- •Глава 1. Химия пищевых веществ и питание человека 10
- •Глава 2. Белковые вещества 16
- •Глава 4. Липиды (жиры и масла) 144
- •Глава 9. Пищевые и биологически активные добавки 273
- •Глава 10. Вода 359
- •Глава 11. Безопасность пищевых продуктов 384
- •Глава 12. Основы рационального питания 439
- •Глава 1. Химия пищевых веществ и питание человека
- •Глава 2. Белковые вещества
- •2.1. Белки в питании человека. Проблема белкового дефицита на земле
- •2.2. Белково-калорийная недостаточность и ее последствия. Пищевые аллергии
- •2.3. Аминокислоты и их некоторые функции в организме
- •2.4. Незаменимые аминокислоты. Пищевая и биологическая ценность белков
- •2.5. Строение пептидов и белков. Физиологическая роль пептидов
- •2.6 Белки пищевого сырья
- •2.7. Новые формы белковой пищи. Проблема обогащения белков лимитирующими аминокислотами
- •2.8. Функциональные свойства белков
- •2.9. Превращения белков в технологическом потоке
- •2.10. Качественное и количественное определение белка
- •Глава 3. Углеводы
- •3.1. Общая характеристика углеводов
- •3.2. Физиологическое значение углеводов
- •3.3. Превращения углеводов при производстве пищевых продуктов
- •3.4. Функции моносахаридов и олигосахаридов в пищевых продуктах
- •3.5. Функции полисахаридов в пищевых продуктах
- •3.6. Методы определения углеводов в пищевых продуктах
- •Глава 4. Липиды (жиры и масла)
- •4.1. Строение и состав липидов. Жирнокислотный состав масел и жиров
- •4.2. Реакции ацилглицеринов с участием сложноэфирных групп
- •4.3. Реакции ацилглицеринов с участием углеводородных радикалов
- •4.4. Свойства и превращения глицерофосфолипидов
- •4.5. Методы выделения липидов из сырья и пищевых продуктов и их анализ
- •4.6. Пищевая ценность масел и жиров
- •4.7. Превращения липидов при производстве продуктов питания
- •Глава 5. Минеральные вещества
- •5.1. Роль минеральных веществ в организме человека
- •5.2. Роль отдельных минеральных элементов
- •5.3. Влияние технологической обработки на минеральный состав пищевых продуктов
- •5.4. Методы определения минеральных веществ
- •Глава 6. Витамины
- •6.1. Водорастворимые витамины
- •6.2. Жирорастворимые витамины
- •6.3. Витаминоподобные соединения
- •6.4. Витаминизация продуктов питания
- •Глава 7. Пищевые кислоты
- •7.1. Общая характеристика кислот пищевых объектов
- •7.3. Пищевые кислоты и их влияние на качество продуктов
- •7.4. Регуляторы кислотности пищевых систем
- •7.5. Пищевые кислоты в питании
- •7.6. Методы определения кислот в пищевых продуктах
- •Глава 8. Ферменты
- •8.1. Общие свойства ферментов
- •8.2. Классификация и номенклатура ферментов
- •8.3. Применение ферментов в пищевых технологиях
- •8.4. Иммобилизованные ферменты
- •8.5. Ферментативные методы анализа пищевых продуктов
- •Глава 9. Пищевые и биологически активные добавки
- •9.1. Общие сведения о пищевых добавках
- •9.2. Вещества, улучшающие внешний вид пищевых продуктов
- •9.3. Вещества, изменяющие структуру и физико-химические свойства пищевых продуктов
- •9.4. Вещества, влияющие на вкус и аромат пищевых продуктов
- •9.5. Пищевые добавки, замедляющие микробиологическую и окислительную порчу пищевого сырья и готовых продуктов
- •9.6. Биологически активные добавки
- •Глава 10. Вода
- •10.1. Физические и химические свойства воды и льда
- •10.2. Свободная и связанная влага в пищевых продуктах
- •10.3. Активность воды
- •10.4. Роль льда в обеспечении стабильности пищевых продуктов
- •10.5. Методы определения влаги в пищевых продуктах
- •Глава 11. Безопасность пищевых продуктов
- •11.1. Классификация чужеродных веществ и пути их поступления в продукты
- •11.2. Окружающая среда - основной источник загрязнения сырья и пищевых продуктов
- •11.3. Природные токсиканты
- •11.4. Антиалиментарные факторы питания
- •11.5. Метаболизм чужеродных соединений
- •11.6. Фальсификация пищевых продуктов
- •Глава 12. Основы рационального питания
- •12.1. Физиологические аспекты химии пищевых веществ
- •12.2. Питание и пищеварение
- •12.3. Теории и концепции питания
- •12.4. Рекомендуемые нормы потребления пищевых веществ и энергии
- •12.5. Пищевой рацион современного человека. Основные группы пищевых продуктов
- •12.6. Концепция здорового питания. Функциональные ингредиенты и продукты
3.4. Функции моносахаридов и олигосахаридов в пищевых продуктах
Гидрофильность
Гидрофильность – одно из основных физических свойств углеводов, полезных для пищевых продуктов. Гидрофильность обусловлена наличием многочисленных ОН-групп. Они взаимодействуют с молекулой воды посредством водородной связи, приводя таким образом к сольватации и (или) к растворению сахаров и многих их полимеров. Эффект связывания воды в значительной степени зависит от структуры сахара.
164
Таблица 3.11. Абсорбция воды сахарами [Fennema, 1985]
Сахара |
Абсорбция воды (20°С), %, при относительной равновесной влажности и времени |
||
60%, 1 ч |
60%, 9 дней |
100%, 25 дней |
|
Глюкоза |
0,07 |
0,07 |
14,5 |
Фруктоза |
0,28 |
0,63 |
73,4 |
Сахароза |
0,04 |
0,03 |
18,4 |
Мальтоза-ангидро |
0,80 |
7,0 |
18,4 |
Мальтоза-гидрат |
5,05 |
5,1 |
– |
Лактоза-ангидро |
0,54 |
1,2 |
1,4 |
Лактоза-гидрат |
5,05 |
5,1 |
– |
Так, данные табл. 3.11 иллюстрируют, что, например, фруктоза значительно более гигроскопична, чем D-глюкоза, хотя они имеют и одинаковое число гидроксильных групп. При 100%-й равновесной относительной влажности воздуха сахароза и мальтоза связывают одинаковое количество воды, в то же время лактоза гораздо менее гигроскопична. Гидратные формы, имеющие прочную кристаллическую структуру, в меньшей степени способны абсорбировать влагу.
Следует отметить, что неочищенные сахара или сахарные сиропы в большей степени способны абсорбировать воду, чем очищенные сахара. Причина этого заключается в том, что примеси препятствуют образованию водородных связей между молекулами сахара и ОН-группы сахаров становятся более доступными для связывания воды посредством водородных связей. Способность связывать воду и контролировать активность воды (aw) в пищевых продуктах – одно из наиболее важных свойств углеводов (см. гл. 10).
Благодаря этому свойству можно (в зависимости от вида продукта) решать вопрос – надо ли лимитировать поступление влаги или контролировать ее потерю. Например, замороженные пекарские изделия не должны содержать больших количеств абсорбированной влаги, поэтому в этих изделиях более целесообразно использовать такие сахара, как мальтоза, лактоза. В других случаях необходим контроль aw, чтобы не происходила потеря влаги при хранении. Это относится к кондитерским и пекарским продуктам. Здесь хорошие результаты дает применение гигроскопичных сахаров, зерновых сиропов, фруктозных сиропов, инвертного сахара.
165
164 :: 165 :: Содержание
165 :: 166 :: Содержание
Связывание ароматических веществ
Для многих пищевых продуктов, при получении которых используются разные виды сушки, углеводы являются важным компонентом,
165
способствующим сохранению цвета и летучих ароматических веществ. Сущность этого заключается в замене взаимодействия сахар–вода на взаимодействие сахар–ароматическое вещество:
Сахар–вода + ароматическое в-во → сахар–ароматическое в-во + вода
Летучие ароматические вещества – это многочисленная группа карбонильных соединений (альдегиды, кетоны), производные карбоновых кислот (эфиры) и др.
Способность к связыванию ароматических веществ у дисахаридов выражена в большей степени, чем у моносахаридов. Очень хорошими фиксаторами аромата являются циклодекстрины (декстрины Шардингера (см. рис. 3.30)), которые образуются при действии на крахмал амилазы Bacillus macerans.
Рис. 3.30. Декстрины Шардингера
Эффективными фиксаторами аромата и красящих веществ являются большие углеводные молекулы, например, гуммиарабик. Образуя пленку вокруг этих веществ, он препятствует абсорбции влаги и потере ее за счет испарения и химического окисления. Большим прогрессом в фиксации пищевых ароматов является использование в технике микрокапсулирования смесей гуммиарабика и желатина.
166
165 :: 166 :: Содержание
166 :: 167 :: Содержание
Образование продуктов неферментативного потемнения и пищевого аромата
Как уже отмечалось, реакции неферментативного потемнения дают окрашенные меланоидиновые пигменты и много разнообразных летучих
166
компонентов. Именно они ответственны за тот или иной запах пищевых продуктов, в процессе производства которых присутствует тепловая обработка. При этом следует иметь в виду, что в одних случаях их образование имеет положительное значение в общей оценке качества пищевого продукта, в других – может быть нежелательно. Продукты реакции неферментативного потемнения могут не только придавать цвет продукту, но и влиять на другие его свойства. Например, можно отметить двойственную функцию мальтола и этилмальтола. Сами по себе они имеют сильный карамельный аромат и обладают сладостью. Кроме того, мальтол влияет на текстуру пищевого продукта, давая эффект большей "бархатистости". Изомальтол, по сравнению с мальтолом, примерно в 6 раз более эффективен по показателю сладости. Продукты термического разложения сахаров включают пирановые и фурановые соединения, а также фураноны, лактоны, эфиры; наличие тех или иных ароматических соединений придает каждому продукту присущий ему аромат.
При протекании сахар-аминной реакции также образуются ароматические вещества – имидазолы, пиразины, пирролы и др. Например, при взаимодействии D-глюкозы с аминокислотами при 100°С может продуцироваться карамельный аромат (если используемая аминокислота – глицин), аромат ржаного хлеба (валин), шоколада (глютамин). Кроме того, образование тех или иных ароматических веществ зависит от температуры. Например, при реакции D-глюкозы с валином при 100°С – ощущается аромат ржаного хлеба, а при 180°С – аромат шоколада; с пролином – при 100°С – запах жареного белка, а при 180°С – аромат, присущий пекарским изделиям. Гистидин при реакции с D-глюкозой (100°С) не дает никакого аромата, а при 180°С – запах жженого сахара. Аромат, получающийся при реакции D-глюкозы с серосодержащими аминокислотами, отличен от других аминокислот. Так, при взаимодействии D-глюкозы с метионином получаются продукты, имеющие запах картофеля, с цистеином и цистином – запах жареного мяса. С этим необходимо считаться при производстве пищевых продуктов, и в ряде случаев, с точки зрения потребительских свойств, количество летучих ароматических компонентов должно ограничиваться.
167
166 :: 167 :: Содержание
167 :: 168 :: Содержание
Сладость
Ощущение сладости во рту при потреблении низкомолекулярных углеводов характеризует еще одну важную функцию их в пищевых продуктах. В табл. 3.12 дана характеристика относительной сладости различных углеводов по сравнению с сахарозой (сладость которой принимается за 100).
167
Таблица 3.12. Относительная сладость (ОС) различных углеводов и некоторых искусственных подсластителей
Сахар |
ОС |
Сахар или подсластитель |
ОС |
Сахароза |
100 |
α-D-лактоза |
16 |
β-D-фруктоза |
180 |
β-D-лактоза |
32 |
α-D-глюкоза |
74 |
Ксилоза |
40 |
β-О-глюкоза |
82 |
Сорбит |
63 |
α-D-галактоза |
32 |
Ксилит |
90 |
β-D-галактоза |
21 |
Цикламаты |
500 |
α-D-манноза |
32 |
Аспартам |
180 |
β-D-манноза |
Горькая |
Сахарин |
500 |
168
167 :: 168 :: Содержание
168 :: 169 :: 170 :: 171 :: Содержание