Технология производств ОП

Различные продукты отличаются по своей пищевой ценности, однако среди них нет вредных или  исключительно полезных. Продукты полезны  при соблюдении принципов сбалансированного, адекватного питания, но могут оказать  вред при нарушении указанных  принципов. Только широкий продуктовый набор обеспечивает организм всеми пищевыми веществами.

Продукты не равнозначны  по своей пищевой ценности. Описание пищевой ценности продукта в целом  дает наиболее полное представление  обо всех полезных свойствах пищевого продукта, в том числе и о его энергетической и биологической ценности.

Энергетическая ценность пищевого продукта характеризует его  усвояемую энергию, то есть ту долю суммарной энергии химических связей белков, жиров и углеводов, которая  может высвобождаться в процессе биологического окисления и использоваться для обеспечения физиологических функций организма. Величина этой энергии зависит главным образом от степени усвоения питательных веществ данного пищевого продукта. Усвоение питательных веществ из продуктов животного происхождения выше, чем из растительных продуктов.

Мерой пищевой ценности продукта служит интегральный скор, который  представляет собой ряд расчетных  величин, выраженных в процентах, характеризующих  степень соответствия оцениваемого продукта оптимально сбалансированному суточному рациону с учетом энергосодержания и наиболее важных качественных показателей.

 

Белки (пептиды) представляют собой «полимеры» аминокислот. Белки  состоят из двадцати различных  аминокислот. Белки отличаются друг от друга в  зависимости от типа, количества и последовательности аминокислот, составляющих основу полипептида. В результате они имеют разные молекулярные структуры и физико-химические свойства. Белки являются основными структурными компонентами многих натуральных продуктов, и зачастую определяют  их общую текстуру, например, нежность мяса или рыбопродуктов. Изолированные белки часто добавляются в пищевые продукты  в качестве ингредиентов, благодаря своим уникальным функциональным свойствам, т.е. их способностью обеспечить внешний вид, структуру или стабильность продукта. Белки нередко используются в процессах  гелеобразования,  как эмульгаторы, пенообразователи или загустители.

Поэтому так важно  иметь полную информацию о  массовом содержании, типе, молекулярной структуре  и функциональных  свойствах  белков входящих в состав  пищевых продуктов.

1. Качественные реакции  на белок

 Для качественного  обнаружения белка предложено  много реакций (цветные и осадочные).

Появление сине-фиолетового  окрашивания при описанной реакции  обусловлено образованием Сu—Na – комплексной соли биурета.

Следует избегать прибавления  избытка медного купароса, так  как голубая получающегося гидрата  окиси меди может маскировать  реакцию.

Кроме белков, биуретовую реакцию дают: биурет (NH2—СО—HN—СО—NH2), оксамид (H2N—СО—СО—NH2), глицинамид (H2N—СH2—СО—NH2), малонамид (H2N—СО—СH2—СО—NH2), а также следующие аминокислоты а достаточно концентрированных растворах: гистидин, серин и треонин. Таким образом, биуретовая реакция не является строго специфичной для полипептидных цепей.

Присутствие в исследуемом  растворе MgSO4 и (NH4) 2SO4 препятствует биуретовой реакции. При налички аммонийных солей следует употреблять большой  избыток едкой щелочи.

Нингидриновая   реакция. К 3мл нейтрального водного раствора белка добавляют 1 мл свежеприготовленного 0,1% раствора нингидрина (трикетогидринденгидрата);

Смесь нагревают до кипения  и через минуту охлаждают. Появляется синее окрашивание. Объясняется  это ем, что нингидрин дает окрашивание(обычно синее) с любой α-аминокислотой, а так как любой белок содержит α-аминокислоты, то нингидриновая реакция получается со всеми без исключения белками. Химизм реакции можно представить в следующем виде:

 

Восстановленный нингидрин  с аммиаком и второй молекулой  нингидрина образует окрашенный в синий цвет продукт конденсации.

 Нужно иметь в  виду, что аммонийные соли и  β-аланин также дают положительную  нингидриновую реакцию. Добавление  аскорбиновой кислоты повышает  чувствительность реакции.

  Ксантопротеиновая  реакция. К раствору белка приливают концентрированной азотной кислоты(уд. вес. 1,4); при этом белок выпадает в осадок. При нагревании осадок частью растворяется и жидкость окрашивается в желтый цвет. При этом происходит образование нитросоединений циклических аминокислот: тирозина и триптофана, которые содержатся в подавляющем большинстве белков.

Если полученный желтый раствор охладить, а затем осторожно  добавить немного раствора едкой  щелочи или аммиака, то появляется красновато-оранжевое  окрашивание, обусловленное образованием солей нитроновых кислот.

Реакция Адамкевича. Аминокислота триптофан в кислой среде, взаимодействуя с альдегидами кислот, образует продукты конденсации красно-фиолетового цвета.

К 5 каплям раствора белка  прибавляют 5 капель реактива Фоля и  кипятят 2-3 мин. После отстаивания 1-2 мин. появляется черный или бурый осадок.

1.2. Реакции осаждения

Для белков характерны реакции  осаждения солями и гидратами  окисей тяжелых металлов и некоторыми кислотами. Приведем важнейшие из этих реакций.

Осаждение белков тяжелыми металлами

Осаждение белков солями тяжелых металлов производится обычно в нейтральном млм слабокислом растворе. Полноте осаждения часто способствует присутствие солей щелочных металлов—К SO4, MgSO4 и др.

Следует иметь ввиду, что во многих случаях образующиеся осадки могут растворяться в избытке реактива.

Хлорное железо и уксусное железо  осаждают белки из их растворов; осадок легко растворяется в избытке хлорного железа.

Хлорная ртуть  (сулема) осаждает белки и продукты частичного гидролиза их- пептоны.

Уксуснокислый свинец - нейтральный и основной (свинцовый уксус) является хорошим осадителем белков.

Гидрат окиси меди и гидрат окиси цинка   осаждают белки.

Гидрат окиси цинка, кроме белков, осаждает еще глутатион, мочевую кислоту и креатинин.

Осаждение белков кислотами

 При осаждении белков кислотами происходит образование солей, устойчивых в кислой среде. В избытке реактива осадки могут раствориться.

Трихлоруксусная  и  метафосфорная  кислоты  осаждают только белки.

Сульфосалициловая кислота  в форме кислого суфосалициловокислого натра и  Вольфрамовая   кислота   являются также осадителями белков.

2.2. Количественное определение  белка

Среди азотистых веществ, входящих в состав пищевых продуктов, растительного и животного происхождения  главное место принадлежит белкам. В связи с этим содержание белков в пищевых продуктах часто определяют на основании найденного в продукте количества общего азота; при этом при пересчете азота на белок исследуемого продукта учитывают процентное содержание азота в белке данного продукта; так, например, если азот составляет 16% белка продукта, то, очевидно, для пересчета найденного количества азота на белок нужно весовое количество азота умножить на 6,25. Таким образом, для данного случая пересчетным коэффициентом является число 6,25.

Этот способ расчета белка дает представление о содержании в продуктах  не чистого белка, а так называемого «сырого протеина», так как вместе с азотом белка по обычно применяемому методу Кьельдаля определения азота, а пищевых продуктах одновременно определяется азот и других соединений, могущих присутствовать в пищевых продуктах; сюда относятся альбумозы и пептоны, аминокислоты, нуклеиновые кислоты, амиды, азотосодержащие экстрактивные вещества (креатин, мочевина, мочевая кислота), алкалоиды(кофеин, теин, теобромин), некоторые глюкозиды( соланин, вицин, синигрин), некоторые азотосодержащие неорганические соединения( аммонийные и азотнокислые соли, свободный аммиак) и др. В отдельных случаях содержание некоторых из перечисленных веществ может достигать заметных размеров: так, содержание в мясе азотосодержащих экстрактивных веществ доходит до 10%.

 Метод Кьельдаля  состоит в том, что органические  азотосодержащие вещества подвергаются  разрушению с помощью крепкой  серной кислоты с применением  катализатора и при нагревании. При этом углерод и водород органических соединений  полностью окисляются до СО2 и Н2О за счет кислорода, освобождающегося при восстановлении серной кислоты. Азот органических веществ отщепляется в виде аммиака, который с серной кислотой образует сульфат аммония.

При помощи крепкой щелочи разлагают затем сульфат аммония  и освободившийся при этом аммиак отгоняют и улавливают в титрованный  раствор серной кислоты, который  берется с избытком. Обратным титрованием  определяют этот избыток, а отсюда делают вывод о количестве кислоты, связавшейся с аммиаком и о количестве азота сожженного вещества. 

Биуретовый метод. Основан  на образовании биуретового комплекса (имеет фиолетовый цвет) пептидных  связей белков с двухвалентными ионами меди. В методе используют биуретовый реактив, состоящий из KOH, CuSO4 и цитрата натрия (или тартрата натрия). В образовавшемся комплексе медь связана с 4 азотами координационными связями, а с 2 кислородами — электростатическими. Полноценный комплекс образуется лишь с пептидами, состоящими более чем из 4 остатков. Интенсивность окраски раствора прямо пропорциональна концентрации белка в сыворотке и определяется фотометрически.

К достоинствам метода стоит  отнести его низкую чувствительность к посторонним веществам, невысокую  погрешность.

Микробиуретовый метод основан на образовании окрашенного в фиолетовый цвет комплекса, образующегося в результате взаимодействия пептидных связей с Cu2+ в щелочной среде. К 0,2 мл ПМ лимфоцитов, сыворотки или плазмы добавляли 3,5 мл раствора NаОН и 0,2 мл реактива Бенедикта. Выдерживали 15 мин при комнатной температуре и спектрофотометрировали на СФ — 46 при 330 нм. Построение калибровочного графика проводили по стандартному раствору белка.

Метод Бредфорда один из наиболее популярных методов, используемый для определения концентрации белка в растворе. Метод определения концентрации белка по Брэдфорд успешно используется в случае измерения растворов с низкой концентрацией белка и растворов, содержащих компоненты, также обладающие значительным поглощением при 280 нм. Метод определения концентрации белка по Брэдфорд, так же, как и метод Лоури и BSA, требует построения стандартной калибровочной кривой перед измерением концентрации неизвестного белка.

Универсальность метода и его гибкость позволяют создавать  модификации процедуры измерений для различных целей и типов измерений. Метод Брэдфорд основан на сдвиге спектра поглощения кумасси (Coomassie Blue) в сторону значений 595 нм прямо пропорционально концентрации содержащегося в растворе белка. Кумасси образует комплекс с белком; этот комплекс измеряют при длине волны 595 нм. абсорбционная фотометрия комплекса кумасси / белок имеет очень высокую чувствительность и эффективна даже в случае следовых концентраций белков.

Метод Лоури. Метод количественного определения белка, основанный на измерении концентрации окрашенных продуктов, образующихся в результате сочетания двух химических реакций: биуретовой реакции на пептидную связь и взаимодействия реактива Фолина-Чокалтеу с ароматическими аминокислотами.

Спектрофотометрический метод. Спектрофотометрия (абсорбционная) — физико-химический метод исследования растворов и твёрдых веществ, основанный на изучении спектров поглощения в ультрафиолетовой (200—400 нм), видимой (400—760 нм) и инфракрасной (>760 нм) областях спектра. Основная зависимость, изучаемая в спектрофотометрии зависимость интенсивности поглощения падающего света от длины волны. Спектрофотометрия широко применяется при изучении строения и состава различных соединений (комплексов, красителей, аналитических реагентов и др.), для качественного и количественного определения веществ (определения следов элементов в металлах, сплавах, технических объектах).

В мясе имеются почти  все витамины, причем некоторые из них в существенном количестве. В нем содержатся витамины – тимамин, рибожалвин, пиридоксин, никотиновая и пантотеновая кислоты, холин, токоферолы.

Содержащиеся в мясе витамины относительно хорошо сохраняются при тепловой обработке. Наиболее устойчивыми являются витамины В2 (рибофлавин) и никотиновая  кислота, содержание которых в вареном и припущенном мясе составляет 80—85%. Витамин Bj (тиамин) сохраняется в пределах 68—75%. Витамин В6 (пиродоксин) менее устойчив, в вареном мясе его сохраняется 60%, а в жареном — 50%.

В процессе варки от 30 до 65% водорастворимых витаминов  переходит в варочную среду. При  припускании потери витаминов в  окружающую среду значительно меньше. При жарке потери витаминов еще  меньше вследствие меньшей продолжительности  тепловой обработки. По этой же причине лучше сохраняются витамины в мясных изделиях, обработанных в поле СВЧ.

Рациональный способ кулинарной обработки мяса —-приготовление  котлет, в особенности паровых. Потери белка при жаренье котлет ниже, чем при приготовлении натуральных продуктов в 2 раза, жира — на 1 /3, минеральных веществ и витаминов — в 1,5—2 раза. Пищевые вещества в котлетах сохраняются за счет того, что сок, выделяемый из мяса при жаренье, впитывается в наполнитель, добавленный в котлетную массу, и в минимальной степени попадает на жарочную поверхность. Потери при приготовлении паровых котлет еще ниже. Они близки к потерям при тушении.

 

 

В настоящее время  при оценке качества и сроков годности изделий одним из определяющих физико-химических показателей является их влажность. Хорошо известно, что влажность среды сильно влияет на развитие микроорганизмов. В последних содержится до 75-80% воды, и все питательные вещества для их жизнедеятельности поступают в клетку именно за счет воды. Микроорганизмы могут развиваться в средах, в которых содержание воды не опускается ниже определенного уровня. С понижением влажности интенсивность размножения микроорганизмов уменьшается и при достижении определенного содержания влаги прекращается совсем. Итак, влажность пищевого продукта - существенный фактор, определяющий развитие микрофлоры. Однако, для развития микроорганизмов имеет значение не абсолютная величина влажности, а доступность содержащейся в субстрате воды для развития жизнедеятельности микроорганизмов, которую в настоящее время называют водная активность или 'активность воды', 'Активность воды' (доступность всех молекул воды) - отношение давления водяных паров над продуктом к давлению паров р над чистой водой р0: аw = р/р0. 'Активность воды' может изменяться от 0 до 1. Пороговые значения активности воды для различных микроорганизмов довольно сильно отличаются. Большинство бактерий нуждаются в высокой активности воды: БГКП (клебсиелла, эшерихии, энтеробактерии), сальмонеллы развиваются при значениях 0,94; в то время как многие плесневые грибы и дрожжи хорошо развиваются при активности воды ниже 0,85. Известны некоторые виды плесневых грибов и осмофильных дрожжей, способных развиваться даже при значениях а w = 0,62.