Неорганические вещества. В о д а имеет важное значение для существования всех живых организмов

В о д а имеет важное значение для существования всех живых организмов. Она участвует в процессах кровообращения, дыхания,пищеварения. Вода - основная среда, в которой протекают все химические реакции. Вода составляет более 60 % массы тела человека. Потеря 10 % влаги нежелательна, 20 % - губительна для живых организмов.

По содержанию влаги пищевые продукты можно условно разделить на воздушно-сухие: сахар-рафинад - 0,03 % растительное масло - 0,1 %; сахар-песок - 0,14 %; шоколад - 1,2 %; карамель леденцовая - 3,0 %; сухое молоко - 4-7 %; печенье, сухари - 8-10 %; макаронные изделия - 13 %; зерно, крупа, мука - 14-15 %; средне-влажные: сыр - 40 %; хлеб - 48-49 %; высоковлажные: мясо- 65-70 %; рыба - 70-80 %; колбаса вареная - 65 %; яйца куриные - 75 %; картофель, сахарная свекла - 75 %; плоды свежие - 80-90 %; молоко цельное - 88,5 %; огурцы - 95 %; вода: минеральная; питьевая; дистиллированная.
Массовая доля влаги во многих продуктах нормируется стандартами, где указывается верхний предел её содержания, не более, так как от влажности зависит не только качество и сохраняемость, но и пищевая ценность продуктов. Зная содержание влаги, можно рассчитать массу сухого вещества и наоборот: СВ=100-W; W=100-СВ.

Пищевые продукты с высоким содержанием влаги являются скоропортящимися,так как в водной среде хорошо развиваются микрооpганизмы и активно протекают химические и биохимические реакции. Исключение составляют свежие фрукты и овощи, которые при испарении влаги увядают.
Воду, находящуюся в пищевых продуктах, обычно делят на свободную и связанную. Свободная вода представляет собой либо клеточный сок, либо мельчайшие капли, находящиеся в массе и на поверхности продуктов, либо влагу, удерживаемую микро- и макрокапиллярами. Свободная вода имеет слабую физико-химическую связь с частицами продукта и сохраняет все свойства чистой воды: подвижность, способность быть растворителем и замерзать при 0 градусов. Свободная вода активизирует биохимические и микробиологические процессы и легко удаляется при высушивании.

Связанная вода прочно соединена с компонентами продукта. Наиболее прочной является химическая связь. Она представлена в виде гидроксильных групп, образующихся в результате химической реакции - гидратации. Адсорбционное связывание влаги обусловлено полярным взаимодействием молекул воды с макрочастицами белков и крахмала. В результате коллоидные частицы покрываются полимолекулярным силовым полем по лиофильным группам у поверхности раздела частиц-мицелл с окружающей средой. Количество влаги, поглощаемой таким образом, находится в обратной зависимости от исходной влажности коллоидного материала. Следовательно, гидратация есть процесс при соединения абсорбционной влаги, а гидратационная влага есть мера адсорбционной влажности. Влага в адсорбционном слое находится в уплотненном состоянии, она не является растворителем, имеет плотность больше единицы. Достигнув предела гидратационного поглощения влаги, коллоидные тела продолжают процесс присоединения влаги, но уже под влиянием не полярных сил, а сил осмотического давления. Осмотическое поглощение влаги вызывается наличием внутри коллоидной частицы водорастворимых частиц. Разность концентраций на границе дисперсных фаз создает разность осмотического давления, под воздействием которого влага проникает вглубь коллоидной частицы. Поглощение влаги таким путем называется сорбцией или набуханием. Сорбционная влага состоит из влаги осмотической и иммобилизованной, то есть захваченной структурой, образующей вместе с адсорбционной влагой сольватную оболочку вокруг частицы. Механизм проникновения осмотической воды в элементы пищевых продуктов имеет некоторые отличия. В биологическом организме проникновение воды идет не только по классическим законам физики, но и с учетом биологических особенностей клетки. Она становится составной частью цитоплазмы и клеточного сока, заполняющего вакуоли, затем вступает в различные физические и химические взаимодействия с компонентами клетки. Все сложные превращения внутри клетки происходят с участием воды. Для удаления связанной влаги необходимо затратить дополнительно энергию на преодоление этой связи. Химически связанная влага удаляется только в результате химических реакций. Связанная влага повышает устойчивость живых организмов к неблагоприятным условиям окружающей среды, но в растительных и животных тканях преобладает свободная влага.

Функции воды в организме важны и разнообразны. Вода является дисперсной средой для лимфы, крови и протоплазмы, определяя коллоидное состояние этих систем; выполняет транспортные функции в процессе обмена веществ; играет важную роль в осмотических процессах, протекающих в организме; служит катализатором протекающих в нем реакций; будучи хорошим проводником тепла, вода способствует выравниванию температуры в организме, являясь терморегулятором.

В сутки взрослому человеку требуется в среднем 1800-2200 см³ воды; из них: 800-1000 см³ поступает с напитками; 1000-1100 см³ - с первыми и вторыми блюдами; 300 см³ образуется в результате биологического окисления белков, жиров и углеводов. Примерно такое же количество воды ежесуточно выводится из организма.

В технологии пищевых производств вода используется:
- для приготовления растворов с целью облегчения перемешивания и дозирования (соль, сахар);

- для разбавления (патоки, муки, дрожжей);

- для мытья тары, сырья, оборудования;

- для получения пара;

- для транспортировки;

- для нагревания;

-для охлаждения.

Минеральные вещества, содержание которых в тканях выражается целыми и десятыми долями процента, называютмакроэлементами, менее 0,1 - микроэлементами.
К макроэлементам относят кальций, фосфор, калий, натрий, магний, хлор, железо. Из всех минеральных солей в организме человека около 60 % приходится на кальций. Основная масса кальция входит в состав костной и зубной тканей. Среди биологически активных веществ, регулирующих обмен кальция в организме, особую роль играет витамин D: при его недостатке замедляется формирование костной ткани и развивается болезнь - рахит. Велика роль кальция в механизме мышечной деятельности. Он является промежуточным звеном при соединении мышечных белков актина и миозина, катализирующих расщепление АТФ и выделение энергии для мышечных сокращений. Кальций относится к труднорастворимым элементам, так как все его соли, за исключением хлорида кальция, труднорастворимы. Лучше всего кальций усваивается при молочной диете. Источником кальция для организма человека являются молочные продукты, особенно творог и сыр, питьевая вода, зеленый лук, петрушка.
Фосфор, как и кальций, входит в состав костей и зубов, содержится в нервных и мозговых тканях, в ядрах клеток и некоторых ферментах. При недостатке фосфора нарушается структура костей, снижается работоспособность. Фосфор легко усваивается организмом, особенно из продуктов животного происхождения - печень, рыба, мясо, яйца.

Одна из наиболее важных функций калия, натрия и хлора - поддержание постоянного состава крови и осмотического давления, от которого зависит количество воды, удерживаемой организмом. Кроме того, ионы K и Na определяют водопоглатительную способность белков: соли Na её повышают, К - снижают. Источниками калия являются продукты растительного происхождения: картофель, капуста, орехи, изюм, курага и другие. Потребности в натрии и хлоре удовлетворяются, в основном, за счет поваренной соли.
Соединения железа играют особую роль в процессах кроветворения, поэтому для постоянного обновления крови необходимо постоянное поступление в организм солей железа. Источником железа служат продукты животного происхождения - печень, мясо, рыба, яйца. Из них железо усваивается на 20 %, из растительной пищи - на 6 %.

Магния в организме содержится меньше, но он входит в состав некоторых ферментов. Встречается магний в растительных продуктах - абрикосах, персиках, цветной капусте, помидорах, картофеле.

Минеральные вещества способствуют поддержанию в организме кислотно-щелочного равновесия. Концентрация ионов водорода (pH) в плазме крови здорового человека колеблется в пределах 7,38- 7,51. При составлении пищевого рациона необходимо подбирать продукты так, чтобы щелочные элементы несколько преобладали над кислотными. Щелочные элементы преимущественно содержатся в растительных продуктах и молоке, кислотные - в продуктах животного происхождения.

К микроэлементам о тносятся медь, цинк, кобальт, марганец, йод, фтор и другие. Микроэлементы в зависимости от их роли в организме подразделяют на: жизненно необходимые (медь, марганец, кобальт, цинк, йод); функционально полезные (молибден, фтор, селен); вредные и токсичные (свинец, ртуть, мышьяк, соли тяжелых металлов). Микроэлементы участвуют в обмене веществ и служат материалом для построения ферментов, гормонов, витаминов.
В сутки человеку требуется 20-30 г минеральных веществ. Источниками минеральных веществ наряду с пищевыми продуктами могут быть непищевые добавки, посторонние примеси минерального происхождения, пестициды. В пищевых продуктах не должно быть солей свинца, ртути, мышьяка, тяжелых металлов; содержание солей меди, олова, никеля, металлопримесей и песка строго нормируется.

О содержании минеральных веществ в пищевых продуктах судят по количеству золы, получаемой при полном сгорании навески продукта. Зольность характеризует качество и определяет сорт продукта. Показатель зольности внесен в требования стандартов на многие виды пищевых продуктов. По зольности оценивают пищевую ценность продуктов.

В технологии пищевых производств минеральные вещества используют в качестве:
- антисептиков (сернистый ангидрид и сернистая кислота);

- химических разрыхлителей (карбонат аммония, гидрокарбонат натрия);
- катализаторов (хлористый водород, соляная кислота, серная кислота);
- нейтрализаторов (гидроксид натрия, гидроксид кальция);
- биостимуляторов (сульфат аммония, диаммоний фосфат, ортофосфорная кислота, хлорид калия, карбамид, сульфат магния);
- адсорбентов (карбонат кальция, фильтроперлит, силикагель, алюмогель, бентонитовые глины);

- ингибиторов и активаторов брожения теста.

Лекция 3.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: