Контрольная работа по "Безопасности продовольственного сырья и продуктов питания"

НИЖЕГОРОДСКИЙ ИНСТИТУТ ТЕХНОЛОГИЙ И УПРАВЛЕНИЯ (ФИЛИАЛ)

ФГБОУ ВПО «МГУТУ ИМЕНИ К.Г.РАЗУМОВСКОГО»

 

 

 

 

Контрольная работа

по дисциплине БЕЗОПАСНОСТЬ

ПРОДОВОЛЬСТВЕННОГО  СЫРЬЯ

И ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ

 

 

Выполнил студент   2   курса

Направление  2608  СФО

Шифр:   006

 Новиков Денис Сергеевич

                                                                                   ^(ФИО)

 

г.Нижний Новгород

2013 г.

     

 

                             Содержпние

1.Классификация  липидов

2.Методы выделения липидов  из сырья и пищевых продуктов  и их анализ

3. Превращение липидов при производстве продуктов питания

4. Химические свойства липидов

5. Биологическое значение жиров  и липидов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                          

  

                                                            1 Классификация липидов

     Липиды делят на омыляемые и неомыляемые в зависимости от их способности к гидролизу с образованием в щелочной среде солей высших карбоновых кислот – мыл.

Неомыляемые липиды

Неомыляемые липиды не расщепляются под действием воды. Неомыляемые липиды делятся на стероиды и терпеноиды (каротиноиды).

Стероиды

Стероиды относятся к липидам животных организмов. В основе их структуры лежит конденсированный четырехциклический остов, называемый стераном (рис. 1).

                                       

                                    

Рисунок 1 – Структура стерана (циклопентанопергидрофенантрена)

 

Циклический скелет стероидов относительно жесткий, в целов для природных  стероидов наиболее характерны следующие  типы сочленения и конформаций циклогексановых  колец:

• кольца В и С – транс-;
• кольца С и D –транс-;
• кольца А и В – транс-;
• все циклогексановые кольца – в конформации кресла.

 

 

                         

 

 

К стероидам относятся многочисленные вещества гормональной природы. Среди  них наиболее распространенным является холестерин (рис. 2).

 

                    

 

Рисунок 2 – Строение холестерина – наиболее распространенного представителя стероидов.

 

Холестерин – одноатомный спирт, поэтому его называют также холестеролом. Он проявляет свойства вторичного спирта и алкена. В организме 30% холестерина содержится в свободном состоянии, 70% - в виде сложных эфиров с высшими карбоновыми кислотами, как насыщенными (пальмитиновой и стеариновой), так и ненасыщенными (линолевой, арахидоновой и др.), т.е. в виде ацилхолестеринов.

Общее количество холестерина в  организме составляет 210-250 г. В больших  количествах он содержится в головном и спинном мозге, является компонентом  клеточных мембран. Из всего количества холестерина, содержащегося в организме, только около 20% его поступает с  пищей. Основное количество холестерина  синтезируется в организме из уксусной кислоты. Нарушение обмена холестерина приводит к его отложению  на стенках артерий и, как следствие, уменьшению эластичности сосудов (атеросклерозу).

Холестерин в организме превращается в большое количество других стероидов, например в желчные кислоты, которые выполняют важную биологическую функцию: эмульгируя жиры пищи, они улучшают их усвоение.

 

Наиболее распространенной желчной  кислотой является холевая кислота (рис. 3).

Рисунок 3 – Строение желчных кислот

 

Желчные кислоты находятся в  организме также и виде амидов по карбоксильной группе. Посредством  амидной связи к ним могут  быть присоединены остатки глицина  – Н₂NCH₂COOH, как в гликохолевой кислоте, или таурина Н₂NCH₂CH₂SO₃H, как таурохолевой кислоте. Натриевые и калиевые соли желчных кислот обладают поверхностно-активными свойствами. Эмульгируя жиры пищи, они улучшают их усвоение, а также активируют фермент липазу, катализирующий гидролиз жиров.

При облучении УФ-светом некоторых  стеринов, например эргостерина, происходит размыкание кольца В и образование продуктов, относящихся к витаминам группы D (антирахитические). Они содержатся в яичном желтке, сливочном масле и рыбьем жире.

Холестерин является предшественником всех стероидных гормонов.

 

Гормонами называют биологически активные вещества, образующиеся в результате деятельности желез внутренныей секреции и принимающие участие в решуляции обмена веществ и физиологических функций в организме. Гормоны – промежуточное звено между нервной системой и ферментами. Синтезированные в железах внутренней секреции гормоны переносятся током крови к органам-мишеням и там либо повышают каталитическую активность соответствующих ферментов, либо ускоряют их биосинтез.

Согласно химической классификации  все известные гормоны делятся  на три группы:

• аминокислоты и продукты их превращений – адреналин, норадреналин и др.;
• пептиды и белковые гормоны – инсулин, гормон роста соматотропин и др.;
• производные стероидов – гормоны коры надпочечников (кортикостероиды), мужские и женские половые гормоны и др.

Половые гормоны. Эти вещества вырабатываются половыми органами и регулируют половые функции. К их числу относятся женские (гестагены и эстрогены) и мужские половые гормоны (андрогены).

Эстрагены контролируют менструальный цикл у женщин, используются при лечении гипертонии и др. заболеваний. Наиболее важны эстрон и эстрадиол – производные эстрана

В настоящее время получают синтетические  аналоги эстрогенов, обладающие мощной эстрогенной активностью. К ним  относятся диэтилстильбэстрол и продукт его гидрирования синэстрол.

           

Андрогены стимулируют развитие вторичных мужских половых признаков, влияют на эндокринную систему человека, обладают сильным анаболическим эффектом. Главными мужскими половыми гормонами являются андростерон и более активный тестостерон. В основе их структуры лежит углеродный скелет андростана.

 

 Омыляемые  липиды

Омыляемые липиды гидролизуются, образуя смесь более простых веществ, т.к. в их структуре присутствуют связи, которые расщепляются водой (сложно-эфирные, гликозидные, амидные).

Омыляемые липиды делятся на простые и сложные.

Простые липиды

Простые липиды – это те, которые при гидролизе дают только два соединения: спирт и карбоновую кислоту. К ним относятся воски, жиры и масла, церамиды.

Воски – сложные эфиры высших жирных кислот и высших одноатомных спиртов. Примером животных восков служит пчелиный воск, основу которого составляет мирицилпальмитат – эфир пальмитиновой кислоты и мирицилового спирта. Широкое применение находит содержащийся в черепной полости кашалота спермацет, главным компонентом которого является цетилпальмитат – сложный эфир пальмитиновой кислоты и цетилового спирта. Этот воск используют в парфюмерии как основу при изготовлении кремов, мазей, т.к. он очень хорошо всасывается через кожу

Сложные липиды

Сложные липиды при гидролизе дают более разнообразные соединения: спирт, карбоновые кислоты, фосфорную кислоту, аминокислоту и прочие.

Сложные липиды делят на три большие группы:

• фосфолипиды;
• сфинголипиды;
• гликолипиды.

Фосфолипиды. Общим признаком всех фосфолипидов является наличие в их составе фосфорной кислоты. Фосфолипиды являются главными компонентами биологических мембран. Фосфолипиды широко распространены в растительных и животных тканях. Значительные количества фосфолипидов содержатся в сердце и печени животных, в семенах растений (соевые бобы), в яйцах птиц. Особенно высоко содержание их в нервной ткани человека и позвоночных животных.

В зависимости от спиртового компонента они делятся на глицерофосфолипиды и сфингофосфолипиды.

Глицерофосфолипиды. Общим структурным фрагментом всех глицерофосфолипидов является фосфатидовая кислота (1,2-диацил-3-фосфоглицерин).

Фосфатидовая  кислота присутствует в тканях в незначительных количествах, ее асимметрический атом С₂ имеет L-конфигурацию. Фосфатидовая кислота найдена во многих природных источниках – тканях животных, растениях и микроорганизмах

                                     

                          

                  2.Методы выделения липидов из  сырья и пищевых  продуктов  и их анализ

 

Анализ  липидов и продуктов их превращений  является сложной задачей, требующей применения, наряду с классическими химическими методами, современных физико-химических методов исследования (хроматографии, спектроскопии, рентгенострукшшого анализа и т. д.).

Изучение  липидов начинается с определения  их количества (содержания) в пищевых продуктах. Для этого используются методы определения содержания липидов непосредственно в объекте (ЯМР, ИК-спект-роскопия) и методы, основанные на извлечении липидов из пищевого продукта (свободные, связанные, прочносвязанные липиды). Свободные липиды экстрагируются из анализируемого продукта неполярными растворителями (гексаном, диэтиловым эфиром), связанные — системами растворителей, содержащими, как правило, спирт (смесь хлороформа и метанола, взятых в объемном соотношении 2 : 1). Прочносвязанные липиды получают из обработанного щелочами и кислотами шрота, оставшегося после выделения связанных липидов. Основные требования, предъявляемые к методам выделения, — полнота выделения и сохранение нативности выделенных липидов.

Химический  состав липидов, выделенных из пищевого сырья и продуктов, исследуется по схеме (см. рис. 4.6), причем в каждом конкретном случае выбирают тот набор анализов, который позволяет получить максимальный объем интересующей исследователей информации. Подробное описание методов выделения и исследования липидов приведено в специальных руководствах.

 

 

В практике пищевой промышленности состав и качество жиров и масел  характеризуют с помощью разнообразных  аналитических «чисел», подразумевая под ними расход определенных реагентов на реакции с жиром. Наибольшее значение имеют числа: кислотное, омыления, йодное.

Кислотным числом называется показатель, характеризующий количество свободных жирных кислот, содержащихся в жире. Он выражается в миллиграммах едкого калия, затраченного на нейтрализацию свободных жирных кислот, содержащихся в I г жира. Учитывая, что хранение пищевых продуктов, содержащих жиры и масла, всегда сопровождается гидролизом последних, по величине кислотного числа можно, до известной степени, судить об их качестве. В заводской практике кислотное число используется при расчете количества щелочи, необходимой для рафинации жиров и масел.

Число омыления равно количеству миллиграммов едкого калия, необходимого для омыления глицеридов и нейтрализации свободных жирных кислот в 1 г жира или масла. По числу омыления можно судить о средней молекулярной массе входящих в состав липидов жирных кислот и определить при мыловарении количество щелочи, необходимое для омыления жира.

Йодное число — показатель, характеризующий непредельность жирных кислот, входящих в состав жира. Оно выражается в процентах иода, эквивалентного галогену, присоединяющемуся к 100 г жира. Существует несколько методов определения йодного числа. Одним из наиболее распространенных является бромометрический метод. При этом применяется раствор брома в безводном метиловом спирте, насыщенном бромистым натрием. Бром образует непрочное комплексное соединение с бромистым натрием:

                                                                 NаВг + Вг₂→NaВг ·Вг₂

           

 

 

   3. Превращение  липидов при производстве продуктов  питания

При получении продуктов  питания, как в промышленности, так  и в домашних условиях, в ходе технологического потока липиды исходного  сырья (зерно, крупа, мясо и молоко, жиры и масла, плоды и овощи и  др.) претерпевают разнообразные превращения; значительные изменения происходят и в липидном комплексе хранящихся продуктов. Все это сказывается на их составе, а следовательно, на пищевой и биологической эффективности готовых продуктов.

С главными направлениями  этих превращений вы познакомились: гидролиз липидов, окислительное и  биохимическое прогоркание. Но в  пищевом сырье, полу- и готовых  продуктах они могут протекать  одновременно, в виде идущих параллельно, связанных между собой превращений. В упрощенной форме это представлено на рис.

 

 

Глубина и интенсивность  этих процессов зависят от химического  состава липидов, характера сопутствующих, добавляемых и образующихся веществ (например, антиоксидантов, меланоидинов), влажности, присутствия микроорганизмов, активности ферментов, контакта с кислородом воздуха, а следовательно, от способа упаковки жира и многих других факторов. Все перечисленное говорит о многообразии, сложности и противоречивости процессов, протекающих в липидном комплексе. Так, в растительных маслах, содержащих значительное количество ненасыщенных жирных кислот, протекают, главным образом, процессы автоокисления кислородом воздуха.

Благодаря низкой влажности, отсутствию минеральных веществ  липиды не поражаются микроорганизмами и в тем ноге могут храниться относительно длительное время. Лучшими условиями их сохранности п специальных баках — резервуарах являю гея: температура 4—6°С, относительная влажность воздуха — 75%. В быту их следует хранить в закрытой стеклянной таре в темноте, оставляя минимальным воздушное простанство в бутыли. Животные жиры (говяжий, свиной, бараний) по своему жир нокислотному составу (незначительное содержание высоконепредельных жирных кислот) должны были бы обладать высокой устойчивостью при хранении. Но они практически не содержат антиоксидантов и это снижает их стойкость при хранении. Наиболее неустойчивыми являются сливочное масло, маргарины, комбинированные масла. Высокая влажность, наличие белковых и минеральных веществ способствуют развитию микрофлоры, а следовательно, интенсивному развитию процессов биохимического прогоркания. Одними из основных факторов, обеспечивающих сохранность сливочного масла и маргарина, являются низкая температура и отсутствие света, внесение консервантов и антиоксидантов (для маргаринов, комбинированных масел). Не менее сложные процессы протекают при хранении в липидном комплексе пищевого сырья и готовых продуктов. Так, при хранении пшеничной муки идут процессы гидролитического и окислительного прогоркания, образующиеся продукты взаимодействуют с белками, влияя на хлебопекарное достоинство пшеничной муки. При развитии окислительных процессов в продуктах накапливаются нежелательные для организма человека вещества, поэтому защита липидов от окисления является важной задачей.