Основные вещества пищевых продуктов
В состав пищевых продуктов входят органические вещества (углеводы, жиры, белки, ферменты, витамины и др.) и неорганические (вода, минеральные вещества).
Углеводы — это группа веществ, построенных из трех химических элементов: углерода, водорода и кислорода. Они играют важнейшую роль в обмене веществ и энергии в организме человека и животных. Углеводы служат основным источником энергии и являются выгодным энергетическим материалом: для их окисления требуется меньше кислорода, т.к. в углеводных молекулах в большем количестве, чем в молекулах других питательных веществ. Они входят в состав клеточных стенок, основного вещества соединительной ткани. Кроме того, в составе сложных биополимеров углеводы могут являться носителями биологической информации: принадлежность крови человека к той или иной группе, например, диктуется исключительно структурой и последовательностью углеводов. По физическим и химическим свойствам углеводы делят на
- моносахариды (простые сахара),
- олигосахариды (сложные сахара), содержащие от 2-х (дисахариды) до 10 моносахаридных остатков, соединенных между собой гликозидной связью,
- полисахариды (несахароподобные) или высшие углеводы, построенные из многих моносахаридных остатков.
Жиры — это сложные эфиры трехатомного спирта глицерина С3 Н5 (ОН)3 и жирных кислот, входящие в состав животных и растительных тканей. В пищевых жирах преобладают триглицериды (в молекуле глицерина все ионы водорода гидроксильных групп замещены остатками жирных кислот).
По количеству атомов углерода жирные кислоты делят на
— низкомолекулярные ( от 4 до 12 атомов углерода) и
— высокомолекулярные (16 - 18 и более атомов углерода).
Белки— сложные органические соединения, построенные из аминокислот. В состав белковых молекул входят азот, углерод, водород и некоторые другие вещества. Кроме этих элементов могут входить сера, фосфор, хром, железо, медь и др.
Белки являются незаменимой частью пищевых продуктов. Они необходимы для построения тканей тела и восстановления отмирающих клеток, образования ферментов, витаминов, гормонов и иммунных тел. Без белков невозможно существование живого организма. Более 50 % сухого веса клеток приходится на долю белков.
Под влиянием ферментов белки пищи расщепляются до аминокислот, из которых синтезируются белки, необходимые для построения тканей организма человека. В продуктах расщепления белков постоянно встречаются 20 аминокислот, восемь из которых не образуются в организме и должны поступать с пищей. Их называют незаменимыми. Другие аминокислоты могут заменяться или синтезироваться в организме.
Белки, содержащие все незаменимые аминокислоты, называются полноценными. Они содержатся в мясе, рыбе, молоке, яйцах. Белки, не имеющие в своем составе хотя бы одной незаменимой аминокислоты, относятся к неполноценным.
По составу белки делятся на:
простые — протеины (при гидролизе образуются только аминокислоты и аммиак) и
сложные— протеиды (при гидролизе образуются еще и небелковые вещества — глюкоза, липоиды, красящие вещества и др.).
* К протеинам относятся:
— альбумины (молока, яиц, крови);
— глобулины (фибриноген крови, миазм мяса, глобулин яиц, туберин картофеля и др.);
— глютелины (пшеницы и ржи);
— проламины (глиадин пшеницы);
— склеропротеины (коллаген костей, эластин соединительной ткани, кератин волос).
* К протеидам относятся:
— фосфопротеиды (казеин молока, вителлин куриного яйца, ихтулин икры рыб), состоящие из белка и фосфорной кислоты;
— хромопротеиды (гемоглобин крови, миоглобин мышечной ткани мяса), представляющие собой соединение белка глобина и красящего вещества;
— глюкопротеиды (белки хрящей, слизистых оболочек), состоящие из простых белков и глюкозы;
— липопротеиды (белки, содержащие фосфатид), входящие в состав протоплазмы и хлорофилловых зерен;
— нуклеопротеиды, содержащие нуклеиновые кислоты.
Ферменты—это вещества белковой природы, вырабатываемые животной клеткой и выполняющие роль катализатора всех биохимических процессов. Дыхание и работа сердца, рост и деление клеток, мышечное сокращение, переваривание и усвоение пищи, синтез и распад всех биологических веществ — обусловлены быстрым и бесперебойным действием определенных ферментных систем.
Как и все белки, ферменты построены из аминокислот, остатки которых в молекуле каждого фермента соединены в определенной последовательности в полипептидную цепь. Порядок чередования аминокислот в полипептидной цепи и их число характерны для каждого данного фермента.
Ферменты играют огромную роль в процессах питания и обмена веществ. большое значение они имеют и для производства пищевых продуктов. Ферменты могут ускорять как полезные процессы, так и нежелательные, приводящие к порче продуктов. Действие ферментов зависит от ряда факторов, среди которых наиболее важны температура и реакция среды (величина рН среды):
— Оптимальной температурой для их развития является температура 40 — 60 °С. При низких температурах ферменты не разрушаются, но действие их резко замедляется, при высоких (70 — 80 °С и выше) — они денатурируются и утрачивают свою активность. Для ферментов человека и животных оптимум действия 37 — 38 °С, т.е. температура тела.
— Многие ферменты активны при нейтральной реакции среды, т.е. при значениях рН среды, близких к физиологическим. В кислой или щелочной среде они теряют свою активность, за исключением некоторых, которые действуют в кислой и щелочной среде.
Витамины представляют собой органические соединения различной химической структуры, синтезирующиеся, как правило, в растениях. В животных организмах витамины почти не синтезируются и поступают с пищей. Отсутствие их приводит к нарушениям в процессах обмена веществ, ведущим к тяжелым заболеваниям. Витамины участвуют в регуляции обмена веществ, они обладают каталитическими свойствами, т.е. способностью стимулировать химические реакции, протекающие в организме, а также активно участвуют в образовании ферментов. Витамины влияют на усвоение питательных веществ, способствуют нормальному росту клеток и развитию всего организма. Являясь составной частью ферментов, витамины определяют их нормальную функцию и активность. Недостаток, и тем более отсутствие в организме какого-либо витамина ведет к нарушению обмена веществ. При недостатке витаминов в пище снижается работоспособность человека, сопротивляемость организма к заболеваниям, к действию неблагоприятных факторов окружающей среды.
НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА
Вода — химическое соединение водорода с кислородом, является универсальным растворителем значительного количества веществ. Вода сама по себе не имеет питательной ценности, но она непременная составная часть всего живого. В растениях содержится до 90 % воды, в теле человека 60 — 80 %. Вода входит в состав плазмы крови, лимфы и тканевой жидкости, является растворителем минеральных и органических веществ. С участие воды происходит большинство химических превращений в организме. В сутки человеку требуется 2,5 — 3 л. воды. Она служит хорошим растворителем и способствует удалению из организма ненужных и вредных веществ.
Вода входит в состав всех пищевых продуктов, но содержание ее различно. Много воды находится в плодах и овощах — 65 — 95 %, молоке — 87—90 %, мясе— 58—74 %, рыбе—62—84 %. Значительно меньше ее в крупах, муке, макаронных изделиях, сушеных плодах и овощах (12—17 %), сахаре (0,14— 0,4 %).
Минеральные вещества иначе называют зольными элементами ,так как после сжигания продукта они остаются виде золы. Минеральные вещества имеют большое значение для жизнедеятельности организма человека: входят в состав тканей, участвуют в обмене веществ,в образовании ферментов, гормонов, пищеварительрых соков. Они представляют собой жизненно необходимые компоненты питания, обеспечивающие нормальную жизнедеятельность и развитие организма. Недостаток или отсутствие отдельных элементов в организме приводит к тяжелым заболеваниям.
По количественному содержанию в продуктах минеральные вещества делят на макро- и микроэлементы.
* К макроэлементам относятся кальций, фосфор, железо, калий, натрий, магний, сера, хлор и др. Кальций, фосфор и магний участвуют в образовании костной ткани. Фосфор, кроме того, принимает участие в дыхании, двигательных реакциях, энергетическом обмене, активировании ферментов. К микроэлементамотносятся медь, кобальт, йод, марганец, фтор и др.