Биохимия овощей

      Белокочанная  капуста - богатый источник биологически активных веществ (витаминов и ферментов), она содержит все открытые наукой витамины: В1, В2, В6, С, К, РР, U, фолиевую и пантотеновую кислоты, каротин.

      Свежая  белокочанная капуста для населения  средней полосы является ценным источником витаминов С и U. Содержание аскорбиновой кислоты в капусте больше, чем в мандаринах и лимонах, и совсем немногим меньше, чем в апельсинах. По наличию витамина С она превосходит морковь почти в 10 раз, томаты и картофель соответственно в 2 и 2.5 раза. Аскорбиновая кислота находится в восстановленной форме и в виде аскорбигена, который освобождает витамин С при хранении, варки и квашении. Аскорбиновая кислота принимает активное участие в обмене веществ. При недостатке ее в организме человека ослабляется деятельность фагоцитов, уничтожающих проникшие в организм бактерии, снижается сопротивляемость к инфекциям. Поэтому инфекционные болезни чаще всего встречаются в зимние и весенние месяцы, когда пища относительно бедна аскорбиновой кислотой. Также в капусте найдено витаминоподобное вещество "кетон-250", обладающее антирахитным действием, его активность составляет 0.1 активности витамина D3. Витамин U (S-метилметионин) - является распространенным соединением в растении, однако в капусте он содержится в больших количествах. В растениях этот витамин участвует не только в синтезе метионина, но и других соединений, таких как пектин, протопектин, алкалоиды. Лечебный эффект витамина U связывают с его антигистаминным действием, со способностью к сдерживанию развития атеросклероза, с защитными и лечебными действиями при облучении, используют при лечении язвенной болезни и при нарушении функции печени. Отмечено его болеутоляющее действие.

      Капуста также является источником ценных питательных  веществ: углеводов, азотистых и минеральных элементов. Углеводы представляют важнейшую группу веществ капусты, в состав которых входят сахара, крахмал, клетчатка, гемицеллюлозы и пектиновые вещества. Сахара представлены глюкозой, фруктозой и сахарозой и составляют основную часть углеводного комплекса. По содержанию суммы сахаров белокочанная капуста уступает место только свекле, моркови и луку. При высоком содержании сахаров вкусовые качества улучшаются, а также сахара имеют большое значение при квашении капусты.

      Капуста не богата белковыми веществами, однако, во всех видах капусты обнаружены почти все известные аминокислоты. В пищевом отношении белки капусты полноценны по аминокислотному составу. По количеству серосодержащих аминокислот (метионина и цистина) капуста не уступает мясу и рыбе. В больших количествах встречается в капусте и бетаин.

      Все виды капусты богаты минеральными веществами. Минеральные вещества, обеспечивающие жизнедеятельность и развитие организма, обладают высокой биологической активностью и участвуют в окислительно-восстановительных процессах, в обмене веществ, кроветворении, костеобразовании, влияют на сопротивляемость организма болезням. Белокочанная капуста богата калием (185 мг/100г), кальцием, серой, фосфором, хлором. По содержанию кальция она превосходит картофель почти в 5 раз, в ней в 6 раз больше серы, чем в моркови. Из микроэлементов в ней преобладают алюминий (570 мг/100г), цинк, железо, марганец. К примеру, алюминия в капусте больше, чем в моркови и луке репчатом, марганца и цинка немногим меньше, чем в картофеле.

      Одним из характерных особенностей капусты является наличие в ее тканях значительных количеств серосодержащих веществ - гликозидов (продуктов вторичного метаболизма). Они выполняют роль запасных веществ, а иногда и защитную роль против микроорганизмов, так как при их ферментативном гидролизе под действием мирозиназы в капусте идет постадийное расщепление глюкозинолатов, кроме глюкозы, бисульфата, образуются и ряд летучих соединений (горчичных масел), обладающих бактерицидными свойствами.

      Установлено, что капуста обладает струмигенными свойствами - повышает секреторную деятельность щитовидной железы. Зобогенное вещество в капусте находится в форме неактивного прогойтрина, который под действием тиоглюкозидазы превращается в гойтрин - активное вещество, стимулирующее секреторную активность щитовидной железы. Неправильное хранение капусты в зимний период может привести к повышению активности фермента тиоглюкозидазы.

      Капуста принадлежит к числу культур, требовательных к влаге, и в годы с повышенным увлажнением продуктивность растения возрастает.

      Одним из основных приемов воздействия  на капусту является режим минерального питания, учитывающий требования растения и свойства почвы. В результате применения удобрений повышается сохранность свежей капусты и улучшается вкус квашенной. Однако, при больших дозах азота необходимо соответствующее повышение доз калия и фосфора. Внесение азота на неудобренных почвах снижает как урожай, так и его качество. Внесение микроэлементов (бор, цинк, молибден, йод, магний) повышает общий урожай растений и сахаристость кочанов.

      Количество  сухого вещества при этом несколько  снижается главным образом за счет клетчатки. Внесение микроэлементов усиливает фотосинтез в растении, повышает их устойчивость к поражению грибком Botrytis cinerea и улучшает лежкость во время хранения. Относительная эффективность подкормки капусты микроэлементами в сухие годы больше, чем во влажные.

      В процессе хранения в кочанах уменьшается  концентрация сахаров, белка, аскорбиновой кислоты и других веществ. Большой расход веществ отмечен у сортов, не пригодных для длительного хранения. Потери при хранении достигают существенных величин от грибковых заболеваний и за счет процессов дыхания. В основном, лежкость сортов определяется их наследственными особенностями. Для лежких сортов характерно повышенное содержание целлюлозы в сырой массе, небольшой средний вес кочана и продолжительный период вегетации. Лежкие сорта обладают способностью усиливать деятельность ферментов в ответ на поражение.

Картофель

      Картофель – продовольственная, кормовая и  техническая культура. Пищевое и кормовое достоинство клубней картофеля определяется высоким содержанием в них крахмала, белков и ряда минеральных элементов. При промышленной переработке из картофеля получают крахмал, спирт, патоку и некоторые другие ценные продукты.

      Основные  химические вещества картофеля это  крахмал, сахара, клетчатка, азотистые соединения, жир и зольные элементы. Кроме этого в клубнях присутствуют и другие соединения, оказывающие значительное влияние на качество картофеля: витамины, ферменты, алкалоиды и т.д.

      Крахмал – важнейший углевод в клубнях  картофеля. При выведении новых сортов основным требованием было содержание крахмала не менее 12%. Как правило, в ранних сортах картофеля меньше крахмала, чем в среднепоздних сортах. На продовольствие выращивают средне крахмалистые сорта, а для промышленной переработки – преимущественно с максимальным содержанием крахмала.

      В клубнях картофеля содержится в  среднем 1% сахаров, но их количество может достигать 8%. Количество сахаров в клубнях иногда увеличивается при их хранении.

      Основные  сахара в клубнях – сахароза, глюкоза и фруктоза. Кроме того, в клубнях может накапливаться довольно много фосфорных эфиров этих сахаров. При прорастании клубней, когда идет интенсивный распад крахмала, в них накапливается до 1% мальтозы. Кроме крахмала, в клубнях содержатся и некоторые другие полисахариды, среди которых наибольшее значение имеют клетчатка и пектиновые вещества. Основная масса клетчатки и пектиновых веществ сосредоточена в кожуре.

      Питательная ценность картофеля определяется и наличием в клубнях азотистых веществ, главным образом белков и свободных аминокислот, которые имеют большое пищевое и экономическое значение. Среднее содержание сырого протеина в клубнях обычно составляет около 2% веса сырой массы или 8-10% сухого вещества.

      Белок картофеля имеет высокую биологическую  ценность, он несколько уступает белкам мяса, но превосходит белки пшеницы, овса, овощей, т.к. в нем присутствуют все незаменимые аминокислоты: лизин, метионин, фенилаланин, триптофан, треонин, валин, лейцин и изолейцин. Соотношение белкового и небелкового азота в общем комплексе азотистых веществ клубней картофеля меняется в зависимости от различных условий. В среднем белковый азот составляет 55% от общего азота. Потребность в белке, как при умственной, так и при тяжелой физической работе может быть удовлетворена при питании одним картофелем. Перевариваемость картофельного белка в организме человека свыше 90%. Однако, для питания человека и животных большое значение имеют все азотистые соединения клубня. Свободные аминокислоты картофеля (не входящие в состав белка) дополняют аминокислоты его белка, причем биологическая ценность этой смеси не меньше, чем самого белка.

      Обычно  в клубнях в свободном состоянии  содержится не менее 20 аминокислот.

      Однако  следует отметить, что сорта картофеля  с более высоким содержанием аминокислот в клубнях оказываются часто наименее устойчивыми к фитофторе, как по клубням, так и по ботве. В клубнях растений, пораженных вирусными болезнями, повышается количество белка и азотистых веществ, но понижается содержание сухого вещества. Другие заболевания, развивающиеся при хранении картофеля обычно на фитофторных клубнях, значительно сильнее поражают клубни с более высоким содержанием белка.

      В клубнях картофеля содержится значительное количество органических кислот, таких как лимонная, изолимонная, яблочная, щавелевая, молочная, пировиноградная, винная, янтарная и др. Особенно много в клубнях лимонной кислоты (до 0.4-0.8%).

      Картофель является источником ряда витаминов: витамина С, многие витамины группы В (аневрин – В1, рибофлавин – В2, пиридоксин – В6), а также ниацин (никотиновая кислота), пантотеновая кислота, некоторое количество каротина (в желтоокрашенных сортах). Окраска мякоти клубня определяется спросом потребителя.

      Желтая  мякоть требуется в Прибалтийских  странах и странах Западной Европы. В большей части России, Англии и США предпочитают беломясый картофель, хотя желтомясые сорта, богатые провитамином А, более ценны для питания. Никаких количественных показателей по провитамину А в клубнях не предъявляется, как и в отношении витамина С, хотя именно картофель является богатым и дешевым его источником. В некоторых сортах содержание его достигает 50 мг/100г. Наибольшее содержание витамина С наблюдается в молодом свежеубранном картофеле. В питании зимой большей части населения многих европейских стран картофель – основной источник этого витамина.

      В картофеле содержится два основных гликоалкалоида – соланин и чаконин, представляющие вещества, построеные из соланидина и различных сахаров. Количество чаконина в картофеле значительно превышает содержание соланина.

      Наиболее  токсичен для организма человека чаконин. В молодых созревающих клубнях содержится гликоалкалоидов около 10 мг/100г, а в зрелых 2-4 мг/100г, большая часть их находится в кожуре. Содержание соланина и чаконина в клубнях должно быть такое, чтобы не ухудшался вкус, который определяют органолептически.

      Высокое содержание гликоалкалоидов проявляется  горьким вкусом и саднением во рту и глотке при дегустации вареных в кожуре клубней. Порог чувствительности к ним различен у разных лиц и может быть установлен экспериментально. Наибольшим количеством соланина и чаконина характеризуются ростки, бутоны, цветки и молодые листья растений.

      Из  минеральных веществ в картофеле преобладает калий, на долю его окиси в среднем приходится около 60% золы. Больше всего минеральных веществ находится в кожуре клубня. Высокое содержание калия обуславливает повышенную потребность картофеля в этом элементе. Обращает на себя внимание значительное количество окиси меди; можно предполагать, что картофель характеризуется более высокой потребностью в меди по сравнению с другими культурами.

      Одним из важных показателей качества картофеля  является вкус клубней.

      Плохой  вкус зависит не только от соланина, вызывающего горечь или першение.

      Крахмалистость  и рассыпчатость – основные показатели кулинарных качеств, которые иногда ошибочно приравниваются к вкусу. Помимо крахмала и соланина, есть и другие качества, определяющие собственно вкус, поскольку сам по себе крахмал имеет пресный вкус. В значительной степени вкус определяется соотношением калия и азотистых веществ в клубне. Повышение азотистых веществ ухудшает вкус. При высоком содержании минеральных веществ картофель имеет солевой привкус, при большом количестве растворимых углеводов появляется сладкий вкус.

      Очищенные сырые клубни картофеля на воздухе  довольно легко окрашиваются, темнеют. При потемнении сырого картофеля сначала появляется красно-коричневое, затем коричневое окрашивание. Потемнение клубней связано с тем, что под действием кислорода воздуха с участием ферментов происходит окисление аминокислоты тирозина в меланин – вещество черного цвета. Кроме того, о-дифенолы при окислении также образуют темно-коричневые продукты. Каталитические следы железа усиливают окисление дифенолов. Вареный картофель также может темнеть; при этом у него появляется черно-зеленоватое или синевато-серое окрашивание. Многие болезни картофеля усиливают потемнение клубней. Причины такого потемнения во многом еще не выяснены, но при повышенном содержании некоторых кислот и особенно аскорбиновой кислоты клубни темнеют меньше. Потемнение мякоти, связанное с биохимическими особенностями клубней, ухудшает внешний вид картофеля при его приготовлении в пищу и при изготовлении промышленных пищевых продуктов.