Тема 5. Ліпіди харчових продуктів

ПЛАН

1. Фізіологічна роль вуглеводів для організму людини. Вміст вуглеводів у харчових продуктах.

2. Класифікація вуглеводів. Моносахариди, їх роль у формуванні споживних властивостей харчових продуктів.

3. Властивості полісахаридів першого і другого порядку.

З погляду харчової цінності вуглеводи підрозділяють на засвоювані (глюкоза, фруктоза, сахароза, крохмаль, декстрини, глікоген) і незасвоювані (інулін, пектин, целюлоза, гуммі і слиз). Потрібні організму людини щодня 400 - 500 г вуглеводів (зокрема 50 — 100 г моно- і дисахаридів) є важливим джерелом енергії (1 г дає 15,7 кДж).

Надлишок вуглеводів перетворюється на жир, що відкладається в організмі, а також збільшує рівень холестерину в крові, що сприяє розвитку атеросклерозу. Надлишок цукру знижує травну, захисну і синтетичну функції корисної кишкової мікрофлори.

Щоб забезпечити збалансованість окремих вуглеводів і близьких до них речовин, необхідний достатньо високий рівень пектинових речовин і клітковини (25 г в добу). Пектинові речовини, які є в плодах і овочах, пригнічують розмноження гнильних мікроорганізмів, забезпечуючи кращі умови для життєдіяльності корисної кишкової мікрофлори. Клітковина стимулює перистальтику кишечника, нормалізує життєдіяльність корисної кишкової мікрофлори, сприяє виведенню з організму холестерину. Щоденне включення в раціон харчування овочів і фруктів дозволяє збалансувати окремі вуглеводи (крохмаль - 75, цукор - 20, пектинові речовини - 3, клітковина - 2% від загальної їх кількості), що має значення для профілактики атеросклерозу.

За змішаної їжі засвоюваність вуглеводів картоплі становить 95, овочів - 85, фруктів - 90, молока і молочних продуктів - 98, цукру - 99%. Вуглеводи входять до складу нуклеїнових кислот, глікозидів, глюкопротєїдів і інших сполук клітин.

За фізичними і хімічними властивостями вуглеводи ділять на три групи: моносахариди (прості цукри), полісахариди I порядку або олігосахариди (розчинні у воді) і полісахариди II порядку (несолодкі, у воді утворюють колоїдні розчини).

До складу харчових продуктів найчастіше входять наступні вуглеводи: з моносахаридів – пентози (арабіноза, ксилоза, рибоза) і гексози (глюкоза, фруктоза, галактоза); з полісахаридів першого порядку (олігосахариди) – дисахариди (сахароза, мальтоза, лактоза, трегалоза, целлобіоза) і трисахариди (рафіноза); з полісахаридів другого порядку (поліози) – петозани (арабан, ксилан), гексозани (крохмаль, інулін, глікоген, клітковина або целюлоза) і пектинові речовини.

Моно- і олігосахариди називають цукрами, вони мають
солодкий смак. Мінімальна концентрація фруктози в розчині, що викликає відчуття солодкості, - 0,25%, сахарози - 0,38%. За однаковою температури солодкість фруктози в порівнянні із солодкістю сахарози (прийнятої за 100) рівна 173, глюкози - 74, мальтози і галактози - 32, рафінози - 23, лактози – 16%.

На здатність цукрів до кристалізації з водних розчинів значний вплив, поряд з іншими чинниками, робить їх розчинність. Розчинність цукрів у воді за температури 20⁰С: фруктози - 78,5, сахарози - 66,9, глюкози - 47,7, мальтози - 44,1, лактози – 16,1%, а за 50⁰С - відповідно 86,9, 72,3, 70,9, 60,2 і 30,4%.

Під час зберігання харчових продуктів з високим вмістом цукру найчастіше спостерігається кристалізація сахарози (зацукровування цукерок, карамелі), іноді глюкози (зацукровування меду, варення, джему) і лактози (зацукровування згущеного молока). Фруктоза внаслідок великої її розчинності не кристалізується, а за відносною вологості повітря 50% вона навіть поглинає вологу. Глюкоза і мальтоза менше гігроскопічні, а хімічно чиста сахароза практично негігроскопічна. Гігроскопічність цукрів впливає на зберання харчових продуктів, що враховують у процесі їх виробництва (нормування цукру у варенні, джемі, повидлі для попередження бродіння).

Моносахаридами називаються вуглеводи, які не здатні гідролізуватися з утворенням більш простих сполук. Зазвичай їх склад відповідає формулі С_nН_2nO_n. До складу харчових продуктів входять головним чином моносахариди з 5 і 6 вуглецевими атомами – пентози (С₅Н₁₀O₅) і гексози (С₆Н₁₂O₆). Моносахариди - сильні відновники – осаджують срібло з аміачних розчинів оксиду срібла (реакція «срібного дзеркала») і оксид міді Cu₂О за взаємодії з розчином Фелінга (цей розчин готують змішуванням рівних об'ємів водного розчину сульфату міді і лужного розчину натрій-калієвої солі винної кислоти). Остання реакція використовується для визначення вмісту редукуючих цукрів (цукри, які мають відновлюючі властивості, називаються редукуючими) за кількістю випавшого в осад оксиду міді Cu₂О (метод Бертрана). Оскільки для редукуючих цукрів характерна висока гігроскопічність, той їх вміст регламентується стандартами в таких продуктах, як цукор, карамель, халва, мармелад, пастила й ін.

Глюкоза має редукуючі властивості Вона є в листі, плодах, овочах, меді, у крові, є складовим елементом бурякового цукру, мальтози, лактози, клітковини, крохмалю.

Фруктоза має відновлюючі властивостями. Знаходиться вона в плодах сім’ячкових, кавунах, меді, входить до складу сахарози, інуліну. Фруктоза легко засвоюється організмом людини.

Глюкоза і фруктоза легко зброджуються дріжджами з утворенням спирту і вуглекислого газу.

Суміш глюкози і фруктози в рівних кількостях, яка одержується в результаті гідролізу сахарози, називається інвертним цукром. Застосовують його в кондитерському виробництві.

Галактоза є складовою частиною молочного цукру (лактози) і рафінози, агар-агару, пектинових речовин. Відрізняється незначною солодкістю.

До олігосахаридів відносять дисахариди (сахароза, мальтоза, трегалоза, лактоза, целлобіоза) С₁₂Н₂₂О₁₁ і трисахарид рафіноза - С₁₈Н₃₂О₁₆. Дисахариди добре розчиняються у воді і спирті, солодкі, під впливом ферментів травного тракту, дріжджів або під час кип'ячення з кислотами перетворюються на прості цукри. Олігосахариди піддаються гідролізу під час запікання яблук, варіння киселів з кислих фруктів і ягід, у чаї з лимоном. Щоб на поверхні киселів не утворилася скориночка, її посипають цукровою пудрою. Розплавлений цукор за нагрівання цукрів до температури 160—190°С карамелізуєтся (краще за інших карамелізуєтся лактоза і фруктоза), відщеплюючи воду і утворюючи спочатку карамелан, а потім темнозабарвлений карамелен, який гіркий на смак і добре розчиняється у воді. На карамелізації засновано приготування коричневої фарби (паленки) для м'ясних соусів і желе.

Глюкоза, фруктоза, лактоза в розчині вступають в реакцію з амінокислотами білків, утворюючи темнозабарвлені меланоїдини; цим обумовлено потемніння молочних консервів, скоринки хліба після випікання і ін.

Сахароза міститься у цукровому буряку (до 24%), цукровій тростині (до 26%), у сливах (до 9%), динях (до 8,5%) і багатьох інших продуктах.

Мальтоза у вільному вигляді в природі не буває, утворюється вона за гідролізу крохмалю, міститься в патоці і пророслому зерні. Вона менш солодка в порівнянні із сахарозою. У результаті розщеплювання мальтози утворюється глюкоза.

Лактоза міститься тільки в молоці, при розщеплюванні утворює глюкозу і галактозу. Ферменти молочно-кислих бактерій зброджують її з утворенням молочної кислоти.

Трегалоза є угрибах, дріжджах і в деяких водоростях.

Рафіноза міститься в невеликих кількостях у цукровому буряку, насінні сої, гороху, бавовника. Вона розчиняється у воді, несолодка, при її розщеплюванні утворюється глюкоза, фруктоза і галактоза.

До полісахаридів належать крохмаль, глікоген, інулін, целюлоза (клітковина). Інулін розщеплюється під дією мінеральних кислот до фруктози, а вся решта полісахаридів до глюкози. Целюлоза і протопектин становлять основу опорних тканин рослин, а крохмаль, глікоген і інулін є резервними поживними речовинами.

Крохмаль (С₆Н₁₀0₅)_n міститься в зерні пшениці (до 68%), гороху (53%), в картоплі (до 24%), рисі (до 74%). Під час нагрівання з водою він утворює в'язкі колоїдні розчини, це пов'язане з клейстеризацією крохмалю. Крохмальні зерна різних рослин відрізняються різною температурою клейстеризації (картопляні - 62,5°С, пшеничні - 67,5, рисові - 61,2, кукурудзяні - 62,5°С), формою і будовою. Найкрупніші зерна має крохмаль картопляний, менші - пшеничний, кукурудзяний, рисовий.

Оболонка крохмального зерна складається з амілопектину, який набухає в гарячій воді з утворенням в'язкого клейстеру. У процесі приготування їжі амілопектин руйнується, після чого крохмаль, здатний утворити колоїдні розчини, стає доступним щодо дії травних ферментів. Усередині зерна крохмалю - амілоза, розчинна в гарячій воді. У холодній воді крохмаль не розчиняється, але поглинає до 30% її, трохи набухаючи.

Фермент - амілаза розщеплює крохмаль до декстринів (розчинні у воді солодкуваті речовини світлого кольору), -амілаза - до мальтози, яка за умови дії мальтази перетворюється на кінцевий продукт розщеплювання - глюкозу. Хлібопекарські і кулінарні властивості борошна обумовлені співвідношенням - и -амілази. Багато -амілази є у пророслому зерні, борошно з нього містить багато декстринів, який мають склеюючі властивості, тому хліб з такого борошна важкий, липкий, малопористий.

Глікоген (тваринний крохмаль) міститься в печінці, грибах, дріжджах, зерні кукурудзи. При його гідролізі утворюється глюкоза. Він легко набухає і розчиняється у воді.

Інулін є в бульбах земляної груші, корінні цикорію. Він легко розчиняється в теплій воді, утворюючи колоїдний розчин; при гідролізі перетворюється на фруктозу; вживається для харчування хворих на діабет.

Целюлоза (клітковина) неодерев’янила (у листі капусти і деяких овочів) розчиняється травними соками організму людини, а та, що одерев’янила, тобто просочена мінеральними солями, лігніном, кутином (у оболонках зерна, шкірці картоплі), не засвоюється.

Пектин - розчинна сполука клітинного соку яблук, абрикосів, агрусу. За наявності достатньої кількості цукру (65%) і кислоти (1%) здатний утворювати міцні драглі (пектину беруть 1-1,5%). Плоди (яблука, абрикоси, сливи ренклод), що містять пектин, використовуються для вироблення мармеладу, джему, желе, зефіру, пастили.

Дата добавления: 2014-01-11