Контрольні запитання

1. В чому полягають особливості дії законів фундаментальних наук в харчових технологіях?

2. Перелічіть основні принципи організації технологічних процесів у харчових виробництвах.

3. В чому полягає принцип найкращого використання сировини?

4. Назвіть фактори, що впливають на раціональне використання сировини та поясніть їх дію.

5. Шляхи використання відходів харчових виробництв.

6. В чому полягає принцип раціонального використання енергоресурсів?

7. Наведіть формулювання принципу раціонального використання технологічного устаткування.

8. Сформулюйте принцип інтенсифікації технологічних процесів.

9. Для вирішення яких завдань використовуються принцип оптимального варіанту в харчових технологіях.

10. Поясніть сутність експериментальних та експертних методів оптимізації.

Лекція 3. Склад і властивості сировини харчових виробництв

План лекції

1. Їжа людини та критерії її цінності.

2. Хімічний склад та класифікація складових харчової сировини.

3. Фізичні властивості сировини і харчових продуктів.

4. Колоїдно-хімічні властивості високомолекулярних сполук.

1. Їжа людини та критерії її цінності

Їжа – найважливіший біологічний фактор життєзабезпечення організму людини, його росту та розвитку, здоров’я, працездатності, творчої активності всіх вікових груп населення, профілактики передчасного старіння, попередження та лікування хвороб.

Їжа дає людині необхідний матеріал для побудови клітин і тканин організму (процес асиміляції). Роль окремих речовин при харчуванні людини різна. Для покриття енергетичних витрат організм засвоює (процес дисиміляції) головним чином вуглеводи і лише частково жири та білки. Пластичні процеси протікають переважно за рахунок білків.

Їжа повинна бути повноцінною, тобто вміщувати в своєму складі білки, жири, вуглеводи, вітаміни, мінеральні речовини та воду, а за калорійністю – достатньою для покриття енергетичних витрат людини. Біологічна роль компонентів харчових продуктів не обмежується їх значенням як пластичних та енергетичних ресурсів організму. Їжа є джерелом регуляторних та захисних факторів, необхідних для узгодженої діяльності всіх систем організму, пристосування до різних умов середовища, боротьби проти шкідливих впливів.

Кожен продукт має широкий спектр властивостей, але можна виділити загальні для всіх: харчова, біологічна, енергетична і фізіологічна цінність продуктів (рис. 3.1). Всі ці терміни характеризують корисність харчових продуктів в залежності від їх хімічного складу і ґрунтуються на особливостях перетворень окремих речовин в організмі людини.

Рис. 3.1 – Основні критерії цінності харчових продуктів

2. Хімічний склад та класифікація складових харчової сировини

Хімічні властивості продовольчої сировини обумовлені складом і властивостями речовин, що входять у її структуру. Кількість відомих складових досягає декількох десятків тисяч найменувань. Тому дане різноманіття повинне бути систематизоване методом класифікації (рис. 3.2).

Рис. 3.2 – Класифікація хімічних речовин продовольчої сировини

Відповідно до класифікації складу харчових продуктів, запропонованою О.О.Покровським, можна виділити в них наступні групи речовин, що представлені на рис. 3.3.

Рис. 3.3 – Класифікація складу харчових подуктів за О.О. Покровським

Білки – це високомолекулярні сполуки, до складу яких входять амінокислоти. Вони складають приблизно 20% маси тіла людини і більше 50% сухої маси клітини. Білки є основним матеріалом, з якого будуються клітини, тканини та органи тіла людини. Основні прояви життя – рух, здатність до росту та розмноження, травлення, каталіз і ін. – обумовлені речовинами білкової природи.

У природі існує велика кількість білків, різних за хімічним складом та структурою, фізико-хімічними та біологічними властивостями. Загальна класифікація білків представлена на рис. 3.4.

Вуглеводи – основні компоненти продуктів рослинного походження. У раціоні харчування вони займають ведуче місце, тому що є головними постачальниками енергії. При підвищених енергетичних витратах (наприклад, при важких фізичних або психологічних навантаженнях) потреба у вуглеводах зростає. Однак організм людини не може запасати вуглеводи у великих кількостях. Невелика кількість глікогену утримується в м'язах, а глюкози – у крові. Загальна класифікація вуглеводів наведена на рис. 3.5.

Рис. 3.4 – Загальна класифікація білків

Рис. 3.5 – Загальна класифікація вуглеводів

Ліпіди - це група органічних речовин, що не розчиняються у воді, різні за своєю хімічною будовою, а також характеризуються різною розчинністю в органічних розчинниках (спирті, ефірі, хлороформі, ацетоні, бензолі та ін.). Ліпіди входять в склад рослинних та тваринних тканин як структурні елементи клітини та як жири запасу, що знаходяться в сполучній тканині тварин і риб (серед м’язових волокон, утворюючи “мармуровість” м’яса), в жировій тканині, підшкірній клітковині, печінці та кістках, в зародках зерен, насінні рослин та іноді в м’якоті плодів (маслин, обліпихи та ін.). Загальна класифікація ліпідів наведена на рис. 3.6.

Рис. 3.6 – Загальна класифікація ліпідів

Вітаміни відносяться до групи незамінних нутрієнтів органічної природи, різноманітної будови, які необхідні для забезпечення обміну речовин в організмі людини. Вітаміни повинні постійно надходити з їжею, тому що вони не синтезуються в організмі та лише деякі депонуються в тканинах. Потреба в вітамінах обчислюється в міліграмах і навіть у тисячних частках міліграму (мікрограмах). Вітаміни поділяють на дві групи за характером розчинності (рис. 3.7).

Рис. 3.7 –– Класифікація та загальна характеристика вітамінів

Мінеральні елементи входять до складу всіх клітин і тканин, беруть участь у процесах обміну між клітинами і міжклітинною рідиною, в утворенні ферментів, гормонів, травних соків, підтримують колоїдний стан білків, осмотичний тиск і реакцію середовища тканин. У харчових продуктах мінеральні елементи містяться у вигляді солей, а також у складі високомолекулярних органічних речовин. При спалюванні продуктів мінеральні елементи залишаються у вигляді золи.

Мінеральні елементи за їх кількісним вмістом в продуктах поділяються на макро-, мікро- і ультрамікроелементи. До макроелементів відносять натрій, калій, фосфор, кальцій, магній, хлор, сірку, кремній, залізо й інші, котрі потрібні організму в порівняно великій кількості і вміст яких виражається або в частках відсотка, або в міліграм-відсотках.

До мікроелементів відносять барій, бор, бром, йод, кобальт, марганець, мідь, молібден, миш'як, свинець, цинк, фтор і ін., до ультрамікроелементів - радіоактивні елементи уран, торій, радій і ін. Мікроелементи, хоча й у малих дозах, також необхідні організмові людини. Вони активізують різні ферментативні процеси, впливають на тканевий подих, внутрішньоклітинний обмін речовин, кровотворення, розмноження, процес росту й ін.