Химический состав растительного сырья

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И  ОБРАЗОВАНИЯ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ  ОДЕСКИЙ НАЦЫОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ  ИМЕНИ И. И. МЕЧНИКОВА

 Биологический факультет

Кафедра ботаники

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ на тему: «ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ РОСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ»

 

 

 

 

 

 

 

 

Студентки V-курса,V-группы.

денної форми навчання

Гончар Анастасии Васильевны

                                     Преподаватель: Попова Е. Н.

 

 

 

 

 

Одесса 2013

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ РАСТИТЕЛЬНОГО  СЫРЬЯ

Плоды и овощи разнообразны по своему составу. Они содержат воду и сухие вещества – углеводы, белки, жиры, органические кислоты, витамины, минеральные вещества. Накопление химических соединений происходит в растениях  в результате фотосинтеза. Зеленые  части растений поглощают солнечную  энергию, под действием которой  из воды и СО2 образуются углеводы. Дальнейшее их превращение под влиянием ферментов дает все многообразие химических веществ растений. Азотистые и минеральные вещества поступают в растения через корневую систему из почвы.

Вода преобладает в  плодах и овощах. На ее долю приходится 75-95 %. Питательные вещества потребляются клеткой только в том случае, если они растворены в воде и растворы имеют определенную концентрацию. Нарушение  этого может привести к гибели клеток.

При промышленной переработке  плодов и овощей большую роль играет содержание сухих веществ. В плодах оно составляет 10-20 %, в овощах –  от 4 до 10 %, но в некоторых до 24 % (зеленый  горошек, сахарная кукуруза). В зависимости  от содержания сухих веществ в  сырье устанавливают нормы расхода (при производстве концентрированных  томатопродуктов, варенья, джема и т.д.). Содержание сухих веществ также влияет на производительность оборудования, продолжительность технологического процесса и др.

БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА

Биологически активные вещества (БАВ) — химические вещества, обладающие высокой физиологической активностью  при небольших концентрациях  по отношению к определённым группам  живых организмов (в первую очередь  — по отношению к человеку) или  к отдельным группам их клеток. Физиологическая активность вещества обычно рассматривается с точки  зрения возможности его медицинского применения либо с точки зрения поддержания нормальной жизнедеятельности организма.

 Биологически активные  вещества - это соединения, которые  оказывают на организм различное  действие: стимулирующее, профилактическое, лечебное и даже отравляющее.  Характер действия зависит от  химической структуры вещества, дозы и способа его применения. В растениях образуется много  различных соединений, относящихся  к активным веществам, одно  из них обычно преобладает  и придает основные свойства  растению. Активные вещества одного  растения часто вступают между  собой в сложные реакции. 

Например как химический состав травы зверобоя

 В траве зверобоя  содержатся флавоны, антоцианы,  эфирное масло, дубильные вещества, органические кислоты, минеральные  соли, смолистые вещества. Флавоны  и антоцианы относятся к флавоноидам - соединениям, растворенные в клеточном соке. Флавоны - это желтые пигменты клеточного сока цветков, антоцианы - цветков и плодов. Обе эти группы соединений имеют сходные свойства и действуют расслабляюще, мочегонно, дезинфицирующе, способствуют уменьшению проницаемости кровеносных сосудов, накоплению витамина С в организме.

БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА РАСТЕНИЙ

Лечебное действие растений обусловлено наличием в их составе  различных биологически активных веществ, которые при поступлении в  организм животного или человека проявляют физиологически активные свойства. Они имеют разнообразный  состав и относятся к различным  классам химических соединений. Наиболее важные из них - аминокислоты, углеводы, органические кислоты, жирные и эфирные масла, смолы, фитонциды, ферменты, витамины, гликозиды, фенольные соединения, алкалоиды, макро- и микроэлементы.

Аминокислоты

Аминокислоты являются составной  частью белков, ферментов, витаминов  и других важных для организма органических соединений. Растения синтезируют все аминокислоты в отличие от организма животного и человека, неспособного синтезировать некоторые из них (так называемые, незаменимые аминокислоты). Дефицит незаменимых аминокислот организм человека восполняет с растительной пищей, а в случае медицинских показаний - в виде лечебных препаратов, содержащих эти соединения. Многие аминокислоты имеют не только важное физиологическое значение, но являются высокоэффективными фармакологическими веществами.

Углеводы

Углеводы представляют собой  органические вещества, состоящие из углерода, кислорода, водорода, находящихся  в строго определенных соотношениях (у большинства углеводов соотношение  указанных элементов такое, как  в химической формуле воды). Простейшими  углеводами являются моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза и др.). Соединяясь между собой, они образуют более  сложные по составу и нарастающие  по массе соединения, которые называют олигосахаридами (сахароза, мальтоза, стахиоза). Высокомолекулярные углеводы называют полисахаридами (крахмал, клетчатка, инулин, пектин, камеди, слизи и пр.).

Углеводы - постоянные компоненты любого вида лекарственного растительного  сырья. Моносахариды и олигосахариды  имеют важное значение для протекающих в растениях биохимических процессов, а полисахариды выполняют структурную функцию (клетчатка - главный материал клеточной оболочки) или являются запасными веществами (крахмал, инулин).

 Углеводы являются  главной составной частью сухих  веществ (до 90 %). Они представлены  сахарами, крахмалом, целлюлозой, гемицеллюлозой  и пектиновыми веществами.

Сахара – в плодах и  овощах содержатся в виде сахарозы (свекловичный сахар), глюкозы (виноградный  сахар), фруктозы (плодовый сахар). Наиболее богаты сахарами плоды (до 12 %), виноград (до 25 %). Содержание сахаров в овощах меньше и составляет около 4 %. Наиболее сахаристыми овощами являются морковь, свекла, арбузы, дыни. По степени сладости сахара располагаются в следующем  порядке (по степени убывания): фруктоза, сахароза, глюкоза. Сахара хорошо растворяются в воде, легко усваиваются организмом человека и являются основными веществами, которые используются для дыхания.

Сахароза в растворе при  нагревании под действием органических кислот распадается на глюкозу и  фруктозу. Эта реакция называется инверсия и происходит при созревании плодов:

 

С12Н22О11 + Н2О С6Н12О6 + С6Н12О6

    сахароза                   глюкоза                фруктоза

 

Сахара придают плодам и овощам сладкий вкус. Однако вкусовые ощущения зависят не только от содержания сахаров, но и от содержания органических кислот и полифенольных соединений. Для оценки вкусовых качеств плодов и овощей существует сахарокислотный индекс – отношение суммарного содержания сахара к общему содержанию преобладающей в плодах кислоте.

Крахмал - полисахарид, состоящий  из остатков глюкозы. Содержится в клетках  в виде крахмальных зерен, размер и форма которых специфична для  каждого вида сырья. Больше всего  крахмала содержится в картофеле (13-18 %), много также содержится в фасоли, зеленом горошке, бобах (до 5 %). В плодах крахмала немного – до 1 %.

Целлюлоза (клетчатка) –  полисахарид, состоящий из остатков глюкозы, которые собраны в виде нитей, связаны между собой и  образуют прочные мицеллы. Это обусловливает  высокую прочность клетчатки. Она  не растворима в воде, кислотах, щелочах, не переваривается в организме человека и является балластом в пищевом  рационе. Содержание клетчатки в  плодах составляет 0,5-2,0 %, в овощах –  до 2,8 %. Больше всего клетчатки содержится в покровных тканях (кожуре).

Гемицеллюлоза (полуклетчатка) – вместе с целлюлозой составляет основную часть клеточных стенок. Состоит из высокомолекулярных полисахаридов: гексозанов и пентозанов. В воде не растворимы, но набухают и образуют клейкие растворы. Количество гемицеллюлоз в плодах и овощах колеблется от 0,2 до 3,5 %. Чем больше клетчатки, тем больше гемицеллюлоз.

Пектиновые вещества –  высокомолекулярные соединения. В плодах и овощах встречаются в виде нерастворимого пектина (протопектина) и растворимого (пектина). Протопектин образует комплексы  с целлюлозой и гемицеллюлозой. Из него состоят пластинки, соединяющие  клетки растительной ткани. В недозрелых плодах почти все пектиновые вещества представлены протопектином, поэтому  консистенция у них грубая. По мере созревания плодов протопектин гидролизуется, образуется растворимый пектин и ткани становятся сочнее и нежнее. Этот процесс происходит под действием пектолитических ферментов. Когда весь протопектин гидролизуется, ткани становятся массой разъединенных клеток. Консистенция таких плодов называется сухой или мучнистой. Плоды (яблоки, айва, абрикосы) содержат значительное количество пектиновых веществ (до 1,5 %), в овощах их немного, в некоторых (морковь, свекла) - до 1 %.

Значительное количество растительного сырья заготавливается  для получения того или иного  класса углеводов  - крахмала, сахара, пектина, камедей, ваты. Из аптечной номенклатуры широким лечебным спросом пользуются лекарственное растительное сырье, содержащее слизи - корень алтея, семена льна, лист мать-и-мачехи, подорожника  большого, а также препараты из этих растений - мукалтин, гранулы плантаглюцида, сок подорожника. Содержащиеся в сырье слизи проявляют мягчительное, обволакивающее действие, поэтому растительное сырье и препараты, их содержащие, применяют при кашле, раздражении верхних дыхательных путей, при воспалении желудочно-кишечного тракта.

 

 

Органические  кислоты

Органические кислоты  содержатся в растительном сырье  в свободном виде и в виде солей. Они играют важную роль в обмене веществ, растворяя некоторые нежелательные  отложения, например, соли мочевой кислоты  и способствуют удалению их из организма. Исключение составляет щавелевая кислота, которая в организме человека образует нерастворимые соли кальция.

Органические кислоты  наряду с углеводами и белками  являются наиболее распространенными  соединениями в растениях и играют важную роль в биохимических процессах  обмена веществ в растительных клетках. Они могут присутствовать в растениях  в свободном состоянии или  в виде солей, эфиров и других соединений. Органические кислоты определяют вкус растений, а летучие - их запах (муравьиная, уксусная, масляная, изовалериановая). Некоторые органические кислоты, например  бензойная, обладают антисептическим  действием и предохраняют плоды, в которых они находятся, от гниения  при хранении (клюква, брусника), другие проявляют витаминное действие (широко встречающаяся в растительном сырье  аскорбиновая кислота). Кислоты влияют на вкусовые свойства сырья и технологический процесс его переработки, в частности, на величину температуры стерилизации, жизнедеятельность микроорганизмов при консервировании.

Наиболее распространены в растениях яблочная, лимонная, винная, щавелевая кислоты. Некоторые  из них - источник получения органических кислот, сырье других используется самостоятельно или в лечебных сборах. Органические кислоты могут накапливаться  в подземных органах растений, но больше их содержится в надземной  части, особенно в плодах (клюква, малина, черная смородина, плоды цитрусовых и др.) Роль органических кислот в  жизнедеятельности организма существенна. Они являются связующим звеном между  обменом углеводов и аминокислот, поддерживают кислотно-щелочное равновесие в организме, некоторые предупреждают  развитие атеросклероза или входят в состав клеточных гормонов - простагландинов.

 Различают общую и  активную кислотность плодов  и овощей.

Общая кислотность – процентное содержание всех кислот и кислых солей  в пересчете на основную для данного  вида сырья кислоту Она не превышает 1,0 %. Но у такого сырья как черная смородина, клюква, рябина, кислотность  более высокая и составляет от 2,0- до 4,5 %).

 

Активная кислотность (рН) характеризует степень диссоциации кислот на ионы и зависит от вида сырья. Почти все плоды (кроме некоторых сортов груш) относят к кислотному сырью, значение рН составляет 2,5-4,5. Большинство овощей (за исключением томатов, щавеля, ревеня) является некислотным сырьем, рН 4,5-6,5. Это свойство учитывают при стерилизации консервов. Чем ниже рН, тем ниже температура и наоборот.

 Из кислот в плодах  и овощах наиболее распространены  следующие:

- Яблочная – преобладает  в семечковых и косточковых  плодах (рябина, яблоки, абрикосы от 3,0 до 6,0 %).

- Винная – в основном содержится в винограде до 0,7 %.

- Лимонная – содержится преимущественно в цитрусовых плодах и клюкве (в лимонах ее содержание достигает 6,0-8,0 %), в ягодах этой кислоты больше, чем яблочной.

- Щавелевая – обладает жгучим вкусом. Соли ее вредны для человека из-за образования нерастворимых солей кальция, которые трудно выводятся из организма. Этой кислоты много в щавеле, ревене, листьях свеклы. Больше щавелевой кислоты накапливается в старых растениях, поэтому для консервирования используют молодые листья, которые преимущественно содержат яблочную и лимонную кислоты.

- Уксусная и молочная  – в свежих плодах и овощах  содержится незначительное количество, но достаточно много в некоторых  продуктах их переработки. Молочная  кислота образуется в результате  жизнедеятельности молочнокислых  бактерий при квашении капусты,  солении огурцов, томатов и  мочении плодов и ягод. Она  предохраняет солено-моченую продукцию  от порчи. Уксусную кислоту  добавляют при мариновании плодов  и овощей как вкусовую добавку  и консервант для сохранения  качества маринадов.

Жирные масла

Жирные масла следует  рассматривать как запасные вещества, накапливающиеся в основном в  семенах и плодах растений. Свойства жирных масел определяются входящими  в их состав жирными кислотами  и их количественным соотношением. Некоторые из жирных кислот - олеиновая, линолевая, линоленовая -  в организме животных и человека не образуются.

Жидкие растительные масла  легко всасываются в кишечнике  и способствуют выведению холестерина  из организма. Установлено, что люди, пища которых включает в основном растительные масла  - подсолнечное, хлопковое, оливковое и другие - практически  не подвержены атеросклерозу.