1.1. Особенности потребительских свойств
продовольственных товаров
Полезность продовольственных товаров определяется способностью удовлетворять потребности человека в питании и характеризуется основными потребительскими свойствами. К ним относятся пищевая, биологическая, энергетическая, физиологическая ценность пищевых продуктов, а также усвояемость, доброкачественность и органолептические свойства продуктов.
1) Пищевая ценность характеризует полноту полезных свойств продукта, т.е. доброкачественность (безвредность), усвояемость, содержание основных веществ (белков, углеводов, жиров) и биологически активных веществ (витаминов, минеральных веществ, незаменимых аминокислот) и т.д.
Наиболее высокой пищевой ценностью обладают мясо, рыба, яйца, икра рыб, молочные продукты, содержащие в необходимом соотношении для организма человека белки, жиры, углеводы и биологически активные вещества. Есть продукты, имеющие низкую пищевую ценность, т.к. в них нет набора необходимых веществ. Отдельные продукты состоят почти целиком из одного какого-либо соединения (например, сахар, крахмал).
2) Биологическая ценность − характеризуется наличием биологически активных веществ (витаминов, микро и макроэлементов, незаменимых аминокислот, полинасыщенных жирных кислот). Эти вещества в организме не синтезируются, поэтому не могут быть заменены другими веществами.
3) Физиологическая ценность − определяется способностью продуктов оказывать влияние на нервную, сердечно-сосудистую и пищеварительную системы человека. Такой способностью обладают чай, кофе, пряности и др.
4) Энергетическая ценность, или калорийность − характеризуется количеством энергии, которая высвобождается из продуктов при их биологическом окислении (усвоении) в организме. Определяется калорийность содержанием жиров, белков, углеводов и их усвояемостью. При окислении в организме 1 г жира выделяется 9 ккал (37,7 кДж) энергии, 1 г белка − 4 ккал (16,7 кДж), 1 г углевода − 3,75 ккал (15,7 кДж). Остальные вещества не выделяют, либо выделяют очень мало энергии.
Пищевые продукты имеют разный химический состав, а значит различную энергетическую ценность, которая выражается в килокалориях или килоджоулях 1 ккал = 4,18 кДж. Для определения калорийности продукта надо знать его химический состав.
Так, чтобы определить калорийность 100 г сыра Российского, надо знать его химический состав (в процентах на 100 г продукта):
· вода − 40,0;
· белки − 23,4;
· жиры − 30,0;
· органические кислоты − 2,0;
· минеральные вещества − 4,6.
Энергетическая ценность будет равна: (4 ккал х 23,4) + (9 ккал х 30) = = 363, 6 ккал или (363,6 х 4,18) = 1519,8 кДж.
Подсчитанная таким образом калорийность будет теоретическая. Для определения практической калорийности следует учесть усвояемость сыра. Если усвояемость сыра равна 98 %, то практическая калорийность будет 356 ккал или 1488, 6 кДж (363,6 х 98:100).
Норма энергетической ценности суточного рациона для взрослого человека равна 2850 ккал/11900 кДж. Оптимальное соотношение при сбалансированном питании между белками, жирами и углеводами должно быть 1:1,1:4. На продукты растительного происхождения должно приходиться 63%,животного 37% (или 2:1) от общего объёма потребляемой пищи.
5) Усвояемость продукта − это степень использования организмом потребляемого продукта. Она зависти от свойств продукта (внешнего вида, вкуса, аромата), от состояния организма, условий питания, привычек и т.п. Средняя усвояемость продукта в % составляет: белков − 84,5; жиров − 94; углеводов − 95,6.
Хуже усваивается растительная пища, т.к. она содержит вещества не доступные воздействию пищеварительных ферментов (клетчатка, протопектин и др.). Жиры с температурой плавления ниже температуры тела человека усваиваются лучше. Только усвоенная пища используется для восстановления клеток тканей и для получения энергии.
6) Доброкачественность − пищевые продукты должны быть безвредны, (доброкачественны). В них не допустимы ядовитые продукты распада белков, жиров, вредные микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности, а также соли тяжёлых металлов, алколоиды, некоторые гликозиды в количествах, причиняющих вред здоровью. Не допускаются в пищевых продуктах соли свинца, ртути, мышьяка, патогенные микроорганизмы, плесневые грибы, вредители. Строго регламентируется содержание меди, олова, никеля, металлопримесей.
7) Органолептические свойства продуктов − характеризуются показателями, определяемыми органами чувств: внешний вид, консистенция, вкус, запах и цвет. Они тесно связаны с усвояемостью продуктов. Выбор органолептических свойств и показателей зависит от назначения товара и определяется стандартами.
Вопросы для самопроверки:
1. Чем характеризуется пищевая, биологическая и физиологическая ценность продукта?
2. Дайте определение энергетической ценности продукта? Как рассчитывается энергетическая ценность?
3. Как на характеристики продовольственных товаров влияют такие показатели как доброкачественность и органолептические свойства продуктов?
1.2. Химический состав продовольственных товаров
Для восполнения затраченной в процессе жизнедеятельности энергии, для нормального обмена веществ организму человека необходимы химические вещества, которые он получает с пищей. Знание химического состава пищевых продуктов помогает изучить их потребительские свойства, организовать рациональное питание, создать экономически чистые продукты, установить правильные условия и сроки хранения.
В состав пищевых продуктов входят неорганические (вода, минеральные вещества) и органические вещества (углеводы, белки, жиры, витамины, органические кислоты и т.д.).
Вода
Вода (Н2О) играет важную роль в жизни человека. Она составляет 2/3 массы тела и участвует в обмене веществ и других биологических процессах организма. В сутки человек теряет 2-3 литра воды, а потеря организмом 20% воды приводит к смерти (если без пищи человек может существовать месяц, без воды лишь 10 суток). Суточная потребность человека в воде составляет 2-2,5 литра (40 мл на 1 кг массы).[1]
Вода входит во все пищевые продукты в различных количествах. Много воды в плодах и овощах − 70-95%, мясе − 58-78 %, рыбе − 60-84%, молоке − 88%, хлебе 48-50%. Мало − в муке, крупе (12-15%), крахмале (13-20%), поваренной соли (3%), сахаре-песке (0,14%) и др.
В процессе перевозки и хранения содержание воды в пищевых продуктах изменяется, (некоторые увлажняются, некоторые − теряют воду) в зависимости от особенностей продукта и условной внешней среды. Уменьшение или увеличение содержания воды влияет на качество продукта. Например, товарный вид, вкус плодов и хлеба ухудшаются при снижении влажности, а крупы, сахара, макаронных изделий − при её увеличении.
Многие продукты гигроскопичны (поглощают пары воды). Это сахар, соль, чай, сухари, сухофрукты и др. Чем больше воды в продукте, тем ниже её питательность, меньше срок хранения, т.к. в водной среде активизируются микроорганизмы. Поэтому влажность является важным показателем качества продуктов и нормируется стандартами. Влажность продукта устанавливается высушиванием и выражается в процентах.
В продуктах вода находится в свободном и связанном состоянии. В свободном виде она содержится в клеточном соке, между клетками и на поверхности. Она легко удаляется из продукта и приводит к естественной убыли при хранении. Связанная вода находится в соединении с другими веществами продуктов, т.е. в составе коллоидов или кристаллов. Она с трудом удаляется из продуктов, и удаление её приводит к потере качества (например, очерствение хлеба).
Минеральные вещества
Минеральные (зольные) элементы находятся в пищевых продуктах в виде органических и неорганических соединений в небольших количествах. Так, в сахаре − 0,03-0,05%, плодах и овощах − 0,2-2,7%, мясе и рыбе − 0,7-1,9%, какао-порошке − 6%. В организме человека их содержится около 3 кг (5% массы тела). Суточная потребность в минеральных веществах составляет 20-30 г и обеспечивается полностью с пищей. Они поддерживают постоянное осмотическое давление в клетках, регулируют кислотно-щелочное равновесие организма, входят в состав крови, участвуют в построении костной, мышечной тканей. Недостаток минеральных веществ в организме приводит к заболеваниям.
По количественному содержанию в продуктах минеральные вещества делят на:
· макроэлементы (содержатся в сравнительно больших количествах, в десятых и сотых долях % или более 1 мг%)[2]. Из них наиболее необходимы человеку кальций, магний, фосфор, железо, натрий, хлор, калий, сера);
· микроэлементы − находятся в продуктах в небольших количествах (не более 1 мг%). Это йод, бром, медь, кобальт, барий, марганец, свинец, фтор, алюминий, мышьяк, молибден и др.);
· ультрамикроэлементы − содержатся в ничтожно-малых количествах (в микрограммах на 100 г продукта): уран, торий, радий. Они становятся ядовитыми и опасными, если содержатся в повышенных дозах.
О количестве минеральных веществ продукта судят по количеству золы, оставшейся после его полного сжигания. Показатель − массовая доля золы в стандартах нормируется в процентах и является показателем качества муки, сахара, крахмала и др. При загрязнении продуктов песком, землёй зольность повышается.
Стандарты также учитывают наличие металлопримесей (в муке, крупе, чае) и солей тяжёлых металлов (цинк, медь, олово, кобальт, свинец), т.к. они токсичны, например, в консервах свинец не допускается, а остальные допускаются в определённых нормах.
Растительные продукты богаче минеральными веществами, чем продукты животного происхождения:
Кальцием (Са) богаты орехи, шпинат, молочные продукты, яйца, хлеб, бобовые, морковь. Суточная потребность организма в кальции 0,8 г. Необходим он для построения костей, зубов, для нормальной деятельности нервной системы и сердца. Влияет кальций на рост и сопротивляемость организма к инфекционным заболеваниям.
Фосфора (Р) много в сырах, яйцах, мясе, рыбе, икре, хлебе, бобовых, картофеле, орехах. Суточная потребность в фосфоре 1,2 г. Он входит в состав костной ткани (зубы, кости), участвует в обменных процессах, влияет на функции нервной системы; усвоение пищи.
Магний (Мg) входит в состав хлорофилла и содержится во всех растительных продуктах, морской капусте, морской рыбе, арбузах, горохе. Потребность организма в магнии 0,4 г в сутки. Он влияет на деятельность сердца, обладает сосудорасширяющим свойством.
Железо (F) входит в состав гемоглобина крови, участвует в окислительных процессах организма. Источником железа для организма является печень, почки, яйца, овсяная крупа, хлеб, ягоды, яблоки. Потребность в железе 0,018 г в сутки.
Натрий (Na) регулирует водный обмен, задерживает влагу в организме, поддерживает величину осмотического давления в тканях. Содержание в продуктах незначительно, поэтому его вводят с поваренной солью (NaCl). Суточная потребность организма в натрии 4-6 г (10-15 г поваренной соли).
Калий (К) содержится в сухофруктах (кураге, урюке, изюме, черносливе), горохе, фасоли, мясе, рыбе, молоке. Необходимо его человеку 5 г в сутки для регулирования водного обмена (усиливает выведение жидкости из организма), улучшения работы сердца.
Хлор (Cl) регулирует осмотическое давление в тканях организма и участвует в образовании соляной кислоты (HCl) в желудке. Поступает в организм с поваренной солью (NaCl). Потребность в хлоре 5-7 г в сутки.
Сера (S) входит в состав гормона инсулина, витамина В1, некоторых аминокислот. Потребность человека − 1 г в сутки. Источники серы: горох, овсяная крупа, сыр, яйца, мясо, рыба.
Медь (Cu) и кобальт (СО) участвуют в процессах кроветворения. Содержатся в печени, рыбе, свекле. Суточная потребность 2 мг.
Йод (J) участвует в построении и работе щитовидной железы. Содержится в морской капусте, морской рыбе, морепродуктах, яйцах, картофеле, моркови, свекле и т.д. Суточная потребность 0,15 мг.
Фтор (F) и марганец (Мg) участвуют в образовании костей и зубов. Содержатся в питьевой воде (фтор), листовых овощах, крупе, хлебе, печени, яйцах, молоке (марганец). Потребность в марганце 5 мг в сутки.
Цинк (Zn) влияет на работу поджелудочной железы, способствует росту организма. Содержится в яйцах, печени, картофеле, луке репчатом, яблоках, капусте. В сутки человеку необходимо 12-15 мг.
Углеводы
Углеводы − это сложные органические вещества в состав которых входит углерод, водород и кислород. Для организма человека они являются основным энергетическим веществом. При окислении в организме человека 1 г углеводов выделяет 3,75 ккал (15,7 кДж) энергии. Большинство углеводов легко и полностью усваивается организмом. Углеводы, кроме того, являются строительным материалом важнейших соединений клеток (нуклеиновых кислот и др.). Суточная потребность организма человека в углеводах составляет 400-500 г. При избыточном потреблении углеводов в организме человека они превращаются в жиры, повышают содержание холестерина в крови, нарушают работу поджелудочной железы (развивается диабет).
В процессе хранения пищевых продуктов (плодов, овощей, муки, крупы и т.д.) происходит потеря массы за счёт расхода углеводов в процессе дыхания.
По строению молекул углеводы подразделяются на 3 класса:
· моносахариды;
· олигосахариды;
· полисахариды.
Моносахариды (простые сахара) состоят из одной молекулы углевода (C6H12O6), к ним относятся:
· глюкоза (виноградный сахар);
· фруктоза (плодовый сахар);
· галактоза.
Общие свойства сахаров:
В чистом виде они представляют собой кристаллические вещества, сладкого вкуса, белого цвета, хорошо растворяются в воде и способны кристаллизоваться из водных растворов (мёд, засахаривание варенья). Легко усваиваются организмом. Гигроскопичны, под действием микроорганизмов сбраживаются, обладают восстанавливающими (редуцирующими) свойствами. Из-за высокой гигроскопичности количество редуцирующих сахаров строго регламентируется стандартами в сахаре, карамели, мармеладе, пастиле и других продуктах. При нагревании до высоких температур сахара карамелизуются (образуют вещество тёмного цвета и горького вкуса − карамелен). А редуцирующие сахара при взаимодействии с аминокислотами образуют меланоидины (вещества бурого цвета). Этим объясняется появление тёмной корочки при выпечке хлеба, цвет жареного кофе, солода, жжёного сахара и т.д. Способны к гидролизу.
Глюкоза − содержится в ягодах, плодах, овощах, мёде, обычно совместно с фруктозой. Входит в состав дисахаридов и полисахаридов (сахарозы, лактозы, мальтозы, крахмала, клетчатки). В промышленности её получают гидролизом крахмала.
Фруктоза − находится в плодах, ягодах, овощах, мёде. Это самый сладкий (в 2,2 раза слаще глюкозы) и гигроскопичный сахар. Её получают гидролизом инулина. Она медленно всасывается в кровь, поэтому полезнее других сахаров, особенно для больных диабетом.
Галактоза − в свободном виде в природе не встречается, обладает меньшей сладостью, входит в состав лактозы (молочного сахара) и пектиновых веществ.
Дисахариды (олигосахариды) − это углеводы, построенные из 2 молекул моносахаридов C12H22O11. К ним относят сахарозу, мальтозу, лактозу. Они обладают всеми свойствами сахаров.
Сахароза (свекловичный сахар) − содержится в плодах, овощах, сахарной свекле, сахарном тростнике. Не обладает восстанавливающими свойствами (не относится к редуцирующим веществам). При гидролизе расщепляется на глюкозу и фруктозу в равных количествах. Эта смесь называется инвертным сахаром (он очень гигроскопичен в отличие от сахарозы). Реакция инверсии применяется при производстве искусственного мёда.
Мальтоза (солодовый сахар) − содержится в проросшем зерне, солоде, патоке. Состоит из 2 молекул глюкозы.
Лактоза (молочный сахар) − содержится в молоке. Состоит из глюкозы и галактозы. Обладает менее сладким вкусом и меньшей растворимостью. Сбраживается до молочной кислоты, на чём основано производство сметаны, творога, простокваши и т.д.
Полисахариды − не сахароподобные вещества, молекула которых состоит из множества молекул моносахаридов (C6H10O5)n. К ним относятся крахмал, клетчатка, инулин, гликоген. Они не обладают сладким вкусом, не растворимы в воде. Способны к гидролизу. Усваиваются медленно, а клетчатка вообще не усваивается.
Крахмал − содержится в зерне, муке, крупе (60-70%), картофеле (18-20%) и других овощах. В горячей воде крахмал набухает и образует коллоидный раствор (клейстер). Гидролизуется до глюкозы. Этот процесс называют осахариванием и применяют в производстве патоки. При хранении крахмального клейстера происходит постоянное разрушение коллоида с выделением воды (старение или ретроградация), чем объясняется черствение хлеба. Крахмал окрашивается йодом в синий цвет. Этим свойством пользуются для определения наличия крахмала в продуктах (молоке, колбасных изделиях).
Клетчатка − (целлюлоза) входит в состав оболочек растительных клеток. Содержится в кожице плодов, овощей, кочерыге капусты (0,5-2,5%), оболочках зерна (отрубях) (до 11-13%). Повышенное содержание её в продукте снижает его усвояемость и пищевую ценность, ухудшает вкус. Клетчатка не растворяется в воде, не усваивается организмом человека, но положительно влияет на процесс пищеварения, усиливая перистальтику кишечника. Потребность человека в клетчатке 25 г в сутки.
Гликоген − (животный крахмал) состоит из глюкозы, содержится в печени, мышечной ткани животных как запасное вещество. Влияет на качество мяса и рыбы при созревании. Растворим в воде, клейстера не образует, йодом окрашивается в буро-красный цвет. В продуктах содержится до 0,5-1% (мясо, яйца, рыба).
Инулин − содержится в чесноке, топинамбуре, цикории, артишоке. При его гидролизе образуется фруктоза. Используется для получения фруктового сахара (рекомендуется для больных диабетом). В горячей воде растворяется, образуя при этом коллоидный раствор.
Жиры
Жиры (липиды) − это сложные эфиры (триглицериды) трёхатомного спирта глицерина (10%) и жирных кислот (90%).
Жирные кислоты бывают насыщенные до предела водородом (предельные) и ненасыщенные (непредельные), имеющие двойные связи и способные присоединять другие атомы.
Наиболее распространёнными насыщенными кислотами являются пальмитиновая и стеариновая, кроме того миристиновая, капроновая, каприловая и др. В основном они твёрдые и входят в состав животных жиров (бараний, говяжий).Ненасыщенные кислоты − олеиновая, линолевая, линоленовая, арахидоновая -жидкие и содержатся преимущественно в растительных жирах. По биологической ценности эти кислоты приравниваются к витамину F. По происхождению жиры бывают животные и растительные, по консистенции − твёрдые и жидкие.
Консистенция жира зависит от состава жирных кислот. Если в жире преобладают предельные кислоты, то жир твёрдый и температура плавления его выше. Такой жир труднее усваивается организмом (животные жиры, кроме рыбьего). Жиры, в которых больше ненасыщенных кислот − жидкие, легкоплавкие, легче усваиваются (растительные масла, кроме какао-масла и кокосового). Температура плавления бараньего жира 44-51°С, свиного 33-46°С, коровьего масла 28-34°С, подсолнечного 16-19°С. Поэтому коровье и растительные масла могут использоваться в пищу без тепловой обработки.
Жиры обладают высокой энергетической ценностью (1 г выделяет 9,0 ккал (37,7 кДж)), участвуют в процессах обмена, используются для построения клеток и жировой ткани, служат источниками для организма жирорастворимых витаминов (А, Д, Е, К) и являются запасным веществом. При недостатке жиров замедляется рост, уменьшается сопротивляемость организма к заболеваниям, сокращается продолжительность жизни. Суточная потребность человека в жирах 90-100 г.
Богаты жирами растительные масла, маргарин, животные жиры, коровье масло (80-99%), орехи (67-70%), шоколад (35-40%). Мало жира содержится в плодах (0,2-0,4%), овощах (0,1-0,5%), злаковых культурах (1,5-2%). Не содержат жиры сахар, леденцовая карамель, крахмал.
Жиры не растворимы в воде, но растворяются в химических растворителях (бензине, эфире, керосине). С водой могут образовывать эмульсии (т.е. распределяться в виде мельчайших капелек) − маргарин, майонез. Под действием света и тепла жиры окисляются кислородом воздуха, приобретая неприятный вкус и запах (прогоркают). Наиболее быстро прогоркают жиры, содержащие непредельные жирные кислоты. Для растительных масел в стандартах есть показатель (йодное число). Йодное число показывает степень ненасыщенности кислот. Чем выше йодное число, тем больше ненасыщенных кислот в жире, тем быстрее он прогоркает. При определённых условиях ненасыщенные жирные кислоты могут присоединять водород, в результате жир становится твёрдым (гидрожир или саломас). Этот процесс называют гидрогенизацией. Саломас является основным сырьём для маргарина и кулинарных жиров
При высоких температурах (при жарке) жиры дымят (кроме кулинарных жиров); с образованием ядовитого летучего вещества − акролеина. Жиры способны к гидролизу (реакция омыления), при этом в жирах появляется салистый вкус и неприятный запах, повышается кислотность. В стандартах степень свежести жира определяется показателем «кислотное число».
Природные жиры содержат жироподобные вещества (липоиды):
· фосфоглицериды (фосфатиды);
· стерины;
· воска.
Наиболее часто встречаются из фосфатидов − лецитин, из стеринов − холестерин. Лецитин способствует усвоению белков, углеводов, снабжает организм человека фосфором, препятствует развитию атеросклероза, малокровия, ожирения печени. Содержится в яичном желтке, сое, коровьем масле, нерафинированных растительных маслах. Холестерин (в животных жирах) в организме под действием ультрафиолетовых лучей превращается в витамин D, способен обезвреживать яды, но его избыток способствует развитию атеросклероза, поэтому потребление животных жиров надо ограничивать.
Белки
Азотистые вещества делят на белковые и небелковые. К небелковым относятся аммиак, нитраты, содержание которых нормируется стандартами, т.к. они вредны для организма человека.
Белки − это сложные азотистые вещества, состоящие из аминокислот (всего 20). Многие из них синтезируются в организме из других веществ, поэтому называются заменимыми; 8 аминокислот не синтезируются, поэтому должны поступать в организм в готовом виде с пищей. Эти 8 аминокислот называют незаменимыми (метионин, триптофан, лейцин, лебцин, изолейцин, фенилаланин, валин, треонин). Если белки содержат все 8 незаменимых аминокислот, они называются полноценными. Это белки молока, куриных яиц, сои, гречихи, пшеницы, мышечной ткани мяса, рыбы и т.д. Если хотя бы одна из незаменимых аминокислот отсутствует, белки называются неполноценными (белки проса, кукурузы, соединительной ткани мяса, рыбы).
В организме человека белки регулируют все жизненные процессы, образуют ферменты, гормоны, витамины; входят в состав тканей, восстанавливают клетки, т.е. являются основой жизни. При расщеплении 1 г белка выделяется 4 ккал (16,7 кДж) энергии. Суточная потребность человека в белках 80-100 гр.
Много белков содержатся в мясе (12-20%), рыбе (20-24%), молоке (3,5-4%), бобовых культурах (20-23%). Мало в овощах (0,5-5%), масле сливочном (0,6%). Совсем нет − в растительных маслах, сахаре, крахмале.
По происхождению белки бывают животными и растительными. Сочетание животных и растительных белков повышает ценность белкового питания. В зависимости от состава белки делят на:
