Страница 5 из 10
Олигосахариды. К олигосахаридам относятся дисахариды (C12H22O11) и трисахариды (C18H32O16).
Сахароза (свекловичный сахар) входит в состав многих плодов и овощей, особенно много ее в сахарной свекле (12–24 %) и сахарном тростнике (14–26 %), которые являются основным сырьем для производства сахара. В белом сахаре содержится 99,5–99,8 % сахарозы, арбузах и дынях – 4–8,5 %. Сахароза сбраживается дрожжами только после расщепления ее до моносахаридов. При расщеплении (инверсии) сахарозы образуется инвертный сахар, состоящий из равного количества глюкозы и фруктозы:
Инвертный сахар более сладкий, чем сахароза, менее способен к кристаллизации, более гигроскопичен.
Лактоза (молочный сахар) находится в молоке (4,7 %), придавая ему сладкий вкус. При расщеплении лактозы образуются глюкоза и галактоза. Лактоза сбраживается под действием ферментов молочнокислых бактерий с образованием молочной кислоты, а под действием ферментов дрожжей – собразованием спирта.
Полисахариды. Это высокомолекулярные углеводы, имеющие общую формулу (C6H10O5) n. К ним относят крахмал, клетчатку, гликоген, инулин. Полисахариды не обладают сладким вкусом и называются несахароподобными углеводами. Это не кристаллические вещества, в чистом виде они имеют белый цвет.
Крахмал – наиболее важный углевод для человека. На долю крахмала приходится 80 % от общего количества потребляемых углеводов. Крахмал откладывается в растениях в качестве запасного вещества в виде крахмальных зерен, имеющих слоистое строение, различных по форме и величине. содержание крахмала колеблется от 12–25 % в клубнях картофеля до 64–68 % в зерне пшеницы.
Крахмал не растворяется в воде. В горячей воде зерна крахмала набухают, связывая большое количество воды и образуя коллоидный раствор в виде вязкой густой массы – клейстера. Этот процесс называется клейстеризацией крахмала. При клейстеризации крахмал способен поглощать 200–400 % воды, что приводит к увеличению массы готовой каши, макаронных изделий. Под действием кислот и ферментов крахмал гидролизуется до глюкозы. Процесс гидролиза крахмала под действием кислот называют осахариванием и его применяют в пищевой промышленности при производстве патоки.
Крахмал окрашивается йодом в синий цвет, что дает возможность определять наличие его в продуктах.
Гликоген – животный крахмал, содержащийся в основном в печени (до 20 %), мышцах (до 0,9 %), а также в грибах, дрожжах, зерне кукурузы. Гликоген растворим в теплой воде, клейстера не образует, йодом окрашивается в буро-красный цвет.
Целлюлоза (клетчатка) широко распространена в растениях. Целлюлоза составляет основу клеточных стенок. Неодревесневшая целлюлоза плодов, овощей, листьев капусты частично расщепляется пищеварительными соками до усвояемых организмом соединений. Она усиливает перистальтику кишечника и способствует передвижению пищи. Одревесневшая целлюлоза (в оболочке зерна, кожуре картофеля) не усваивается организмом и не имеет питательной ценности.
Пектиновые вещества. Эти вещества являются производными углеводов и входят в состав овощей и плодов. К ним относят протопектин, пектин, пектиновую и пектовую кислоты. Протопектин не растворим в воде. Его много в незрелых плодах и овощах. При созревании плодов и овощей протопектин под действием ферментов переходит в растворимый в воде пектин, что приводит к размягчению плодов и овощей.
При нагревании с сахаром и кислотами пектин обладает способностью образовывать желе. Это свойство используют в производстве мармелада, желе, джема. Пектиновыми веществами богаты яблоки, абрикосы, сливы, алыча, черная смородина, крыжовник. В них содержится от 0,01 до 2 % пектиновых веществ.
Липиды – это природные органические вещества, производные жирных кислот. Липиды делятся на простые (жиры, воска) и сложные (фосфатиды, гликолипиды, стерины). Значение липидов в питании определяется их высокой энергетической ценностью и биологической активностью (эффективностью). Липиды содержатся в любой клетке организма. Липиды предохраняют организм от охлаждения, участвуют в построении тканей, мембран клеток. Как и углеводы, липиды служат источником энергии (возмещая в сутки 30 % энергозатрат человека) и источником жирорастворимых витаминов (А, Д, Е, К).
Из липидов в пищевых продуктах преобладают жиры. Жиры – это сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и жирных кислот со следующей общей формулой строения, представленной на рис. 2.2.
Рис. 2.2. Молекула жира (триглицерида)
RI, RII, RIII – остатки жирных кислот
На долю жирных кислот приходится 90 % массы молекулы триглицерида. Пищевая ценность жиров, их физические и химические свойства зависят от входящих в состав жира жирных кислот. Жирные кислоты жиров подразделяются на низкомолекулярные и высокомолекулярные в зависимости от количества углеродных атомов, а также на предельные (насыщенные) и непредельные (ненасыщенные) в зависимости от характера связи атомов углерода в углеводородной цепи.
Низкомолекулярные жирные кислоты (масляная, капроновая, каприловая, каприновая) растворяются в воде, летят с водяными парами, обладают специфическим запахом, при комнатной температуре имеют жидкую консистенцию. Высокомолекулярные предельные жирные кислоты (миристиновая, пальмитиновая, стеариновая, арахиновая и др.) в воде нерастворимы, не обладают запахом, при комнатной температуре твердые. Непредельные жирные кислоты имеют одну и более ненасыщенные (двойные) связи, по месту которых могут присоединяться водород, кислород, галогены, существенно изменяя свойства кислот. Непредельные жирные кислоты делятся на четыре основные группы: с одной двойной связью (CnH2n-2O2, олеиновая); с двумя двойными связями (CnH2n-4O2, линолевая); с тремя двойными связями (CnH2n-6O2, линоленовая) и с четырьмя двойными связями (арахидоновая). В жирах рыб встречаются непредельные жирные кислоты с пятью и шестью двойными связями. Соотношение жирных кислот влияет на консистенцию жира, в состав которого они входят. В зависимости от этого жиры при комнатной температуре бывают твердыми, мазеобразными и жидкими. Чем больше в составе жиров насыщенных жирных кислот, тем выше температура их плавления, такие жиры называют тугоплавкими. Жиры, в состав которых входят ненасыщенные жирные кислоты, характеризуются низкой температурой плавления, и их называют легкоплавкими. Температура плавления бараньего жира 44–55, свиного – 33–46, говяжьего – 42–52, молочного жира – 32–36 °С. От температуры плавления жиров зависит усвояемость их организмом. Тугоплавкие жиры усваиваются организмом хуже, так как температура плавления их выше, чем температура человеческого тела.
По происхождению различают жиры животные, получаемые из жировой ткани животных (жиры животные топленые), и растительные, добываемые из семян растений и плодов (растительные масла). Жиры легче воды. Плотность их составляет 910–970 кг/м3. Жиры не растворяются в воде, но растворимы в органических растворителях (керосин, бензин, эфир). С водой жиры могут образовывать эмульсии, т. е. распределяются в воде в виде мельчайших шариков. Это свойство жира используют в пищевой промышленности при производстве маргарина, спреда, майонеза и соуса майонезного. При хранении под действием света и повышенной температуры жиры окисляются в присутствии кислорода воздуха и приобретают неприятные вкус и запах. О глубине процесса окисления судят по величине перекисного числа. Жиры, в состав которых входят ненасыщенные жирные кислоты, при повышенных температурах и в присутствии медно-никелевого катализатора могут присоединять водород. Процесс присоединения водорода по месту двойных связей называется гидрогенизацией. При гидрогенизации жидкие жиры превращаются в твердые, называемые саломасом. Саломасы используют при производстве маргарина и кулинарных жиров.