Вода і мінеральні речовини
План 1. Значення води в життєдіяльності людини ¡ 2. Фізичні і хімічні властивості води ¡ 3. Вода як складова сировини і харчових продуктів ¡ 4. Методи визначення вологи ¡
5. Роль мінеральних речовин в організмі людини ¡ 6. Класифікація та характеристика окремих макро і мікроелементів ¡ 7. Вплив технологічної обробки харчових продуктів на їх мінеральний склад ¡ 8. Методи визначення мінеральних речовин ¡
Вода ¡ важлива складова рослинних і тваринних продуктів, що відіграє роль диспергуючого середовища і розчинника, обумовлюючи консистенцію, структуру, смак, зовнішній вигляд та стійкість продуктів при зберіганні
В організмі людини вода виконує роль розчинника, що підтримує функції: Перетравлювання, всмоктування і транспорт речовин через стінку кишечника ¡ Розчинення продуктів обміну і виведення їх з сечею ¡ Забезпечення середовищем, у якому протікають всі біохімічні процеси ¡ Регулювання температури тіла ¡
Поняття про вільну та зв'язану вологу ¡ ¡ Вільна волога – це вода, яка не зв'язана полімерами і доступна для перебігу біохімічних реакцій Зв'язана волога – це вода, що асоційована з різними компонентами – білками, ліпідами і вуглеводами за рахунок хімічних і фізичних звязків
Зв'язана волога: Не замерзає при 40 С і нижче ¡ Не може служити розчинником ¡ Має густина у 2 рази вищу, ніж у вільній волозі ¡ Не видаляється з продуктів при висушуванні ¡ Недоступна міркоорганізмам ¡
Форми хімічних зв'язків вологи: Хімічно зв'язана ¡ Адсорбційно зв'язана ¡ Осмотично зв'язана ¡ Капілярно зв'язана ¡
Активність води – це відношення тиску пари над даним продуктом до тиску пари над чистою водою при тій же температурі ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Рівняння Ребіндера: ΔF = L = RT*ln. Po/Pw = - RT*lnaw, де Δ F зменшення вільної енергії (при t = cont); L робота відриву 1 моля води від сухого скелета матеріалу; R універсальна газова стала. Aw = Pw/Po = РОВ/100, де Pw тиск водяної пари в системі харчового продукту; Po тиск пари чистої води; POB відносна вологість у стані рівноваги при якій продукт не вбирає вологу і не втрачає її в атмосферу, %.
За величиною активності води продукти поділяють: продукти з високою вологістю (aw = 1, 0 0, 9): фрукти, яйця, м’ясо, хліб ¡ продукти з проміжною вологістю (aw = 0, 9 0, 6): мед, борошно, карамель ¡ продукти з низькою вологістю (aw = 0, 6 0, 0): шоколад, печиво ¡
МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ ВОЛОГИ ¡ ¡ Визначення загального вмісту вологи Висушування до постійної маси. Вміст вологи розраховують за різницею маси зразка до і після висушування у сушильній шафі при температурі 100 105°С. Це стандартний метод визначення вологи. Цей метод точний, але потребує багато часу для проведення аналізу.
Визначення вільної і зв'язаної вологи ¡ Термогравіметричний метод оснований на визначенні швидкості висушування. В контрольованих умовах межа між областю постійної швидкості висушування і областю, де ця швидкість знижується, характеризує зв'язану вологу. ¡
Мінеральні речовини
РОЛЬ МІНЕРАЛЬНИХ РЕЧОВИН В ОРГАНІЗМІ ЛЮДИНИ Підтримка кислотно-лужної рівноваги ¡ Регуляція біохімічних реакцій ¡ Мінерали як складові частини тіла ¡ Водний обмін ¡ Передача нервового імпульсу по нервовому волокну ¡
КЛАСИФІКАЦІЯ ТА ХАРАКТЕРИСТИКА ОКРЕМИХ MAKPO -і МІКРОЕЛЕМЕНТІВ
¡ ¡ До макроелементів відносять калій, натрій, кальцій, магній, фосфор, хлор, сірку. їх вміст складає сотні і десятки міліграмів на 100 г харчового про дукту. Мікроелементи входять до складу продукту в кількостях виражених де сятими, сотими і тисячними долями міліграма і є необхідними для нормальної життєдіяльності.
¡ Мікроелементи умовно поділяють на дві групи: абсолютно чи життєво необхідні (кобальт, залізо, мідь, марганець, цинк, йод, бром, фтор) і так зва нівірогідно необхідні (алюміній, стронцій, молібден, селен, нікель, ванадій та деякі інші).
Причини порушення обміну мінеральних речовин, які можуть мати місце навіть при їх достатній кількості в їжі: ¡ ¡ незбалансоване харчування (недостатня чи надлишкова кількість білків, жирів, вуглеводів, вітамінів і т, д. ); застосування методів кулінарної обробки харчових продуктів, що обумовлюють втрати MP, наприклад при розморожуванні (в гарячій воді) м'яса, риби, чи при видаленні відварів овочів і фруктів в які переходять розчинні солі; відсутність своєчасної корекції складу раціонів при зміні потреби організму в MP, пов'язаних з фізіологічними причинами. порушення процесу всмоктування MP в ШКТ чи підвищення втрат рідини (наприклад крововтрати).
Макроелементи
Кальцій
Кальцій - добова потреба: 800 мг – дорослі 1000 мг – діти і підлітки ¡ ¡ Це основний структурний компонент кісток і зубів, приймає участь у згортанні крові і утворенні тромбу При недостачі – остеопороз (демінералзація кісткової тканини), дефіцит вітаміну D, рахіт
Фосфор
Фосфор – добова потреба : 1200 мг ¡ Приймає участь у всіх життєвоважливих процеса: синтез і розщеплення речовин, регуляція обміну речовин, входить до складу нуклеїнових кислот (ДНК, РНК), ряду ферментів та молекул АТФ ¡ При дефіциті – демінералізація кісток, зниження розумової і фізичної діяльності, апатія
Магній
Магній – добова потреба: 200 -300 мг ¡ Входить до складу ряду ферментів, активізує роботу нервової системи і м'язів. ¡ При дефіцитиі – затримка росту, порушення засвоювання їжі, відкладання кальцію в стінках судин ¡ Недостача іонів магнію в харчовому раціоні малоймовірна.
Калій
Калій – добова потреба: 2000 – 4000 мг ¡ Забезпечує осмотичний тиск, передає нервові імпульси, регулює діяльність серця, міститься в складі ферментів ¡ При дефіциті зниження артеріального тиску, порушення серцевих ритмів, сонливість ¡ Недостача в харчовому раціоні малоймовірна
Натрій
Натрій – добова потреба: 2000 — 4000 мг ¡ ¡ Підтримує осмотичний тиск, регулює водно сольовий обмін, передає нервові імпульси, підвищує активність харчових ферментів При надлишку в раціоні – затримка води в організмі, порушення в роботі серцево судинної системи
Хлор
Хлор – добова потреба: 5000 мг ¡ ¡ Бере участь у синтезі шлункового соку, активує ряд ферментів, проводить нервові імпульси Порушення обміну – розвиток набряків, порушення секреції шлінкового соку
Сульфур
Сірка – добова потреба: 400 -600 мг ¡ Входить до складу білків (амінокислоти метіонін, цистеїн), деяких гормонів і ферментів. ¡ ¡ Потреба різко зростає в період вагітності та активного росту організму
Мікроелементи
Ферум
Ферум- добова потреба: 14 мг ¡ ¡ Входить в склад гемоглобіну крові При дефіциті – анемія, порушення газообміну, клітинного дихання
Купрум
Купрум – добова потреба: 2 мг ¡ ¡ Входить до складу ферментів. Бере участь у формуванні еритроцитів крові, роботі ЦНС, формуванні сполучної тканини При надлишку – порушення слизистих, капілярів, роботи печінки і нирок, подразнення ЦНС
Цинк
Цинк – добова потреба: 400 мкг Є коферментом в реакціях синтезу білків, метаболізмі нуклеїнових кислот, забезпечує ріст і статеве дозрівання, регулює нервові процеси. ¡ Разом з Сульфуром відповідає за стан шкіри і волосся ¡ Забезпечує синтез травних ферментів підшлункової залози ¡
Селен
Селен – добова потреба: 60 -75 мкг ¡ ¡ Активує ключовий фермент антиоксидантної системи – глутатіопероксидазу. Перешкоджає руйнуванню клітинних мемебран разом з вітаміном Е. При недостачі – атеросклероз, слабкість серцевого м'язу, порушення синтезу гормонів щитовидної залози
Йод
Йод – добова потреба: 100 -150 мкг ¡ ¡ Бере участь у синтезі гормону щитовидної залози – тироксину. При дефіциті – зобна хвороба щитовидної залози
Флуор
Флуор – добова потреба: 0, 2 -0, 3 мг ¡ ¡ ¡ При недостачі – карєс зубів При надлишку – остеохондроз, огрубіння суглобів, утворення кісткових наростів У високих дозах – токсичний
Концепція Парацельса: ¡ ¡ ¡ Оптимальна доза відрізняє отруту від лікувального засобу Отрута – є кількісне поняття. Практично кожна речовина є шкідливою в певній дозі, водночас вона може не шкодити організму за дещо нижчого дощування
Зміна мінеральних речовин в процесі технологічної обробки сировини та продуктів харчування
¡ При переробці харчової сировини відбувається зниження вмісту мінеральних речовин, крім додавання харчової солі.
Втрати при підготовці сировини ¡ ¡ ¡ У рослинних продуктах мінеральні речовини втрачаються з відходами: при чистці овочів і картоплі 10 30 % , при виробництві борошна і крупи в зерні 17 % зольних елементів, в борошні 0. 5 1. 5% М'ясні , рибні продукти і птиця втрачають в основному Ca і Р , при відділенні кісток від м'якоті.
Втрати при тепловій кулінарній обробці При варінні , смаження , тушінні залежно від технології втрачається ще від 5 до 30% мінеральних речовин в рослинній сировині та від 5 до 50% у тваринній сировині. ¡ При варінні у воді втрати значно вище, ніж при варінні на пару. ¡
Міграція мінеральних речовин з посуду та харчового обладнання За рахунок недостатнього якісного обладнання у виробництві можуть переходити деякі кількісті мінеральних елементів в продукти. ¡ При виготовленні тіста вміст заліза збільшується на 30 %. ¡ Цей процес небажаний , тому що можуть переходити токсичні елементи ¡
Міграція хімічних елементів при виготовленні консервів ¡ При зберіганні консервів в жерстяних банках з неякісно виконаним припоєм або при порушенні захисного лакового шару в продукт можуть переходити токсичні елементи: свинець , кадмій, олово.
Втрати мінеральних речовин через реакції з компонентами їжі Метали (Fe , Cu) навіть у невеликих концентраціях можуть викликати небажані окислення продукту , особливо яскраво виражене для жирів і жировмісниз продуктів. ¡ Концентрація заліза більше 1, 5 мг / кг і міді 0, 4 мг / кг при тривалому зберіганні масла і маргарину викликає їх згіркнення. ¡
Методи визначення мінеральних речовин Спектральні методи аналізу ¡ 1. Фотометричний аналіз ¡ 2. Емісійний ¡ 3. Атомно абсорбційний ¡ Електрохімічні методи аналізу ¡ 1. Іонометрія ¡ 2. Полярографія ¡
¡ Дякую за увагу!