Товароведение и экспертиза потребительских товаров

 

АЗОТСОДЕРЖАЩИЕ ВЕЩЕСТВА

 

Азотсодержащие соединения составляют значительную часть сухого вещества продовольственных товаров. К ним относятся белки, аминокислоты, амиды аминокислот, нуклеиновые кислоты, аммиачные соединения, нитраты, нитриты и др.

Аминокислоты являются основными структурными компонентами молекул белка и в свободном виде появляются в продовольственных товарах в процессе распада белка.

Амиды аминокислот содержатся в растительных продуктах в качестве естественной составной части. Например, в капусте и спарже находится амид аспарагина (0,2-0,3%).

Аммиачные соединения встречаются в продовольственных товарах в малых количествах в виде аммиака и его производных. Аммиак является конечным продуктом распада белков. Значительное количество аммиака и аминов указывает на гнилостное разложение белков продовольственных товаров. Поэтому при исследовании свежести мяса и рыбы определяют содержание в них аммиака. К производным аммиака относятся моноамины СH3NН2, диметиламины (СH3)2 NH и триметиламины (СH3)3 NH, которые обладают специфическим запахом. Метиламин имеет запах, сходный с аммиаком. Диметиламин - газообразное вещество с запахом селедочного рассола, образуется в основном при гниении белков рыбы и других продуктов. Триметиламин - газообразное вещество, содержащееся в значительном количестве в селедочном рассоле. В концентрированном виде обладает запахом аммиака, но в слабых концентрациях имеет запах гнилой рыбы.

Нитраты - соли азотной кислоты. В продовольственных товарах содержатся в незначительных количествах, за исключением тыквы и кабачков.

Нитриты добавляют в небольших количествах при посоле мяса и в колбасный фарш для придания мясу розового цвета. Нитриты обладают высокой токсичностью, поэтому применение их в пищевой промышленности лимитируется (в мясной колбасный фарш добавляют раствор нитрита из расчета не более 0,005% массы мяса).

Белки имеют наиболее важное из азотсодержащих соединений значение для питания человека. Они являются наиболее важными органическими соединениями, входящими в состав живых организмов. Еще в прошлом веке, изучая состав различных животных и растений, ученые выделили вещества, которые по некоторым свойствам напоминали яичный белок: так, при нагревании они свертывались. Это и дало основание назвать их белками. Значение белков как основы всего живого было отмечено еще Ф. Энгельсом. Он писал, что там, где есть жизнь, обнаруживаются белки, а где присутствуют белки, там отмечены признаки жизни.

Таким образом, термином "белки" назван большой класс органических высокомолекулярных азотсодержащих соединений, присутствующих в каждой клетке и определяющих ее жизнедеятельность.

Химический состав белков. Химический анализ показал наличие во всех белках (в %): углерода - 50-55, водорода - 6-7, кислорода - 21-23, азота - 15-17, серы - 0,3-2,5. В отдельных белках обнаружены фосфор, йод, железо, медь и некоторые макро- и микроэлементы в различных количествах.

Содержание основных химических элементов в отдельных белках может быть различным, за исключением азота, концентрация которого наиболее постоянна и в среднем составляет 16%.

Для определения химической природы мономеров белка проводят гидролиз - длительное кипячение белка с сильными минеральными кислотами или основаниями. Наиболее часто применяют 6N HNO3 и кипячение при 110 °С в течение 24 ч. На следующем этапе разделяют вещества, входящие в состав гидролизата. Для этой цели применяют метод хроматографии. Наконец, природу выделенных мономеров выясняют с помощью определенных химических реакций. В результате было установлено, что исходными составными частями белков являются аминокислоты.

Молекулярная масса (м.м.) белков от 6000 до 1 000000 и выше, так, м.м. белка альбумина молока - 17400, глобулина молока - 35200, яичного альбумина - 45000. В организме животных и растений белок встречается в трех состояниях: жидком (молоко, кровь), сиропообразном (яичный белок) и твердом (кожа, волосы, шерсть).

Благодаря большой м.м. белки находятся в коллоидном состоянии и диспергированы (распределены, рассеяны, взвешаны) в растворителе. Большинство белков относится к гидрофильным соединениям, способны вступать во взаимодействие с водой, которая связывается с белками. Такое взаимодействие называется гидратацией.

Многие белки под влиянием некоторых физических и химических факторов (температура, органические растворители, кислоты, соли) свертываются и выпадают в осадок. Этот процесс называется денатурацией. Денатурированный белок теряет способность к растворению в воде, растворах солей или спирте. Все продовольственные товары, переработанные с помощью высоких температур, содержат денатурированный белок. У большинства белков температура денатурации составляет 50-60 °С. Свойство белков денатурироваться имеет важное значение, в частности, при выпечке хлеба и получении кондитерских изделий. Одно из важных свойств белков - способность образовывать гели при набухании в воде. Набухание белков имеет большое значение при производстве хлеба, макаронных и других изделий. При "старении" гель отдает воду, при этом уменьшается в объеме и сморщивается. Это явление, обратное набуханию, называется синерезисом.

При неправильном хранении белковых продуктов может происходить более глубокое разложение белков с выделением продуктов распада аминокислот, в том числе аммиака и углекислого газа. Белки, содержащие серу, выделяют сероводород.

Человеку требуется 80-100 г белков в сутки, в том числе 50 г животных белков. При окислении 1 г белка в организме выделяется 16,7 кДж, или 4,0 ккал.

Содержание белков в продовольственных товарах составляет (в %): в говядине - 17; свинине - 15,2; баранине - 15,2; яйцах - 12,8; треске - 16,5; пшеничной муке - 10,5; молоке - 2,5-3,5; масле сливочном - 0,6; сыре - 22-29; картофеле - 2,0; орехах - 12-20; сое - 34,9.

Аминокислоты - это органические кислоты, у которых атом водорода а-углеродного атома замещен на аминогруппу NH2. Следовательно, это α-аминокислота с общей формулой

Следует отметить, что в составе всех аминокислот имеются общие группировки: - СН2, -NH2, -СООН, а боковые цепи аминокислот, или радикалы (R), различаются. Химическая природа радикалов разнообразна: от атома водорода до циклических соединений. Именно радикалы определяют структурные и функциональные особенности аминокислот.

Аминокислоты в водном растворе находятся в ионизированном состоянии за счет диссоциации аминных и карбоксильных групп, а также групп, входящих в состав радикалов. Другими словами, они являются амфотермными соединениями и могут существовать либо как кислоты (доноры протонов), либо как основания (акцепторы протонов).

Все аминокислоты в зависимости от структуры разделены на несколько групп

 
  

Рис1.1. Классификация аминокислот

Из 20 аминокислот, которые участвуют в построении белков, не все обладают одинаковой биологической ценностью. Некоторые аминокислоты синтезируются организмом человека, и потребность в них удовлетворяется без поступления извне. Такие аминокислоты называются заменимыми (гистидин, аргинин, цистин, тирозин, аланин, серии, глутаминовая и аспарагиновая кислоты, пролин, оксипролин, глицин). Другая часть аминокислот не синтезируется организмом и они должны поступать с пищей. Их называют незаменимыми (триптофан). Белки, содержащие все незаменимые аминокислоты, называются полноценными, а если отсутствует, хотя бы одна из незаменимых кислот - белок является неполноценным.

Классификация белков. В основу классификации белков положены их физико-химические и химические особенности. Белки делят на простые (протеины) и сложные (протеиды). К простым относят белки, которые при гидролизе дают только аминокислоты. К сложным - белки, состоящие из простых белков и соединений небелковой группы, называемой простетической.

К протеинам относятся альбумины (молока, яиц, крови), глобулины (фибриноген крови, миозин мяса, глобулин яиц, туберин картофеля и др.), глютелины (пшеницы и ржи), продамины (глиадин пшеницы), склеропротеины (коллаген костей, эластин соединительной ткани, кератин волос).

К протеидам относятся фосфопротеиды (казеин молока, вителлин куриного яйца, ихтулин икры рыб), которые состоят из белка и фосфорной кислоты; хромопротеиды (гемоглобин крови, миоглобин мышечной ткани мяса), представляющие собой соединения белка глобина и красящего вещества; глюкопротеиды (белки хрящей, слизистых оболочек), состоящие из простых белков и глюкозы; липопротеиды (белки, содержащие фосфатид) входят в состав протоплазмы и хлорофилловых зерен; нуклеопротеиды содержат нуклеиновые кислоты и играют важную для организма роль в биологическом отношении.

 

ВИТАМИНЫ

 

Витамины - это низкомолекулярные органические соединения. Они служат биологическими регуляторами химических реакций обмена веществ, протекающих в организме человека, участвуют в образовании ферментов и тканей, поддерживают защитные свойства организма в борьбе с инфекциями.

В настоящее время открыто несколько десятков веществ, которые по действию на организм человека можно отнести к витаминам, но непосредственное значение для питания имеют только 20. Витамины обозначают буквами латинского алфавита: А, В, С, D и др. Кроме того, каждый из них имеет название, соответствующее химическому строению. Например, витамин С - аскорбиновая кислота, витамин D - кальциферол, витамин B 1 - тиамин и т.д. Витамины, как правило, не синтезируются в организме человека, поэтому основным источником большинства из них являются продукты питания, а также синтезированные витаминные препараты. Суточная потребность организма человека в витаминах исчисляется в миллиграммах.

В случае отсутствия в пище витаминов могут возникать заболевания - авитаминозы. Недостаточное потребление витаминов вызывает гиповитаминоз, а избыточное потребление жирорастворимых витаминов - гипервитаминоз. Витамины находятся почти во всех продовольственных товарах. Некоторые товары подвергают витаминизации: витаминизированное молоко, сливочное масло, кондитерские изделия и т. д.

В зависимости от растворимости витамины подразделяют на водорастворимые - С, Р, группы В и жирорастворимые - A, D, Е, К.

Водорастворимые витамины. Из них наиболее часто встречаются следующие.

Витамин С (аскорбиновая кислота) - противоцинготный. Он играет важную роль в окислительно-восстановительных процессах организма, влияет на белковый, углеводный и холестериновый обмен. При недостатке витамина С в пище снижается сопротивляемость организма человека различным заболеваниям. Отсутствие его вызывает цингу. Суточная норма потребления витамина С - 50-70 мг. Содержится он в основном в свежих овощах и плодах; особенно много его в шиповнике, черной смородине и перце красном, имеется он также в зелени петрушки и укропа, луке зеленом, капусте белокочанной, томатах красных, яблоках, картофеле.

Витамин Р (рутин) обладает капилляроукрепляющим действием и снижает проницаемость стенок кровеносных сосудов. Суточная норма потребления витамина 25-35 мг. Содержится этот витамин в тех же растительных продуктах, в которых находится витамин С.

Витамины группы В: В 1 В2 , РР, В5, В12, В15, Н холин и др.

Витамин В1 (тиамин) играет важную роль в обмене веществ, особенно углеводном, в регулировании деятельности нервной системы. При недостатке его в пище наблюдаются расстройства нервной системы, кишечника. Отсутствие витамина в питании приводит к авитаминозу. Потребность в витамине В, в среднем 2-2,5 мг/сут. При недостатке в пище этого витамина ухудшаются состояние кожи, зрение, снижается функция желудочной секреции. Содержится витамин В2 в яйцах, сыре, молоке, мясе, рыбе, хлебе, крупе гречневой, овощах, фруктах, дрожжах.

Витамин РР (никотиновая кислота) является составной частью ферментов, участвующих в обмене веществ. Недостаток в пище витаминов РР вызывает утомляемость, слабость, раздражительность и заболевание пеллагрой. Суточная потребность в витамине 15-25 мг. Он содержится в продуктах растительного и животного происхождения.

Витамин В6 (пиридоксин) участвует в обмене веществ. При недостатке его в питании наблюдается расстройство нервной системы, дерматиты, склеротические изменения сосудов. Суточная потребность 2-3 мг.

Витамин В9 (фолиевая кислота) обеспечивает нормальное кроветворение в организме человека и участвует в обмене веществ. При недостатке фолиевой кислоты в питании развиваются различные формы малокровия. Суточная норма потребления этого витамина 0,2-0,3 мг. Много его в зеленых листьях (салат, шпинат, петрушка, зеленый лук).

Витамин В12 (кобаламин) играет важную роль в процессах регулирования кроветворения, в обмене белков, жиров и углеводов. При недостатке витамина В12 в организме развивается злокачественное малокровие. Потребность в витамине 0,002-0,005 мг/сут. Этот витамин содержится только в продуктах животного происхождения: в мясе, печени, молоке, сыре, яйцах.

Витамин В15 (пангамовая кислота) участвует в окислительных процессах в организме, оказывая благоприятное действие на сердце, сосуды, кровообращение; особенно необходим пожилым людям. Суточная потребность в витамине около 2 мг. Содержится он в рисовых отрубях, дрожжах, печени и крови животных.

Холин влияет на белковый и жировой обмен, обезвреживает вредные для организма вещества. Отсутствие холина в пище способствует жировому перерождению печени, поражению почек. Потребность в холине 500-1000 мг/сут. Холин находится в продуктах животного и растительного происхождения (кроме овощей и фруктов): в рисе, в печени, мясе, желтке яиц, молоке.