Пищевая ценность продуктов питания
В организме человека непрерывно происходят процессы окисления (соединения с кислородом) различных пищевых продуктов, сопровождающие выделением тепла, которое необходимо человеку. Общая калорийность пищи должна соответствовать энергетическим затратам человека.
Потребность в определенном количестве пищи принято выражать в тепловых единицах - больших калориях (ккал). Большая калория - количество тепла, которое может повысить температуру 1 л воды на 1 градус С.
Для взрослого человека в среднем необходимо принять за сутки с пищей следующее количество пищевых веществ в г - углеводов 415, белков 105 (в том числе животных -64), жиров 99 ( в том числе животных 84). При усвоении такого количества пищевых веществ в организме выделяется около 3000 ккал энергии.
Для лиц, занятых тяжелым физическим трудом, физиологические нормы значительно больше, а для людей меньше (в зависимости от возраста).
Обычно в состав каждого пищевого продукта входят в разных соотношениях 3 группы основных пищевых веществ: белки, углеводы, жиры, а также витамины, минеральные вещества. Кроме того, в состав в пищевых продуктов входят соединения - ароматические, красящие, дубильные, пектиновые и др.
В состав всех 3 перечисленных пищевых групп входят углерод, кислород и водород в разных сочетаниях. Но в составе белков есть также и азот, который не содержится ни в жирах, ни в углеводах.
Наиболее богаты белками животные продукты - мясо, рыба, яйцо, молок. В растительных продуктах обычно содержится меньше белков. Однако общее весовое количество растительной пищи, употребляемой чел ежедневно, много раз больше, чем животной, поэтому для нас не менее важны и те белки, которые имеются в растительном рационе - хлебе, крупах, некоторых овощах.
Каждая молекула белка состоит из соединенных между собой более мелких молекул, называемых аминокислотами. Количество разнообразных аминокислот, из которых образуются молекулы белков невелико - их 20, но всего в молекуле белка может быть несколько сот (даже тысяч) аминокислотных молекул. Исследования показали, что не все аминокислоты имеют одинаковую ценность для организма человека. Аминокислот, незаменимых для организма несколько - лизин, триптофан, лейцин, ланин, метионин, валин, треоник, изолейцин (8). Если этих аминокислот нет в составе белков потребляемых продуктов, то эти продукты неполноценны, хотя общее количество белка в них может быть вполне достаточным.
Такие продукты следует потреблять в сочетании с другими, где есть недостающие аминокислоты.
Белки животных продуктов, как правила содержат полный набор всех аминокислот, следовательно, являются полноценными. Из растительных полноценными являются белки картофеля и многих овощей. Однако в белке моркови почти нет триптофана, а в зернах кукурузы нет лизина.
Сочетанием разных овощей, плодов, зерновых и др. растительных продуктов можно сделать рацион полноценным по белковому составу. Именно по этим соображениям необходимо использовать для питания разнообразные продукты.
Углеводы (сахара, крахмал) содержатся главным образом в растительных продуктах. Попадая в органы пищеварения, углеводы подвергаются сложным изменениям и расщепляются на более простые вещества.
Жиры содержатся как в растительных, так и в животных продуктах. Растительные жиры по строению и консистенции несколько отличаются от животных. Растительные, как правило, жидкие. Животные при обыкновенной температуре - твердые. Все жиры также расщепляются при переваривании пищи и используются организмами человека как энергетический материал. При усвоении организмом 1 г углеводов или белков выделяется 4,4 ккал энергии, при усвоении 1 г жира - 9,3 ккал, сахара - 3,8; крахмала -4,1; органических кислот -3,0; клетчатки -0.
Зная эти величины, легко подсчитать число калорий в исследуемом продукте. При определении калорийности содержание белков, жиров и углеводов берут в расчете на 100 г продукта. Исходя из химического состава продуктов, энергетическая ценность составляет: для плодов -38-57 ккал, ягод -26-46, фруктовых соков -40-60, варенье (вишневого) 281 ккал.
Витамины. Очень важная роль в питании человека принадлежит витаминам. К витаминам относятся вещества различной химической природы, способствующие нормальной деятельности органов нашего тела. Без них невозможен нормальный обмен веществ в организме и вообще жизнедеятельность человека.
Существует много различных витаминов, каждый из них выполняет строго определенную функцию в нашем организме, потребность их различная.
Витамин А - суточная потребность в витамине небольшая - 1,5-2 мг; витамин В (тиамин) - 2-3 мг: витамин В2 (рибофлавин) -2,5-3 мг; витамин С (аскорбиновая кислота) - суточная потребность взрослого человека 70-100 мг, детей 30-70 мг.
Известны также витамины В6 (пиридоксин), В12; В9 - фолиевая кислота; Н - биотин, Д,Е (токоферал) и т.д.
Почти все витамины в той или иной степени кислостойки при хранении и разрушаются от действия кислорода воздуха, металлов, высокой температуры и т.д. Особенно легко разрушается и теряется витамин С. Поэтому при подготовке продуктов к употреблению необходимо принимать меры для сохранения витаминов и снижения и их потерь.
Пищевая ценность продуктов определяется и ароматическими, красящими, дубильными, пектиновыми и другими веществами, которые придают пищевым продуктам привлекательный вид, консистенцию, вкус и запах, что повышает усвояемость пищи организмом человека.
При употреблении в пищу незрелых плодов ощущается терпкий вкус, что объясняется большим количеством в них дубильных веществ.
Содержание витаминов в пищевых продуктах очень мало и исчисляется тысячными долями процента. Поэтому для упрощения расчетов, содержание витаминов исчисляется в особых единицах - так называемых миллиграмм - процентах (мг%). Под мг% понимается количество миллиграммов витамина Ф(или другого вещества) в 100 г продукта. Следовательно, 1 мг% = 0,001%.
Для питания человека очень важны также минеральные вещества, содержащиеся в пищевых продуктах. Они необходимы для построения всех тканей и органов нашего тела. Из общей массы тела больше 4,5% приходится на долю минеральных веществ. Так, в костях содержатся соли Са и Р, соли Fe содержаться в крови и т.д. Примерная суточная потребность человека в основных минеральных веществах: калия 2-3 г, Са -0,8 г, Мg -0,7 г, Na -4,5 г, P -1,6 г, Cl -6 г, серы - 1,2 г, Fe -15 мг, Zn - 20 мг, J - 0,2 мг, Cu - 3 мг и т.д.
В питании человека существенную роль играют органически кислоты, содержащиеся главным образом в растительных продуктах - яблочная, лимонная и др. Кислоты улучшают вкус пищи и способствуют пищеварению, создавая благоприятную среду для действия пищеварительных соков.
Наконец большое значение для человека имеет вода, которая входит в состав всех пищевых продуктов. Наше тело на 65 - 70% состоит из воды. потребляя пищу, человек должен вводить вместе с ней и с различными напитками такое количество воды, которое обеспечивало бы поддержание этого уровня.
Свежие овощные и фруктовые продукты содержат от 75 до 95 % воды.
Минздравом РК разработаны физиологические нормы потребления овощей и плодов на душу населения. Согласно этим нормам для человека в течение года требуется: картофеля 110 кг, овощей 117 кг, бахчевых (арбузов, дыни, тыквы) 24 кг и фруктов 82 кг.
Кроме того, большое значение имеет вид овощей и плодов, за счет которых удовлетворяется эта норма. Так, рекомендуется, чтобы из общего потребления овощей капуста составляла около 25%, томаты 15%, морковь -16%, огурцы - 10%, свекла и лук - 6%. Остальные 28% должны составлять такие овощи, как баклажаны, кабачки, шпинат, щавель, салат, редис, редька, репа, брюква и т.д.
Из общей нормы потребления фруктов на долю яблок должно приходиться около 35%, винограда -8%, цитрусовых - 10%, вишни, слив, груш, малины, земляники, смородины по 4-5%, остальное количество - крыжовник, абрикосы, персики, дикорастущие ягоды и др.
Овощи и фрукты в силу того, что они убираются в летние - осенний период употребляются в этот сезон. Задача стоящая перед технологами - наиболее полно сохранить без изменений питательные вещества плодов и овощей и изыскать возможность продление потребности необходимой для жизнедеятельности организма человека путем переработки плодоовощной продукции.
Тема лекции № 2 Подготовка сырья к консервированию
Перед проведением основного технического процесса, при котором сырье утрачивает свои характерные признаки и превращается в полуфабрикат, а также перед укладкой сырья в консервную тару осуществляют такие процессы, как мойку, обжарку, копчение, вяленье. При этом сырье растительного или животного происхождения очищается от грязи и посторонних примесей, освобождается от некондиционных экземпляров и несъедобных частей, подвергается кратковременной термической обработке и подготовляется, таким образом, к укладке непосредственно в тару.
Мойка. Мойка сырья – это первый технологический процесс, но иногда его проводят после сортировки и инспекции. С мойки процесс начинают в том случае, если перерабатывается очень загрязненное сырье, на котором невозможно визуально обнаружить дефекты. Например, свеклу и морковь в производстве гарнирных консервов прежде всего энергично моют, а затем уже инспектируют и сортируют. При консервировании же плодов в производстве компотов их обычно сортируют и калибруют, а потом уже направляют на мойку.
Используемая в консервном производстве вода должна отвечать требованием ГОСТа на питьевую воду. При этом оговаривается и нормируется ряд бактериологических, органолептических, физических и химических показателей качества.
Предельно жесткие нормы установлены для токсичных химических веществ, которые встречаются в природных водах или добавляются к воде в процессе её обработки (бериллий, мышьяк, свинец, селен, стронций, фтор и др.)
В процессе мойки следует удалить прилипшие к сырью механические примеси (земля, песок и т.п.), а также смыть микроорганизмы.
К сожалению, вода плохо смачивает большинство поверхностей, особенно гидрофобных (водоотталкивающих), к которым относится покрытая восковым налетом кожица большинства плодов и овощей. Это объясняется прежде всего тем, что силы поверхностного сцепления между молекулами воды довольно велики: поверхностное натяжение составляет 7,3 Н/м и в несколько раз превосходит поверхностное натяжение, например, спирта и керосина, которое находится в пределах 2,2-2,4 Н/м. Вот почему спирт и керосин хорошо растекаются по любым поверхностям, а вода собирается в отдельные капли.
Исследования, проведенные в ПНР, показали, что значительный эффект при мойке фруктов и овощей оказывают растворы калийного мыла в концентрации 0,25-0,50% при рН 7-8. Особенно хороший эффект с микробиологической точки зрения получен при мойки шпината, фасоли и томатов, а наилучшие результаты по удалению песка достигнуты в отношении клубней и грибов. В стерилизованных консервах, изготовленных из сырья, прошедшего мойку в растворах детергентов, обнаружен значительно меньший процент бомбажных банок по сравнению с консервами, изготовленными из сырья, промытого чистой водой.
В зависимости от вида сырья и степени загрязнения для мойки его применяют различные механизированные устройства, в которых сырье замачивается при интенсивном перемешивании, создающем трение плодов или клубней друг о друга с последующим удалением загрязнений с помощью водяных струй, выходящих из насадок под большим давлением. Для усиления бурления воды используют сжатый воздух, подаваемый от копрессора с помощью вентилятора. Для мойки сильно загрязненных овощей, корнеплодов, клубней картофеля применяют кулачковые и барабанные моечные машины. Они более энергично отмывают сырье, чем машины ленточного типа, но мойка сопровождается в них механическим повреждением плодов, на поверхности образуются трещины, потертости.
Для мойки более нежных овощей и фруктов (томатов, перца, вишен, черешен, слив, абрикосов и т.п.) используют элеваторные, вентиляторные и встряхивающие моечные машины, а такие нежные ягоды, как, например, клубнику и малину, моют на встряхивающих душевых устройствах. Применение щеточных машин, как устройств неблагополучных в отношении микробного обсеменения, не очень рекомендуется, но они весьма эффективны для удаления загрязнений с овощей, имеющих неровную поверхность (огурцы, картофель).
Инспекция, сортировка и калибровка. Инспекцией называется осмотр сырья с отбраковкой непригодных к переработке экземпляров: битых, заплесневелых, неправильной формы, зеленых и т.п. Иногда инспекция выделяется в самостоятельный процесс, иногда совмещается с сортировкой плодов по качеству, стадии зрелости, окраске, размеру. Инспекция проводится на ленточных транспортерах, движущихся со скоростью 0,05-0,1 м/с.
Для того чтобы облегчить проведение последующих операций и процессов обработки сырья – чистки, резки, тепловой обработки, укладки, - плоды и овощи следует разделить на однородные по размерам партии. Этот процесс называется калибровкой. Калибровка позволяет снизить потери и отходы в производстве и улучшить качество продукции. На консервных заводах можно встретить различные типы калибровочных машин: барабанные, тросовые, роликовые, шнековые, валико-ленточные и дисковые. Картофель, например, калибруют во вращающемся барабане с сетчатой боковой поверхностью и внутренней спиральной направляющей.
Для калибровки мелких косточковых плодов на некоторых заводах применяют сита с отверстием 3-4 размеров, совершающие возвратно-поступательное движение. Для калибровки цитрусовых, а также семечковых и крупных косточковых плодов по диаметру используются валико-ленточные калиброватели.
Очистка и измельчение сырья. Очистка сырья является одной из самых трудоемких операций в технологии консервирования пищевых продуктов. При очистке удаляют несъедобные части сырья – плодоножки плодов, чашелистики ягод, гребни винограда, семенные камеры, кожицу некоторых видов сырья, чешую и внутренности рыб, кости мясных туш. Многие из этих операций механизированы. Существуют, например, чешуесъемные и рыборазделочные машины, машины для срезания зерен с кукурузных початков, удаление цедры с цитрусовых плодов, очистки от кожицы корнеплодов и клубней с помощью абразивных материалов и т. д. Однако при очистке сырья зачастую применяется и ручной труд. То же можно сказать в отношении последующих процессов измельчения сырья, которые нередко совмещаются с операциями очистки.
Сырье измельчают для придания ему определенной формы, для лучшего использования объема тары, для облегчения последующих процессов (например, обжарки, выпаривания, прессования). Эти операции, как правило, осуществляются машинным способом, хотя иногда и здесь встречается использование ручного труда.
Машины плодов от кожицы, разрезают их на ломтики, половинки и дольки, а также удаляют сердцевину у яблок и груш. Эти машины карусельного типа. Загрузка плодов производится вручную. Все последующие операции – срезание кожицы, надрезание плодов, удаление пуансоном сердцевины и разрезания на половинки или дольки – совершаются автоматически.
Многие виды плодового и овощного сырья поддаются химической очистке от кожицы. С этой целью используется обработка плодов в горячих растворах каустической соды различной концентрации. При воздействии горячей щелочи происходит гидролиз протопектина, которым кожица прикреплена к поверхности плода, и образуется растворимый пектин, молекула которого под действием щелочи омыляется с образованием натриевых солей пектиновых кислот и метилового спирта, происходит дальнейшая деградация полимеров галактуроновых кислот. То же происходит и с клетками самой кожицы. В результате кожица отделяется от мякоти плодов и легко смывается струями воды при последующем душевании. Для щелочной очистки персиков используют 10%-ный раствор каустической соды, нагретой до 90оС, в котором персики выдерживают в течение 3-5 мин. Корнеплоды обрабатывают 2,5-3%-ным раствором каустической соды при температуре 80-90оС в течение 3 мин. После щелочной очистки корнеплоды отмывают от кожицы и щелочи а карборундовых моечных машинах со снятой абразивной поверхностью.
Есть и другие варианты щелочной очистки моркови, согласно которым морковь обрабатывается 5-8%-ным раствором каустической соды при температуре 95-100оС, после чего промывается в барабанной моечной машине водой, подаваемой под напором 0,8-1 Мпа.
Для снятия кожицы с корнеплодов используются также терочные устройства с абразивной поверхностью и паровая обработка под давлением 0,2-0,3 Мпа в течение 10-30 с. При выходе из зоны повышенного давления наружу в результате самоиспарения влаги в подкожном слое кожура разрывается, а затем легко отделяется в моечно – очистительной машине под действием вращающих щеток и струй воды.
Особенно трудно механизировать снятие покровных листьев с лука. Хотя довольно успешно работают так называемые пневмолукочистки периодического действия, однако до поступление в эти машины необходимо вручную отрезать мочки и шейки у луковиц. После этого, когда связь кожицы с луковицей нарушена, в машине терочного типа, в которой луковицы трутся одна о другую и о вращающееся дно с насечками, кожицу сдувают напором сжатого воздуха под давлением. Значительное количество луковиц, очищенных на этих машинах, приходится дочищать вручную.
Плодоножки можно отделять от плодов и ягод на вращающихся навстречу друг другу обрезиненных валиках. Диаметр валиков и зазор между ними можно подобрать так, чтобы обеспечить захват и отрыв плодоножек без повреждения плода. Для удаления косточек из вишен, черешен, слив, абрикосов существуют машины, в которых находящиеся в специальных гнездах плоды попадают под стержни – пуансоны, совершающие возвратно – поступательное движение и выбивающие косточки из плодов.
Измельчение овощей и плодов производится по – разному, в зависимости от того, нужно ли придать сырью определенную форму (резка) или же требуется раздробить его на мелкие кусочки или частицы, не заботясь о форме.
Корнеплоды и картофель, например, режут на брусочки и кубики, кабачки и баклажаны – на кружочки или на кусочки, капусту шинкуют. Эти операции выполняют на машинах, снабженных системой дисковых и гребенчатых ножей. Широко распространены машины для резки овощей в одной плоскости (шинковальные, сотерезки), а также машины, у которых ножи расположены в двух взаимно перпендикулярных плоскостях (для резки на брусочки).
То же можно сказать в отношении измельчения томатов на протирочных машинах перед последующим их увариванием в вакуум- выпарных аппаратах. Обычно измельчение томатной пульпы ведется последовательно на двух или трех протирочных машинах с постепенно уменьшающимся диаметром перфорации сит. Например, в строенных протирочных машинах сита имеют следующие диаметры перфораций
(в мм): первое – 1,2; второе – 0,7; третье – 0,5.
Предварительная тепловая обработка сырья
Предварительной тепловой обработкой сырья принято называть кратковременное (5-15 мин.) воздействия на сырье горячей воды (80-100оС), пара или горячего растительного масла. Обработку сырья горячей водой или паром называют бланшировкой (от французского blanchir – отбеливать), обработку в горячем растительном масле – обжаркой.
Уваривание измельченного сырья, например при концентрировании томатопродуктов или при варке плодов в сахарном сиропе в производстве варенья, к предварительной тепловой обработке не относится.
В различных технологических процессах предварительная тепловая обработка сырья преследует следующие цели: изменить объем сырья, размягчить его, увеличить клеточную проницаемость, инактивировать ферменты, гидролизовать протопектин, удалить из растительных тканей воздух, повысить калорийность сырья и придать ему специфические вкусовые свойства.
Бланшировка водой. Выбор аппаратуры для бланшировки водой связан с объемами производства. Если пропускная способность цеха небольшая, плоды бланшируют вручную в металлических дырчатых корзинах –сетках цилиндрического или прямоугольного сечения, которые загружают в наполненные горячей водой двухстенные котлы.
Двухстенный котел состоит из двух оболочек. Внутренняя изготовлена из стали или меди, в неё наливают подлежащую нагреванию воду. Наружная оболочка изготовлена из чугуна. В образовавшееся между двумя оболочками герметически закрытое пространство подают пар под давлением 0,2-0,3 Мпа. Вода во внутренней оболочке нагревается до 80 –85оС или до слабого кипения. По окончании бланшировки сетки с плодами вынимают из котла и погружают в холодную воду, чтобы предотвратить разваривание сырья. Двухстенные котлы изготавливают вместимостью 150,300 и 500 л.
Ручной способ бланшировки можно использовать, когда производительность линии измеряется десятками килограммов сырья в час.
При большой производительности линии, измеряемой сотнями и тысячами килограммов бланшируемого сырья в час, применяют непрерывнодействующие тепловые аппараты, называемые бланширователями. Эти аппараты бывают разных конструкции: ленточные, ковшовые, барабанные.
Вопросы:
В каких случаях подготовку сырья к консервирования начинают с мойки?
Механизированные устройства, применяемые для мойки растительного сырья
Инспекция, сортировка и калибровка.
Процессы очистки и измельчения сырья
Выбор аппаратуры для бланшировки водой