Тема 3: Вода харчових продуктів план

1. Фізіологічна роль води для організму людини. Вміст води у харчових продуктах.

2. Форми зв’язку води з сухими речовинами харчових продуктів

3. Вимоги до якості води для пиття.

Вода є середовищем, в якому протікають усі процеси в організмі - кровообіг, дихання, травлення і ін. На добу людині потрібно 1,75—2,20 л води; вона надходить у вигляді їжі (0,7 л), напоїв (0,8—1 л), супів (0,25—1 л). Нестача води в організмі людини приводить до підвищеної в'язкості крові, а надлишок - до посиленого вимивання з організму солей, навантаження на серце і нирки. За надмірного вживанні води відбувається швидкий розпад білків.

Вміст вологи в продовольчих товарах коливається в широкому інтервалі (%): цукор – 0,15-0,40; кава - 5; борошно – 12-14; хліб пшеничний – 40-44; м'ясо - 65-75; молоко – 87; соки – 87-90; фрукти, овочі – 70-95.

Кількість води в харчових продуктах впливає на їх якість, активність мікробіологічних і біохімічних процесів, збереженість. З підвищенням масової частки води швидкопсувні продукти не можуть тривалий час зберігатися без консервування. За умови. втрати вологи свіжі плоди і овочі в'януть, зморщуються, перезрівають. Неденатуровані білки, лецитини, пектинові й інші речовини - сполуки з різко вираженими колоїдними властивостями – у процесі набухання сприймають величезну кількість води. Максимум поглинання води залежить від характеру колоїдів, їх індивідуальної гідрофільності, концентрації, наявності різних солей.

Властивості харчових продуктів залежать як від масової частки в них води, так і від форми зв'язку її з іншими речовинами, який може бути хімічним (іонний і молекулярний), фізико-хімічним (адсорбційно зв'язаний, осмотично зв'язаний) і фізико-механічним (волога в макрокапілярах, мікрокапілярах, волога змочування).

Хімічно зв'язана вода може бути у складі харчових продуктів у вигляді іонів (Н+ і ОН^- ) або кристалогідратів. Вода, яка входить у продукт у вигляді іонів, утримується найміцніше, оскільки входить до структури речовини. Такий тип зв'язку води виникає у процесу гідролізу складних речовин: іони води входять до складу молекул новоутвореного продукту реакції.

Вода, яка міститься в кристалогідратах, (наприклад, кристалогідрати глюкози C₆H₁₂O₆×H₂O, лимонної кислоти C₆H₈O₇×H₂O) називається кристалізаційною. Міцність зв'язку між речовиною і кристалізаційною водою у кристалогідратів різна. Більшість з них втрачає кристалізаційну воду за кімнатної температури. Для обезводнення інших кристалогідратів потрібне досить сильне нагрівання.

Адсорбційно зв'язана вода утворюється в результаті концентрації молекул води в поверхневому шарі колоїдних часток продукту. Ця вода входить до складу міцел різних гідрофільних колоїдних розчинів, наприклад, білків. Процес взаємодії молекул води з молекулами речовини, що не супроводжується руйнуванням молекул води, називається гідратацією, а сама вода гідратаційною. У гідратному шарі молекули води залишаються хімічно незв'язаними з молекулами речовини, але властивості води в цьому шарі змінюються: активність знижується, зменшується діелектрична проникність, збільшується густина, вода не розчиняє органічні речовини і мінеральні солі, кристалізується за низькою температури від -40С, не засвоюється мікроорганізмами. Здатність насіння рослин і спор мікроорганізмів переносити низькі температури пояснюється тим, що вода в них, перебуваючи в гідратному стані, не може утворювати кристали льоду, які здатні механічно пошкодити структуру клітинних тканин. Адсорбційно зв'язана волога міцно зв'язана із сухими речовинами і перед видаленням з продукту має бути перетворена на пару.

Осмотично зв'язана волога є в мікропросторах, утворених мембранами клітин, фібрилярними молекулами білків й іншими волоконними структурами. Ця волога є у соку клітин, обумовлюючи їх тургор, вона ж впливає на пластичні властивості тваринних тканин. Під час сушіння продуктів видаляється раніше, ніж адсорбційна, оскільки зв'язана з їхніми сухими речовинами неміцно.

Фізико-механічно зв'язана вода утримується продуктом в невизначених співвідношеннях. Фізико-механічно зв'язану воду поділяють на капілярну (зв'язану макрокапілярами і мікрокапілярами харчових продуктів) і вологу змочування. Капіляри, середній радіус яких більше 10^-5см, називають макрокапілярами, а менше 10^-5см, називають мікрокапілярами. Капілярна вода утворюється в результаті конденсації молекул води (пари) усередині вузьких капілярів. Утримується капілярна вода в проміжках структурно-капілярної системи продуктів за рахунок капілярних сил. За механічного пошкодження цієї системи в продуктах, (наприклад, при нарізуванні овочів, м'яса, риби), відбувається часткова втрата їх клітинного соку.

Волога змочування перебуває у вигляді плівки на поверхні продукту і утримується там силами поверхневого натягу.

Фізико-механічна зв'язана вода виділяється з продуктів шляхом висушування або пресування.

Осмотично зв'язану вологу і фізико-механічно зв'язану воду відносять до вільної води харчових продуктів, хоча ці форми вологи своїми властивостями відрізняються від вільної води, оскільки в них міститься деяка кількість розчинних речовин – цукрів, кислот, солей. Але водночас осмотично зв'язана волога і фізико-механічно зв'язана вода мають властивості, характерні для вільної води: густину близьку до одиниці, температуру замерзання близько 0С, здатність розчиняти кристалічні речовини, що є найважливішим фактором, який обумовлює високу активність біохімічних процесів і швидкий розвиток мікрофлори. У свіжих плодах і овочах на їх частку припадає до 95% води. У м'язах тварин і риби значна частина води зв'язана з гідрофільними білками за рахунок осмотичних (45-55%) і капілярних (40-45%) сил, води змочування (0,8-2,5%); на частку адсорбційно зв'язаної води доводиться 6,5-7,5%.

Природні втрати маси харчових продуктів (усихання) під час зберігання і транспортування відбувається, в першу чергу, за рахунок вологи змочування, а потім за рахунок капілярної і осмотично зв'язаної вологи.

Різні стани води в харчових продуктах тісно пов'язані один з одним, між ними не існує різкої різниці. Під час переробки і зберігання харчових продуктів вода може переходити з однієї форми зв'язку в іншу, що обумовлює зміну їх властивостей. Так, під час випічки хліба, виробництва мармеладу, пастили, желе частина капілярної води перетворюється в адсорбційно зв'язану з колоїдними частками білків, крохмалю й інших речовин; зростає при цьому також кількість осмотично зв'язаної вологи, а за умови черствіння хліба, відтавання мороженого м'яса частина осмотично поглинутої води переходить у капілярну. Масову частку вологи в продуктах визначають висушуванням їх наважки до постійної маси.

водопровідна вода, яка використовується для приготування їжі, повинна мати в 1 л не більше трьох кишкових паличок, бути прозорою, безбарвною, без запаху і стороннього присмаку. Її жорсткість (вміст іонів кальцію і магнію в 1 л води) має бути не більш 7 мг-екв/л, а сухий залишок - не більше 1000 мг/л. М'ясо, крупи, боби, овочі в жорсткішій воді погано розварюються, а чай не дає міцного настою.