Файл: Сравнительная характеристика пищевой ценности конкретных групп продовольственных продуктов.pdf
Добавлен: 31.03.2023
Просмотров: 326
Скачиваний: 2
Глава 1. Теоретические основы пищевой ценности продуктов питания, как важнейшей составляющей качества продовольственных товаров
1.1 Основные элементы пищевой ценности продовольственных товаров
Продовольственные товары, являясь многокомпонентными системами, представляют собой довольно сложный объект для исследования.
Все соединения, присутствующие в пищевых продуктах, можно разделить на три группы.
Первая группа веществ представлена разнообразными классами органических и неорганических соединений биологического происхождения, участвующих в важнейших функциях организма, эти вещества являются ценным компонентом пищи. Органические и неорганические вещества, входящие в состав пищевых продуктов и используемые организмом для обеспечения своей жизнедеятельности, называются пищевыми веществами, или нутриентами. К ним относятся макро- (белки, жиры, углеводы, минеральные соли) и микронутриенты (микроэлементы, водо- и жирорастворимые витамины). Содержание в продуктах питания белков, жиров, углеводов, минеральных веществ, а также других биологически активных соединений определяет пищевую ценность пищевых продуктов[1].
Белками, или протеинами (от греч. πρωτος – первый, важнейший), называют высокомолекулярные (молекулярная масса варьирует от 5-10 тыс. до 1 млн и более) природные полимеры, молекулы которых построены из остатков α-аминокислот[2].
В белковой молекуле аминокислоты соединены между собой пептидными связями. Белки являются наиболее ценным компонентом пищи. они играют огромную роль в жизнедеятельности клеток и тканей, являются важнейшей составной частью всего живого. Белки – основной материал, из которого построена структура живой клетки. Основное же значение белков заключается в их незаменимости другими пищевыми веществами.
Жиры – это наиболее распространенная в живой природе группа простых липидов – природных органических соединений, не растворимых в воде, но растворимых в органических растворителях (бензин, петролейный эфир, серный эфир, ацетон, хлороформ, сероуглерод, метиловый и этиловый спирты и т. п.), являющихся производными высших жирных кислот и способных утилизироваться живыми организмами[3].
Жиры являются обязательным компонентом пищи, энергетическим и структурно-пластическим материалом для человека, поставщиком ряда необходимых для него веществ, т. е. являются незаменимым фактором питания, определяющим его биологическую эффективность.
Углеводы относятся к классу основных макронутриентов пищевых продуктов и являются важными энергетическими компонентами пищи (при окислении 1 г углеводов выделяется 16,74 кдж энергии). Однако роль углеводов в питании не ограничивается их значением только как источника энергии, поскольку они выполняют и ряд других важных функций: углеводы и их производные входят в состав разнообразных соединительных тканей и жидкостей организма, тонизируют центральную нервную систему, регулируют накопление кетоновых тел при окислении жиров, способствуют выведению токсичных элементов из организма человека, стимулируют моторную функцию желудочно-кишечного тракта и выполняют некоторые специализированные функции, например, предотвращают свертывание крови[4].
Минеральные вещества в отличие от белков, жиров и углеводов не обладают энергетической ценностью. Однако они являются незаменимым микронутриентом питания и должны ежедневно потребляться с пищей, поскольку не синтезируются в организме человека. Роль минеральных веществ в организме человека чрезвычайно разнообразна. Они участвуют в водно-солевом и кислотно-щелочном обмене – важнейших обменных процессах организма. Многие ферментативные процессы в организме невозможны без участия тех или иных минеральных веществ. Главной ролью их является участие в построении костной ткани, где преобладают такие элементы, как фосфор и кальций, а также важнейших функциональных белков животных, например, гемоглобина и миоглобина[5].
Вместе с тем при избыточном количестве минеральные вещества могут проявлять и токсические свойства. В связи с этим содержание некоторых неорганических соединений строго регламентируется органами здравоохранения РФ.
Витамины – это низкомолекулярные органические соединения различной химической природы, необходимые для осуществления механизмов ферментативного катализа, нормального течения обмена веществ, поддержания гомеостаза, биохимического обеспечения всех жизненных функций организма. витамины – важнейшие незаменимые пищевые вещества, не синтезируемые организмом человека. в отличие от других нутриентов, витамины не являются пластическим материалом или источником энергии, а участвуют в обмене веществ как катализаторы и регуляторы отдельных биохимических и физиологических процессов. отсутствие или недостаток в организме витаминов вызывает гиповитаминозы (болезни в результате длительного недостатка витаминов) и авитаминозы (болезни в результате отсутствия витаминов). при приеме витаминов в количествах, значительно превышающих физиологические нормы, могут развиться гипервитаминозы[6].
Но не стоит забывать, что в пище всегда имеются загрязнители (контаминанты), представляющие вторую группу соединений. Контаминанты – это токсичные вещества, попадающие в пищу из окружающей среды вследствие нарушения технологии выращивания (кормления – для животных), производства или хранения продуктов, или других причин. Иногда по отношению ко всем токсическим веществам используют термин «ксенобиотики». Собственно, ксенобиотиками называются вещества, чужеродные для человеческого организма (от греч. ξένος – чуждый и βίος – жизнь) и не встречающиеся в нем в обычном состоянии. Эти вещества в относительно повышенных количествах способны вызвать неблагоприятный эффект. к ним относятся загрязнители биологической или химической (антропогенной) природы[7].
Природными контаминантами биологического происхождения являются микроорганизмы, например, бактерии и их токсины, микотоксины, гельминты, вирусы и т. д. к загрязнителям, имеющим техногенное происхождение, относят токсичные металлы, радионуклиды, пестициды и их метаболиды, нитраты, нитриты и N-нитрозосоединения, полициклические ароматические соединения, фтористые соединения, стимуляторы роста сельскохозяйственных животных (гормоны, антибиотики), а также органические и неорганические соединения, мигрирующие в пищевые продукты из упаковочных материалов.
И, наконец, третью группу соединений составляет огромное количество пищевых добавок. Пищевые добавки – это вещества, специально вносимые в пищевые продукты для достижения определенных технологических эффектов.
Пищевая ценность определяется не только содержанием биологически активных пищевых веществ, но и их соотношением, усвояемостью и доброкачественностью.
Термины «энергетическая» и «биологическая» ценность являются более узким понятием пищевой ценности. Энергетическая ценность характеризует ту долю энергии, которая может высвободиться из пищевых продуктов в процессе биологического окисления и использоваться для обеспечения физиологических функций организма. Пища является единственным источником энергии для человека. Количество энергии, выделяемой при усвоении организмом пищевых продуктов, называется калорийностью[8].
Биологическая ценность пищевых продуктов определяется главным образом наличием в них незаменимых факторов питания, не синтезируемых в организме или синтезируемых в ограниченном количестве и с малой скоростью. К основным незаменимым компонентам пищи относятся 8–10 аминокислот, 3–5 полиненасыщенных жирных кислот, все витамины и большинство минеральных веществ, а также природные физиологические вещества высокой биологической активности: фосфолипиды, белковолецитиновые и глюкопротеиновые комплексы.
1.2 Химический состав пищевых продуктов
Классификация и номенклатура белков разработаны далеко не полностью в связи с огромным их разнообразием, различием их физических, химических свойств и биологических функций. На сегодняшний день наиболее удачной следует считать классификацию по структурным признакам с определенным сочетанием характерных физико-химических свойств белков. на основании такого подхода все белковые вещества принято делить на простые (протеины) и сложные (протеиды).
К простым относятся белки, включающие в свой состав лишь полипептидные цепи, т. е. при их гидролизе образуются только аминокислоты. протеины, в свою очередь, делятся на ряд подгрупп на основании их растворимости в специфических растворителях и некоторых химических признаков. итак, к числу простых белков относят[9]:
1) альбумины – белки с относительно небольшой молекулярной массой (15 000 –70 000), хорошо растворимые в воде и в слабых солевых растворах, встречаются во всех животных и растительных объектах;
2) глобулины – белки с большей, чем у альбуминов, молекулярной массой (свыше 100 000). в отличие от альбуминов, они не растворимы в дистиллированной воде, растворяются только в водных растворах солей. глобулины – слабокислотные или нейтральные белки, в них аминокислот кислотного характера меньше, чем в альбуминах. В растительных и животных клетках эти белки всегда встречаются вместе с альбуминами;
3) проламины – не растворяются в воде, а также в растворах солей, кислот и щелочей, растворяются в 60-80 %-ном растворе этилового спирта. такая плохая растворимость проламинов связана с наличием в них большого количества неполярной аминокислоты пролина. проламины – группа растительных белков, содержащихся в клейковине семян злаковых культур.
4) глютелины – так же, как и проламины являются запасными (резервными) белками, содержащимися исключительно в растениях, особенно в семенах злаковых. они не растворимы в воде, растворах солей и этаноле, но хорошо растворимы в растворах щелочей. наиболее изучены глютенин пшеницы, оризинин риса;
5) протамины – низкомолекулярные белки (относительная молекулярная масса 4000 – 12 000), обладающие ярко выраженными основными свойствами из-за большого содержания аргинина, в больших количествах протамины обнаружены в молóках и икре рыб;
6) гистоны – тканевые белки животных организмов с несколько меньшей основностью и большей осносительной молекулярной массой (11 000 –24 000), чем у протаминов. гистоны осаждают из растворов аммиаком;
7) протеноиды – это подгруппа фибриллярных белков, содержащихся в опорных тканях животных. протеноиды нерастворимы ни в воде, ни в солевых растворах, ни в разбавленных кислотах и щелочах.
Сложные белки – соединения, в которых, наряду с белковой молекулой, имеется также небелковая часть, так называемая простетическая группа. простетическая группа, как правило, связана с белковым фрагментом за счет специфических взаимодействий. роль простетической группы могут выполнять как органические, так и неорганические соединения: нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды, пигменты, фосфорная кислота, металлы и др.
К сложным белкам относятся[10]:
1) гликопротеины – сложные белки, простетическая группа которых представлена производными углеводов, которые при этом ковалентно связаны с аспарагиновым и треониновым остатками молекулы белка. примером гликопротеина может служить запасной белок семян фасоли – вицилин;
2) липопротеины представляют собой соединение белка с липидами (нейтральными жирами, свободными жирными кислотами, фосфолипидами, холестерином и его производными). в липопротеинах связь между липидами и белком осуществляется за счет взаимодействий различной природы: адсорбционных, гидрофобных, ион-дипольных. липопротеиды содержатся в большом количестве в составе пластид растительной клетки, а также в протоплазме;
3) фосфопротеины – сложные белки, в которых присутствует фосфорная кислоты. остатки фосфорной кислоты связаны с молекулой белка сложноэфирной связью. представителями этой группы являются казеин молока, вителлин – белок, выделенный из желтков яиц, ихтулин – белок рыбьей икры;
4) хромопротеины – белки, небелковая часть которых представлена окрашенными соединениями. типичными представителями являются гемоглобин крови, миоглобин мышечной ткани и хлорофилл растений;
5) нуклеопротеины – очень важная группа сложных белков, играющая первостепенную роль в жизнедеятельности организма. они входят во все клетки организма и выполняют основные жизненные функции – являются носителем генетической информации и участвуют в биосинтезе белка. белковую часть нуклеопротеинов представляют в основном протамины и гистоны, небелковую – рибо- и дезоксирибонуклеиновая кислоты, соединенные между собой слабыми межмолекулярными или сильными ковалентными взаимодействиями.
В организме человека белки пищи расщепляются до аминокислот, часть из них (заменимые, например, аланин, аспарагиновая кислота, глицин, глютаминовая кислота, пролин, серин, тирозин, цистин, цистеин) являются строительным материалом для создания новых аминокислот. Однако имеется восемь аминокислот (незаменимые, эссенциальные), которые не образуются в организме взрослого человека, они должны поступать с пищей (валин, лейцин, изолейцин, треонин, метионин, лизин, фенилаланин, триптофан)[11].