Визначення вмісту елементів у харчових продуктах

 

Загальну кількість мінеральних речовин у продовольчих товарах визначають спалюванням наважки продукту.

Зольність (вміст попелу) - свідчить про вміст природних мінеральних елементів у продукті, наприклад, у борошні є ознакою його товарного сорту, а в таких продуктах, як крохмаль, цукор, томатопродукти та ін. — ознакою ступеня очищення від побічних мінеральних домішок.

 

Вуглеводи

 

Вуглеводи — сполуки вуглецю, водню і кисню.

Утворюються вуглеводи в зелених частинах рослин з участю хлорофілу з вуглекислого газу повітря (С0₂) і води грунту (Н₂0) під дією сонячної енергії. Тому джерелом надходження вуглеводів в організм є продукти рослинного походження.

Вуглеводи поділяють на групи:

• моноцукри — глюкоза, фруктоза, галактоза;

• поліцукри — цукроза, мальтоза, лактоза, трегалоза (дицукриди), рафіноза (трицукрид);

• нецукроподібні (не мають солодкого смаку) — крохмаль, інулін, глікоген, клітковина, лігнін, пектин.

Моноцукри – глюкоза, фруктоза, галактоза.

Глюкоза - у вільному стані міститься у фруктах, меді, патоці, кондитерських виробах, особливо багато її у винограді, а у хімічно зв'язаному стані — в цукрі, крохмалі, молочному цукрі (лактоза), солодовому цукрі (мальтоза).

Фруктоза – міститься у фруктах, меді, в топінамбурі, цикорії, входить до складу цукру, інуліну та ін.

Глюкоза і фруктоза зброджуються ферментами дріжджів з утворенням спирту і вуглекислого газу, а під дією ферментів молочнокислих бактерій утворюється молочна кислота. Ці властивості глюкози і фруктози використовують у технології виробництва спирту, вин, пива, молочнокислих продуктів, сирів, хліба, солоно-квашених овочів та ін.

Галактоза – є складником лактози, пектинових речовин, агар-агару.

Поліцукри — цукроза, мальтоза, лактоза, трегалоза складаються з двох молекул моноцукрів, рафіноза — з трьох молекул.

Цукроза – міститься у великій кількості в цукрових буряках — 12-24%, цукровій тростині — 14-26%, кондитерських виробах — до 65%, кісточкових плодах — до 9%, динях — до 8,5%.

Мальтоза – у вільному стані не входить до складу харчових продуктів. Вона утворюється під час гідролізу крохмалю і міститься в патоці, солоді (проросле зерно).

Лактоза – міститься тільки в молоці.

Трегалоза — міститься в грибах.

Рафіноза — міститься у невеликих кількостях у сої, горосі, цукрових буряках.

Цукри мають різну солодкість. Якщо солодкість цукрози прийняти за 100, то солодкість фруктози становить 173, глюкози — 74, мальтози — 32, галактози — 32, рафінози — 23, лактози — 16.

Гігроскопічність цукрів - здатність цукрів поглинати вологу. Найбільш гігроскопічна фруктоза, найменш — лактоза і мальтоза, чиста цукроза практично негігроскопічна, цукор-пісок, в якому є небагато інвертних цукрів, гігроскопічний.

Нецукроподібні.

Крохмаль – складається з багатьох молекул моноцукру — глюкози. У великих кількостях крохмаль міститься в зерні злакових культур — 60-70%, у картоплі — 12-26%, у насінні бобових культур — 50-60%. Багаті на крохмаль хлібобулочні, макаронні, борошняні кондитерські вироби, борошно, крупи.

Інулін – є в коренях цикорію, бульбах топінамбуру, артишоках.

Глікоген – як резервна речовина міститься в м'язах тварин (тваринний крохмаль). Глікоген бере участь у ферментативних процесах дозрівання м'яса після забою тварин.

Клітковина (целюлоза геміцелюлози), лігнін і пектин містяться у стінках клітин оболонок зерна, шкірках фруктів, овочів і в меншій кількості - в м'якоті.

Клітковина і лігнін мало засвоюються, але являються компонентом їжі.

Пектин (1-1,5%) разом з цукром (65%) і кислотою (1%) здатний утворювати желе. Сливи, абрикоси, яблука та інші фрукти, що містять багато пектину, використовують для виробництва мармеладу, джему, пастили, желе та ін.

Пектин – має велику фізіологічну і лікувально-профілактичну цінність.

 

Азотисті сполуки

 

У складі азотистих сполук, крім вуглецю, водню і кисню, є азот. До цих сполук належать: білки, амінокислоти, аміди кислот, аміни, аміак, нітрати, нітрити. Білки є основною азотистою сполукою харчових продуктів.

Білок або протеїн (від гр. протос — головний) – є головним чинником живої природи. Він входить до елементів клітини: ядра, цитоплазми і є обов'язковим складником їжі людини, бо білок в організмі синтезується тільки з білків, що надходять ззовні. Без обміну білків неможливе життя, ріст і розвиток будь-якого організму. Білки — основний будівельний матеріал клітин, ферментів, гормонів, імунних тіл. Вони беруть участь у транспортуванні кисню, в обміні вітамінів, мінеральних речовин, жирів, вуглеводів, є енергетичним матеріалом (забезпечують до 15% енергоцінності добового раціону). Добова потреба людини в білках — 80-100 г, половину з яких повинні становити тваринні білки.

Біологічна цінність білків залежить від амінокислотного складу (відомо 22 амінокислоти).

Амінокислоти поділяють на замінні (можуть бути синтезовані організмом людини) і незамінні (не синтезуються і повинні надходити з їжею). До незамінних амінокислот належать: триптофан, лізин, фенілаланін, лейцин, ізолейцин, метіонін, треонін, валін. Аргінін і гістидин є незамінними для дитячого організму. Встановлено добову потребу організму в кожній з цих кислот.

Ступінь повноцінності білків продукту залежить від оптимального співвідношення амінокислот. Білки, що містять усі незамінні амінокислоти, є повноцінними, а білки, в яких відсутня одна або кілька кислот — неповноцінними. Так, повноцінними вважають казеїн молока і альбумін яєць, неповноцінними — колаген, еластин хрящів, сухожилля.

У м'ясі міститься 14-20% білків, рибі — 13-18, сирі кисломолочному — 15-16, твердому сирі — 22-29, яйцях — 12-14, сої — 33-44, хлібі пшеничному — 6-10, крупах — 7,6-4,9, молоці — 3-4, картоплі — 2, овочах — 0,5-6,5, фруктах — 0,2-1,5%.

 

Жири

 

Жири за хімічною природою є сполуками триатомного спирту гліцерину (10-16%) і жирних кислот (84-90%). За хімічною класифікацією їх називають гліцеридами або ефірами. Харчова цінність, фізико-хімічні, органолептичні властивості жирів залежать від кількісного співвідношення і властивостей жирних кислот. За певних умов жир розкладається (гідролізується) на гліцерин і жирні кислоти.

Жирні кислоти – поділяють на насичені і ненасичені.

Насичені жирні кислоти – належать низькомолекулярні — масляна, капронова, каприлова, капринова і високомолекулярні — пальмітинова, стеринова, арахінова та ін.

Низькомолекулярні насичені жирні кислоти – мають рідку або мазку консистенцію, специфічний запах (леткі).

Низькомолекулярні жирні кислоти містяться тільки у вершковому маслі, кокосовій, пальмоядровій оліях і надають їм пластичності і запаху.

Високомолекулярні насичені кислоти – мають тверду консистенцію, нелеткі, без запаху.

Високомолекулярні насичені жирні кислоти входять до складу всіх харчових жирів, але в різних кількостях.

Ненасичені жирні кислоти – мають вільні валентності або подвійні зв'язки між атомами вуглецю в молекулі, тому здатні до реакцій приєднання. Наприклад, під час зберігання до жирних кислот приєднується кисень повітря (відбувається окислення жирів), що призводить до псування.

Ненасичені жирні кислоти — високомолекулярні: олеїнова має один подвійний зв'язок, лінолева — два, ліноленова — три, арахідонова — чотири, клупанодонова — п'ять. Що більше подвійних зв'язків у жирній кислоті, то більшу здатність до окислення вона має. Ненасичені жирні кислоти мають рідку консистенцію.

Лінолева, ліноленова, арахідонова жирні кислоти є біологічно цінними, а лінолева — незамінна (не синтезується в організмі і повинна надходити з їжею).

Що більше у складі жиру високомолекулярних насичених жирних кислот, то вища його температура плавлення і нижча засвоюваність. Гірше засвоюється яловичий і баранячий жири — на 79-84% (температура плавлення — 40-51° С), краще — свинячий — на 90-95% (температура плавлення — 33-46° С), найкраще — вершкове масло — на 95-98% (температура плавлення — 28-34° С). Олії порівняно з тваринними жирами містять поліненасичених жирних кислот у 2 рази більше, а насичених — у 4-5 разів менше, тому вони рідкі — температура плавлення — 16-19° С, засвоюються на 96-98%, мають високу біологічну цінність (містять 50-60% лінолевої незамінної кислоти).

Жир як харчовий продукт складається з гліцеридів і супутніх речовин, які впливають на біологічну, смакову цінність, зовнішній вигляд (колір, прозорість).

До супутніх речовин належать фурфуроли, турпини, воски, барвні речовини, вітаміни.

Фосфоліпіди (лецитин) – підвищують біологічну цінність жиру, бо містять незамінну жирну кислоту, фосфор, вітаміноподібний холін. За зберігання олії фосфоліпіди випадають в осад.

Стерини (сітостерол, холестерин, ергостерол) – беруть участь у створенні статевих гормонів, кори наднирників, вітаміну D3.

Воски – під час охолодження олії густіють, викликають помутніння.

Вітаміни А₁, А₂, D₂, D₃, Е, К – підвищують біологічну цінність жиру.

Барвні речовини – зумовлюють забарвлення жиру (каротин, хлорофіл), деякі з них (каротин) підвищують вітамінну цінність жирів.

Глікозиди – надають жиру специфічного смаку. У великій кількості вони негативно впливають на організм людини.

 

Вітаміни

 

Залежно від розчинності вітаміни поділяють на водо- і жиророзчинні.

Водорозчинні вітаміни — С, групи В, РР та ін.

Містяться в продуктах рослинного і тваринного походження.

Вітамін С (аскорбінова кислота) – підвищує опір організму до дії несприятливих умов довкілля та інфекціям, бере участь у синтезі й обміні багатьох речовин.

Добова потреба людини у вітаміні С — 70-100 мг.

Найбільше вітаміну С міститься (мг/100 г) в шипшині свіжій — 470, перці червоному солодкому — 250, обліписі і чорній смородині — по 200, капусті цвітній і лимонах — по 70.

Вітамін В₁ (тіамін) – регулює діяльність органів травлення, кровообігу, функції центральної нервової системи.

Добова потреба людини у вітаміні В₁ — 1,5-2,0 мг.

Багаті на вітаміни В₁ (мг/100 г) соя — 0,94, макаронні вироби — 0,90, нежирна свинина — 0,87, каші, крупи — 0,42-0,5.

Вітамін В₂ (рибофлавін) – поліпшує обмін жирів, білків, вуглеводів, нормалізує функції органів кровообігу, травлення, нервову систему.

Добова потреба людини у рибофлавіні становить 2-2,5 мг.

Багато вітаміну В₂ міститься (мг/100 г) в печінці — 2,9, яйцях — 0,44, м'ясі — 0,14-0,23, рибі — 0,11-0,2.

Вітамін В₃ (пантотенова кислота) – входить до складу ферментів, що каталізують перетворення в організмі людини білків, жирів і вуглеводів.

Він є в печінці, яйцях, яловичині, рибі.

Вітамін В₆ (піридоксин) – впливає на утворення вітаміну РР, сприяє кровотворенню, обміну холестерину.

Добова потреба людини у вітаміні В₆ — 2-3 мг.

Основними постачальниками вітаміну В₆ є молоко, сири, м'ясо, яйця, риба, хліб, овочі.

Вітамін В₁₂ (ціанокобаламін) – стимулює кровотворення, позитивно впливає на центральну нервову систему.

Добова потреба людини у вітаміні В₁₂ — 2 мкг.

Найбільше вітаміну В₁₂ міститься в печінці яловичій, нирках, серці, м'ясі.

Вітамін РР (нікотинова кислота, ніацин) – прискорює кровообіг, поліпшує секрецію шлунку, нормалізує обмін холестерину, води і мінеральних солей.

Потреба людини у вітаміні РР — 15-20 мг на добу.

Багаті на вітамін сушені гриби — 65,0 мг%, нирки — 6,20, печінка — 5,70, м'ясо — 1,60-5,70, крупи і хліб — 0,10-4,19 мг%.

Фолієва кислота (фолацин) – стимулює синтез білків, процеси росту і розвитку організму.

Потреба людини в цьому вітаміні — 200 мкг на добу.

Міститься він (мкг/100 г) в печінці яловичій — 2,40, квасолі — 90, сирі — 35, цвітній капусті — 23.

Жиророзчинні вітаміни (A, D₂, D₃, Е, К) – входять до складу переважно продуктів тваринного походження.

Вітамін А (ретинол) – впливає на зір, ріст, підвищує опір організму інфекційним захворюванням.

Вітамін А міститься тільки в продуктах тваринного походження, а його попередник — каротин (провітамін А) — в продуктах рослинного походження: моркві — 9,0 мг в 100 г, сухій шипшині — 6,7, зеленій цибулі — 2,0, томатах — 1,2.

Добова потреба людини у вітаміні А — 1,5-2,5 мг, 1/3 ваги становить каротин.

Вітаміни D₂, D₃ (кальцифероли) – беруть участь в обміні кальцію, їх нестача призводить до розвитку рахіту.

Добова потреба в них людини становить 0,01 мг.

Найбільше кальциферолів знаходять у риб'ячому жирі і жирі вершковому.

Вітамін Е (сс, р, у, 5 токофероли) – стимулює синтез статевих гормонів, нормалізує обмін білків, жирів, вуглеводів.

Щодня людина має отримати з їжею 10-20 мг вітаміну Е.

Багаті на вітамін Е олії. Соєва — 120 мг/100 г, кукурудзяна — 100, соняшникова — 60.

Вітамін К (філохінони) – прискорює зсідання крові, стимулює відновлення ушкоджених клітин.

Потреба людини у цьому вітаміні — 1,8-2,2 мг на добу.

Найбільше вітаміну К (мг/100 г) в шпинаті — 4,5, печінці свинячій — 0,6, томатах — 0,4.

 

Органічні кислоти

 

Органічні кислоти в харчових продуктах існують у вільному стані та у вигляді солей й інших сполук як природні або додані в процесі виготовлення і перероблення.

Органічні кислоти беруть участь у деяких процесах обміну, під їхнім впливом знижується рівень холестерину і жирів, вони активізують (стимулюють виділення травних соків) травлення, нормалізують склад кишкової мікрофлори. У процесі окислення органічних кислот виділяється енергія.

Яблучна кислота – в кількості 0,2-2,5% є в більшості фруктів (крім цитрусових і журавлини). Вона має приємний кислий смак.

Цитринова кислота – входить до складу цитрусових плодів і деяких ягід. У лимонах її знаходять до 7%. Вона має приємний кислий смак. Цитриновою і яблучною кислотами підкислюють кондитерські вироби, лікеро-горілчані напої та ін.

Винна кислота – є у винограді і має кислий в'язкий смак.

Молочна кислота – є в продуктах, виготовлених молочнокислим бродінням. У молочнокислих продуктах її міститься 0,7-1,5%, у солоних огірках і квашеній капусті — 0,6-1,8%. Вона утворюється в хлібі та квасі і має приємний смак.

Щавелева кислота – входить до складу деяких овочів. Найбільше її в щавлі — до 0,7%, шпинаті — до 0,2, ревені — до 0,2%. Це сильнодіюча кислота, що порушує обмін речовин.

Оцтову кислоту – додають у харчові продукти. Як природна речовина вона майже відсутня.

Бензойна кислота – у невеликій кількості міститься в журавлині, брусниці. Вона є сильним антисептиком і використовується для консервування продуктів.

Саліцилова кислота — міститься в журавлині та малині.

Кислоти можуть також утворюватися внаслідок неправильного зберігання продуктів (вина, пиво, сири, сметана та ін.), що призводить до погіршення якісних характеристик і псування. Тому кислотність для багатьох продуктів є показником їхньої якості.

 

Дубильні речовини

 

Дубильні речовини (поліфеноли) – містяться переважно в продуктах рослинного походження: фруктах, чаї, вині. Вони формують їхній смак, аромат, колір; так, наприклад, горобині, хурмі вони надають терпкого смаку. Дубильні речовини, окислюючись, утворюють темнозабарвлені сполуки (флобафени), цим пояснюється потемніння м'якоті нарізаних фруктів, чорний колір чаю, какао-бобів. Продукти перетворень дубильних речовин сприяють утворенню аромату чаю, шоколаду.