Исследование витаминов в пищевых продуктах

Цель лабораторного занятия – изучить влияние тепловой обработки на содержание витамина С в соках, получить навыки определения жирорастворимых витаминов.

Задание:

1. Изучите теоретический материал к лабораторной работе, выпишите определения терминам «провитамины», «авитаминоз», «гиповитаминоз»,«гипервитаминоз», классификацию витаминов.

2. Приготовьте свежевыжатый яблочный сок.

3. Определите содержание витамина С согласно методическим указаниям.

4. Проведите пастеризацию приготовленного яблочного сока.

5. Определите содержание витамина С в пастеризованном соке.

6. Проведите качественное определение витаминов А, Д, Е.

7. Сделайте вывод о влиянии тепловой обработки на содержание витамина С.

Методические указания по выполнению лабораторной работы

Приготовление сока.Яблоки помыть, почистить, нарезать ломтиками, выжать сок. Провести определение витамина С. Оставшийся сок поместить в кастрюлю, довести до температуры 80 градусов Цельсия. Определить содержание витамина С.

Исследование содержание витамина С в консервированных и свежеприготовленных соках. Содержание аскорбиновой кислоты определяется йодометрическим методом. Принцип метода: йодат калия в кислой среде выделяет свободный йод по формуле 1:

KJO₃ + 5KJ + 6HCl = 6KCl + 3J₂ + 3H₂O (1)

В присутствии витамина С свободный йод восстанавливается в йодоводород, а аскорбиновая кислота окисляется в дегидроаскорбиновую кислоту.Конец титрования определяется по появлению голубовато-синей окраски от избытка йодата калия после того, как вся аскорбиновая кислота окислена выделяющимся йодом (определение ведется в присутствии крахмала).

Раствор йода 0,125 % готовят разведением аптечной йодной настойки в 40 раз. 1 мл такого раствора соответствует 0,875 мг аскорбиновой кислоты.

Коллоидный раствор крахмала готовят разведением 1 г крахмала в небольшом количестве холодной воды. Смесь выливают в 100 г горячей дистиллированной воды и перемешивают. Такой раствор годен в течение недели.

На весах взвешивают 50 г сока. Результат записывают. Сок помещают в колбу, заливают 20мл 10%соляной кислоты и тщательно перемешивают. Кислота необходима для замедления процесса окисления витамина С кислородом воздуха.Полученную смесь титруют 0,125 % раствором йода, тщательно перемешивая. Как только капля йода окрасит раствор в синий цвет и окраска не исчезнет в течение 2-3 минут, записывают показания бюретки.

Количество витамина С (С, мг / 100 г) находят по формуле 2:

С = (2)

где V - объем раствора потраченного на титрование,

0,875 – содержание аскорбиновой кислоты в 1 мл раствора йода 0,125 %,

m - масса сока.

Обнаружение витамина А реакцией с серной кислотой. В сухой пробирке смешать 1 каплю рыбьего жира с 5 каплями хлороформа, добавить 1 каплю концентрированной серной кислоты - смесь в присутствии витамина А окрашивается в красно-бурый цвет.

Обнаружение витамина D3 анилиновой пробой. В сухой пробирке смешать 1 каплю рыбьего жира с 5 каплями хлороформа, добавить 1 каплю анилинового реактива (15 частей анилина и 1 часть концентрированной соляной кислоты) - образовавшаяся эмульсия при нагревании приобретает красный цвет, что свидетельствует о наличии витамина D.

Обнаружение витамина Е реакцией с азотной кислотой. В сухой пробирке смешать 5 капель спиртового раствора витамина Е и 10 капель концентрированной азотной кислоты - раствор окрашивается в красный цвет вследствие окисления α-токоферола до окрашенных продуктов хиноидного ряда.

Теоретический материал

Витамины – термин, который был введён в 1912 г. по предложению учёного Казимира Функа. Считалось, что эти вещества обладают полезными свойствами благодаря наличию в своём химическом составе аминогруппы (витамины – амины жизни). Позже выяснилось, что в составе многих витаминов аминогруппа отсутствует, но название уже укоренилось.

Витамины – группа разнообразных по структуре химических веществ, необходимых для обеспечения нормальной жизнедеятельности организма человека. Синтез витаминов внутри человеческого тела отсутствует или крайне ограничен.

Источником витаминов служит пища и деятельность бактерий кишечника, которые сами синтезируют многие витамины и являются важной частью цепочки поступления этих биологически активных веществ в организм.

Витамины делятся на две большие группы:

1 Водорастворимые – обладают способностью растворяться в воде (В₁ — тиамин, В₂ — рибофлавин, В₃ — пантотеновая кислота, РР — никотинамид,В₆ — пиридоксин, В₁₂ — цианокобаламин,С — аскорбиновая кислота, Н — биотин).

2 Жирорастворимые– растворяются в жировых растворителях (А — ретинол,D — кальциферол, E — токоферол, K — филлохинон,Q — убихинон).

Провитамины – поступающие с пищей в организм человека неактивные предшественники витаминов.

Авитаминоз – отсутствие витаминов определённой группы в организме

Гиповитаминоз – частичный недостаток витаминов.

Гипервитаминоз- избыточное накопление витаминов.

Большинство людей не получает достаточного количества всех основных витаминов: в тропических странах ощущается недостаток витаминов D и группы В, а в холодных странах - витаминов С и А. В то же время существует опасность излишнего потребления определенных витаминов: выявлены негативные последствия гипервитаминоза витаминов В₁,А и D.

Изменение содержания витаминов при приготовлении блюд.Ряд витаминов особенно чувствителен к теплу и свету. Это означает, что большинство овощей, трав и фруктов частично теряют витамины после сбора урожая, при его перевозке и хранении на складах, в торговой сети. Так, в пищевой зелени через сутки хранения остается от 40 до 60% первоначального количества витамина С. Яблоки через 3 месяца хранения теряют 16% , через 6 месяцев – 25 % , через 1 год - до 50% первоначального содержания витамина С. Лимоны и апельсины через 10 месяцев - от 10 до 30%. Овощные соки менее чувствительны и гораздо более устойчивы, чем фруктовые, к свету, солнцу, воздуху, витамины в них не столь быстро подвергаются разрушению.

Если приходится подвергать продукты тепловой обработке, то варить их нужно быстро, в малом количестве воды; посуда при этом должна быть герметически закрыта. При приготовлении некоторых овощей можно обойтись совсем без воды — она может быть заменена собственным соком растения или соками других овощей (капусты, лука). Вареные в большом количестве воды в течение длительного времени продукты совсем не содержат витамина С, очень мало витамина А, несколько больше витамина D, но практически полностью сохраняют витамины В₂ и Е. Например, если картофель и овощи варят, опуская в горячую воду, витамин С почти полностью сохраняется, при погружении в холодную воду потери составляют 25 – 35%, когда же готовят картофельные пюре, запеканку, котлеты потери составляют до 80 – 90%.Варка капусты сопровождается разрушением от 20 до 50% аскорбиновой кислоты. В листовых овощах (шпинате, салате, щавеле) при варке в воде разрушается 70%, на пару в закрытой посуде - лишь 8-12 % витаминов.

Особенно разрушительно действует на витамин С разогревание овощных супов: каждый разогрев уменьшает его содержание 30%. Не следует оставлять готовый суп на горячей плите. Картофельный суп, щи в процессе приготовления теряют почти половину аскорбиновой кислоты, постояв 3 часа на плите, - еще 20 – 30%, а через 6 часов хранения витамин в них уже отсутствует.

При кулинарной обработке овощей не следует оставлять их надолго на воздухе очищенными и разрезанными или длительное время вымачивать в воде. Овощи надо закладывать в кипящую воду непосредственно после очистки и разрезания и варить до готовности. Соление и маринование также разрушают витамины. При квашении продуктов витамины сохраняются.

 В настоящее время перспективным направлением в пищевой индустрии является создание функциональных продуктов питания для улучшения структуры питания, здоровья и профилактики распространенных заболеваний современного человека (атеросклероз, ожирение, онкологические заболевания, остеопороз, сахарный диабет). Концепция функционального питания возникла в 30-х годы 20 века.

В понятие функциональных входят пищевые продукты, которые подвергаются элиминации, обогащению или замене по составу нутриентов (макро- и микронутриентов) и биологически активных веществ. В связи с этим, под функциональными пищевыми продуктами (ФПП) подразумеваются пищевые продукты, которые посредством добавления или элиминации определённых пищевых ингредиентов изменяются таким образом, что они начинают приносить специфическую пользу, оказывают регулирующее действие на физиологические функции, биохимические реакции и психосоциальное поведение человека, способствуют снижению риска возникновения какого-либо заболевания и оказывают превосходящий эффект воздействия на здоровье и самочувствие человека, в сравнении с традиционными пищевыми продуктами.

Путь создания сбалансированных продуктов питания с заданными функциональными свойствами, - это использование в их составе сырья растительного и животного происхождения, сырья с высокой массовой долей ненасыщенных жирных кислот, пищевых волокон, витаминов, макро- и микроэлементов. Необходимо учитывать не только их количество, но и влияние на органолептические, физико-химические, микробиологические и токсикологические показатели качества продуктов, изменение свойств в процессе хранения и реализации.

При разработке таких продуктов необходимо ориентироваться на создание системы, позволяющей соблюдать четко определенные соотношения всех компонентов проектируемых продуктов питания. Немаловажным фактором при этом является также уровень безопасности пищи и эффективность мероприятий, ее обеспечивающих.

К наиболее разработанным ФПП относятся пищевые продукты, обогащенные пищевыми волокнами - пребиотиками, пробиотиками - микроорганизмами (бифидо- и лактобактериями), антиоксидантами, витаминами (витаминами А, Е, С, бета-каротином), минеральными веществами (кальцием), микроэлементами (железом, цинком, фтором, селеном) и флавоноидами (катехинами, лейкоантоцианами, флаванонами).

Учитывая, что ФПП должны обладать превосходящим физиологическим эффектом, по сравнению с традиционными пищевыми продуктами, в класс ФПП часто включают целый ряд продуктов для специализированного питания спортсменов, лечебные продукты для больных, а также значительную часть биологически активных добавок к пище - носителей микронутриентов и биологически активных веществ. Принципиальным различием между ФПП и БАД к пище является форма, в которой недостающие организму человека функциональные ингредиенты доставляются в организм человека. Если в виде препарата или добавки, схожей с лекарством для применения в виде таблеток, капсул, порошков, то следует говорить о БАД, если функциональный ингредиент поступает в организм в форме традиционного продукта питания, то речь идет о ФПП.

Концентрация действующего функционального начала в БАД может значительно (иногда в десятки раз) превышать физиологически требуемые потребности, поэтому они обычно назначаются курсами и принимаются в течение определенного времени. Концентрации функциональных ингредиентов, присутствующих в ФПП и оказывающих регулирующие действие на функции и реакции человека, близки оптимальным, физиологическим, и поэтому такие продукты могут приниматься неопределенно долго. Согласно ГОСТ Р 52349-2005, пищевой продукт может быть отнесен в разряд ФПП, если содержание в нем биоусвояемого функционального действующего ингредиента находится в пределах 10 – 50% средней суточной потребности в соответствующем нутриенте.

Литература:

1 ГОСТ Р 54059-2010 Продукты пищевые функциональные. Ингредиенты пищевые функциональные. Классификация и общие требования. М., 2011. – 12 с.

2 ГОСТ Р 52349-2005 Продукты пищевые. Продукты пищевые функциональные. Термины и определения. – М., 2006. – 12 с.

3 Пищевые и биологически активные добавки / сост. Г.Д. Кадочникова; Тюменский государственный нефтегазовый университет.– Тюмень: Издательский центр БИК ТюмГНГУ 2012.– 48 с.

4 Цыганков В.Г. Создание обогащенных пищевых продуктов / В.Г. Цыганков, З.В.Ловкис, И.Н.Стигайло // Питание и обмен веществ. Сборник научных статей. Выпуск 3. – С. 262-269

Вопросы для самопроверки:

1 Дайте определение понятиям «провитамины», «авитаминоз», «гиповитаминоз», «гипервитаминоз».

2 Приведите классификацию витаминов с примерами из каждой группы.

3 Каковы правила приготовления блюд с целью сохранения максимального количества витаминов?

4 Что такое функциональный пищевой продукт?

5 Каковы различия между функциональным продуктом и биологически активной добавкой?

6 Каковы пути создания сбалансированных продуктов питания с заданными функциональными свойствами?

Лабораторное занятие № 7