Обеспечение качества продовольственного сырья и пищевых продуктов

Ксенобиотики, попадая в окружающую среду в результате антропоген­ной деятельности человека, способны накапливаться в почвах, водоемах, с атмосферными и водными потоками распространяться на тысячи километ­ров. Передвигаясь по пищевым цепям, ксенобиотики попадают в организм человека и вызывают серьезные нарушения здоровья - от острых отравлений с летальным исходом до заболеваний, проявляющихся порой только через годы.

1.4.  Потребительная стоимость продовольственных товаров

Потребительная стоимость продовольственных товаров обусловлена совокупностью их физических, химических, биохимических и других природных свойств, а также свойств, которые человек придает этим товарам в процессе производства. Основная задача товароведения продовольственных товаров - изучение качества продуктов, выявление факторов, влияющих на товары в процессе производства, транспортирования и хранения.

Углеводы образуются при фотосинтезе в зеленых листьях растений из углекислого газа воздуха и получаемой из почвы воды. В растениях на долю углеводов приходится до 90 % сухой массы. В продуктах животного происхождения их значительно меньше - около 2 % сухой массы (за исключением меда). Углеводы являются основным источником энергии в организме человека и в рационе питания занимают первое место. Суточная потребность человека в них составляет 400-500 г, в том числе: в крахмале - 350-400 г, в сахарах -50-100, в других углеводах - 25 г. В зависимости от строения молекул углеводы подразделяют на три класса: простые углеводы, или моносахариды, олигосахариды и полисахариды.

К моносахаридам относятся углеводы, молекулы которых построены из трех, четырех, пяти или шести углеродных атомов (соответственно триозы, тетрозы, пентозы, гексозы). Наиболее важными из них являются гексозы (глюкоза, галактоза и фруктоза) и пентозы (арабиноза, ксилоза, рибоза и дезоксирибоза). В пищевых продуктах в свободном виде в значительных количествах встречаются только глюкоза и фруктоза.

Глюкоза (виноградный сахар) в продуктах питания чаще всего находится совместно с фруктозой. В чистом виде она усваивается организмом лучше других углеводов. Содержится в плодах, овощах, меде, является составной частью свекловичного сахара, мальтозы, лактозы, клетчатки, крахмала. Фруктоза (плодовый сахар) в свободном состоянии находится главным образом во фруктах, ягодах и овощах. В некоторых плодах и овощах (яблоках, грушах, арбузах) она является преобладающим сахаром. Из продуктов животного происхождения значительное количество фруктозы содержится в меде. Она обладает более сладким вкусом, чем сахароза, и этим объясняется высокая сладость меда. Глюкоза и фруктоза являются хорошими восстановителями и относятся к редуцирующим сахарам, которые, обладая высокой реакционной способностью (соединяются с аминокислотами) и гигроскопичностью, могут быть причиной потемнения .и увлажнения продуктов. Поэтому содержание этих углеводов в сахаре, карамели, халве и других продуктах ограничивается.

Олигосахариды - это углеводы, молекулы которых состоят из моносахаридов. К ним относят сахарозу, мальтозу, лактозу. Сахароза (свекловичный или тростниковый сахар) является самым распространенным сахаром в продуктах растительного происхождения. В промышленном масштабе ее получают из сахарной свеклы или сахарного тростника. Она находится также в плодах (до 2-3 %), арбузах и дынях (до 4-5 %). При гидролизе сахарозы образуется равное количество глюкозы и фруктозы. Эта смесь Сахаров называется инвертным сахаром. Мальтоза (солодовый сахар) встречается в свободном виде в патоке и сое. Получают ее кислотным или ферментативным гидролизом крахмала. Мальтоза обладает менее сладким вкусом, чем сахароза. Лактоза (молочный сахар) имеет большое физиологическое значение, так как содержится в молоке и молочных продуктах. Это наименее сладкий сахар.

Полисахариды состоят из шести и более остатков моносахаридов. К ним относятся крахмал, гликоген, инулин, целлюлоза (клетчатка). Крахмал является одним из важнейших резервных углеводов растений. Он синтезируется растениями и накапливается в виде крахмальных зерен в клубнях, плодах, зерне хлебных злаков. Содержание крахмала колеблется от 12-24 % в клубнях картофеля до 68-82 % в зернах риса. В различных растениях крахмальные зерна имеют различную величину, форму и строение. Наиболее крупные крахмальные зерна у картофеля, мелкие - у риса и гречихи. В картофеле, крупах, хлебе крахмал является основным углеводом. Кроме того, из зерна и картофеля вырабатывают различные виды крахмала, который используется как самостоятельный пищевой продукт.

Крахмал состоит из полисахаридов (амилозы и амилопектина). В горячей воде зерна крахмала набухают, связывают большое количество воды и образуют коллоидный раствор - крахмальный клейстер. При кипячении с кислотами крахмал гидролизуется до глюкозы. Под действием фермента амилазы происходит ферментативный гидролиз крахмала до мальтозы. В качестве промежуточных продуктов гидролиза крахмала образуются декстрины. На гидролизе крахмала основано производство патоки и глюкозы.

Гликоген (животный крахмал) является запасным углеводом животных, который откладывается в мышечной ткани (до 4 %) и печени (до 20 %). Все жизненные процессы сопровождаются гликолизом - биохимическим расщеплением гликогена. Этот процесс протекает после убоя животных и влияет на качество мяса и рыбы при созревании. Инулин содержится в земляной груше (около 17 %) и в цикории (13-17 %). Он хорошо растворяется в горячей воде, образуя при этом коллоидный раствор. При гидролизе инулин превращается во фруктозу. Он рекомендуется для больных, страдающих диабетом. Целлюлоза (клетчатка) - распространенный полисахарид. Большая часть клетчатки организмом человека не усваивается. Повышенное содержание ее в продукте снижает его усвояемость, пищевую ценность, ухудшает вкус. Суточное потребление клетчатки - 25 г. В пищевых продуктах содержание целлюлозы колеблется от 0,5-2,8 % (в плодах и овощах) до 11,5-13 % (в гречихе).

Липиды состоят из жиров и жироподобных веществ (липоидов). Они содержатся в каждой клетке организма, участвуют в обмене веществ и синтезе белков, используются для построения мембран клеток и жировой ткани. В продуктах питания из липндов преобладают жиры, которые имеют большое значение в питании, так как обладают самой высокой энергетической ценностью (37,7 кДж). Дневная потребность человека в жирах - 90-100 г, в том числе растительного и сливочного масел - по 25, жиров молока, мяса и других продуктов - 25-30, маргарина или кулинарных жиров - 15-20 г.

По происхождению жиры делят на растительные (масла) и животные. По химической природе - это сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и жирных кислот. По консистенции жиры делят на жидкие и твердые. Жидкая консистенция их объясняется содержанием в жирах большого количества ненасыщенных жирных кислот, имеющих двойные связи. К твердым растительным жирам относят масло кокосовое, пальмовое, какао-масло; к жидким - подсолнечное, хлопковое, оливковое, льняное; к твердым животным жирам относят жир говяжий, бараний, свиной, масло коровье; к жидким - жиры рыб и морских животных. Характерной особенностью всех жиров является то, что они легче воды, не растворяются в ней, а только в органических растворителях.

Жиры легко подвергаются омылению, окислению, прогорканию, гидрированию и другим процессам, поэтому при хранении необходимо учитывать эти свойства. Жирами богаты растительные и коровье масла, топленые и кулинарные жиры, маргарин, орехи, семена масличных культур и др. Мало жиров в плодах и овощах (до 0,5 %), в зернах злаков (1,5-6,0 %), в макаронных и хлебобулочных изделиях (до 1 %).' В зависимости от температуры плавления различные жиры усваиваются организмом неодинаково. Так, чем ниже температура плавления жира, тем он легче усваивается. Температура плавления жира составляет (в °С): коровьего - 26-32, говяжьего- 42-52, свиного - 33-46, бараньего - 44-55.

Из липоидов в пищевых продуктах в значительных количествах встречаются фосфоглицериды, стерины и воска. Большинство из них входит в состав нервной ткани мозга, сердца и печени. Наиболее часто встречаются фосфоглицериды лецитин и кефалин, из стеринов - холестерин. Много его в мозге, яичном желтке, в плазме крови. Холестерин способствует эмульгированию жира, а также обезвреживанию бактериальных гемотоксинов в организме. Избыточное накопление холестерина в организме может привести к атеросклерозу, к желчекаменной болезни. В растительных клетках и дрожжах содержится эргостерин, который под действием ультрафиолетовых лучей превращается в витамин D.

Воска покрывают поверхность плодов и овощей, предохраняя их от проникновения микроорганизмов и испарения влаги; они содержатся в растительных жирах и затвердевают при низких температурах хранения, вызывая помутнение. Пищевого значения они не имеют. Суточная потребность в фосфоглицеридах - 5 г, в холестерине - 0,06-0,3 г. Азотистые вещества. Вещества, в состав которых, кроме углерода, водорода и кислорода, входит азот. Их подразделяют на собственно белковые соединения и соединения, содержащие азот, но не относящиеся к белковым веществам (небелковые аминокислоты, алкалоиды и др.).

Белки являются основным материалом, из которого построена протоплазма, входят в состав ядра клеток, участвуют в процессах роста и размножения, в образовании ферментов и гормонов. О роли белков в природе говорит само их название - протеины (от греческого слова protos - первый, главный). Белки - самая ценная составная часть пищевых продуктов. Они принимают участие в построении белков организма человека, являются энергетическим материалом. Дневная потребность человека в белках - около 100 г. Белки состоят из различных аминокислот. Однако из 150 известных аминокислот только 20 входят в состав белковых молекул. Молекулярная масса белков колеблется от 6 000 до 1 000 000. Белок находится в трех состояниях: твердом (кожа, волосы, шерсть), сиропообразном (яичный белок) и жидком (молоко и кровь). Белки не растворяются в воде, а только набухают в ней. Это явление набухания белков имеет место при изготовлении теста в хлебопечении и в макаронном производстве, при производстве солода и др. Под действием температуры, органических растворителей, кислот или солей белки свертываются и выпадают в осадок. Этот процесс называется денатурацией.

Пищевые продукты, обработанные высокими температурами, содержат денатурированный белок. Это свойство используют при сушке плодов, овощей, грибов, молока, рыбы, при выпечке хлеба и кондитерских изделий. Биологическая ценность белков характеризуется аминокислотным скором, по которому судят о незаменимых аминокислотах, которые организмом не вырабатываются. Наиболее полноценны белки мышечной ткани мяса, рыбы, яиц, молока, сои,, бобов, гороха, гречневой крупы, картофеля. Белки проса, кукурузы и другие неполноценны. Содержание белков в продуктах колеблется довольно в широких пределах. Так, в сыре их находится 22-27 %, в мясе- 15-22,5, в рыбе- 14-22, в твороге- 16,1, в яйцах- 12,5, в хлебе- 6-10,3, в картофеле - 2, в плодах и овощах - 0,5-6,5 %. Усвояемость белков колеблется от 70 % (картофеля и круп) до 96 % (молочных продуктов и яиц). Ценность питания повышается при сочетании белков животного и растительного происхождения. На долю животных белков - основного источника качественной сбалансированности аминокислотного состава пищевого рациона - должна приходиться половина общего количества белков.

Кислоты в пищевых продуктах содержатся органические и неорганические. Из органических кислот преобладают муравьиная, уксусная, молочная, щавелевая, винная, бензойная. Они придают продуктам кислый вкус, участвуют в обмене веществ в живых растительных и животных организмах, используются для консервирования. Пища, содержащая кислоты, оказывает возбуждающее действие на пищеварительные железы и хорошо усваивается организмом. Дневная потребность человека в кислотах составляет 2 г. Больше всего органических кислот содержится в плодах и овощах.

Уксусная кислота содержится в плодово-ягодных и овощных соках, хлебе, вине; молочная - находится в молоке, кисломолочных продуктах, хлебе, мясе, рыбе, квашеных плодах и овощах; яблочная - встречается в яблоках, винограде, рябине, томатах и др.; винная - в винограде, айве, косточковых плодах; лимонной кислотой богаты лимоны, клюква, апельсины, земляника. Содержание и состав кислот в продуктах при хранении изменяются. При длительном хранении пищевых жиров в неблагоприятных условиях увеличивается количество свободных жирных кислот. При хранении плодов в условиях низких температур кислоты обычно раньше других веществ расходуются на дыхание, в результате чего нарушается присущее плодам соотношение сахара и кислоты, ухудшается их вкус. Повышенное содержание кислот в продуктах свидетельствует об их несвежести. Так, содержание в виноградных винах летучих органических кислот в количестве до 0,1 % улучшает их аромат, а при 0,2 % появляется резкий кислый вкус.

Различают кислотность активную и титруемую. Титруемая кислотность показывает количественное содержание кислот и кислых солей в продуктах и выражается в процентах или в градусах; активная кислотность (рН) находится в зависимости от содержания кислоты и степени ее диссоциации, т. е. от количества ионов водорода. Активная кислотность точнее характеризует интенсивность кислого вкуса товара. Используют кислоты в кондитерской, безалкогольной и ликероводочной промышленности для улучшения вкуса продуктов.

Витамины - это физиологически активные низкомолекулярные органические соединения, небольшое количество которых способно обеспечивать нормальное течение физиологических и биохимических процессов в организме человека. Они регулируют обмен веществ в клетках организма человека и способствуют повышению его сопротивляемости заболеваниям. Витамины также принимают участие в синтезе ферментов. Недостаток витаминов в питании приводит к гиповитаминозу, а отсутствие того или иного витамина - к авитаминозу. Вырабатываются витамины главным образом растениями, некоторые могут синтезироваться клетками животных тканей и органов или микрофлорой желудочно-кишечного тракта. Организмом человека витамины не вырабатываются. Суточная потребность в различных витаминах ничтожно мала и составляет 0,1-0,2 г. В настоящее время известно более 50 витаминов. Каждый из них имеет буквенное обозначение и название, соответствующее его химическому составу или действию на организм человека. В зависимости от способности к растворению витамины подразделяют на две группы: растворимые в жирах - A, D, Е, К и растворимые в воде - С, РР, B1, В3, B6, В9, В12, В15 и др.

Витамин А способствует росту и нормальному развитию молодого организма, улучшает зрение. Источником витамина А являются жиры морских рыб, печень говяжья, желток яйца, сливочное масло, шпинат, морковь, капуста, лук зеленый, томаты, красный перец. В некоторых плодах и овощах содержится оранжево-красное красящее вещество каротин, который в организме человека превращается в витамин А и носит название провитамина А. Суточная потребность- 1-2 мг.