Лекции по "Пищевая химия"

Спиртовое брожение осуществляется благодаря жизнедеятельности ряда микроорганизмов. Наиболее типичными организмами спиртового брожения являются дрожжи рода Saccharomyces. Суммарно спиртовое брожение может быть выражено следующим уравнением:

С₆Н₁₂О₆ = 2СО₂ + 2С₂Н₅ОН

В реальном процессе спиртового брожения, кроме главных продуктов – этилового спирта и углекислого газа, всегда в незначительном количестве образуются другие спирты, а также карбоновые кислоты, от наличия которых зависит специфический аромат вина, пива и других спиртных напитков.

Другой  вид брожения, важный для пищевых  технологий, это молочнокислое брожение, при котором из одной молекулы гексозы образуются две молекулы молочной кислоты:

Молочнокислое брожение играет очень  большую роль при производстве молочнокислых  продуктов (простокваши, ацидофилина, кефира, кумыса, творога, кисломолочных сыров), при изготовлении кваса, хлебных заквасок и «жидких дрожжей» для хлебопечения, при квашении капусты, огурцов, при силосовании кормов.

Все микроорганизмы, вызывающие молочнокислое  брожение, разделяются на две группы.

К первой группе принадлежат микроорганизмы, подобные Lactococcus lactis, сбраживающие гексозы в точном соответствии с вышеприведенным суммарным уравнением молочнокислого брожения. Их называют гомоферментативными молочнокислыми бактериями.

Вторую группу образуют гетероферментативные молочнокислые бактерии, которые, кроме молочной кислоты, образуют значительные количества других продуктов, в частности, уксусной кислоты и этилового спирта.

 

 

6 Изменения витаминов в технологическом потоке

Витамины  из всех нутриентов обладают наименьшей устойчивостью. В процессе хранения и технологической переработки  пищевого сырья, а также при хранении готовых продуктов питания происходят существенные изменения их витаминного состава.

Основными факторами, влияющими на степень  и скорость изменения витаминов, являются: действие света и кислорода воздуха, температура хранения и обработки, реакция среды, взаимодействие витаминов с ионами металлов и др.

Среди витаминов наибольшей устойчивостью  обладают РР, В6, В2, В3 и Н.

Высокой чувствительностью к действию света  отличаются С, В2 и В9.

Термолабильными являются витамины А и С.

Разрушаются кислородом воздуха витамины С, А, Е, В1 и В9. Эти витамины являются антиокислителями и предохраняют сырьё и продукты от окислительной порчи.

Некоторые витамины чувствительны к реакции  среды, так в нейтральной среде  устойчивы витамины В3, В9, в кислой – В1, В2.

Общим свойством всех водорастворимых  витаминов (витамины группы В, витамины С и Н) является возможность высоких  потерь в процессах экстракции.

Следует отметить, что разрушение витаминов  может носить и ферментативный характер. Это характерно для витаминов В1, С (ферменты тиаминаза, аскорбатоксидаза).

 

 

Раздел 5

Безопасность  продовольственного сырья и пищевых  продуктов

 

Лекция  №15

Тема: Чужеродные вещества и пути их поступления в продукты питания

1 Понятие безопасности продуктов питания. Система критической контрольной точки при анализе опасного фактора

2 Окружающая среда, как основной источник загрязнения сырья и пищевых продуктов

3 Основные типы чужеродных веществ

 

1 Понятие безопасности продуктов питания. Система критической контрольной точки при анализе опасного фактора

Проблема безопасности продовольственного сырья и продуктов питания с каждым годом возрастает, поскольку она является одним из основных факторов, определяющих здоровье людей и сохранение генофонда.

В практическом смысле безопасностью продуктов питания следует понимать отсутствие опасности для здоровья человека при их употреблении, как с точки зрения острого негативного воздействия (пищевые отравления и пищевые инфекции), так и с точки зрения опасности отдаленных последствий (канцерогенное, мутагенное и тератогенное действие).

В начале 70-х гг. была разработана  концепция критической контрольной точки при анализе опасного фактора (ККТАОФ), которая призвана обеспечить безопасность пищевых продуктов. Главным принципом, лежащим в сути этой концепции является акцент на предупредительный контроль «критических моментов» в производстве продовольствия, а не на проверку готовой продукции.

Ответственность за определение критических точек в технологии производства безопасных пищевых продуктов возлагается на производителей.

Выявление ККТАОФ складывается из двух основных операций.

Операция 1. Выявление опасных факторов и определение контрольных мер. При этом необходимо изучить следующие важные обстоятельства:

• состав используемого сырья и компонентов;
• параметры и условия процесса производства, влияющие на опасные факторы или их создающие;
• защита от повторного загрязнения химическими веществами и микроорганизмами (целостность, проницаемость и безопасность упаковки);
• использование в потребительской практике (размораживание, подогревание, варка и т. п.);
• группы риска (система общественного питания, дети, пожилые люди, лица с нарушением иммунной системы, другие категории больных).

Операция 2. Установление критических  контрольных точек. При этом необходимо для каждого опасного фактора  на каждой стадии ответить на следующие  вопросы:

• может ли изучаемый опасный фактор появиться в продукте из сырья или при его переработке и на каком уровне (допустимом или недопустимом)?
• обеспечивает ли технологический процесс безопасность готового продукта за счет снижения уровня опасного фактора или за счет предотвращения его возрастания до опасного уровня?

Кроме названных двух основных операций ККТАОФ включает также спецификацию, систему мониторинга, системы устранения недостатков и проверки.

 

2 Окружающая среда, как основной источник загрязнения сырья и пищевых продуктов

Несмотря  на то, что окружающая среда остается главным источником загрязнения сырья и пищевых продуктов, в настоящее время появляются новые и модифицируются традиционные технологии получения продуктов питания, которые часто связаны с применением жестких видов воздействия на сырье и полуфабрикаты, что, может приводить к возникновению токсичных веществ. Кроме того, получили широкое распространение разнообразные виды непроверенных пищевых добавок и новых упаковочных материалов.

Количественная характеристика токсичности  веществ достаточно сложна и требует  многостороннего подхода. Судить о  ней приходится по результатам воздействия  вещества на живой организм, для  которого характерна индивидуальная реакция, индивидуальная вариабельность, поскольку в группе испытуемых животных всегда присутствуют более или менее восприимчивые к действию изучаемого токсина индивидуумы.

Существуют следующие основные характеристики токсичности:

ЛД₅₀ и ЛД₁₀₀. ЛД – аббревиатура летальной дозы, т. е. дозы, вызывающей при однократном введении гибель 50 или 100% экспериментальных животных. Токсичными считают все те вещества, для которых ЛД мала.

Величина t_0,5 характеризует время полувыведения токсина и продуктов его превращения из организма. Для разных токсинов оно может составлять от нескольких часов до нескольких десятков лет.

Кроме того в токсикологических экспериментах на животных принято указывать еще и время 100 или 50% гибели объектов. Но для этого такие эксперименты должны проводиться в течение многих месяцев и лет, а при существующем непродолжительном контроле можно ошибочно отнести загрязнитель к малотоксичным веществам, а он проявит губительное действие через длительное время.

На основе токсикологических критериев (с точки зрения гигиены питания) международными организациями ООН – ВОЗ, ФАО и др., а также органами здравоохранения отдельных государств приняты следующие базисные (основные) показатели: ПДК, ДСД и ДСП.

ПДК (предельно-допустимая концентрация) – предельно-допустимые количества чужеродных веществ в атмосфере, воде, продуктах питания, которые при ежедневном воздействии в течение сколь угодно длительного времени не могут вызывать заболеваний или отклонений в состоянии здоровья, обнаруживаемых современными методами исследований, в жизни настоящего и последующих поколений.

ДСД (допустимая суточная доза) – удельное ежедневное поступление вещества из расчёта на 1 кг массы тела, которое не оказывает негативного влияния на здоровье человека в течение всей жизни.

ДСП (допустимое суточное потребление) – величина, рассчитываемая как произведение ДСД на среднюю величину массы тела (60 кг).

 

3 Основные типы чужеродных веществ

Токсичные элементы

Токсичные элементы (в частности, некоторые  тяжелые металлы) составляют обширную и весьма опасную в токсикологическом отношении группу веществ: Hg, Pb, Cd, As, Sb, Sn, Zn, Al, Be, Fe, Cu, Ba, Cr, Tl. Наибольшую опасность из вышеназванных элементов представляют ртуть (Hg), свинец (РЬ), кадмий (Cd). При этом малые концентрации некоторых элементов жизненно необходимы для нормальной жизнедеятельности человека и животных.

Загрязнение водоемов, атмосферы, почвы, сельскохозяйственных растений и пищевых продуктов токсичными металлами происходит за счет:

выбросов  промышленных предприятий, городского транспорта, контакта сырья, полуфабрикатов и готовых продуктов с оборудованием, применения в консервном производстве некачественных внутренних покрытий и при нарушении технологии припоев.

Радиоактивное загрязнение

Радионуклиды естественного происхождения постоянно присутствуют во всех объектах неживой и живой природы. Однако природные радионуклиды не представляют существенной угрозы для здоровья человека.

С момента овладения человеком  ядерной энергией в биосферу начали поступать искусственные радионуклиды, образующиеся на АЭС, при производстве ядерного топлива и испытаниях ядерного оружия: ¹⁴С, ^l37Cs, ⁹⁰Sr, ⁸⁹Sr, ¹⁰⁶Ru, ¹⁴⁴Ce, ¹³¹I, ⁹⁵Zr.

Существуют три пути попадания  радиоактивных веществ в организм человека: а) при вдыхании воздуха, загрязненного  радиоактивными веществами; б) через желудочно-кишечный тракт – с пищей и водой; в) через кожу.

Ионизирующие излучения действуют  на организм в целом, но прежде всего  на биомолекулы и субклеточные образования. Наиболее чувствительными к облучению органеллами клеток организма млекопитающих являются ядро и митохондрии. В результате радиоактивного воздействия происходят количественные и качественные изменения в ДНК, нарушаются процессы транскрипции и трансляции. Кроме этого, угнетаются энергетические процессы, нарушаются функции мембран.

Диоксины и диоксинподобные  соединения

Диоксины  – высокотоксичные соединения, обладающие мутагенными, канцерогенными и тератогенными свойствами (негативное влияние на развитие плода).

Диоксины являются побочными продуктами производства пластмасс, пестицидов, бумаги, обнаруживаются в составе отходов металлургии, деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности. Они присутствуют в выхлопных газах автомобилей, при горении синтетических покрытий и масла, т. е. практически везде, где ионы хлора (брома) или их сочетания взаимодействуют с активным углеродом. Таким образом, проблема диоксинов приобрела глобальный характер.

При попадании в окружающую среду  диоксины интенсивно накапливаются в почве, водоемах, активно мигрируют по пищевым цепям. В организм человека диоксины попадают в основном с пищей.

Для диоксинов не существует таких норм как ПДК – эти вещества токсичны при любых концентрациях, меняются лишь формы ее проявления.

Полициклические ароматические углеводороды

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) – насчитывают более 200 представителей, которые являются сильными канцерогенами.

К наиболее активным канцерогенам относят  бенз(а)пирен, а также дибенз(а)пирен, перилен и холантрен.

Канцерогенные ПАУ образуются в  природе путем абиогенных процессов; ежегодно в биосферу поступают тысячи тонн бенз(а)пирена природного происхождения. Еще больше – за счет техногенных источников. Образуются ПАУ в процессах сгорания нефтепродуктов, угля, дерева, мусора, пищи, табака, причем, чем ниже температура, тем больше образуется ПАУ.

Бенз(а)пирен попадает в организм человека преимущественно с пищевыми продуктами. Причем его содержание в продуктах значительно колеблется в зависимости от способа технологической и кулинарной обработки или от степени загрязнения окружающей среды.

 

Лекция  №16

Тема: Чужеродные вещества в сельском хозяйстве. Природные токсиканты

1 Загрязнения веществами, применяемыми в растениеводстве

2 Загрязнения веществами, применяемыми в животноводстве

3 Бактериальные токсины

4 Микотоксины

5 Метаболизм чужеродных соединений

 

1 Загрязнения веществами, применяемыми в растениеводстве

Остатки сельскохозяйственных ядохимикатов представляют наиболее значительную группу загрязнителей, так как присутствуют почти во всех пищевых продуктах. В эту группу загрязнителей входят пестициды (бактериоциды, фунгициды, гербициды и др.), удобрения, регуляторы роста растений.