Общая характеристика веществ, входящих в состав организмов
Все организмы состоят из органов (у растений – листья, корни, стебли). Все органы в свою очередь состоят из тканей (покровные, мышечные и т.п.). Все ткани состоят из клеток. В клетках различают:
1. Оболочку – состоит из:
1.1. Целлюлозы – до 50-99%.
1.2. Пектиновых веществ (протопектин, пектин, пектовые кислоты и др.).
2. Протопласт – живое содержимое клетки. В его состав входят:
2.1. Углеводы.
2.2. Белки.
2.3. Липиды.
2.4. Вещества вторичного происхождения.
2.5. Витамины, антивитамины, антибиотики.
2.6. Нуклеиновые кислоты.
2.7. Минеральные вещества.
Вакуоли заполнены клеточным соком. В его состав входит до 98% воды и до 2% сухого вещества. В основном это аминокислоты, сахара, органические кислоты, минеральные элементы, алкалоиды и др.
Краткая характеристика основных компонентов живой материи
2.1. Углеводы – это соединения, состоящие из углерода, водорода и кислорода.
Суточная потребность человека в углеводах ≈ 500 г. Свойства их оказывают влияние как на выбор технологических режимов, так и на качество готовой продукции.
2.2. Белки. Суточная потребность в белке – около 100 граммов. Они являются сырьем для мясной, витаминной, фармацевтической, консервной и других видов пищевой промышленности.
Кроме питательной ценности (число калорий, которые получает организм при гидролизе питательных веществ), они обладают биологической ценностью (содержание в них незаменимых аминокислот и их усвояемость).
2.3. Липиды. В класс этих соединений входят жиры (триглицериды) и жироподобные вещества (воски, фосфатиды, жирорастворимые пигменты, стероиды). Суточная потребность в жирах – 50-75 г. Они являются сырьем для жироперерабатывающей, парфюмерной, витаминной, консервной и других видов промышленности. В организме жиры являются энергетическим запасом (т.к. мало окислены), структурными компонентами (белково-липидные комплексы – это структурные единицы клетки), биологически активными веществами (витамины группы F – это непредельные жирные кислоты).
2.4. Вещества вторичного происхождения. К ним относятся:
2.4.1 Органические кислоты.
2.4.2 Дубильные вещества.
2.4.3 Глюкозиды.
2.4.4 Красящие вещества.
2.4.5 Фенольные соединения.
2.4.6 Эфирные масла.
2.4.7 Алкалоиды.
2.5 Витамины.
2.6 Нуклеиновые кислоты.
2.7 Минеральные вещества.Их подразделяют на:
2.7.1 Макроэлементы.
2.7.2 Микроэлементы.
2.7.3 Ультромикроэлементы
Роль биохимии в пищевой технологии
Организация объединенных наций (ООН) предложила ряд международных программ. Первая из них – программа снабжения человечества пищей. Это может быть достигнуто прежде всего интенсивным путем. Поэтому основными задачами биохимии являются:
1. Повышение качества исходного сырья, изучение его химического состава и влияние его на технологию хранения и переработки.
2. Снижение потерь сырья в процессе хранения и технологической переработки.
3. Создание новых высокоэффективных технологий с целью повышения качества готовой продукции.
4. Комплексная безотходная технология переработки сырья и утилизация отходов.
Химический состав растительного сырья
Элементарный состав
Химический состав организмов существенно отличается от химического состава неживой природы. В состав живых организмов входят 4-е основных элемента: углерод – 50-60%; водород – 3-4%; кислород – 25-30%; азот – 8-10%.
На долю этих 4 элементов приходится 99% химического состава органических веществ, а 1% - на другие элементы. Распределение химических элементов в неживой природе (земной коре) – другое: на долю трех элементов (С, Н, N) приходится около 1%.
Все органические вещества, входящие в состав живых организмов, т.е. белки, жиры, углеводы и др., содержат атом углерода. Атом углерода четырехвалентен и способен соединяться с другими элементами ковалентной связью с образованием различных органических веществ.
│ • • │
— С— • С • + • Н • С : Н — С — Н
│ • • │
• • │
С : + : О С : : О С = О
• • │
• • • • │ │
• С • + • С • • С : С • — С — С —
• • • • │ │
• • • • │
С : + : С С : : С — С = С —
• • • • │
В составе живых организмов органические соединения с тройной связью практически отсутствуют. Ковалентно связанные атомы углерода способны образовывать множество разнообразных структур, которые лежат в основе скелетов многочисленных органических биомолекул. К таким углеродным скелетам могут присоединяться другие атомные группы.
Функциональные группы
Производные органических веществ в своем составе могут иметь различные функциональные группы, которые образуются за счет замены атомов водорода (см. табл.).
Таблица
Функциональные группы, характеризующие семейства органических соединений
| Функциональная группа | Строение | Семейство | |
| Гидроксильная | R — О — Н | Спирты | |
| Карбонильные | Альдегидная Кетонная |   О  R — С Н  R1  С = О R2 | Альдегиды Кетоны |
| Карбоксильная | О  R — С ОН | Органические кислоты | |
| Аминогруппа | Н  R — N Н | Амины, аминокислоты | |
| Амидогруппа | Н R — С — N ║ Н О | Амиды | |
| Сульфгидрильная | R — S — Н | Тиолы | |
| Сложно-эфирная | R1— С — О — R2 ║ О | Сложные эфиры | |
| Эфирная | R1 — О — R2 | Простые эфиры | |
В состав биомолекул могут также входить некоторые функциональные группы, которые являются весьма реакционно-способными. К ним относятся:
Метильная – R — СН3
Этильная – R — С2Н5
Дисульфидная – R1 — S — S —R2
ОН
│
Фосфатная – R — О— Р — ОН и некоторые другие
║
О
Большинство биомолекул содержит несколько функциональных групп, поэтому являются полифункциональными:
|
|
|
|
│ │
СН3 СН3
Аланин Молочная кислота
Макромолекулы построены из небольших биомолекул, которые включаются в большом количестве.