Лекции по "Пищевая химия"

 

 

 

Лекция  №17

Тема: Антиалиментарные факторы питания

1 Ингибиторы пищеварительных ферментов

2 Цианогенные гликозиды. Алкалоиды

3 Антивитамины

4 Факторы, снижающие усвоение минеральных веществ

5 Алкоголь

 

Помимо  чужеродных соединений, загрязняющих пищевые продукты, так называемых контаминантов-загрязнителей, и природных токсикантов, необходимо учитывать действие веществ, не обладающих общей токсичностью, но способных избирательно ухудшать или блокировать усвоение нутриентов. Эти соединения принято называть антиалиментарными факторами питания. Этот термин распространяется только на вещества природного происхождения, которые являются составными частями натуральных продуктов питания.

1 Ингибиторы пищеварительных ферментов. К этой группе относятся вещества белковой природы, блокирующие активность пищеварительных ферментов (пепсин, трипсин, химотрипсин, α-амилаза). Белковые ингибиторы обнаружены в семенах бобовых культур (соя, фасоль и др.), злаковых (пшеница, ячмень и др.), в картофеле, яичном белке и других продуктах растительного и животного происхождения.

Механизм  действия этих соединений заключается  в образовании стойких комплексов «фермент-ингибитор» и, тем самым, подавлении активности главных пищеварительных ферментов.

Рассматриваемые белковые ингибиторы растительного  происхождения характеризуются  высокой термостабильностью, что  в целом не характерно для веществ белковой природы. Например, полное разрушение соевого ингибитора трипсина достигается лишь 20 минутным автоклавированием при 115°С, или кипячением соевых бобов в течение 2–3 ч. Из этого следует, что употребление семян бобовых культур, особенно богатых белковыми ингибиторами пищеварительных ферментов, как для корма сельскохозяйственных животных, так и в пищевом рационе человека, возможно лишь после соответствующей тепловой обработки.

 

 

2 Цианогенные гликозиды. Алкалоиды

К ционогенным относятся гликозиды некоторых цианогенных альдегидов и кетонов, которые при ферментативном или кислотном гидролизе выделяют синильную кислоту – HCN, вызывающую поражение нервной системы.

Цианогенные гликозиды содержатся в белой фасоли, косточках миндаля (до 8%), персиков, слив, абрикос (от 4 до 6%).

Алкалоиды – обширный класс органических соединений, оказывающих самое различное действие на организм человека. Это и сильнейшие яды, и полезные лекарственные средства.

морфин является очень хорошим обезболивающим средством, благодаря чему нашел применение в медицине, однако при длительном употреблении приводит к развитию наркомании.

К алколоидам относится кофеин. Содержание кофеина в сырье и различных продуктах колеблется в достаточно широких пределах. В зернах кофе и листьях чая, в зависимости от вида сырья, от 1 до 4%; в напитках кофе и чая, в зависимости от способа приготовления, до 1500 мг/л (кофе) и до 350 мг/л (чай). В напитках пепси-кола и кока-кола до 1000 мг/л и выше. При систематическом употреблении кофеина на уровне 1000 мг в день вызывают у человека постоянную потребность в них, напоминающую алкогольную зависимость.

 

 

3 Антивитамины. Согласно современным представлениям, к антивитаминам относят две группы соединений.

1-я  группа – соединения, являющиеся химическими аналогами витаминов, с замещением какой-либо функционально важной группы на неактивный радикал.

2-я  группа – соединения, тем или иным образом специфически инактивирующие, разрушающие витамины, например, с помощью их модификации, или ограничивающие их биологическую активность.

Лейцин  – нарушает обмен триптофана, в результате чего блокируется образование ниацина (витамина PP) из триптофана.

Индолилуксусная кислота и ацетилпиридин – также являются антивитаминами по отношению к витамину РР; содержатся в кукурузе.

Аскорбатоксидаза, тиаминаза и некоторые другие окислительные ферменты проявляют антивитаминную активность по отношению к соответствующим типам витаминов (С и В1).

Авидин  – белковая фракция, содержащаяся в яичном белке, приводящая к дефициту биотина (витамина Н), за счет связывания и перевода его в неактивное состояние.

Гидрогенизированные жиры – являются факторами, снижающими сохранность витамина А (ретинола).

 

 

4 Факторы, снижающие усвоение минеральных веществ. К ним, в первую очередь следует отнести щавелевую кислоту и ее соли (оксалаты), фитин и танины.

Продукты  с высоким содержанием щавелевой кислоты способны приводить к серьезным нарушениям солевого обмена, необратимо связывать ионы кальция.

Известны  случаи отравлений с летальным исходом, как от самой щавелевой кислоты (при фальсификации продуктов, в  частности вин, когда подкисление проводили дешевой щавелевой кислотой), так и от избыточного потребления продуктов, содержащих ее в больших количествах. Смертельная доза для взрослых людей колеблется от 5 до 150 г. Содержание щавелевой кислоты наиболее высокое в растениях шпинат, щавель, красная свекла, но они не представляют угрозы для здоровья человека.

Фитин, благодаря своему химическому строению, легко образует труднорастворимые комплексы с ионами Са, Mg, Fe, Zn, и Сu. Достаточно большое количество фитина содержится в злаковых и бобовых культурах: в пшенице, горохе, кукурузе, причем основная часть сосредоточена в наружном слое зерна. Поэтом фитин практически отсутствует в хлебе, выпеченном из муки высшего сорта. Также фитин отсутствует в хлебе из ржаной муки, где в процессе подготовки теста фитин разрушается ферментом фитазой.

Дубильные вещества, кофеин, а также балластные соединения (пищевые волокна) также могут рассматриваться как факторы, снижающие усвоение минеральных веществ, так как эффективно их связывают.

 

 

5 Алкоголь. Алкоголь можно рассматривать как рафинированный продукт питания, который имеет только энергетическую ценность. Алкоголь не является источником каких-либо пищевых веществ, поэтому его часто называют источником «холостых» калорий.

Попадая в организм человека, этанол под  воздействием фермента – алкогольдегидрогеназы окисляется до ацетальдегида, ацетоальдегид далее под воздействием другого фермента – альдегиддегидрогеназы окисляется до ацетата – уксусной кислоты, которая в дальнейшем переходит в ацетил-кофермент А и далее может окисляться в цикле лимонной кислоты.

Алкоголь  синтезируется ферментными системами  организма для собственных нужд, и в течение дня организм человека способен синтезировать от 1 до 9 г этилового спирта. Эндогенный алкоголь является естественным метаболитом, и ферментных мощностей организма вполне хватает для его окисления в энергетических целях. При потреблении алкоголя в больших количествах ферменты не справляются, происходит накопление этилового спирта и уксусного альдегида, что вызывает симптомы обширной интоксикации (головная боль, тошнота, аритмия сердечных сокращений).

У людей, потребляющих большие количества алкоголя, обнаруживается дефицит незаменимых веществ (витаминов), нарушается углеводный, жировой и белковый обмен и заканчивается, как правило, биохимической катастрофой с тяжелыми патологиями. Доказано, что алкоголь обладает наркотическим действием, вызывая устойчивую зависимость, которая приводит к негативным изменениям психики. 

Лекция №19

Тема: Общие сведения о пищевых добавках

1 Определения. Классификация

2 Общие подходы к подбору пищевых добавок

 

1 Определения. Классификация

Пищевые добавки – природные, идентичные природным или искусственные (синтетические) вещества, сами по себе не употребляемые как пищевой продукт или обычный компонент пищи. Они преднамеренно добавляются в пищевые системы по технологическим соображениям на различных этапах производства, хранения, транспортировки готовых продуктов с целью улучшения или облегчения производственного процесса или отдельных его операций, увеличения стойкости продукта к различным видам порчи, сохранения структуры и внешнего вида продукта или намеренного изменения органолептических свойств.

К пищевым добавкам не относят соединения, повышающие пищевую ценность продуктов питания и причисляемые к группе биологически активных веществ, такие как витамины, микроэлементы, аминокислоты и др.

Существует  различие между пищевыми добавками  и вспомогательными материалами, употребляемыми в ходе технологического процесса. Вспомогательные материалы – любые вещества или материалы, которые, не являясь пищевыми ингредиентами, преднамеренно используются при переработке сырья и получении продукции с целью улучшения технологии; в готовых пищевых продуктах вспомогательные материалы должны полностью отсутствовать (оксид кальция, диоксид серы и углерода в производстве сахара).

Пищевые добавки употребляются человеком  в течение многих веков (соль, перец, гвоздика, мускатный орех, корица, мед), однако широкое их использование  началось в конце XIX в.

Число пищевых добавок, применяемых в  производстве пищевых продуктов в разных странах, достигает сегодня 500 наименований. Для гармонизации их использования разработана рациональная система цифровой кодификации пищевых добавок с литерой «Е». Каждой пищевой добавке присвоен цифровой трех- или четырехзначный номер.

В нашей Республике допустимо использование  не всех пищевых добавок.

Применение разрешённых пищевых добавок допустимо только в том случае, если они даже при длительном потреблении в составе продукта не угрожают здоровью человека, и при условии, если поставленные технологические задачи не могут быть решены иным путем.

Пищевые добавки должны вноситься в пищевые  продукты в минимально необходимом  для достижения технологического эффекта  количестве, но не более установленных  Санитарными правилами пределов.

 

2 Общие подходы к подбору пищевых добавок

Эффективность применения пищевых добавок, особенно проявляющих технологические функции, требует создания технологии их подбора и внесения с учетом особенностей химического строения, функциональных свойств и характера действия пищевых добавок, вида продукта, особенностей сырья, технологии получения готового продукта и типа оборудования. Схема разработки технологии подбора и применения пищевой добавки включает следующие этапы:

1 Характеристика состава пищевой  добавки;

2 Характеристика функциональных  свойств (технологических и побочных) пищевой добавки;

3 Определение группы продуктов,  где может быть использована  пищевая добавка;

4 Установление особенностей взаимодействия  пищевой добавки с компонентами  пищевого продукта;

5 Выбор этапа внесения пищевой  добавки в технологическом процессе  получения пищевого продукта;

6 Оценка технологической и экономической  эффективности применения пищевой  добавки;

7 Анализ медико-биологической безопасности продукта, в котором использована пищевая добавка;

8 Сертификация пищевой добавки  и продукта с её содержанием.

 

При работе с пищевыми добавками конкретного функционального назначения, в особенности хорошо изученных добавок отдельные этапы, представленные в схеме, могут не проводиться.

При использовании пищевых добавок, как следует из рассмотренной  схемы, важным этапом является анализ их медико-биологической безопасности. Внесение пищевых добавок не должно увеличивать степень риска, возможного неблагоприятного действия продукта на здоровье потребителя, а также снижать его пищевую ценность (за исключением некоторых продуктов специального и диетического назначения).

Важнейшим условием обеспечения безопасности пищевых продуктов является соблюдение допустимой нормы суточного потребления пищевых добавок (ДСП).

Пищевые добавки должны вноситься в пищевые  продукты в минимально необходимом для достижения технологического эффекта количестве, но не более установленных Санитарными правилами пределов.

Исследование  безопасности пищевых добавок, определение  ДСД, ДСП, МДУ (ПДК) – сложный и очень дорогой, но крайне важный для здоровья людей процесс. Он требует непрерывного внимания и совершенствования.

 

 

Лекция №20

Тема: Основные классы пищевых добавок

1 Вещества, улучшающие внешний вид пищевых продуктов

2 Вещества, изменяющие структуру и физико-химические свойства пищевых продуктов

3 Вещества, влияющие на вкус и аромат пищевых продуктов

4 Пищевые добавки, замедляющие микробиологическую и окислительную порчу пищевого сырья и готовых продуктов

5 Биологически активные добавки

 

1 Вещества, улучшающие внешний вид пищевых продуктов

Пищевые красители

Основной группой веществ, определяющих внешний вид продуктов питания, являются пищевые красители (Е100-Е182).

Потребитель давно привык к определенному  цвету пищевых продуктов, связывая с ним их качество, поэтому красители в пищевой промышленности применяются с давних времен. В условиях современных пищевых технологий, включающих различные виды термической обработки (кипячение, стерилизацию, жарение и т. д.), а также при хранении продукты питания часто изменяют свою первоначальную, привычную для потребителя окраску, а иногда приобретают неэстетичный внешний вид, что делает их менее привлекательными.