книги2 / 69

21

свободной воды переходит в связанную с белками, крахмалом и другими веществами. В результате черствения (синерезиса) хлеба, или оттаивания замороженного мяса связанная вода переходит в свободную.

Удаление свободной воды (замораживание, высушивание), или перевод ее в связанную форму за счет добавления соли (соление рыбы, сала), или сахара

(варенье из ягод, фруктов) удлиняет сроки хранения продуктов, так как идет ингибирование ферментов микроорганизмов.

Между различными видами воды существует динамическое равновесие.

Изменение их соотношения меняет свойства продуктов. Например, при влажности зерна 15-20% почти всю воду составляет связанная вода (10-15%).

При увлажнении зерна до 30-40% увеличивается свободная вода и зерно прорастает. Из всей воды молока 83-84% составляет свободная вода. В плодах и овощах содержится 70-90% воды в основном, вся вода свободная, только 5% -

связанная. Большую часть мяса представляет связанная вода.

Пищевые продукты поглощают (сорбируют) извне и отдают (десорбируют)

водяные пары. Способность продуктов к сорбции и десорбции водяного пара называется гигроскопичностью.

Наиболее высокой гигроскопичностью обладают: сухое молоко, яичный порошок,

сушеные овощи, крахмал.

Для многих пищевых продуктов влажность (содержание воды) является важным показателем качества. Поэтому возрастание или убывание содержания воды против нормы вызывает ухудшение качества продукта.

При поглощении влаги продукты теряют сыпучесть (соль, мука, сахар),

изменяется их консистенция (соль, карамель, сыр, макароны), увеличивается масса продукта, усиливается химические процессы, в том числе процессы порчи продуктов.

22

Потеря влаги вызывает потерю массы, снижение качества продукта

(сморщивание и увядание плодов, усушка яиц, черствение хлеба). Потеря воды происходит и во время подготовки продуктов к потреблению. Так, при жарке и варке мяса в нем теряется 30-50 % воды.

2.4Биологическая роль воды и потребность человека в ней

Ворганизме человека, в среднем,

содержится 5 литров свободной и 30-40

литров связной воды. Высоким содержанием воды отличаются биологические жидкости: слюна, пот –

99,5%, плазма крови – 92%, моча – 83%. В

целом в организме 65% массы тела составляет вода, в том числе 46% влаги содержится в мышцах. Жировая ткань концентрирует 30% воды, костная – 45%,

почки – 80%, кожа – 70%. Содержание воды в организме человека меняется с возрастом. Например, если взрослый организм состоит на 60-64% из воды, то плод - на 90%. Депо воды – печень и кожа.

Вода в организме образуется в процессах окисления белков, жиров, углеводов: 100 г жира дают 107 мл воды,

белка – 41 мл, углеводов – 550 мл.

По этой причине воды из организма выделяется больше, чем потребляется, так как часть ее вырабатывается в результате химических реакций, протекающих внутри организма.

Все живое на земле без воды существовать не может. Вода - идеальная среда для транспорта питательных веществ в клетке. Она обеспечивает подвижность молекул внутри клеток, выход шлаков из клеток. Вода растворяет

23

неорганические и органические вещества и разносит их по организму. Все функции вода выполняет при температуре организма, так как в этих условиях вода является жидкостью. Следует иметь ввиду, что вода не все растворяет.

Она, к примеру, не растворяет фосфат кальция костей, поэтому скелет человека не растворяется в собственной жидкости. Вода принимает участие в реакциях образования гормонов, ферментов, белков, жиров, углеводов всего организма.

Без воды не может усваиваться пища организмом.

Потребность организма в воде проявляется чувством жажды, которое возникает в результате рефлекторного возбуждения определенных участков головного мозга. Потребность в жидкости возрастает при физическом труде,

работе в горячих цехах, ожирении, усиленном питании, введении в организм соли. Резкое ограничение жидкости приводит к повышенному расходу белков,

избыточное количество жидкости - не желательно и целесообразно только при отравлении организма ядами, лекарствами, при инфекции.

Выводится вода из организма с мочой, потом, через легкие, кишечник.

Потребность человека в воде составляет 40 мл на один кг массы тела, для детей

- в 3 раза больше. В сутки человеку требуется 1700-2200 мл воды. Без пищи человек может прожить около месяца, а без воды всего несколько суток. Потеря организмом 0,1 части воды опасна для здоровья, а потеря 0,2 части -

смертельна.

Вопросы для самоконтроля

1.Какие вещества являются гидрофильными и почему?

2.Чем обусловлена гидратация белковых молекул?

3.Какую воду называют свободной, а какую связанной?

4.Перечислите физические и химические формы связей воды.

5.Какие продукты обладают наиболее высокой гигроскопичностью?

24

Тема 3 Белковые вещества пищи

3.1 Белки. Общие сведения. Классификация. Структура белковой молекулы

Белки относятся к незаменимым эссенциальным веществам, то есть они синтезируются в организме в недостаточном количестве и поэтому должны поступать в него с пищей. Без белков невозможно развитие, рост и жизнь организма в целом.

Белки – это полимеры, построенные из аминокислот. В них содержится

50% углерода, 23% кислорода, 16% азота, 7% водорода и от 0 до 3% серы. В

некоторых белках есть фосфор, железо.

Ввиду огромного числа белков не существует единой их классификации. В

настоящий момент действует несколько классификаций; в основу каждой из них, положен какой - либо признак, по которому белки объединяют в группы.

По степени сложности строения белки делят на: простые белки, которые состоят только из аминокислот, и сложные - это такие белки в состав которых входит протеин и добавочная группа небелковой природы, называемая

простетической.

Представителями простых белков являются: альбумины, глобулины,

проламины, глютелины, гистоны, протамины. Альбумины, глобулины,

гистоны и протамины встречаются практически во всех животных и растительных клетках. Проламины и глютелины - это белки растений.

В качестве простетической группы сложных белков выступают липиды,

углеводы, нуклеиновые кислоты, гемоглобин и другие компоненты. Сложные белки называются соответственно: липопротеинами, гликопротеинами,

нуклеопротеинами, гемопротеинами и так далее. Сложные белки встречаются у всех представителей живых организмов.

25

Нуклеопротеины (нуклеопротеиды) - устойчивые комплексы нуклеиновых кислот с белками, длительное время существующие в клетке в составе органелл или структурных элементов клетки. Являясь важнейшими биополимерами, они составляют существенную часть рибосом, хроматина, вирусов:

Нуклеопротеины отвечают за продолжение жизни и

воспроизведение

клетки.

Липопротеины

(липопротеиды) -

содержат кроме белка липиды. В составе липопротеинов могут быть свободные жирные кислоты, нейтральные жиры, фосфолипиды, холестерины:

Липопротеины низкой плотности (ЛПНП) приводят к образованию атеросклеротических бляшек, которые препятствуют нормальному кровообращению, увеличивая риск патологий сердечно - сосудистой системы.

Липопротеины высокой плотности (ЛПВП) способствуют выведению холестерина из крови, очищая сосуды, и предупреждая такое распространенное заболевание, как атеросклероз.

Продукты, содержащие ЛПНП, не рекомендуется употреблять: фастфуд,

26

полуфабрикаты, субпродукты (в них концентрация вредного вещества особенно высока), любая жирная или жареная пища.

Продукты, содержащие ЛПВП, обязательно должны присутствовать в рационе. Их недостаток может обернуться: хрупкостью сосудов, нервными расстройствами, ухудшением усвоения кальция, ожирением, нарушениями в половой сфере. Полезно употреблять в пищу: орехи (10–12 штук в день, так как их калорийность очень высока); овсяная, рисовая, ячневая крупы; кукурузное,

рапсовое, льняное и соевое масла. Их можно использовать в небольшом количестве, например, для заправки овощного салата. Авокадо, содержащий ненасыщенные жиры; цитрусовые, абрикосы, сливы, яблоки, дыня, арбуз;

морковь, капуста, артишок, чеснок.

Фосфопротеины (фосфопротеиды) - это белки, в которых присутствует фосфатная группа. Она связывается с пептидной цепью через остатки тирозина,

серина и треонина, то есть тех аминокислот, которые содержат ОН-группу:

Фосфопротеинам принадлежит важная роль в питании молодого организма. Например: казеин - белок молока.

Гликопротеи́ны (гликопротеиды) - это двухкомпонентные белки, в

которых белковая (пептидная) часть молекулы ковалентно соединена с одной или несколькими группами гетероолигосахаридов. Моносахариды, связанные с

27

конкретным белком, могут быть разными: это может быть глюкоза, фруктоза,

манноза, глюкозамин, галактозамин, ксилоза, сиаловые кислоты, галактоза.

Гликопротеины выполняют различные функции: структурную (коллаген,

эластин); защитную (антитела, интерферон, факторы свертывания крови -

протромбин, фибриноген); рецепторную (присоединение эффектора приводит к изменению конформации белка-рецептора, что вызывает внутриклеточный ответ); гормональную (тиреотропный, гонадотропный, адренокортикотропный гормоны); ферментативную (холинэстераза, нуклеаза); транспортную

(трансферрин, транскортин, альбумин, Na+,К+-АТФаза).

Источники гликопротеинов: холодец, заливное, желе, костные бульоны,

красная рыба (осетр, семга, форель, горбуша), злаковые.

Хромопротеины содержат окрашенные простетические группы. К

этим белкам относят гемопротеины

(содержат гем), ретинальпротеины

(содержат витамин А), флавопротеины

(содержат витамин В2),

кобамидпротеины (содержат витамин

В12).

28

Гемопротеины (гемопротеиды) – сложные белки, которые делят на:

неферментные (гемоглобин и миоглобин), ферментные (цитохромы митохондриальной ЦПЭ, цитохром Р450, участвующий в микросомальном окислении; каталаза, пероксидаза).

Велика биологическая роль этих белков – участвуют в физиологических процессах: дыхание клетки, транспорте кислорода и углекислого газа,

окислительно-восстановительные реакции.

Источники гемопротеинов: печень, творог, овощи, фрукты, зерновые,

ягоды.

Структура белковой молекулы

Белки - природные полимеры, построенные из остатков аминокислот.

Аминокислоты - это гетерофункциональные соединения. В молекуле аминокислоты содержится несколько функциональных (определяющих их свойства) групп: аминогруппа - NH2, карбоксильная группа – СООН и радикалы

(остатки) -R, имеющие различное строение:

В построении белков участвуют а - аминокислоты, в молекулах которых аминогруппа расположена у соседнего с карбоксильной группой углеродного атома. В молекулах белка а - аминокислоты связаны между собой пептидными

(- CO-NH-) связями:

Последовательность соединения аминокислотных остатков в полипептидной цепи получила название первичной структуры белка. Для белков, строение которых отличается исключительной сложностью, кроме

29

первичной структуры различают и более высокие уровни структурной организации: вторичную, третичную, а иногда и четвертичную структуры.

3.2 Основные белки пищи

Белки животного происхождения.

Одним из важнейших белковых ресурсов пищи является мясо.

Немаловажное значение имеет молоко. Эти продукты обладают высокой биологической ценностью и практически полным отсутствием в них токсических веществ.

Белки мяса, молока, яиц и рыбы.

Содержание белка в мясных продуктах колеблется от 11 – 22% . Главные мышечные белки – миозин, актин, актомиозин, и белок, образующий студень – коллаген (простые белки), миоглобин (сложный белок).

Молоко содержит от 2,9 – 3,5% белков. Основной белок молока – казеин и растворимые белки: лактоглобулины, лактальбумины, иммуноглобулины и альбумины сыворотки крови. Белки молока обладают наиболее высокой питательной ценностью, чем мясо.

Источниками пищевых белков являются так же мясо птицы, яйцо, рыба и морепродукты.

Мясо птицы – более качественный продукт с низкой калорийностью по сравнению со свининой и говядиной. Мышечная ткань птицы содержит 18 – 22% белков.

Яйца - это продукт птицеводства, который по энергетической ценности и по содержанию белков, витаминов и минеральных веществ приравнивается к мясу и молоку. Массовая доля белка в яйце составляет около 12%. В состав яичного белка входят простые белки - овальбумины, овоглобулины и сложные белки - овомукоиды и овомуцины.

Белками богата рыба. Их содержание в рыбе колеблется от 15 – 25%. По своему строению белки рыбы схожи с белками мяса. Основные белки рыбы

30

водорастворимые - альбумины, солерастворимые - глобулины, и

нерастворимые в воде - стромы. Мясо рыбы наиболее нежное, мягкое по сравнению с говядиной и свининой и оно лучше усваивается.

Белки растительного происхождения.

В решении проблемы белка огромную роль в качестве сырья играют бобовые культуры: горох, фасоль, бобы, арахис. Белки бобовых представлены глобулинами (60 – 90%) и альбуминами (10 – 20%).

К масличным культурам относятся: соя, подсолнечник, арахис, кунжут.

Наиболее важное практическое значение имеет соя. Соевые бобы – известный источник белка. Соевые белки имеют высокую биологическую ценность.

В качестве источников белков в пищу человека используются злаковые культуры: пшеница, рожь, ячмень, кукуруза. Массовая доля белков в культурах варьирует (в %): кукуруза – 11; ячмень – 9,4; пшеница – 9,3; рожь – 1,4. Белки злаковых – альбумины, глобулины, проламины, глютелины.

3.3Физико-химические свойства белков и процессы, протекающие

вбелках при хранении и кулинарной обработке

Высокая активность белков в процессах жизнедеятельности животных и растений, образующих белок, объясняется интенсивной реактивной способностью боковых цепей белковых молекул. Они легко вступают в реакции с окружающими молекулами. Белки, как высокомолекулярные соединения, проявляют основные свойства коллоидных систем.