизации и меланоидинообразования.

Витамины и их роль в питании человека Витамины – низкомолекулярные органические соединения различной химической природы, не синтезируемые (или синтезируемые в недостаточном количестве) в организме людей и большинства животных, поступающие с пищей и необходимые для каталитической активности ферментов, определяющих биохимические и физиологические процессы в живом организме. Витамины относятся к незаменимым микрокомпонентам пищи. Выделяют также группу витаминоподобных веществ, которые относятся: холин, миоинозит, витамин U, липоевую кислоту, оротовую и пангамовую (витамин В₁₅) кислоты, витамин F. Потребность человека в витаминах зависит от его возраста, состояния здоровья, характера деятельности, времени года, содержания в пище основных микрокомпонентов питания. Различают три степени обеспечения организма витаминами: Авитаминоз – когда витамины отсутствуют полностью (причина серьезных заболеваний, часто заканчивается смертью); Гиповитаминоз – недостаток витаминов, иногда отсутствие какого-либо одного или нескольких витаминов (чаще встречается, особенно в весеннее и зимнее время); Гипервитаминоз – избыточное их поступление витамина. Причины, ведущие к снижению содержания витаминов следующие: Производство продуктов питания, предназначенных для длительного хранения; Приверженность к ряду продуктов, например, белому хлебу, сладостям, практически не содержащих витаминов; Несбалансированное питание; Злоупотребление различного рода диетами; Злоупотребление курением и приемом алкоголя; Зависимость от дополнительных нагрузок на работе и в транспорте; Увеличение числа стрессовых ситуаций. Абсолютная потребность в витаминах привела к современной витаминной терапии в мегадозах. Важным в безопасности питания является рассмотрение токсичности эффектов, которые могут наблюдаться при избыточном приеме витаминов. Потенциальная токсичность избытка витаминов в организме различна. Витамины подразделяются на водо- и жирорастворимые. Жирорастворимые витамины – А, Д, Е, К – способны накапливаться в жировой ткани организма, повышенный прием их в результате избыточного потребления отдельных продуктов или дополнительного приема препаратов витаминов может привести к появлению симптомов токсического действия. Водорастворимые витамины – группа В, Р, РР, С и др. – повышенный прием водорастворимых витаминов ведет только к выделению их излишков из организма – в организме они не накапливаются. Однако при большой передозировке и эти витамины могут быть опасны для организма. Так, например, избыток ниацина приводит к повреждению печени. Нормы потребления витаминов приведены в нормативных документах, разработанных национальными органами, занимающимися вопросами питания. Усредненные дозы витаминов рассчитаны, они соотносятся с ежедневной нормой питания и иногда указываются на этикетках упакованных пищевых продуктов

Технологическое значение витаминов Питательность и ценность пищевых продуктов зависит не только от калорийности, но и от содержания витаминов, которые относятся к группам веществ, повышающих энергетическую ценность продукта. Витамины являются биологическими элементами, контролирующими обменные процессы в организме. Организм не в состоянии сам вырабатывать целый ряд необходимых ему элементов. Их недостаток восполняется потреблением витаминов. Витамины по своему составу и направленности действий значительно отличаются друг от друга. Выделяют 13 витаминов, которые имеют большое значение для обогащения продуктов питания. При производстве продуктов, естественные природные витамины разрушаются, поэтому необходимо восполнять их количество путем обогащения. В ряде стран существует специальное законодательство по применению витаминов для обогащения продуктов питания. Принято считать, что необходимо витаминизировать следующие группы продуктов питания: Мука для хлебопекарной промышленности; Шлифованный рис для приготовления соответствующих изделий; Продукты детского питания; Молочные продукты и маргарин. При витаминизации возможны также процессы минерализации продуктов питания. При обогащении продуктов питания витаминами необходимо добиваться равномерного их распределения. В основном, витамины имеют определенный запах, что следует учитывать при обогащении продуктов питания. Основные группы продуктов питания для обогащения витаминами

Продукты	Рекомендуемые витамины
Детское питание	Все витамины
Сухие концентраты, напитки	Вес, кроме А,Д
Молочные продукты	Вит А,Д,Е
Маргарин	А,Д,Е
Мука и хлебобулочные изделия	Комплекс вит В
Кукурузные и овсяные хлопья	Комплекс вит В
Продукты для питания спортсменов	Все, кроме А,Д
Фруктовые соки, конфеты	Все, кроме А,Д

Витаминизация, иногда в комплексе с обогащением минеральными микроэлементами, позволяет повысить качество пищи. Сократить расход на медицину, обеспечить социально незащищенные слои населения витаминами, восполнить их потери, происходящие при получении пищевых продуктов на стадии технологического процесса или кулинарной обработки. При этом необходимы следующие решения:

- выбор продуктов для витаминизации;

- определение уровня витаминизации;

- разработка системы контроля.

12 3 Следующая ⇒

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных