Характеристика химического состава пищевых продуктов (на примере молока)

Витамин В₃ (пантотеновая кислота) содержится в зеленых растениях, а также синтезируется дрожжами и микрофлорой желудочно-кишечного тракта животных. Биохимическая роль пантотеновой кислоты заключается в том, что она входит в состав кофермента А, играющего важную роль в синтезе жирных кислот, липидов, холестерина, лимонной кислоты и т. д. В клетках молочной железы она также принимает участие в биосинтезе составных частей молока. Для дрожжей, молочнокислых и пропионовокислых бактерий пантотеновая кислота выполняет функцию фактора роста. Молоко содержит 2-3,8 мг/кг пантотеновой кислоты.

Витамин В₉ (фолиевая кислота, фолацин) широко распространен в растительных кормах. Кроме того, у животных он синтезируется микрофлорой кишечника. Фолацин находится в организме как в свободном, так и в связанном состоянии, выполняя вместе с витамином В₂ роль кофермента в реакциях метилирования. В молоке содержание фолиевой кислоты колеблется от 0,004 до 2,6 мг/кг (ее количество повышено в твороге и сырах за счет биосинтеза микрофлорой заквасок). Фолиевая кислота и входящая в ее состав парааминобензойная кислота являются факторами роста для многих микроорганизмов. Поэтому недостаток ее и других факторов роста — ниацина, пантотеновой кислоты и биотина — в молоке весной может быть причиной замедленного развития молочнокислых бактерий заквасок.

Витамин В₁₂ (цианкобаламин) синтезируется микроорганизмами рубца и кишечника животных и поступает с кормами животного происхождения (рыбная и мясокостная мука, сывпротка и др.). У жвачных он принимает участие в метаболизме пропионовой кислоты, синтезе нуклеиновых кислот, метионина, холина и т. д. В молоке витамин В₁₂ и фолиевая кислота связаны с защитным белком. Количество витамина в молоке составляет 2,2-5,9 мкг/кг, но его содержание повышено в сырах и твороге. Следовательно, молоко и молочные продукты являются существенным источником цианкобаламина для человека, покрывая от 20 до 75 % его суточной потребности [15, c. 12].

Витамин РР (никотиновая кислота, никотинамид, амид никотиновой кислоты).

Специфические противопеллагрические средства, улучшающие углеводный обмен, обладающие сосудорасширяющим действием и положительно влияющие на гемодинамику, а также оказывают детоксикационное действие, улучшают функциональную способность печени, стимулируют кроветворную функцию костного мозга, а также регулируют уровень холестерина и липопротеидов.

 Для РР-гиповитаминоза  характерно появление быстрой  утомляемости, слабости, бессонницы, воспалительных  изменений кожи, известных под  названием пеллагра (шершавая кожа). В природе никотиновая кислота  в свободном состоянии встречается  в малых количествах, а большей частью в виде никотинамида. Содержится во многих злаках, хлебе, дрожжах, овощах, фруктах, гречневой крупе, помидорах, персиках, семенах чечевицы, орехе, землянике, грибах и др. Суточная потребность взрослого человека в никотиновой кислоте 15 мг. Люди получают витамин РР только с пищей, а организм коров синтезирует его сам. В зимний период в молоке этого витамина несколько больше. Витамин РР устойчив ко многим факторам, и поэтому при переработке и хранении молока не разрушается.

Витамин С (аскорбиновая кислота).

Одно из важнейших для нормальной деятельности человеческого организма веществ — участвует в регулировании окислительно-восстановительных процессов и обмене веществ, повышает сопротивляемость организма к инфекциям, нормализует проницаемость сосудов, активно участвует в образовании стероидных гормонов, ускоряет заживление ран, обладает дезинтонксикационным действием при отравлении различными ядами и бактериальными токсинами, стимулирует эритропоэз. Аскорбиновая кислота снижает побочные явления при лечении сульфаниламидными препаратами, оказывает защитное действие при повышенном радиационном фоне, а также при избытке в организме нитратов и нитритов. Витамин С помогает выводить холестерин из организма. При недостатке витамина С возникает заболевание цингой, при котором появляется общая слабость, припухлость суставов, повышенная раздражительность, нарушение сердечного ритма, учащенное дыхание, снижение гемоглобина в крови, нарушения со стороны надпочечников, воспаление десен, выпадение зубов и уменьшение сопротивляемости организма ко многим инфекционным заболеваниям. Потребность человека в витамине С значительно большая, чем в других витаминах. В наибольшем количестве витамин С содержится в парном (только что выдоенном) молоке. Витамин С легко разрушается под влиянием многих факторов: света, воздуха, высокой температуры и т. д.

Но далеко еще не все  осведомлены о том, что можно  заболеть и от избытка витаминов. Недостаток витамина С ослабляет  организм, делает чувствительным к  неблагоприятным факторам среды, поэтому казалось вполне логичным, что увеличение дозы витамина С организм укрепляет. Отсюда и распространенное заблуждение, будто витамин С надо употреблять в повышенных количествах, как например, считал американский биохимик С.Полинг. Однако многие специальные научные исследования не подтвердили эту точку зрения. Организм человека не способен к синтезу аскорбиновой кислоты. Суточная потребность для взрослых составляет 50 мг, а при большой физической нагрузке 75-100 мг. Потребность в аскорбиновой кислоте увеличивается у беременных и кормящих грудью (до 100 мг).

Витамин Е (токоферолы и токотриенолы).

Группа, состоящая из семи витаминов с различным биологическим действием и обладающая высокой устойчивостью; они не разрушаются при нагревании до 170° С и под действием ультрафиолетовых лучей. И называют такие витамины токоферолами (от греческого слова «токос» — потомство и латинского «ферре» — приносить).

Само название говорит  о том, что витамин Е играет важную роль в воспроизводительной  функции организма. Он способствует нормальному течению беременности и развитию плода. В человеческом организме витамин Е участвует в процессах липолиза и липогенеза, обладает выраженным противосклеротическим, антигистаминным и противовоспалительным действием, являясь в то же время универсальным стабилизатором клеточных мембран, тормозит окисление витамина А и каротина и предупреждает образование токсических продуктов окисления в тканях. Токоферолы и токотриенолы, являясь стимуляторами мышечной деятельности и функции половых желез, способствуют накоплению во внутренних органах всех жирорастворимых витаминов. При недостатке в организме токоферолов наступают дистрофические изменения мышечной ткани.

Витамин Е содержится во всех молочных продуктах. В молоке коров, получающих зеленый корм, его больше, чем в молоке тех же коров в зимний период. Витамин Е также содержится, главным образом, в зеленых частях растений (зеленый салат, шпинат и др.), в зародышах прорастающих зерен (пшеница, овес, ячмень и др.), в растительных маслах (подсолнечном, кукурузном, облепиховом, в масле грецких и кедровых орехов, хлопковом и др.). Суточная потребность взрослого человека в витамине Е — 20-30 мг 

[15, c. 12].

Из таблицы 1.1  видно, что в коровьем молоке больше всего содержание витаминов В₂ – 0,15 мг, С – 1,5 мг и витамина РР – 0,10 мг. Также видно, что 3 литра молока удовлетворяет суточную потребность человека в ретиноле, в эргокальцифероле – 5 л, в тиамине –3,1 л, в рибофлавине – 1 л молока, в витамине РР – 16,6 л, в витамине В₆ - 3,4 л, в витамине В₁₂ – 0,75 л, в аскорбиновой кислоте – 4,5 л молока.

Таблица 1.1 - Содержание витаминов в коровьем молоке, мг %         

Наименование	Содержание в молоке, мг	% от суточной потребности
Витамин А	0.03	3.3
Витамин D	0.05	2
Витамин Е	0.09	1
Витамин В1	0.04	3.2
Витамин В2	0.15	10
Витамин РР	0.10	0.6
Витамин В6	0.05	2.9
Витамин В9	0.005	2.5
Витамин В12	0.0004	13.3
Витамин С	1.5	2.2

 Примечание – Источник: собственная разработка

 

 

1.3 Неорганические вещества

К неорганическим веществам  относят воду  и минеральные вещества. Вода входит в состав всех пищевых продуктов, но содержание их различно. Количество воды в пищевых продуктах влияет на их качество и сохраняемость. Скоропортящиеся продукты с повышенным содержанием влаги без консервирования длительное время не сохраняются. Вода, содержащаяся в продуктах, способствует ускорению в них химических, биохимических и других процессов. Продукты с малым содержанием воды лучше сохраняются. Минеральные (зольные) вещества имеют большое значение в жизни живых организмов. Они содержатся во всех пищевых продуктах в виде органических и неорганических соединений.

В организме человека и животных минеральные элементы участвуют в синтезе пищеварительных  соков, ферментов (железо, йод, медь, фтор и др.), в построение мышечной и костной тканей (сера, кальций, магний, фосфор), нормализует кислотно-щелочное равновесие и водный обмен (калий, натрий, хлор).В зависимости от количественного содержания  минеральных элементов в пищевых продуктах различают макро-, микро- и ультрамикроэлементы.

Макроэлементы - содержатся в продуктах в значительных количествах. К ним относят калий, кальций, магний, фосфор, железо, натрий, хлор и др.

Микроэлементы  - находятся в продуктах в небольших количествах. Элементами этой группы являются барий, бром, йод, кобальт, марганец, медь, молибден, свинец. фтор, алюминий, мышьяк и др.

Ультрамикроэлементы -  содержатся в продуктах в ничтожно малых количествах. К ним относятся уран, торий, радий и др. Они становятся ядовитыми и опасными, если содержатся в продуктах в повышенных дозах [7,c.156].

 

1.3.1 Вода

Наибольший удельный вес коровьего молока занимает вода (более 85 %). На остальные компоненты, входящие в состав сухого остатка, приходится 11 – 14 %. Содержание сухого обезжиренного остатка молока (СОМО) составляет 8-9 %. В состав молока входят также газы, содержание которых незначительно.

Большая часть воды молока находится в свободном состоянии (83-86 %), а меньшая часть (3-3,5 %) – в связанной форме.

Свободная вода является растворителем органических и неорганических соединений молока, участвует во всех биохимических процессах, протекающих в молоке при выработке молочных продуктов. Легко удаляется при замораживании и при высушивании.

Связанная вода по форме связи с компонентами делится на три группы: вода химической, физико-химической и механической связи.

Наиболее прочной является химическая связь воды в химических соединениях и кристаллогидратах. В молочных продуктах химически  связанная вода представлена водой  кристаллогидратов молочного сахара. Ее можно удалить при нагревании гидратной формы сахара до температуры +125…+130ºС. Физико-химическая связь воды характеризуется средней прочностью. Она образуется в результате притяжения диполей воды полярными группами молекул белков. Гидратация частиц белка обусловлена наличием на их поверхности, а также внутри белковых молекул, полярных групп: -COOH, -OH, -CO-NH, -NH₂, -SH и др. При адсорбировании воды диполи располагаются несколькими слоями вокруг гидрофильных центров молекулы белка, образуя гидратную оболочку.

Связанная вода по своим  свойствам значительно отличается от свободной воды. Она не замерзает  при низких температурах (-400 ºС), не растворяет электролиты, имеет плотность, вдвое превышающую плотность свободной воды, не удаляется из продукта при высушивании. Связанная вода, в отличие от свободной, недоступна микроорганизмам. Поэтому, для подавления развития микрофлоры в пищевых продуктах свободную воду полностью удаляют или переводят в связанную, добавляя влагосвязывающие компоненты (сахар, соли, многоатомные спирты и пр.). При этом понижается величина так называемой "активности воды" [5,c.185].

 

 

1.3.2 Минеральные элементы и их соли

Минеральные вещества поступают  в организм животного и переходят  в молоко главным образом из кормов и минеральных добавок. Поэтому их количество в молоке находится в прямой зависимости от рационов кормления, окружающей среды, времени года, а также породы животного и его физиологических особенностей.

Для характеристики минеральных  веществ было введено понятие  «зола». Это весь зольный остаток, получаемый после сжигания и сухого озоления определенной навески (продукта) молока. Количество золы в молоке составляет 0,6-0,8 %. Зола — это продукт искусственный и не может дать точного представления о солевом составе молока. Входящие в ее состав элементы имеют как органическое, так и неорганическое происхождение, и соотношения между ними за счет потерь летучих соединений могут несколько отличаться от соотношения в исходном продукте.

Исследование минерального состава золы молока с применением полярографии, ионометрии, атомно-адсорбционной спектрометрии и других современных методов, показало наличие в нем более 50 элементов. Они подразделяются на макроэлементы, микроэлементы и ультрамикроэлементы.

  

 

          Макроэлементы

Основными минеральными веществами молока являются кальций, магний, калий, натрий, фосфор, хлор и сера, а также соли — фосфаты, цитраты и хлориды.

 Кальций

Является наиболее важным макроэлементом молока. Он содержится в легкоусвояемой форме и хорошо сбалансирован с фосфором. Содержание кальция в коровьем молоке колеблется от 100 до 140 мг%. Его количество зависит от рационов кормления, породы животного, стадии лактации и времени года. Летом содержание Са ниже, чем зимой. Са присутствует в молоке в трех формах: 1. В виде свободного или ионизированного кальция — 10 %

     2. В виде фосфатов и цитратов кальция — около 68 %

         3. В виде кальция, прочно связанного с казеином — около 22 %

До сих пор не выяснено, в какой форме находятся в  молоке фосфаты и цитраты Са. Это  могут быть фосфат Са, гидркофосфат Са, дигидроксофосфат Са и более сложные соединения. Однако, известно, что большая часть этих солей находится в коллоидном состоянии и небольшая (20-30 %) — в виде истинных растворов.

Фосфор

Содержание фосфора  колеблется от 74 до 130 мг%. Оно мало меняется в течение года, лишь незначительно снижается весной, а больше зависит от рационов кормления, породы животного и стадии лактации. Р содержится в молоке в минеральной и органической формах. Неорганические соединения представлены фосфатами кальция и других металлов, их содержание составляет около 45-100 мг%. Органические соединения — это фосфор в составе казеина, фосфолипидов, фосфорных эфиров углеводов, ряда ферментов, нуклеиновых кислот.