Товароведение однородных групп продовольственных товаров

• зольность (в %, не более), массовая доля минеральных примесей (в %, не более), массовая доля общей золы (в %, не более) – для крупы, муки, крахмала, сахара, варенья, джема, чая и др.;

• массовая доля золы, нерастворимой в 10 %-ной соляной кислоте (в %, не более) – для плодоовощных консервов, крахмала, шоколада и др.;

• массовая доля металломагнитных примесей (в мг на 1 кг продукта или в %, не более) – для крупы, муки, макаронных изделий, чая, кофе и др.

Превышение установленных пределов по данным показателям снижает сортность изделий и указывает, как правило, на плохую очистку сырья, загрязнение продукта минеральными примесями, наличие трудно усваиваемых компонентов (например, оболочек зерновки – для крупы и муки). Некоторые минеральные элементы (мышьяк, ртуть, кадмий, свинец и др.) обладают ярко выраженной токсичностью, поэтому нормативные документы устанавливают допустимые уровни их содержания.

Белки, или протеины, являются наиболее ценными компонентами пищевых продуктов. Они выполняют важнейшие биологические функции: каталитическую (ферменты) – обеспечивают протекание биохимических процессов в организме, структурную (коллаген, фиброин) – составляют основу клеточных мембран, регуляторную (гормоны) – регулируют гормональный обмен, защитную (иммуноглобулины, интерферон) – формируют иммунитет, двигательную (актин, миозин) – входят в состав мышечной ткани, транспортную (гемоглобин, миоглобин) и др.

По химической природе белки представляют собой высокомолекулярные биополимеры, молекулы которых построены из остатков аминокислот. Аминокислоты, входящие в состав белков, подразделяют на заменимые, которые могут синтезироваться в организме человека из других веществ, и незаменимые (эссенциальные), которые должны поступать в организм в готовом виде (их всего 8, а у детей – 9). Биологическая ценность белков определяется сбалансированностью аминокислотного состава. Если в состав белка входят все незаменимые аминокислоты, белок называется полноценным. Полноценными являются большинство животных белков – белки молока (казеин, альбумин, глобулин), мяса и рыбы (миозин и актин), яйца (овальбумин, овоглобулин), а также некоторые растительные белки (картофеля, пшеницы, ржи, гречихи, овса). Белки, в состав которых не входит хотя бы одна незаменимая аминокислота, называются неполноценными. К неполноценным относят животные белки соединительной ткани (коллаген, эластин), а также многие белки растительного происхождения (проса, кукурузы, некоторых бобовых культур).

Высоким содержанием белка отличаются такие пищевые продукты, как мясо и рыба (в среднем 15–20 %), сыры и творожные изделия (15–30 %), яйца (около 13 %), соя и соевые продукты (30–35 %). Дефицит белка в составе некоторых пищевых продуктов (хлебобулочных, крупяных изделий и др.) восполняется за счет введения в их рецептуру белковых обогащающих добавок.

Некоторые свойства белков лежат в основе технологии производства пищевых продуктов, а также учитываются при хранении.

Большинство белков являются гидрофильными соединениями. Способность белков к связыванию воды и набуханию используется при замесе теста в хлебопечении, производстве сухарных, бараночных и макаронных изделий, в технологии изготовления колбасных изделий. При длительном хранении способность белков к набуханию снижается: увеличивается время варки бобовых круп до готовности, происходит расслаивание простокваши и других жидких кисломолочных продуктов.

Нагревание при температуре выше 50–60 °C приводит к изменению структуры большинства белков – они свертываются (денатурируют, коагулируют) и теряют гидрофильность. Это свойство белков используется при производстве сыров, творога и творожных изделий, при выпечке хлеба, сушке макарон, молока, рыбы и других продуктов. Оно лежит в основе некоторых методов определения содержания белков в составе продуктов.

Под действием ферментов протеаз белки подвергаются гидролитическому расщеплению (гидролизу или протеолизу) с образованием пептидов и аминокислот. На начальных стадиях гидролитические процессы оказывают благоприятное воздействие на формирование качества мяса, рыбы, сыров, так как обеспечивают их созревание.

Под действием гнилостных микроорганизмов белки могут разрушаться до более простых соединений – аминов, жирных кислот, фенолов, сероводорода, индола, скатола, меркаптана и др., многие из которых являются сильными ядами. Продукт приобретает резкий, неприятный запах, изменяются его консистенция и цвет. Процесс глубокого распада белков под действием гнилостных бактерий называется гниением и является основной причиной порчи продуктов с высоким содержанием белка.

В состав небелковых азотсодержащих соединений пищевых продуктов входят продукты гидролиза или неполного синтеза белков (пептоны, полипептиды, аминокислоты), аммиачные соединения, алкалоиды (кофеин, теобромин), нуклеиновые кислоты, нитраты и нитриты. Их роль в формировании качества пищевых продуктов различна: некоторые аммиачные соединения обусловливают специфический запах продуктов (например, триметиламин – основной компонент запаха морской рыбы), алкалоиды чая и кофе обладают высокой физиологической активностью – оказывают возбуждающее действие на нервную и сердечно-сосудистую системы, нитриты в небольших количествах добавляют при посоле мяса, колбасного фарша для формирования цвета и т. д.

Жиры, или липиды (от греч. lipos – жир), участвуют в пластических процессах организма, являются источником энергии (при окислении 1 г жира образуется 9,0 ккал энергии), жирорастворимых витаминов (A, D, E, K) и незаменимых полиненасыщенных жирных кислот (линолевой, линоленовой, арахидоновой), которые регулируют жировой обмен и уровень холестерина в крови.

Жиры по происхождению делят на животные и растительные, их оптимальное соотношение в пищевом рационе составляет 2: 1. Высоким содержанием животных жиров отличаются коровье масло (62–99 %), свинина (10–37 %), некоторые виды морских животных и рыб (до 30 %), а растительных – различные виды растительного масла (99,7 %), орехи (40–70 %), масличные семена.

Смешанный жировой состав имеют такие пищевые жиры, как маргарин (40–82 %) и майонез (30–67 %).

По химической природе жиры представляют смесь сложных эфиров трехатомного спирта глицерина и жирных кислот.

В состав жиров могут входить насыщенные (предельные) жирные кислоты (лауриновая, миристиновая, пальмитиновая, стеариновая и др.) и ненасыщенные (непредельные) жирные кислоты (олеиновая, линолевая, линоленовая, арахидоновая и др.), имеющие в молекуле двойные связи. Ненасыщенные жирные кислоты имеют более низкую температуру плавления и проявляют более высокую реакционную способность по сравнению с насыщенными кислотами. Физические и химические свойства жиров зависят от их жирнокислотного состава.

Жиры, содержащие предельные жирные кислоты с большой молекулярной массой, имеют высокую температуру плавления и твердую консистенцию (t

= 44–50 °C).

Большинство растительных жиров, а также некоторые животные жиры (например, жиры морских животных и рыб) отличаются высоким содержанием непредельных жирных кислот, соответственно, имеют низкую температуру плавления и жидкую консистенцию при температуре, близкой к 0 °C и ниже (t

= –21 °C). Усвояемость жиров прежде всего зависит от их температуры плавления: чем она выше, тем жир труднее усваивается в организме.

Жиры нерастворимы в воде, но могут образовывать с ней эмульсии в присутствии эмульгаторов (производство маргарина, майонеза).

Жиры растворяются в органических растворителях (бензине, хлороформе, петролейном эфире и др.). На этом свойстве основаны экстракционный способ получения растительных масел, а также методика определения массовой доли жиров в составе пищевых продуктов.

Жидкие жиры могут превращаться в твердые в результате насыщения водородом непредельных жирных кислот. Этот процесс происходит в жестких условиях (при температуре 200–220 °C, в присутствии никелевого катализатора) и называется гидрогенизацией жиров. Получаемые гидрожиры, или саломасы, являются основным сырьем при производстве маргарина, кулинарных, кондитерских и хлебопекарных жиров.

При хранении снижение качества жиров происходит в результате их гидролиза и окисления.

Гидролиз жиров является первоначальной стадией их порчи. Под действием ферментов липаз в присутствии воды жиры расщепляются на глицерин и свободные жирные кислоты, которые подвергаются в дальнейшем окислительной порче. Для многих жиросодержащих продуктов в стандартах установлен показатель качества – кислотное число, указывающее на степень свежести жира.

Окислению подвергаются прежде всего ненасыщенные жирные кислоты, входящие в состав жиров, они присоединяют кислород по месту разрыва двойной связи. Накапливающиеся токсичные продукты окисления – пероксиды и гидропероксиды (на начальной стадии), альдегиды, кетоны, оксикислоты (при глубоком окислении) – придают жирам неприятный прогорклый запах, резкий “царапающий” вкус. Реакция ускоряется с повышением температуры, под воздействием световой энергии, в присутствии влаги и металлов переменной валентности. Замедляют окислительные процессы антиоксиданты (антиокислители), которые можно подразделить на природные (токоферолы, многие фенольные вещества, витамин С и др.) и синтетические (ионол, бутилоксианизол – БОА, бутилокситолуол – БОТ, пропилгаллаты и др.). Для предупреждения окислительной порчи жиров жиросодержащие продукты следует хранить в герметичной упаковке при пониженной температуре, избегая воздействия прямых солнечных лучей.

Кроме типичных жиров в состав пищевых продуктов входят жироподобные соединения (липоиды), имеющие более сложное строение, – фосфолипиды (лецитины, кефалины), стерины (холестерин, эргостерол и др.), воски. Фосфолипиды являются основными компонентами клеточных мембран и обеспечивают их полупроницаемость. Холестерин входит в состав стероидных гормонов и желчных кислот. Эргостерол под действием ультрафиолетовых лучей в организме превращается в витамин D. Воски растительного и животного происхождения выполняют защитные функции. Лецитин широко используется в пищевой промышленности в качестве эмульгатора (при производстве шоколада, маргарина, мороженого).

Углеводы образуются в процессе фотосинтеза в зеленых листьях растений из углекислого газа воздуха и воды. На их долю приходится до 90 % сухих веществ растений и около 2 % сухих веществ животного организма. По объему потребления и обеспечению калорийности пищевого рациона они занимают первое место среди других компонентов пищи. Кроме энергетической углеводы выполняют и другие функции в организме: входят в состав важнейших клеточных структур (нуклеиновых кислот, антител, гормонов, ферментов), участвуют в регуляции многих биохимических процессов. В то же время избыточное поступление углеводов приводит к ожирению, нарушениям нервной системы, аллергизации организма.

Основным источником углеводов являются продукты растительного происхождения. Среди них есть такие, которые почти полностью состоят из одних углеводов – сахар, мед, крахмал.

В некоторых продуктах на долю углеводов приходится основная часть сухих веществ – мука, крупа, кондитерские изделия, плоды и овощи.

Согласно принятой классификации, углеводы подразделяют на три больших класса: моносахариды – простые сахара (глюкоза, фруктоза, галактоза, ксилоза, арабиноза и др.); олигосахариды – содержат от двух до десяти моносахаридных остатков (дисахариды – сахароза, мальтоза, лактоза и др., трисахарид – раффиноза, тетрасахарид – стахиоза и др.); полисахариды – продукты поликонденсации моносахаридов (крахмал, гликоген, пектиновые вещества, целлюлоза (или клетчатка), гемицеллюлозы, инулин, камеди и др.).

По усвояемости в организме углеводы делятся на усваиваемые (моно-, олигосахариды, крахмал и продукты его распада – декстрины, гликоген) и неусваиваемые (клетчатка, гемицеллюлозы, пектиновые вещества). Главными усваиваемыми углеводами являются крахмал и сахароза. На долю крахмала приходится около 80 % всех потребляемых человеком углеводов. Источниками крахмала являются крупы, макаронные и мучные изделия, картофель, другие овощи и плоды. Неусваиваемые углеводы называют также пищевыми волокнами или балластными веществами. Они выполняют важную физиологическую функцию – вызывают перистальтику кишечника, обеспечивая тем самым продвижение пищи по желудочно-кишечному тракту.

Углеводы играют важную роль в формировании и сохранении качества продовольственных товаров. Некоторые свойства (превращения) углеводов используют в технологии производства и хранения пищевых продуктов:

• гидролиз (расщепление при участии воды) крахмала лежит в основе производства крахмалопродуктов (глюкозы, патоки, сахарных сиропов), спирта (при подготовке сырья для брожения), пива (при получении пивного сусла), хлеба (процесс приготовления теста) и других продуктов; гидролиз пектиновых веществ происходит при созревании и дозревании плодов и овощей; гидролиз сахарозы с образованием инвертного сахара используется в кондитерской промышленности, при производстве безалкогольных напитков;

• реакция карамелизации сахаров, происходящая при нагревании свыше 160 °C и сопровождающаяся образованием коричнево окрашенных веществ с карамельным ароматом, используется при производстве сахарного колера (натуральный краситель, применяемый для подкрашивания безалкогольных напитков, коньяков), происходит при выпечке хлеба, обжаривании кофейных зерен, при приготовлении жареного мяса, рыбы и других продуктов;

• реакция меланоидинообразования (реакция Майяра) – реакция взаимодействия карбонильных групп восстанавливающих сахаров с аминогруппами белков, аминокислот, сопровождающаяся накоплением темноокрашенных веществ (меланоидинов) и летучих ароматических соединений, – происходит при хлебопечении, сушке солода, длительной термической обработке молока (цвет топленого молока, ряженки);

• способность моносахаридов к сбраживанию под воздействием микроорганизмов (дрожжей, молочнокислых бактерий и др.) лежит в основе технологии изготовления хлеба, кисломолочных продуктов, сыров, пива, вина, кваса и других продуктов;

• гидрофильность – способность к связыванию воды – обусловливает высокую гигроскопичность многих углеводов, лежащую в основе нежелательных изменений качества при хранении сыпучих пищевых продуктов (муки, крупы, крахмала, сахара, соли и др.) – потере их сыпучести, комкованию, слеживанию;

• способность крахмальных зерен к набуханию в холодной воде и образованию крахмального клейстера в горячей используется в пищевом производстве и обеспечивает кулинарнотехнологические свойства некоторых пищевых продуктов (муки, крупяных и макаронных изделий); при старении крахмальных зерен теряется их способность к удерживанию влаги (после длительного хранения ухудшается развариваемость крупяных изделий, снижаются хлебопекарные достоинства муки).

Витамины являются биорегуляторами различных процессов, протекающих в живом организме. Для нормальной жизнедеятельности человека они необходимы в небольших количествах.

Общая суточная потребность организма в различных витаминах составляет 0,1–0,2 г. Большинство витаминов не синтезируется человеческим организмом, поэтому они должны поступать вместе с пищей. По растворимости витамины классифицируют на две группы: жирорастворимые и водорастворимые. Характеристика наиболее важных витаминов и витаминоподобных веществ приведена в табл. 1.3.

Таблица 1.3

Характеристика основных витаминов и витаминоподобных веществ

Ферменты – это биологические катализаторы белковой природы, ускоряющие протекание различных биохимических реакций. Собственные эндогенные ферменты пищевых продуктов могут оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на их качество. Например, благоприятное воздействие ферментативных процессов наблюдается при созревании муки, рыбы и мяса при посоле, при дозревании плодов и овощей, получении солода, черного байхового чая. Глубокие ферментативные процессы приводят к порче пищевых продуктов (автолитическая порча мяса, мацерация – разрушение тканей – плодов и овощей, скисание пива и т. д.). Для продления сроков хранения пищевых продуктов используют различные методы консервирования, снижающие активность эндогенных ферментов.

В пищевой промышленности широко используют ферментные препараты – в хлебопечении, пивоварении, при производстве крахмалопродуктов, спирта, плодово-ягодных соков, вин, мучных кондитерских изделий, сычужных сыров. Ферментативные методы анализа применяют при исследовании качества пищевых продуктов.

Органические кислоты придают кислый вкус пищевым продуктам, участвуют в формировании аромата (летучие кислоты), используются в пищевой промышленности в качестве консервантов (уксусная, сорбиновая, бензойная кислоты). Помимо аминокислот и жирных кислот, входящих соответственно в состав белков и жиров, наиболее распространенными являются яблочная, лимонная, винная, молочная, уксусная, щавелевая, муравьиная, хинная, янтарная, фумаровая, бензойная и сорбиновая кислоты.

Общее содержание кислот в составе пищевых продуктов варьирует от 0,1 % (картофель, многие овощи) до 6 % (лимоны). При хранении продуктов содержание кислот, как правило, увеличивается и часто приводит к их порче: прокисанию молока, пива, уксуснокислому скисанию вин, соков и т. д. Для многих продовольственных товаров (молока, кисломолочных продуктов, пива, виноградных вин, хлеба и др.) в перечень физико-химических показателей качества входят: кислотность, титруемая кислотность, летучая кислотность, активная кислотность (рН).

Фенольные соединения содержатся преимущественно в продуктах растительного происхождения: плодах и овощах, чае, кофе, шоколаде, винах, коньяках и др. Многим продуктам они придают терпкий, вяжущий вкус, участвуют в формировании их цвета и аромата. Фенольные соединения относят к физиологически активным веществам: они обладают бактерицидными свойствами, проявляют Р-витаминную активность, являются сильными антиоксидантами.