§ 1. Харчова цінність плодів і ягід і продуктів їх переробки [1 988 Скрипніков Ю.Г.

§ 1. Харчова цінність плодів і ягід і продуктів їх переробки

Хімічний склад харчових продуктів. Харчові продукти, як свіжі, так і перероблені, містять воду, вуглеводи, жири, вітаміни, азотисті (зокрема, білок), мінеральні, ароматичні, пектинові, фарбувальні і інші речовини. Під час сушіння з продукту випаровується вода і залишаються сухі речовини. Кількість сухих речовин дуже впливає на вихід готової продукції при переробці методом висушування або уварювання.

Вода входить до складу всіх харчових продуктів. У свіжих плодах і ягодах вона обумовлює проходження фізіологічних процесів, сприяє розвитку різних мікробіологічних процесів, які призводять до псування продукції. Властивості продуктів залежать не тільки від кількості міститься в них води, але і від форми її зв'язку з іншими речовинами. Вода може бути вільної (в макро- і мікро-капілярах), пов'язаної з різними сполуками і кристаллизационной. При сушінні плодів і ягід в першу чергу випаровується вільна волога, а потім частину пов'язаної.

При зберіганні сировини можливо випаровування води, що призводить до зниження лежкості і зменшення терміну його зберігання. Зазвичай в свіжому рослинній сировині (плодах, ягодах) масова частка води становить 72 ... 96%.

Азотисті речовини. Містять в своєму складі азот. Вони представлені білками і продуктами їх розпаду, солями азотної і азотистої кислот і іншими сполуками. Деякі речовини, незважаючи на зміст в них азоту, не належать до групи азотистих. Це окремі глікозиди, фенольні сполуки. Їх виділяють в окремі групи. У плодах і ягодах кількість азотистих речовин коливається від 0,2 до 1,5%.

Вуглеводи. У цю групу входять цукру, крохмаль, целюлоза (клітковина), пектинові речовини, геміцелюлози. Ці речовини є основним енергетичним матеріалом плодів і ягід. Вуглеводи складають до 80% сухої речовини рослин. Калорійність вуглеводів невисока, але зміст в плодах і ягодах Сахаров робить їх особливо корисними для людини завдяки легкої засвоюваності.

Сахара. З цукрів у плодах і ягодах найчастіше і в більшій кількості містяться глюкоза, фруктоза і сахароза. Загальна кількість Сахаров залежить від багатьох чинників: культури, сорту, зони вирощування, агротехніки, грунтових і погодних умов і т. П. А відношення різних Сахаров в основному залежить від виду плодів і ягід (табл. 1).

У плодах зерняткових культур (айва, груші, яблука) переважає фруктоза, кісточкових (абрикоси, персики, слива) - сахароза, в інших культурах фруктоза і глюкоза містяться приблизно в рівних кількостях, а на частку сахарози доводиться мінімум. Це необхідно враховувати при переробці рослинної сировини, так як властивості Сахаров неоднакові. Сахара добре розчинні у воді. Розчинність їх значно збільшується з підвищенням температури. При митті і обробці в гарячій воді (бланшировании) можливі втрати всіх розчинних у воді речовин, в тому числі і цукрів. Тому бланшувати сировину краще парою.

Сахара дуже гігроскопічні. У приміщенні, насиченому парами води, фруктоза поглинає до 30% вологи (від маси продукту), глюкоза 15, сахароза 13%. Отже, сушені фрукти з високим вмістом фруктози необхідно герметично упаковувати і зберігати в приміщеннях з низькою вологістю повітря.

При високій концентрації сахарози в варення можлива її кристалізація, особливо при зниженні температури. Під час варіння частина сахарози в кислому середовищі гідролізується до глюкози і фруктози, і варення не зацукровується. Тому сировину для варення повинно бути досить кислим. Якщо кислотність сировини недостатня, то при варінні варення додають лимонну кислоту до потрібної концентрації.

При сильному і тривалому нагріванні цукру можуть піддаватися карамелизации (часткового розпаду) та інших змін, що необхідно враховувати при виборі режимів обробки сировини. Особливо нестійка до нагрівання фруктоза. Температура плавлення фруктози 102 ° С, глюкози 146, сахарози 186 ° С.

Крохмаль. Є складовою частиною багатьох рослинних продуктів харчування. У плодах і ягодах його кількість досягає 1%. Найбільше крохмалю міститься в недозрілих яблуках. У міру дозрівання плодів під впливом ферментів він гідролізується з утворенням цукрів і інших речовин. Чим повільніше йде гідроліз крохмалю при зберіганні плодів, тим довше вони зберігаються. Знімну зрілість яблук визначають за вмістом в них крохмалю. У холодній воді крохмаль не розчиняється, але при нагріванні до 62 ... 73 ° С утворює клейстер, що ускладнює стерилізацію консервів.

Целюлоза (клітковина). Це полісахарид, з якого в основному побудовані оболонки клітин рослинних тканин. Клітковина майже не засвоюється організмом людини, але сприяє нормальній діяльності кишечника. Зміст її в плодах і ягодах становить близько 1 ... 2%.

Пектинові речовини. Високомолекулярні сполуки вуглеводної природи. У плодах і ягодах зустрічаються у вигляді пектину, протопектину і пектовой кислоти. Вони є в яблуках (0,8 ... 1,3%), сливах (0,9 ... 1,1%), чорній смородині (0,5 ... 1,5%), журавлині (0, 5 ... 1,3%), малині (0,1 ... 0,7%) і в інших плодах. Протопектин міститься в міжклітинних просторах і в оболонках клітин, не розчиняється у воді і обумовлює твердість плодів. У міру дозрівання протопектин розщеплюється з утворенням пектину і геміцелюлози. Такий же процес йде і при варінні плодів, так як при температурі 80 ... 85 ° С протопектину гідролізується. Це властивість використовують у консервній промисловості при видаленні шкірки з плодів.

Пектин в чистому вигляді - біла речовина, добре розчинна у воді. Цінною властивістю пектину є його здатність у присутності кислот і цукру при нагріванні утворювати желе, що містить в середньому 60% цукру, 1% кислот, 0,5 ... 1,5% пектину. Тому пектин широко застосовують у виробництві мармеладу, джему, желе, повидла та інших продуктів. Під дією ферменту пектіноестерази або слабкою лугу пектин розщеплюється на пектовую кислоту і метиловий спирт. Це необхідно пам'ятати, так як метиловий спирт отруйний.

Пектинові речовини небажані при виробництві соків. Вони погіршують фільтрацію, при зберіганні випадає в осад, а також викликають помутніння соків і напоїв. Пектинові речовини в організмі людини утворюють колоїдні розчини, які обволікають виразкові ураження шлунка та кишечника і сприяють загоєнню ран. Крім того, вони видаляють з організму людини двовалентні метали і радіоактивні речовини.

Жири. Висококалорійний енергетичний матеріал, грає важливу роль в обміні речовин в плодах і ягодах. У великих кількостях містяться в ядрі горіхоплідних культур (%): мигдалю 53, фісташок 54, волоського і лісового горіха 58, кедрового горіха 60, фундука 64. Велика кількість жирів знаходиться в насінні зерняткових і кісточках кісточкових плодів. Ці насіння і кісточки можна використовувати для отримання масла. У тканинах плодів і ягід жирів трохи. Наприклад, в яблуках міститься жирів (%): у плодової м'якоті 0,22; шкірці 2,0; насінні 13,7. При тривалому зберіганні горіхів можливо окислення жирів, в результаті чого погіршуються їхні смакові і поживні властивості. З живих клітин рослин жири можна екстрагувати (витягувати) деякими розчинниками ефіром, бензином, бензолом і ін.

Воску. Жироподібні речовини, покривають тонким шаром листя, стебла, плоди, ягоди і захищають їх від в'янення і поразки грибними хворобами. Однак захисний шар воску на поверхні плодів неоднаковий. Наприклад, яблука, мають велику сітку на поверхні плодів, майже не містять воску (Богатир, Ренет Черненко), а у інших шар воску товстий (Пепин шафранний, Слов'янка). При нагріванні в лугах воску розчиняються і на поверхні у восковому шарі утворюються тріщини, що використовують при сушінні винограду і слив. Після лужної обробки сушка плодів і ягід йде швидше.

Вітаміни. Життєво необхідні і незамінні речовини, що регулюють процеси обміну в живих організмах. Потреба людини в них незначна - 0,05 ... 150 мг на добу, але при тривалій відсутності в їжі того чи іншого вітаміну настає авітаміноз, а при нестачі вітамінів - гіповітаміноз. Основне джерело багатьох вітамінів - рослинна їжа (фрукти, ягоди, овочі). Вітаміни бувають розчинними у воді (вітаміни Н, С, Р, група В) і розчинними в жирах (вітаміни A, D, Е, К, F).

Вітамін С (аскорбінова кислота) набув значного поширення в плодах і ягодах. Для людини є одним з найбільш важливих. Добова потреба дорослої людини у вітаміні С - 70 ... 100 мг. Аскорбінова кислота легко руйнується на повітрі, на світлі і при нагріванні. Тому для зменшення втрат вітаміну С застосовують вакуумну варіння і бланшування сировини парою для руйнування ферментів, що розщеплюють аскорбінову кислоту. В швидкозаморожених плодах і ягодах зберігається до 90% вітаміну С.

Невеликі домішки солей металів, особливо міді і заліза, повністю руйнують вітамін С. Тому апаратуру для теплового консервування плодів та ягід виготовляють з нержавіючої сталі. Руйнування вітаміну С може статися і від. солей заліза, що знаходяться у воді, використовуваної для переробки сировини. Втрати вітаміну С при дотриманні всіх заходів, що забезпечують кращу його збереження при консервуванні, можуть бути знижені до 10%.

Вітамін B1 (тіамін) добре розчинний у воді, нестійкий до нагрівання. Потреба дорослої людини у вітаміні B1 - 2 ... 3 мг на добу. Міститься в основному в овочах, горосі, хлібі з муки грубого помелу.

У плодах і ягодах містяться вітаміни В2, В6, В12, Bc, Р, В5 (РР) та інші. Вітамін В2 є регулятором росту, В6 - регулює обмін білків, B5 (РР) - захищає організм людини від запалення шкіри (пелагри), Р - зміцнює капіляри кровоносної системи, B12 - сприяє утворенню червоних кров'яних тілець. Добова потреба людини у вітаміні В2 - 3 мг, В6 - 2, В5 - 25, Р - 50, В12 - 0,001 мг.

З жиророзчинних вітамінів особливе значення має вітамін А, який утворюється в організмі людини з каротину. Каротин (провітамін А) має жовте забарвлення, добре розчинний в жирах, значно руйнується при сонячному сушінні плодів. Термостійкий, при нагріванні без доступу повітря руйнується незначно. Міститься в абрикосах, персиках, горобині, шипшині. Добова потреба людини у вітаміні А - 2,5 мг, вітамін підвищує стійкість до багатьох хвороб, покращує зір.

Вітамін F міститься в рослинних оліях: соняшниковій, горіховому. Сприяє засвоєнню жирів і запобігає надмірному відкладення холестерину в тканинах людини. Добова потреба людини в цьому вітаміні - 1000 мг.

Мінеральні речовини. Найважливішими є солі кальцію, калію, хлориди, фосфати і ін. Мінеральні речовини тваринного походження, як правило, мають кислий характер, а рослинного - лужний. Тому в раціоні харчування людини все повинно бути збалансовано. Добова потреба людини в калії - 2 ... 3 г, кальції - 0,8, фосфорі - 1,6, хлор - 6 м В плодах і ягодах в розрахунку на суху масу міститься 0,3 ... 1,8% мінеральних сполук.

Органічні кислоти. Містяться в багатьох харчових продуктах. Кислоти впливають на смакові властивості плодів, ягід і продуктів їх переробки, на технологію переробки. Наприклад, масова частка кислот в сировині впливає на режим стерилізації: чим вища кислотність сировини, тим швидше гинуть в ньому мікроорганізми при прогріванні консервів.

У плодах і ягодах найчастіше зустрічаються яблучна, винна і лимонна кислоти. Яблучна кислота є майже у всіх плодах. Особливо її багато в кизил і барбарис (до 6%). Лимонна кислота міститься головним чином в лимонах (до 7%), журавлині і гранатах. У винограді переважає винна кислота (0,3 ... 2,1%).

З інших органічних кислот в плодах і ягодах зустрічається бензойна (в журавлині і брусниці до 0,01%), саліцилова (в суниці і малини), бурштинова. Бензойна і саліцилова кислоти відносяться до фенольним сполукам і мають фунгітоксіческімі властивостями, тому журавлина і брусниця добре зберігаються в свіжому вигляді. Загальна кислотність плодів і ягід коливається від 0,4 до 7%: яблука 0,2 ... 1,6, груші 0,1 ... 0,5, абрикоси 0,2 ... 2,6, вишня 1, 4 ... 2,2, малина 1,0 ... 2,0, чорна смородина 2,5 ... 3,7, слива 0,4 ... 3,5, лимони 5 ... 7%.

Дубильні речовини. Широко поширені в плодах і ягодах. Вони зустрічаються у всіх частинах рослин (шкірці, м'якоті, насінні, листках і т. Д.), Легко розчиняються у воді, з солями тривалентного заліза дають чорно-синє або чорно-зелене забарвлення. При переробці не можна допускати контакту сировини з залізом і іншими металами, так як зміниться забарвлення продукції і зменшиться кількість вітаміну С. Подібне явище спостерігається і при вмісті солей заліза у воді, яка застосовується для миття сировини і приготування сиропів і заливок.

Дубильні речовини легко окислюються під впливом поліфенолоксидаза. Щоб запобігти потемніння продукції при переробці, особливо сушці, сировина бланшують, обробляють діоксидом сірки або витримують у сірчистої кислоти. При цьому поліфенолоксідази руйнуються. Якщо нарізані плоди тримати ізольованими від доступу повітря, наприклад у воді, сировина також не потемніє.

У місцях натиску м'якоть яблук потемніє в результаті порушення окисно-відновних процесів, при потемнінні утворюються флобафени - речовини коричневого забарвлення. Тому при зніманні плодів не можна допускати механічних пошкоджень.

Дубильні речовини сприяють коагуляції (згортання) і випадання в осад білкових речовин, що широко використовують при освітленні соків і вин.

Значна кількість дубильних речовин містять айва, кизил, дикі яблука - до 0,6%, терен - до 1,6%; інші плоди - до 0,1 ... 0,2%. Дубильні речовини мають терпким смаком і в'яжучі властивості, тому від їх кількості залежить смак плодів і ягід. При заморожуванні плодів і ягід дубильні речовини руйнуються і смак продукції поліпшується.

Ефірні масла. Це жиророзчинні летючі речовини. Обумовлюють аромат плодів і ягід і продуктів, приготованих з них. Кількість ефірних масел залежить від культури і ступеня зрілості плодів і ягід: чим більше стиглі плоди, тим більше в них масел. Ефірні масла затримують ріст мікроорганізмів. У найбільшій кількості (1,5 ... 2,5%) містяться в шкірці лимонів і мандаринів, в інших плодах і ягодах - в тисячних частках відсотка. Для промислових цілей ефірні масла отримують пресуванням з шкірки цитрусові плодів.

Ферменти. Білкові речовини, що каталізують (прискорюють) розпад і синтез речовин в тваринних і рослинних організмах. Мають велике значення при зберіганні і переробці продукції. Ферменти володіють специфічністю дії (сахараза розщеплює тільки сахарозу) і високою каталітичної активністю, яка в значній мірі залежить від умов середовища. На активність ферментів впливають температура, вологість, концентрація речовин та інші фактори. Для більшості ферментів оптимальна температура 20 ... 50 ° С. При температурі понад 60 ° С ферменти руйнуються, при 0 ° С сильно знижується їх активність.

Ферменти під час переробки плодів і ягід грають і позитивну і негативну роль. Наприклад, для збільшення виходу соку з ягід проводять ферментативну обробку сировини; при високій активності поліфенолоксідази нарізані плоди темніють. Тому, щоб плоди при сушінні або витримці перед консервуванням не темніли, їх обробляють паром або діоксидом сірки для руйнування ферментів.

Висока активність ферментів при зберіганні сировини небажана, так як швидко руйнуються різні речовини, лежкість знижується, якість плодів і ягід погіршується.

Фактори, що впливають на хімічний склад плодів і ягід. На склад плодів і ягід впливає багато факторів. При вирощуванні плодів одного і того ж сорту в різних районах країни сильно змінюється зміст кислот, Сахаров, дубильних і інших речовин; значно змінюється лежкість плодів. Наприклад, яблука сорту Антонівка звичайна, вирощені на півдні, дозрівають швидше і з зимових стають осінньо-річними, з меншим вмістом кислот. На півночі, навпаки, вони більш кислі, менш ароматні, зі зниженим вмістом цукру. Тому для кожної кліматичної зони є свої районовані сорти, що відповідають цим умовам.

Від родючості грунту залежався урожай и якість плодів и ягід. Внесення різніх доз и форм мінеральних добрив можна регулюваті Кількість тих чи других хімічніх Речовини. Від погодних умов сезону вирощування залежить накопичення в плодах і ягодах Сахаров, вітамінів, сухих речовин і ін. Наприклад, суниця, вирощена при надлишку опадів, містить близько 6% Сахаров і 60 мг вітаміну С на 100 г ягід, а при помірному зволоженні - 11 % і 78 мг відповідно. У спекотне літо плоди і ягоди швидше дозрівають і їх якість змінюється.

Якість плодів яблуні, груші, айви та інших плодів залежить також від ступеня обрізки крони, системи утримання грунту в садах. При сильному загущенні крони дерев плоди гірше пофарбовані, кислі, містять менше Сахаров і Вітамінів і т. Д.

Зміна хімічного складу плодів і ягід в залежності від погодних умов виявляють аналізом сировини і враховують при встановленні придатності його для вироблення різних видів консервів.

Калорійність харчових продуктів і її визначення. В організмі людини безперервно відбуваються процеси окислення (з'єднання з киснем) різних харчових продуктів, що супроводжуються виділенням тепла, яке необхідно людині. Загальна калорійність їжі повинна відповідати енергетичним витратам людини. Потреба в певній кількості їжі прийнято виражати в теплових одиницях - великих калоріях (ккал). Велика калорія - кількість тепла, яке може підвищити температуру 1 л води на 1 ° С. За системою СІ енергію висловлюють в килоджоулях (1 ккал = 4,1868 кДж). Однак вираз калорійності їжі в килоджоулях практично мало використовується. Тому в літературі енергетичну цінність продуктів призводять в кілокалорії. Для розрахунку калорійності харчових продуктів прийняті коефіцієнти (табл. 2).

Знаючи ці величини, легко підрахувати число калорій в досліджуваному продукті. При визначенні калорійності вміст білків, жирів і вуглеводів беруть в розрахунку на 100 г продукту. Виходячи з хімічного складу продуктів, енергетична цінність становить: для плодів - 38 ... 57 ккал (159 ... 239 кДж), ягід - 26 ... 43 ккал (109 ... 180 кДж), фруктових соків 40 .. .60 ккал (167 ... 251 кДж), сушених фруктів 221 ... 265 ккал (925 ... 1 110 кДж), варення (вишневого) 281 ккал (1 176 кДж).

Харчова цінність продуктів визначається не тільки калорійністю, а й наявними в них вітамінами, ароматичними речовинами і засвоюваність організмом людини.

При вживанні в їжу незрілих плодів відчувається терпкий смак, що пояснюється великою кількістю в них дубильних речовин. Сахара значно розрізняються по солодощі. Якщо ступінь солодощі сахарози прийняти за 100%, то у фруктози вона буде 173, а у глюкози - 71%. Відчуття солодкого і кислого залежить від співвідношення Сахаров і кислот в продуктах. Це співвідношення висловлюють в відносних одиницях, одержуваних шляхом ділення відсотка масової частки Сахаров на відсоток кислот. Наприклад, при масовій частці в соку вишні 9% Сахаров і 1,5% кислот цей показник буде 9: 1,5 = 6. Відмінності солодкого смаку плодів можуть характеризуватися такими величинами відносини Сахаров до кислот:

25 ... 30 - кислотність не відчувається (груші) 10 ... 15-слабокислий смак (яблука, апельсини) 5 ... 10-кислий смак (вишня, чорна смородина) менше 5 - сильнокислая смак (лимон)

Таким чином, хімічний склад консервируемого сировини визначає харчову і смакову цінність продуктів харчування, режим зберігання сировини, впливає і на технологію переробки.

При переробці необхідно не тільки максимально зберегти високі харчові якості сировини, але і підвищити поживну цінність одержуваних з нього продуктів.

контрольні питання

1. Яке значення мають харчові продукти в життєдіяльності людини? 2. Які основні хімічні речовини входять до складу харчових продуктів? 3. Які вуглеводи входять до складу плодів і ягід і які їхні властивості? 4. Яке значення пектинових речовин, жирів і воску? 5. Які вітаміни є в плодах і ягодах і яка їхня роль в життєдіяльності людини? 6. Яке значення дубильних речовин і ефірних масел? 7. Які фактори впливають на хімічний склад плодів і ягід? 8. Як визначають калорійність харчових продуктів?