Склад сирого жиру
Розрізняють воски тваринного і рослинного походження. До першої групи восків відносять ланолін, спермацет і бджолиний віск. Представником рослинних восків може бути карнаубський віск. Рослинні воски відіграють важливу захисну роль, покриваючи листя і плоди тонким шаром.
Ланолін – віск, виділений із овечої вовни. Він є сумішшю ефірів жирних кислот (пальмітинової, стеаринової та інш.) і вищих спиртів (цетилового, карнаубового та ін..). Це в’язка маса буро-жовтого кольору. Ланолін досить стійкий проти дії кислот, лугів, окислювачів і служить основою для виготовлення різних кремів і мазей.
Спермацет добувають із спермацетового масла, яке є в мозку кашалота. Складний ефір цетилового спирту і пальмітинової кислоти – цетилпальмітин – є основою складовою спермацету.
|
Бджолиний віск виробляється восковими залозами бджіл. Його основу становить складний ефір пальмітинової кислоти і мірицилового спирту – мірицилпальмтин.
|
До складу бджолиного воску входять також вільні вищі жирні кислоти, вуглеводи та деякі інші речовини.
До складу простих ліпідів рослинних масел і жирів входять гліколіпіди.
Гліколіпідами називається велика група нейтральних ліпідів, до складу яких входять залишки моноз. Найчастіше у будові молекул гліколіпідів беруть участь Д – галактоза, Д – глюкоза, Д – маноза.
Гліколіпіди в невеликих кількостях містяться у рослинах (ліпіди пшениці, вівса, кукурудзи, соняшнику), тваринах і мікроорганізмах. Вони виконують структурні функції, беруть участь у побудові мембран, їм належить важлива роль у формуванні клейковинних білків пшениці, що визначають хлібопекарні властивості борошна.
Складні ліпіди
Фосфоліпіди (фосфатиди). Характерною особливістю цієї групи ліпідів є наявність в їх молекулі залишків фосфорної кислоти (СН3РО4) і азотистої основи. Важливими представниками фосфоліпідів є фосфатидилхоліни, фосфатидилетаноламіни, фосфотидилсерини, фосфатидилінозитини та інші.
Фосфоліпіди (фосфатиди) – обов’язкові компоненти рослин. Їх вміст у різних культурах слідуючий (в %): соя – 1,8, соняшник – 0,3, льон – 0,6, пшениця – 0,54, жито – 0,6, кукурудза – 0,9.
В молекулі фосфоліпідів є замісники двох типів: гідрофільні і гідрофобні. В якості гідрофільних (полярних) виступають залишки фосфорної кислоти і азотистої основи, а гідрофобні (неполярні) – вуглеводневі радикали.
Побудовані таким чином амфіфільні (такі, що мають подвійну спорідненість) молекули ліпідів легко орієнтуються. Гідрофобні хвости стараються попасти у масляну фазу, гідрофільні групи створюють границю розділа між водою і гідрофільною фазою, тобто відіграють роль емульгаторів.
В залежності від концентрації в олії фосфатиди можуть існувати у вигляді окремих молекул або створювати асоціати – міцели сферичної чи циліндричної форми. Подальше об’єднання міцел фосфатидів призводить до випадання їх в осад, утворюється так званий фуз (фосфатидна емульсія) Ця властивість використовується для очищення олій. ФУЗ може осідати самочинно, але швидкість осідання фосфатидів залежить від їх складу, температури та інш. Фосфатиди здатні набухати що прискорює їх осадження. Під час рафінування олій має місце операція гідратації, яка полягає у вприскуванні невеликої кількості гарячої води в олію – фосфатиди набухають, що прискорює осідання ФУЗу.
Серед супутніх речовин найбільше значення мають жиророзчинні пігменти (каротиноїди і хлорофіли).
В насінні бавовнику міститься пігмент госсипол, який забарвлює бавовникову олію в темно-жовтий колір та є токсичною речовиною. Якщо госсипол не видалений рафінуванням, то під час зберігання та нагрівання він утворює низку сполук, що надають олії темного забарвлення.
Каротиноїди – це велика група червоно-жовтих пігментів, деякі з них мають провітамінну активність. Зокрема, β-каротин у живому організмі перетворюється у вітамін А. β-каротину зараз відводиться важлива роль, як антиоксиданту.
Стерини та їх похідні – це ациклічні речовини, які найчастіше являють собою кристалічні одноатомні спирти (стероли) та їх ефіри (стерини). Стерини входять до складу протоплазми і мембран, регулюють обмін речовин в клітині.
Холестерин виявлено у тканинах усіх тварин і в дуже малих кількостях (або зовсім відсутній), у рослинах. Він є структурним компонентом клітин, бере участь у обміні жовчних кислот, гормонів; 70-80% холестеина в організмі людини синтезується у печінці і інших тканинах.
Вміст холестерину у маслі вершковому 0,17 – 0,21%; яйцях – 0,57%, сирі – 0,28-1,61%, м’ясі – 0,06-0,1%.
Жири нестійкі при зберіганні. Вони є найбільш лабільними компонентами харчової сировини і готових харчових продуктів. Нестійкість жирів – наслідок особливостей їх хімічної будови. Перетворення ацилгліцеринів можна розділити на реакції, що протікають за участю складних ефірних груп, і на реакції за участю вуглеводневих радикалів.
2. Основні реакції ліпідів
Найбільш важливими реакціями ліпідів, які мають значення в технологічних процесах є:
- гідроліз триацилгліцеринів;
- переетерефікація;
- гідрогенізація;
- окислення ацилгліцеринів.
Гідроліз триацилгліцеринів відбувається ступенево під дією кислот, лугів, ферменту ліпази з утворенням спочатку диацилгліцерину, потім моноацилгліцерину і остаточно – гліцерину і жирних кислот.
На швидкість реакції впливає будова і положення ацилів. Зі збільшенням довжини вуглеводневого ланцюга та зі збільшенням ступеня ненасиченості жирних кислот швидкість гідролізу знижується.
Процес гідролізу протікає у присутності кислотних каталізаторів (Н2SO4, сульфокислоти) при 1000С у надлишку води.
У разі відсутності каталізатора розщеплення відбувається при 220-225°С під тиском 2-2,5 мПа. Швидкість реакції зростає при збільшенні вологості.
Гідроліз триацилгліцеринів використовується у техніці для одержання жирних кислот, гліцерину моно-і диацетилгліцеринів.
Гідролітичне розкладання жирів, ліпідів зерна, борошна, крупи і інших жировмісних харчових продуктів є однією з причин погіршення їх якості і, в кінцевому рахунку, псуванню.
Особливо цей процес прискорюється при підвищенні вологості і температури зберігання продуктів, активній ліпазі.
Швидкість і глибина гідролізу масел і жирів ( у тому числі що містяться у сировині і готовій продукції) характеризується кислотним числом. Кислотне число – це кількість міліграмів КОН, що необхідна для нейтралізації вільних жирних кислот, що містяться в 1г масла чи жиру. Кислотне число для ряду харчових продуктів нормується стандартами і являється одним із показників, що характеризує їх якість.
Гідроліз ацилгліцеринів під дією ліпази протікає ступенево: спочатку утворюються диацилгілцерини (це перша стадія) і моноацилгліцерини (на другій стадії).
Реакція переетерефікації необхідна в технологіях жирів для регулювання їх властивостей. Суть її полягає в тому що відбувається обмін ацильних груп (ацильна міграція), що приводить до утворення нових ацилгліцеринів.
Тригліцериди при температурі 80-90°С у присутності каталізаторів (гліцерату натрія, етилату натрія, метилату натрія та інш.) здатні обмінюватись ацилами (переетерефікація). При цьому ацильна міграція відбувається як внутрішньо - молекулярна так і міжмолекулярна.
Це призводить до змін фізико-хімічних властивостей жиру: зниження температури плавлення, твердості жиру, підвищення його пластичності. Такі жири використовують у хлібопеченні, кондитерському виробництві, при виробництві вершкового масла.
Гідрогенізація ацилгліцеринів полягає у приєднанні водню до залишків ненасичених жирних кислот. Вона застосовується для цілеспрямованої зміни жирнокислотного складу вихідного жиру та зміни його властивостей. Ця реакція відбувається при температурі 180-240°С в присутності нікелево - чи міднонікелевого каталізитора під тиском, близьким до атмосферного.
Підбираючи умови реакції, можна здійснювати вибіркове гідрирування ліноленової кислоти до лінолевої, потім лінолевої до олеїнової, або навіть до стеаринової, і отримати твердий жир, який називається саломасом. Вони використовуються при виробництві маргаринів та спеціальних жирів.
Жир для вафельних та прохолоджувальних начинок має температуру плавлення 26-30°С. Складається з суміші харчового саломасу з рослинних олій з кокосовою або пальмоядровою олією.
Жир для шоколадних цукерок, глазурі повинен бути високоякісним, мати температуру плавлення 35-36,5°С, складатися з саломаси бавовникової олії.
Кондитерський жир для печива складається з суміші харчового саломасу, тваринних жирів і фосфатдних концентратів. Температура плавлення 34-36°С.
Рідкий жир для хлібопечення і для кексів містить в основному рослинні олії, частина з них гідрогенізовані.
Окислення ацилгліцеринів
Жири і олії, які містять радикали ненасичених жирних кислот, окиснюються киснем повітря. Реакція окиснення може відбуватися під дією фермента ліпоксгенази. Під час окиснення ненасичених жирних кислот
Загальна схема ферментативного прогоркання жирів
спочатку утворюються перекиси, які прискорюють реакцію окиснення жирів.
При цьому перекиси розпадаються з утворенням окисів, альдегідів та інших речовин, які надають жирам прогірклий смак і запах. Реакція окиснення є вільнорадикальною ланцюговою реакцією, тому вона прискорюється в присутності активних радикалів. Висока активність ферменту ліпази прискорює реакцію, оскільки вільні жирні кислоти окиснюються швидше, ніж ті, що входять до складу ацилгліцеринів.
Швидкість реакції окиснення залежить від низки факторів:
• від жирнокислого складу - зі збільшенням ступеня ненасиченості швидкість окиснення зростає;
• від вологості - зі збільшення вологості прискорюється окиснення;
• від температури та вмісту кисню - зі зростанням їх окисненняприскорюється;
• у присутності іонів металів - заліза, марганцю, міді та інш.окиснення прискорюється;
• надзвичайно великий вплив на швидкість окиснення має присутність антиоксидантів - речовин, що утворюють з вільними радикалами стабільні сполуки.
До природних антиоксидантів відноситься токофероли, сполуки фенольної природи - кварцетин, (b-каротин) та ін. Активність антиоксидантів зростає в присутності їх синергістів, зокрема, лимонної, аскорбінової кислот, фосфоліпідів, наприклад лецитину.
Отже, рослинні олії, які містять значну кількість ненасичених жирних кислот, схильні до автоокиснення. Проте, завдяки низькій вологості (W олії = 1 %) піддаються мікробіологічному псуванню і без доступу світла можуть зберігатись досить довго. Найкращі умови для зберігання олій: температура - 4 - 6°С, відносна вологість - 75 %, в закритій тарі, без доступу світла. Тваринні жири за своїм хімічним складом (невеликий вміст ненасичених жирних кислот) повинні мати високу стійкість при зберіганні, але вони не містять антиоксидантів, тому зберігаються погано. Найгірше зберігається маргарин, вершкове масло, комбіновані жири, тому що вони мають високу вологість - 16 - 35 %, містять білки і мінеральні речовини. Це сприяє розвитку мікроорганізмів та інтенсивному розвитку процесів біохімічного згіркнення.
3. Перетворення ліпідів у технологіях
харчових продуктів
При приготуванні продуктів харчування, як у промисловості, так і ресторанному господарстві, в ході технологічного потоку ліпіди вихідної сировини (зерно, крупи, м'ясо і молоко, жири і масла, плоди і овочі і інш.) зазнають різних перетворень.
Значні зміни відбуваються і в ліпідному комплексі продуктів що зберігається. Все це впливає на їх склад, на харчову і біологічну ефективність готових продуктів.
З головними напрямами цих перетворень ми ознайомились у попередньому розділі: гідроліз ліпідів, окисне і біохімічне прогорання. Але у харчовій сировині, напівфабрикатах і готовій продукції вони можуть протікати одночасно, у вигляді зв’язаних між собою перетворень. У спрощеній формі це показано на схемі.
Перетворення ліпідів в технологічному процесі
Глибина і інтенсивність цих процесів залежать від хімічного складу ліпідів, характеру супутніх речовин (антиоксидантів, меланоідинів), вологості, присутності мікроорганізмів, активності ферментів, контакту з киснем повітря, від способів упаковки жиру і ряду інших факторів.
Завдяки низькій вологості, відсутності мінеральних речовин ліпіди не вражаються мікроорганізмами і можуть тривалий час зберігатися у темному місці.
При неправильному зберіганні вершкового, топленого коров’ячого масла, маргарину поверхня їх змінює колір, а за смаком і запахом ці жири стають схожі на сало.
Результатом цих перетворень є зменшення вмісту гідропероксидів у жирах і поява таких вторинних продуктів самоокиснення, як альдегіди (альдегідне прогорання), кетони (кетонне прогорання), оксикислоти (засалювання).
Прогорклі жири стають непридатними до використання у їжу із-за неприємного пекучого смаку і запаху. Найлегше прогоркають жири багаті ненасиченими жирними кислотами, а говяжий, барнячий і гідрогенізовані жири менше прогоркають.
На швидкість процесів, що відбуваються у жирах при зберіганні, впливає цілий ряд факторів:
а) хімічний склад жиру, який у свою чергу залежить від виду, сорту і якості вихідної сировини, способу і режиму одержання жиру, матеріалу устаткування, в якому вилучають жир із сировини, ступеня свіжості жиру, що зберігається і інш.
При рівних умовах жир, в якому більше ненасичених жирних кислот, окислюється швидше.
б) вміст в жирі натуральних антиокислювачів суттєво впливає на стійкість його при зберіганні. Так, рослинні масла, хоча і більш ненасичені, ніж тваринні жири, але багаті жиророзчинними вітамінами, мають антиокислювальні властивості, не поступаються тваринним жирам у стійкості до окислення при зберіганні;
в) вміст у жирах каталізаторів окислення, зокрема металів зі змінною валентністю, помітно знижує їх стійкість до окислення при зберіганні; справляє вплив також можливість переходу у жир металів із тари чи пакувального матеріалу;
г) підвищення температури зберігання, як правило, збільшує швидкість хімічних реакцій, тому кількість пероксидів, що утворюються при окисненні жирів, також зростає з підвищенням температури. З іншої сторони, підвищення температури, особливо до 40-45°С і вище, різко збільшує швидкість розкладання гідропероксидів з утворенням вторинних продуктів окислення;
д) оскільки зародження ланцюга окислювальних перетворень відбувається за реакцією RН+О2, то швидкість ініціювання процеса залежить від парціального тиску кисню (тобто від доступа кисню);
є) світло є ініціатором зародження ланцюга окислювальних перетворень у жирах.
Пероксисполуки у більшості токсичні для організму людини, тому використанні на харчові цілі жирів і жирових продуктів їх слід піддавати строгому контролю на вміст у них сполук пероксидного характеру.
Одним із найважливіших показників їх якості є пероксидне число, значення якого встановлює можливість тривалого зберігання, негайного використання або неможливості використання у харчуванні людини.
Жирова сировина і продукти піддаються біохімічним змінам, які зумовлені діями тканинної ліпази у процесі життєдіяльності і автолізу, а також ліпази мікроорганізмів, які забруднюють продукти після вилучення, зберігання і переробки жирової сировини.
Продукти гідролізу надають сировині і продуктам неприємних органолептичних властивостей, знижуючи тим самим якість продуктів. Про інтенсивність і рівень гідролітичних процесів судять по кислотному числу –важливому показнику якості жирових продуктів.
Для стабілізації показників якості жирових продуктів слід строго дотримуватись рекомендованих умов зберігання, а також застосування консервантів: солі, антиоксидантів.
Останнім часом є популярним збагачення жировмістної сировини жиророзчинними вітамінами А,Є і каротиноїдами.
На підприємствах ресторанного господарства широко застосовується теплова обробка виробів із м’яса, риби, овочів і тіста – фритюрна жарка.
При фритюрній жарці жири піддаються досить жорсткому впливу: вони нагріваються до високих температур (160-170°С).
При цьому, до поверхні гарячого жиру є вільний доступ повітря, через шар жиру постійно проходить волога, що виділяється продуктом, при цьому жир піниться, що збільшує поверхню контакту його з повітрям; в жир попадають часточки обжарюваного продукту (якщо немає постійної фільтрації жиру) вони обвуглюються і забруднюють жир продуктами пірогенетичного розкладу.
При термічній обробці в жирах відбувається чотири основних процеси: окислення, полімерілізація, гідроліз і деструкція.
При температурі більше 200°С жири розкладаються (піроліз). При цьому різко зростає концентрація токсичних продуктів термоокислення, тому при фритюрній жарці нагрівання жирів більше 190°С не допускається.
Окислені жири затримують ріст, визивають захворювання шкіри, шлунково-кишкового тракту і печінки, а жири після тривалого прогрівання при 250°С і вище – розвиток злоякісних пухлин.
Швидкість змін вмісту в жирі окислених жирних кислот тісно пов’язано з поняттям про фритюрну стійкість жиру, під якою розуміють час у годинах, на протязі яких при даній температурі (зазвичай 180°С) рівень продуктів термоокислення у даному жирі досягає критичного значення (процент окислених жирних кислот, дорівнює 1) жир слід замінити.
Для стабілізації фритюрних жирів використовують хімічні, фізико-хімічні і фізичні методи.
До хімічних методів стабілізації відносять інгібіювання ланцюгової реакції окислення, зокрема використання природних і штучних антиоксидантів різної хімічної природи.
До фізико-хімічних методів відносятьвикористання таких добавок, які утворюють плівку на границі розділу фаз жир і повітря і характеризуються термостабільністю і інертністю. До таких добавок відносять кремнійорганічні полімери, наприклад поліметилсилоксанові рідини.
До фізичних методів відносять гальмування небажаних окислювальних і полімеризаційних процесів у фритюрі шляхом обмеження доступу повітря до поверхні гарячого жиру (наприклад, за допомогою «парової» подушки при негерметично закритій кришці, а також шляхом створення атмосфери інертних газів – діоксида вуглецю, азоту або шляхом вакуумування простору над розігрітим жиром і т.д.). Такі підходи реалізуються шляхом удосконалення конструкції жарочних апаратів.
4. Біологічна цінність харчових ліпідів
Цінність жиру визначається такими важливими показниками, як незамінність, перетравлення та всмоктування, які залежать від температури плавлення. Жири, які містять незамінну лінолеву кислоту та інші ПНЖК, мають найбільшу біологічну цінність, оскільки в організмі вони практично не синтезуються.
Важливим показником біологічної цінності жирів є їхнє перетравлення, яке визначається кількістю тригліцеридів, що всмокталися в лімфу та кров. Більшість природних жирів в організмі людини характеризується високим коефіцієнтом перетравлення.
Усмоктуваність жиру залежить від складу жирних кислот. Засвоюваність жирів з температурою плавлення, нижчою, ніж температура людського тіла, дорівнює 97—98%, якщо ж цей показник вище 37 °С, то засвоюваність жирів дорівнює 90%. Жири з температурою плавлення 50—60 °С засвоюються тільки на 70—80%.
При змішаному харчуванні засвоюється 96—98% свинячого жиру, 94—98% маргарину, 93—98% вершкового масла, 86—90% соняшникової олії, 80—94% яловичого жиру.
Показниками біологічної цінності жирів є також наявність в їхньому складі вітамінів A, D, Є. Тому вершкове масло, яке містить ці вітаміни, незважаючи на низький рівень ПНЖК, є продуктом високої біологічної цінності. Воно може бути замінене тільки риб'ячим жиром, бо до його складу також входять ретинол та кальциферол.
В оліях містяться токофероли, в інших жирах вони практично відсутні. Отже, не існує природного харчового жиру, який містив би всі потрібні ліпіди. Біологічна цінність жирової частки раціону може бути забезпечена тільки відповідною сумішшю жирів.
Якість і чистоту жирів визначають фізичні та хімічні константи. До фізичних констант належать густина, температура плавлення та застигання, коефіцієнт рефракції (для рідких жирів); а до хімічних констант — числа омилення, йодне, кислотне, пероксидне та деякі інші показники.
Тверді жири сталої температури плавлення не мають. При нагріванні вони поступово переходять із твердого стану в рідкий. Однак за температурою плавлення можна розрізняти тваринні жири різного походження. Температура плавлення жиру тим менша, чим більше в його складі ненасичених жирних кислот і чим менше насичених, особливо стеаринової. Так, температура плавлення овечого жиру, який містить 62% насичених жирних кислот, вища, ніж свинячого жиру, в якому їх лише 47%.
Число омиленнявизначається кількістю міліграмів 0,1 Н розчину КОН, витраченого на нейтралізацію жирних кислот, які утворились при омиленні 1 г жиру (омилення — це гідроліз жирів лугами, внаслідок цієї реакції утворюються гліцерол і солі жирних кислот — мила).
Кислотне числосвідчить про наявність у жиру вільних жирних кислот, які утворилися при розщепленні його молекул. Кислотне число визначається кількістю міліграмів розчину КОН, витраченого на нейтралізацію вільних жирних кислот, що містяться в 1 г жиру.
Йодне числовизначається кількістю грамів йоду, які здатні приєднуватися до 100 г жиру. Цей показник характеризує наявність у жирах ненасичених жирних кислот.
При тривалому зберіганні жири під дією сонячного світла, кисню і вологи набувають неприємного смаку і запаху. Цей процес, що відбувається внаслідок окислення і гідролізу жирів, називається згіркненням. Найлегше окислюються ПНЖК. При цьому кисень приєднується на місця подвійних зв'язків і утворюються пероксиди. Пізніше на місці колишнього подвійного зв'язку виникає розрив вуглецевого ланцюга і утворюються альдегіди й кетони з короткими ланцюгами, типу масляної кислоти, з неприємними запахом і смаком. У процесі згіркнення жирів беруть участь окислювальні ферменти бактеріального походження, зокрема ліпоксигенази.
Для запобігання окисному згіркненню жирів або продуктів, що містять жири, до них додають антиоксиданти, які затримують процес окислення. Найбільш активним антиоксидантом є вітамін Є. Зберігання жирів у темряві, на холоді або в умовах вакууму також затримує їх окислення. Присутність металів, навпаки, прискорює окислення жирів.
| Фізичні і хімічні константи жирів | |||
| Константа | Жир | ||
| яловичий | овечий | свинячий | |
| Густина при температурі 15 °С, г/см3 | 0,923—0,939 | 0,932—0,961 | 0,931—0,938 |
| Температура плавлення, °С | 42—52 | 44—55 | 36—46 |
| Температура застигання, °С | 27—38 | 32—45 | 26—32 |
| Коефіцієнт заломлення світла при температурі 40°С | 1,4510—1,4583 | 1,4566—1,4583 | 1,4536 |
| Число омилення, мг КОН на 1 г жиру | 190—200 | 192—198 | 193—200 |
| Йодне число, г на 100 г жиру | 33—47 | 31—46 | 46—66 |
| Кислотне число, мг на 1 г жиру | 0,1—0,6 | 0,1—0,2 | 0,3—0,9 |
5. Роль ліпідів в організмі людини
Ліпіди є джерелом енергії: при окисленні в організмі 1г жиру виділяється 9 ккал.
Ліпіди виконують структурно-пластичну роль, тому що входять до складу клітинних мембран усіх тканини. Мембранні структури клітин, утворені двома шарами фосфоліпідів та білковим прошарком, містять ферменти, за участю яких забезпечуються упорядкованість потоків метаболітів у клітини та із них.
Жири є жиророзчинниками вітамінів А, Д, Є, К та сприяють їх засвоєнню. З харчовими жирами в організм надходить низка біологічно-активних речовин: фосфатиди, поліненасичені жирні кислоти, стерини та інше. Вони – носії смакових і ароматичних речовин, а також виконують роль емульгаторів.
Ліпіди, які входять до складу нервових клітин та їх відростків, забезпечують скерованість потоків нервових сигналів.
До групи ліпідів включають деякі гормони: статеві, кори наднирковиків які виконують регуляторну роль.
Ліпіди шкіри та внутрішніх органів виконують захисну функцію.
В організмі людини та тварин ліпіди охороняють тіло від переохолодження – термостатична роль, бо перешкоджають віддачі тепла, а також оберігають від механічного пошкодження.
Ліпіди, які виділяються сальними залозами, надають шкірі еластичність, охороняють її від висихання та розстрісківання.
Жирам також притаманна запасна функція – вони депонуються як запаси метаболічного «палива».
Для поповнення енергетичних витрат організму та побудови його клітинних структур у денному раціоні дорослій здоровій людині необхідно 80—100 г жиру. Ця норма містить не тільки вершкове масло та олію, але й жири м'яса, риби, сиру, молока, кондитерських виробів (жири, які в них містяться, називають невидимими).
Найбагатіші на ліпіди свинина, риба, птиця, печінка, а також кондитерські вироби (шоколад, какао, тістечка). У жирній яловичині жиру міститься 20%, у свинині — 30%.
Задоволення потреб організму в жирах тісно пов'язане з необхідністю одночасного забезпечення відповідною кількістю білків, вуглеводів та вітамінів.
Недостатнє надходження в організм жиру може призвести до ряду порушень функцій центральної нервової системи, послабленню імунобіологічних механізмів, патологічних змін шкіри, нирок, органів зору. При безжировій дієті у тварин припиняється ріст, зменшується маса тіла, порушуються статева функція та водний обмін, зменшується виділення стероїдних гормонів у надниркових залозах, послаблюється стійкість організму до впливу несприятливих факторів, скорочується тривалість життя.
При різкому зниженні надходження жирів із їжею погіршується засвоюваність вітамінів та провітамінів, які входять до рослинної їжі (Є, К, b-каротину), зменшується енергетична цінність їжі, знижуються її органолептичні позитивні якості. Крім того, нежирна їжа недовго затримується в шлунку, внаслідок чого рефлекторно збуджується харчовий центр — виникає відчуття голоду.
У раціоні повинно міститися 25—30 г непрогрітої олії і в такому ж вигляді 30—35 г вершкового масла або відповідної за вмістом жиру кількості сметани, вершків. Складова частина раціону — кулінарні жири. Потреба в ліпідах залежить від віку, статі, рівня добових енерговитрат. В їжі за рахунок жиру слід забезпечити 30% добової енергетичної цінності раціону.
За вмістом ПНЖК харчові жири діляться на три групи: перша — це ліпіди, які багаті на них: риб'ячий жир, а також рослинні олії (льняна, конопляна, соняшникова, бавовняна, кукурудзяна, соєва).
До другої групи належать жири із середнім вмістом ПНЖК: свиняче сало, гусячий та курячий жири.
У третій групі жирів кількість ПНЖК не перевищує 5—6%. Це — баранячий та яловичий жири, деякі види маргарину.
Особливо високою біологічною активністю вирізняється печінковий жир риб та морських ссавців.
Вважають, що потреби в ПНЖК родини омега-3 мають становити 1/8—1/10 потреби в ПНЖК родини омега-6. Тільки два види рослинної олії (соєва та оливкова) мають співвідношення цих кислот, близькі до рекомендованого.
Згідно з рекомендаціями Європейського бюро ВООЗ, насичені жирні кислоти мають становити 10%, мононенасичені — 10%, поліненасичені — 10% енергетичної цінності раціону.
Щоденна потреба в ПНЖК становить 5—10 г. Мінімальна потреба людини в лінолевій кислоті становить 4—6 г на день. Така її кількість міститься в 10—15 г соняшникової олії.
При дефіциті ПНЖК у харчуванні припиняється ріст дітей, спостерігається некротичне ураження шкіри, змінюється проникність капілярів, знижується імунітет, виникає атеросклероз.
При недостачі лінолевої кислоти в раціоні розвивається тромбоз судин. Із дефіцитом ПНЖК пов'язують виникнення злоякісних пухлин. При відсутності фосфоліпідів в їжі знижується інтенсивність всмоктування ліпідів із кишечнику.
У реальних умовах харчування часто не вистачає олії у натуральному (непрогрітому) вигляді, оскільки в рецептурах салатів, вінегретів передбачено введення її лише в кількості 3—5 г на порцію. Для задоволення добової потреби в оліях на підприємствах масового харчування слід забезпечити додаткову реалізацію розфасованих порцій.
Негативний вплив на організм має надмірне вживання жиру. Встановлено пряму залежність між надмірним вживанням жирів, особливо тваринного походження, та розвитком атеросклерозу, а також частотою виникнення раку. Небажано вживати надлишок тугоплавких жирів під час вечері, тому що вночі знижується інтенсивність надходження їх із крові до тканин, і вони можуть пошкоджувати мембрани еритроцитів та тромбоцитів, що насамперед небезпечно для літніх людей, які через атеросклероз мають схильність до утворення тромбів.
Надмірне споживання ПНЖК із раціоном може несприятливо впливати на організм, призводити до підвищення ризику автоокислення ліпідів у клітинних мембранах, спричиняє захворювання печінки і нирок. Крім того, знижується активність щитовидної залози та виникає нестача вітаміну Є (ПНЖК — його антагоністи).
З метою зменшення надходження в організм жирів слід широко використовувати в харчуванні продукти з невеликим його вмістом, насамперед нежирне м'ясо, рибу, знежирене молоко та продукти їх переробки. Це особливо важливо в похилому віці, а також для осіб, які займаються розумовою діяльністю, та людей, що ведуть малорухливий спосіб життя. Населення, що зайняте важкою фізичною працею, може в більшій кількості використовувати жирні м'ясні та молочні продукти.
Добова потреба в холестерині складає 0,5—1 г. Джерелом екзогенного холестерину є головним чином продукти тваринного походження.
При звичайному змішаному харчуванні в організм надходить у середньому 0,5 г холестерину, при багатому на жири раціоні — 1,4 г, а при бідній на жири їжі — від 0,04 до 0,11 г.
Бета-ситостерол міститься в арахісовій, соняшниковій, соєвій, бавовняній, кукурудзяній та оливковій оліях.
Доросла людина при збалансованому харчуванні повинна одержувати 5—10 г фосфоліпідів. Більша потреба в них є в осіб, які працюють в умовах зниженого барометричного тиску, недостачі 02, виконують важку фізичну або напружену розумову працю.
Фосфоліпіди містяться в основному в продуктах тваринного походження (м'ясо, печінка, мозок, жовтки яєць, сири, вершки, сметана). З рослинних продуктів значним вмістом фосфатидів характеризуються бобові та нерафінована соняшникова олія.
У процесі очистки (рафінування) олії втрачають багато фосфоліпідів, що знижує їхню біологічну цінність. Зміни молекул жирів під час теплової обробки залежать від температури та тривалості її впливу. Короткочасне нагрівання жиру під час смаження продуктів підвищує засвоюваність тугоплавких жирів (яловичого, баранячого), не змінює засвоюваності свинячого жиру і зменшує біологічну цінність олії та вершкового масла через нестійкість ПНЖК та вітаміну А. У зв'язку з цим для смаження слід використовувати топлене масло та сало, кулінарні жири. При тривалій тепловій обробці (більше 30 хв) відбувається не тільки руйнування біологічно активних речовин, які містяться в жирах, але й утворення токсичних продуктів окислення жирних кислот*. При нагріванні вище 200 °С та при багаторазовій тепловій обробці жири стають канцерогенними. Вміст полімерів у жирах не повинен перевищувати 1 %.
З огляду на вищевказане на підприємствах масового харчування необхідно суворо контролювати якість жиру, який використовується для смаження продуктів, особливо у фритюрі. Продукти окислення та полімеризації жирних кислот спричиняють подразнення слизової оболонки кишечника та обумовлюють тим самим посилення перистальтики, що може бути причиною зменшення засвоюваності продуктів, особливо засмажених у фритюрі. Продукти окислення можуть накопичуватися на сковорідках та іншому посуді, де жир нагрівається. Тому необхідне їх старанне очищення після кожного приготування їжі.
Терміни та умови зберігання різноманітних жирів неоднакові. Олію слід зберігати в закритому посуді в темному прохолодному місці. Топлені тваринні жири тривалий час не псуються при зберіганні в холодильнику. Значно коротший термін придатності вершкового масла та маргарину, бо вони містять воду в більшій кількості, ніж інші жири. Маргарин зберігають при температурі не вище 10 °С і не довше 15 діб, вершкове масло — не довше 10 діб за тих же умов. Необхідно враховувати також те, що не слід зберігати жири поряд із продуктами, що мають сильний запах, бо вони легко вбирають сторонні запахи. Тугоплавкі жири більш стійкі до нагрівання та зберігання. Однак і вони окислюються на світлі та у вологих умовах.
Питання до самоперевірки
1. Які речовини називаються ліпідами?
2. Назвіть основні принципи класифікації ліпідів за їхніми фізико-хімічними та біологічними властивостями.
3. Дайте коротку характеристику гліцеридам.
4. Яка залежність між жирнокислотним складом і властивостями тригліцеридів?
5. Напишіть формули основних видів жирних кислот, які входять до складу тригліцеридів.
6. Напишіть схему утворення жирів з гліцерину і жирних кислот.
7. З чого складається «сирий» жир?
8. Охарактеризуйте складові «сирого» жиру.
9. Гідроліз жирів: суть, умови, продукти гідролізу.
10. Переетифікація жирів: суть, умови, продукти переетерифікації.
11. Гідрогенізація жирів: суть, умови, продукти гідрогенізації.
12. Окислення: суть, умови, продукти окислення.
13. Як впливає висока термообробка на якість жирів?
14. Які методи стабілізації якості жирів Ви занєте?
15. Наведіть фактори що негативно впливають на якість жиру та розкрийте суть процесів.
16. Яку роль відіграють ліпіди в організмі людини?
17. Яке значення мають фосфоліпідіи?
18. Які функції поліненасичених жирних кислот в організмі людини?
19. Яка потреба людини в жирах?
20. Які наслідки викликають надлишок та недостача різних жирів у раціоні?
Рекомендована література
Основна:
1. с. 187 – 220
2. с. 404 – 496
3. с.39 - 41
4. с. 12 – 15
Додаткова:
1. с. 68 – 75
4 .с. 105 - 117
Тема 4
Мінеральні речовини (МР)
План
1. Роль мінеральних речовин в організмі людини
2. Класифікація та характеристика окремих макро - і мікроелементів
3. Вплив технологічної обробки харчових продуктів на їх мінеральний склад
4. Методи визначення мінеральних речовин
1. Роль мінеральних речовин в організмі людини.
МР відносяться до життєво необхідних компонентів харчування зі значними фізіологічними функціями.
Вони входять до складу живої матерії – містяться в протоплазмі і біологічних рідинах, забезпечують постійність осмотичного тиску, що є необхідною умовою нормальної життєдіяльності клітин і тканин. Вони входять до складу гемоглобіну, гормонів, ферментів, являються пластичним матеріалом для побудови костної та зубної тканини. У вигляді іонів МР беруть участь в передачі нервових імпульсів, забезпечують звертання крові та ін.
Підтримка кислотно-лужної рівноваги
Усі фізіологічні і біохімічні реакції в організмі протікають при визначеному вузькому значенні рН середовища, тобто визначеному співвідношенні (балансі) кислот і лугів в організмі. Мінеральні речовини хлор, сірка та фосфор утворюють кислотний потенціал тканин, а кальцій, калій, натрій і магній входять до складу лугів. Співвідношення цих елементів утворює відповідну кислотно-лужну рівновагу у крові і всередині клітин.
Кислотоутворюючі елементи переважають у складі харчів багатих білками: м'ясі, рибі, птиці, яйцях і продуктах із зерна.
Лужні елементи – кальцій, калій натрій, магній переважають у фруктах, овочах і горіхах.
Незважаючи на кислий смак в деяких фруктах (наприклад, цитрусових – лимонах, грейпфрутах) переважають лужні мінеральні елементи.
Молоко містить лугоутворюючий Са2+; кислоутворюючий фосфор і тому не впливає на кислотно-лужну рівновагу.
У змішаному раціоні людини є легка перевага кислоутворюючих елементів, але організм має механізм, який підтримує рівновагу.
Надлишок кислотних еквівалентів виводиться у вигляді СО2 через легені або у вигляді легкокислої сечі через нирки.
Крім того у крові присутні буферні системи такі як карбонати, фосфати і білки, що запобігають зміні рН крові. Вугільна кислота нейтралізує луги і перешкоджає розвитку алкалозу – залуженню крові.
Таким чином маловірогідне виникнення порушень кислотно-лужної рівноваги, обумовленої їжею.
Регуляція біохімічних реакцій
Мінеральні речовини входять до складу ферментів, що каталізують багато біохімічних реакцій, в тому числі реакцій метаболізму харчових речовин. Відомо, наприклад, що цинк каталізує біля 100 реакцій. Всмоктування і перетравлювання їжі протікає за участі мікроелементів. Окислення вуглеводів, жирів і білків і одержання із макронутрієнтів енергії відбувається в реакціях які каталізуються мінеральними елементами.
МР входять до складу гормонів, ферментів та інших біологічно-активних речовин, як обов'язкові компоненти, без яких утворення цих речовин неможливе. Гормон щитовидної залози тироксин утворюється при достатньому надходженні в організм йоду.
Ферменти, які містять в якості активної групи мінеральні елементи, метали, називаються металоферментами. При відсутності мінералів ці ферменти або втрачають активність, або зовсім не утворюються.
Мінерали як складові частини тіла
Мінеральні елементи, такі як кальцій і фосфор, є основними компонентами кісток і зубів, тобто слугують матеріалом для утворення цих тканин. Від наявності цих елементів залежить ріст кісток і зубів. Другі МР також відіграють велику роль в процесах росту дитячого організму, являючись активними компонентами металоферментів, які беруть участь в одержанні енергії із основних харчових речовин.
Водяний обмін
Тіло людини на 60% складається із води. Стінками кровоносних судин і клітинних оболонок вода розділена на три частини: рідина всередині кровоносних судин (кров і лімфа), міжклітинна рідина (обмиває клітини) і всередині клітинна рідина.
Накопичення і рух рідини із однієї частини в іншу залежить від концентрації розчинених у воді мінеральних солей, які складаються із протилежно заряджених іонів. Заряджені іони розчинених мінеральних солей називаються електролітами, які утворюють відповідний осмотичний тиск. Підвищення концентрації електролітів у рідині визиває підвищення осмотичного тиску, і рідина направляється у ту частину організму.
В нормальних умовах концентрація електролітів і рідини регулюється таким чином, що різких коливань не виникає.
Але при підвищеному вживанні солі (NaCl) спостерігається накопичення іонів натрію і хлору в позаклітинній рідині, яке призводить до накопичення в цій частині тіла води і підвищення об'єму крові і позаклітинної рідини.
Затримка води у крові викликає підвищення артеріального тиску (АТ). Так у спрощеному вигляді можна представити роль хлориду натрію в підвищенні АТ. Для зменшення АТ рекомендується обмежити вживання NaCl.
Інші функції мінеральних елементів
Мінеральні елементи беруть участь у передачі нервового імпульсу по нервовому волокну і між клітинами. В цьому процесі беруть участь калій, натрій, зміна концентрації яких генерує нервовий імпульс. В переносі нервового імпульсу між нервовими клітинами бере участь нейромедіатор ацетилхолін, звільнення якого в нервовому закінченні регулюється кальцієм.
Для нормального функціонування м'язів необхідним є кальцій, який бере участь в процесі скорочення, а також калій, натрій і магній, які необхідні для процесу розслаблення і скорочення м'язів.
2. Класифікація та характеристика окремих
макро – і мікроелементів
В залежності від кількості МР в організмі людини і харчових продуктах їх поділяють на макро - і мікроелементи.
До макроелементів відносять калій, натрій, кальцій, магній, фосфор, хлор, сірка. Їх вміст складає сотні і десятки міліграмів на 100 г харчового продукту.
Мікроелементи входять до складу продукту в кількостях виражених десятими, сотими і тисячними долями міліграма і є необхідними для нормальної життєдіяльності.
Мікроелементи умовно поділяють на дві групи: абсолютно чи життєвонеобхідні (кобальт, залізо, мідь, марганець, цинк, йод, бром, фтор) і так звані вірогідно необхідні (алюміній, стронцій, молібден, селен, нікель, ванадій та деякі інші). Мікроелементи називають життєво необхідними якщо при їх відсутності чи нестачі порушується нормальна життєдіяльність організму. Розподіл мікроелементів в організмі залежить від їх хімічних властивостей.
Наприклад, залізо є складовою частиною гемоглобіну, міоглобіну та ін. дихальних пігментів, тобто речовин які беруть участь у поглинанні і транспорті кисню в усі тканини організму; атоми міді входять в активний центр ряду ферментів і т. д.
Дія мікроелементів може бути і опосередкованою – через вплив на інтенсивність чи характер обміну речовин. Наприклад, магній, цинк, йод впливають на ріст і їх недостатнє надходження в організм гальмує нормальний фізичний розвиток людини.
Наприклад, молібден, мідь, манган беруть участь у репродуктивній функції і їх нестача негативно впливає на цю сторону життєдіяльності людини.
Нестача чи надлишок будь-яких МР викликає порушення обміну речовин: білків, жирів, вуглеводів, вітамінів, що призводить до ряду захворювань.
Симптоми при дефіциті різних мінеральних елементів
| Ca | - гальмування росту скелету |
| Mg | - мускульні судороги |
| Fe | - анемія, порушення імунітету |
| Zn | - пошкодження шкіри, гальмування росту та полового дозрівання |
| Cu | - слабкість артерій, порушення діяльності печінки |
| Mn | - безпліддя, погіршення росту скелета |
| Mo | - гальмування клітинного росту, схильність до карієсу зубів |
| Co | - злоякісна анемія |
| Ni | - депресії, анемія |
| Cr | - симптоми діабету |
| Si | - порушення росту скелета |
| F | - карієс зубів |
| J | - порушення роботи щитовидної залози |
| Se | - слабкість серцевого м'яза |
Найбільш розповсюдженим наслідком невідповідності у раціоні кількості Са і Р є карієс зубів, розрідження кісткової тканини.
При нестачі фтору у питній воді руйнується зубна емаль; дефіцит йоду призводить до захворювання щитовидної залози.
Перерахуємо деякі причини порушення обміну мінеральних речовин, які можуть мати місце навіть при їх достатній кількості в їжі:
- незбалансоване харчування (недостатня чи надлишкова кількість білків, жирів, вуглеводів, вітамінів і т. д. );
- застосування методів кулінарної обробки харчових продуктів, що обумовлюють втрати МР, наприклад при розморожуванні (в гарячій воді) м'яса, риби, чи при видаленні відварів овочів і фруктів в які переходять розчинні солі;
- відсутність своєчасної корекції складу раціонів при зміні потреби організму в МР, пов'язаних з фізіологічними причинами.
Наприклад, у людей, що працюють в умовах підвищеної температури навколишнього середовища, підвищення потреб в K, Na, Cl та ін. так як більша частина яких виводиться із організму з потом;
- порушення процесу всмоктування МР в ШКТ чи підвищення втрат рідини (наприклад крововтрати).
2.Основні мінеральні елементи, їх добова потреба, фізіологічні зміни при нестачі, харчові носії
| Елементи | Добова потреба | Функції в організмі, вплив нестачі | Сировина, що є носієм елемента |
| МАКРОЕЛЕМЕНТИ | |||
| Кальцій | 0,8-1,2 г вагітні жінки і ті що годують немовлят 1,5 г | В організмі людини близько 1200 г кальцію, на 99% міститься у кістках у вигляді оксиопатита ( Ca3(PO)4)2. У дітей скелет повністю оновлюється за 1-2 роки, у дорослих за 10-12 років. У дорослої людини за добу із кісток виводиться 700 мг Са і стільки ж відкладається. На засвоюваність Са впливає наявність вітаміну D. Стимулюють засвоєння Са білки, лимонна кислота, лактоза. При гідролізі білків виділяються нуклеїнові кислоти, які утворюють з Са добре розчинні комплекси. Аналогічно діє лимонна кислота. Лактоза, при зброджуванні, підтримує в кишечнику низькі значення рН, що запобігає утворенню нерозчинних фосфорно-кальцієвих солей. Гальмують засвоюваність Са – надлишок фітинової кислоти, а також Mg. Ці сполуки зв'язують Са у нерозчинні сполуки. Оптимальним співвідношенням Са:Р = 1:1(1,5), Са:Mg = 1:0,5. Втрати Са з потом при важкому фізичному навантаженні можуть досягати 100 мг/годину, тобто 30% усіх витрат. Нестача кальцію призводить до: демінералізації кісток: - остеомаляція (розрідження кісток) - остеопороз (зменшується цільність і твердість кісток), - порушень роботи серця, ЦНС, імунної системи. | Молокопродукти, 0,5 л молока - добова норма в Са, твердий сир – 100 г добова норма в Са. Са зернових погано засвоюється організмом людини |
| Фосфор | 1-1,5 г | В організмі людини вагою 70 кг міститься біля 700 г фосфору. Із них 80-85% фосфору входять до складу скелета, а 15-20% розподілені між тканинами і рідинами організму. Фосфор бере участь у синтезі та розщепленні речовин у клітинах; входять до складу біополімерів: білків, жирів, нуклеїнових кислот та ряду ферментів. Фосфор необхідний для утворення АТФ. Добова доза вживання фосфору зростає при значному фізичному і розумовому навантаженнях, при деяких захворюваннях. При тривалому дефіциті фосфору у харчуванні організм використовує власний фосфор із кісткової тканини. Це призводить до демінералізації кісток та порушення їхньої структури – розрідження. Нестача фосфору: знижується розумова та фізична працездатність, втрата апетиту, апатія. | Міститься у продуктах тваринного походження: печінці, ікрі риб, яйцях – жовток; зернових, бобових. Із рослинних продуктів засвоюється на 55%, а із тваринних на 95%. Замочування круп та бобових перед кулінарною обробкою поліпшує завоювання фосфору. |
| Магній | 300-500 мг | В організмі людини знаходиться біля 25 г магнію, на 17% в кістках (депо Mg) звідки поступає в інші тканини. Бере участь більше ніж у 300 ферментативних реакціях, нормалізує роботу серця, підтримує нормальну функцію нервової системи, має судинорозширювальну функцію, стимулює жовчевідділення, підвищує рухову активність кишечнику, сприяє виведенню холестерину, знижує звертання крові і ризик утворення каменів у сечових шляхах. Засвоювання магнію перешкоджають фітин, надлишок жирів і кальцію в їжі. Нестача магнію супроводжується: апатією, депресією, м'язовою слабкістю, схильністю до судорожного стану, затримкою росту, відкладанням кальцію на стінках судин, підвищеною нервово-м'язовою збуджуваністю у відповідь на звукові сигнали, механічні чи зорові подразники. | Усі рослинні продукти, пшеничні висівки, вівсяні крупи, урюк, курага, чорнослив. |
| Калій | 2,5-5,0 г | В організмі людини знаходиться 160-250 г калію, за іншими даними 140 г; 62% в м'язах, 11% у скелеті решта у позаклітинній рідині і плазмі крові. Калій забезпечує осмотичний тиск; бере участь у передачі нервових імпульсів, у перетворенні фосфоропіровиноградної кислоти в піровиноградну, стабілізує і підтримує діяльність серцевих м'язів. Антагоніст з натрієм (збагачена калієм їжа призводить до підвищеного виділення натрію і навпаки), підтримує водно-сольовий обмін, має сечогінну дію. Нестача виникає при інтенсивному прийманні сечогінних препаратів. Гіпокаліємія призводить до слабкості м'язів, сонливості, втрати апетиту, тошноти, рвоти, зменшення сечовидділення, запорів, гальмування пульсу, аритмії, артеріальної гіпотонії. З'являється нестерпність до цукру, сухість шкіри та в роті. | Рослинні продукти, курага, банани, родзинки, картопля, (біля шкірки) чорнослив, бобові. |
| Натрій | 4,0-6,0 г | Бере участь у підтриманні осмотичного тиску в тканинних рідинах та крові, в передачі нервових імпульсів, регуляції кислотно-лужної рівноваги, водно-сольового обміну, підвищує активність травних ферментів. Іони натрію викликають набухання колоїдів тканини, що обумовлює затримання води та протидіє її виділенню. Організм забезпечується натрієм в основному, за рахунок повареної солі (NaCl): 10 г солі відповідає 4 г натрію. При надмірному вживанні NaCl погіршується виведення розчинених у воді кінцевих продуктів обміну речовин через нирки, шкіру та інші органи. Затримка води в організмі ускладнює діяльність серцево-судинної системи, сприяє підвищенню кров'яного тиску. Оптимальним вважають співвідношення натрію до калію 2:1. | Кухонна сіль |
| Хлор | 5,0-7,0 г | Фізіологічне значення хлору пов'язане з його участю у регуляції водно-сольового обміну та осмотичного тиску в тканинах та клітинах. Хлор входить до складу соляної кислоти шлункового соку. Цей нутрієнт легко всмоктується із кишечника в кров. Вміст хлору в живому організмі складає 0,08% до маси тіла. Виділяється хлор через нирки, кишечник, із потом. | Кухонна сіль, хліб, м'ясні та молочні продукти. |
| Сірка (сульфур) | 400-600 мг | Вміст в організмі людини – 0,15% до маси тіла. Входить до складу амінокислот: метіоніну, цистеїну та цистину; є складовою деяких гормонів, вітамінів (тіаміну); входить до складу інсуліну та бере участь у його утворенні. Разом із цинком і кремнієм визначає функціональний стан волосся та шкіри. Сульфур – SH груп захищає організм від радіації. | Горох, квасоля, вівсяна та інші крупи, сир, яйця, м'ясо, риба, часник |
| Бажане співвідношення основних мікроелементів Mg:Ca:P:K = 0,5:1:1,5:2,0 | |||
| МІКРОЕЛЕМЕНТИ | |||
| Залізо | до 20 мг | В організмі людини міститься 3-4 г заліза, основна частина якого знаходиться у крові у складі гемоглобіну еритроцитів. Залізо бере участь у перенесенні кисню, який надходить з повітря, в тканини організму, в окисних процесах, входить до складу багатьох окисних ферментів (пероксидази, цитохромів, цитохромоксидази та ін.), стимулюючи внутрішньоклітинні процеси обміну. Залізо накопичується також в печінці, селезінці, головному мозку. Перешкоджає асиміляції заліза щавлева кислота і фітин. Гальмують засвоєння заліза чай, яйця. Хелатини чаю утворюють хелатинні сполуки і це знижує їх сорбцію. Фосфопротеїни яєць, очевидно, теж перешкоджають засвоюванню заліза. Для засвоювання заліза необхідний вітамін В12; сприяє засвоюванню заліза аскорбінова кислота оскільки засвоюється тільки двохвалентне залізо. Рівень засвоювання заліза коливається від 1% при рослинному і 10-25% м'ясному харчуванні. Нестача заліза призводить до розвитку анемії, особливо це небезпечно для малюків до 1 року так як у материнському молоці мало заліза, зниження активності залізовмісних білків та ферментів; зниження секреторної функції шлунка. | Субпродукти, м'ясо, квасоля, печінки, бобові. |
| Мідь | 0,2-2,0 мг | Мідь належить до кровотворних елементів. В тілі дорослої людини масою 70 кг міститься 50-120 мг міді, засвоюється 30-40% міді, що надійшла до організму, решта переходить у сульфід і виводиться. Мідь необхідна для перетворення неорганічного заліза (яке надходить з їжею) на органічно зв'язану форму, для перетворення молодих форм еритроцитів у зрілі форми, а також для перенесення заліза до кісткового мозку. Мідь входить до складу ферментів дихання (цитохромоксидаза, церулоплазмін і т.д.) Нестача міді призводить до порушення ресорбції заліза, що призводить до анемії та зниження активності мідьвмісних ферментів, зменшується синтез фосфоліпідів що призводить до порушення роботи ЦНС, змін координації рухів, порушується процес кісткоутворення, (зміна форми скелета); змін утворення кератину та пігменту волосся (втрати забарвлення та кучерявості волосся, облисінню) зменшення маси серцевого м'яза, атрофія). | Печінка, сир, риба, мясо, яйця, молюски, ракоподібні зернові продукти |
| Цинк | 12-15 мг | У надмірних кількостях токсичний. Вміст цинку в організмі людини складає 1-25 г. 30% депонується у кістках, 60% у м'язах. Цинк входить до складу багатьох ферментів, бере участь у синтезі інсуліну і реалізації його біологічної дії. Разом із сіркою бере участь у процесах росту та оновлення шкіри і волосся; разом з марганцем специфічно впливають на полову функцію, а саме на активність деяких полових гормонів; разом з вітаміном В6 забезпечує метаболізм ненасичених жирних кислот і разом з вітаміном С сприяє звільненню вітаміну А з печінки і трансформації його в ретиналь, що бере участь в утворенні пігменту сітківки, що не допускає "курячої сліпоти". Існує три види патології при нестачі цинку: 1) хвороба Прасада – характеризується затримкою росту дітей (карликовість), відставання статевого розвитку, припинення росту кінців кісток, потовщення шкіри, втрата свідомості, зниження апетиту, збільшення маси печінки та селезінки. 2) спотворення форм апетиту, відчуттів смаку і запаху. Хворі на цю форму можуть поїдати землю (геофагія) 3) запалення шкіри кінцівок (дерматит) та слизових оболонок порожнини рота, нігтьового ложа, облисіння та ін. При нестачі цинку погано загоюються рани, відбуваються психоемоційні розлади (апатія, депресія) у інших навпаки, підвищена збудливість, емоційне напруження, тремтіння кінцівок, порушення координації рухів. | Продукти тваринного походження, морські продукти, продукти бджільництва. |
| Селен | 50-70 млг | В організмі людини міститься 3-6 мг селену за іншими даними 14,9 мг, причому 34% в м'язах, 21% в скелеті. Селен бере участь у процесах окислення на рівні трикарбонових кислот, виконує функції вітаміну Е (антиоксидант) Адекватне забезпечення організму селеном сприяє гальмуванню процесу старіння і веде до довголіття. Нестача селену проявляється у крововиливах, відкладанням фібрину у стінках судин, дистрофічні зміни і фібриноїдне змертвіння скелетних м'язів, серця, печінки, нирок, кишок, шкіри та інших органів і тканин. Це проявляється у виникненні болів, слабкості, задишки, порушення серцевої діяльності. | Зернові, морепродукти, печінь, почки, серце, часник |
| Йод | 150 мкг | В організмі людини міститься від 20 до 50 мг йоду. Основне фізіологічне значення – участь у роботі щитовидної залози, для синтезу гормонів тироксину, дийодтирозину, трийодтироніну. Гормони необхідні для біосинтезу білків, особливо важливий йод для розвитку головного мозку плоду, дітей, підлітків. Нестача йоду призводить до розвитку зобу. Загальна кількість хворих на зоб більше 200 млн. Симптоми хвороби (зобу) – випадання волосся, зниження температури тіла, різке зменшення фізичної і розумової працездатності. У ранньому дитинстві при нестачі йоду виникають незворотні психічні порушення які призводять до кретинізму, глухоти, німоти тощо. | Морська капуста, риба, молочні продукти, гречка, аронія |
| Фтор (флуор) | 0,75 мг | Бере активну участь у процесах формування зубної емалі і кісток, волосся, нігтів, епідермісу; впливає на імунну систему організму, функцію залоз внутрішньої секреції, серцевого м'яза. Нестача фтору призводить до розвитку карієсу зубів, порушення деяких обмінних процесів. Тривале споживання питної води з вмістом фтору 2,4 г/л і більше зумовлює зниження чутливості очей до сприймання кольорових зображень; при фтористій інтоксикації пошкоджується підшлункова залоза. Флюороз – захворювання при надлишковому вживанні фтору. Солі фтору відкладаючись і накопичуючись у кістках, визивають зміну кольору зубів (плямистість) і форми зубів, остеохондроз, огрубіння суглобів і їх нерухомість, кісткові нарости. | Морська риба, чай, питна вода |
| Марганець (манган) | 5 – 10 мг | В організмі людини 10-20 мг Мангану. Марганець входить до складу ферментів які активують кісткову фосфатазу, а значить стимулює ріст. Він є окисником пероксидних радикалів які викликають злоякісні пухлини, він необхідний для формування сполучної тканини, ембріонального розвитку середнього вуха, репродуктивної функції, для діяльності ЦНС та залоз внутрішньої секреції. Нестача марганцюпризводить до виникання анемії, зниження інтенсивності росту організму, остеопорозу, зрощенню кісток, порушення кісткоутворення середнього вуха. |
3. Вплив технологічної обробки харчових продуктів на їх мінеральний склад
При технологічній переробці харчової сировини зменшується вміст мінеральних речовин (крім випадків з додаванням харчової солі).
При цьому частина МР втрачається з відходами. Наприклад, при одержанні круп і борошна після обробки зерна вміст МР зменшується так як у видалених оболонках і зародку цих компонентів більше, ніж у цілому зерні.
Порівняльний вміст МР в пшеничному борошні в/сорту і борошна із цільнозмеленого зерна (мг/100 г продукту)
| МР | Цільнозмелене | в/сорт | Зменшення, разів |
| Ca | 2,6 | ||
| P | 4,3 | ||
| Fe | 3,3 | 0,8 | 4,1 |
| K | 3,9 | ||
| Mg | 3,8 | ||
| Zn | 3,50 | 0,07 | 5,0 |
| Cu | 1,00 | 0,32 | 3,1 |
| Mo | 0,14 | 0,02 | 7,0 |
| Mn | 3,20 | 0,83 | 3,6 |
| Cr | 0,014 | 0,002 | 7,0 |
Так, в зерні пшениці і жита вміст вільних елементів складає біля 1,7%, а в борошні в/с – 0,5%, обойному – 1,5%.
При очищенні овочів і картоплі втрачається 10-30% МР.
Якщо їх піддають тепловій кулінарній обробці, то в залежності від технології (варіння, тушкування, смаження) втрачається від 5 до 30%.
М'ясні, рибні і пташині продукти, в основному, втрачають макроелементи (Са і Р) при відділенні м'якоті від кісток.
При тепловій кулінарній обробці (варіння, смаження, тушкування) м'ясо втрачає від 5 до 50% МР. Але якщо обробку вести в присутності кісток, вміст Са можливо підвищити на 20%.
В технологічних процесах за рахунок неякісного металу устаткування в кінцевий продукт може переходити деяка кількість МЕ. Так, при виробництві хліба під час тістоприготування в результаті його контакту з устаткуванням вміст заліза може підвищуватися до 30%. Це процес небажаний, оскільки із залізом можуть переходити і токсичні елементи, які є в цьому металі, устаткування
При зберіганні консервів у жерстяних банках (спаяних) в продукт можуть переходити такі токсичні елементи як свинець, олово, кадмій. Але це відбувається у разі неякісного припою, чи порушенні захисного шару лаку.
Слід пам'ятати, що ряд металів (Fe, Cu) навіть у невеликих кількостях можуть визвати небажане окиснення продуктів, особливо по відношенню до жирів і жировмістних продуктів.
Наприклад, при концентрації заліза 1,5 мг/кг і міді 0,4 мг/кг при тривалому зберіганні вершкового масла і маргаринів ці метали визивають їх прогоркання.
При зберіганні напоїв у присутності заліза 5мг/л і міді 1 мг/л може відбутися їх потемніння.
4.Методи визначення мінеральних речовин
Для аналізу МР в основному використовують фізико-хімічні методи – оптичні і електрохімічні.
Для цього слід підготувати правильно зразок шляхом його мінералізації.
Є "суха" мінералізація – це спалювання і прокалювання зразка; "мокра" мінералізація – передбачає обробку зразка концентрованими кислотами сірчаною (H2SO4) i азотною (HNO3).
І Спектральні методи аналізу
1.Фотометричний аналіз
2.Емісійний.
3.Атомно-абсорбційна спектроскопія
ІІ Електрохімічні методи аналізу
1.Іонометрія
2.Полярографія
І Спектральні методи аналізу
1.Фотометричний аналіз використовують для визначення Cu, Fe, Cr, Mn, Ni і інших елементів.
Метод оснований на поглинанні молекулами речовини променів в ультрафіолетовій, видимій і інфрачервоних областях електромагнітного спектра.
Для цього можна проводити дослідження за допомогою фотоелектроколориметра. При цьому аналіз основано на вимірюванні поглинання забарвленими розчинами монохроматичного випромінювання видимої області спектра.
Спектрофотометрія – основана на вимірюванні поглинання монохроматичного випромінювання в ультрафіолетовій, видимій і інфрачервоній областях спектра.
2. Емісійний спектральний аналіз – оснований на вимірюванні довжини хвилі, інтенсивності і інших характеристик світла, яке випромінюється атомами і іонами речовини у газовому стані. Цим методом можна визначити більше 40 елементів.
3. Атомно-абсорбційна спектроскопія – основана на здатності вільних атомів елементів у газах полум'я поглинати світову енергію
Дата добавления: 2015-08-26; просмотров: 2529;