1.2. Пищевые вещества и их роль в пищевых технологиях

Все вещества, входящие в состав пищевых продуктов, подразделяются на две основные группы - группу органических и группу минеральных веществ. К первой группе относятся белки, углеводы, жиры, пищевые кислоты, витамины, ферменты. Ко второй группе пищевых веществ относятся вода, макро- и микроэлементы.

1.2.1. Белки

Белки (или пептиды) - это азотистые соединения. В их состав входит углерод (С), водород (Н), кислород (О), азот (N) и сера (S). Содержание этих компонентов в отдельных белковых веществах изменяется незначительно: С - 51,0…55,0 %; Н - 6,5…6,7 %; О - 21,5…23,5 %; N - 15,0…18,6 %; S - 0,3…2,5 %.

В химическом отношении белки являются полимерами 22 аминокислот. Аминокислоты (R - СН - СООН) являются своеобразными кирпичиками, из ко-



NН₂

торых строится белковая молекула. Основной связью в молекулах белка является пептидная связь (- СО - NН -). В образовании этой связи участвует карбоксильная группа одной аминокислоты (- СООН) и аминогруппа другой (- NН₂). Кроме пептидной в молекуле белка важную роль играют и дисульфидные связи (- S - S-).

Среди аминокислот, являющихся составными частями белков, различают так называемые незаменимые аминокислоты. Незаменимые аминокислоты - это кислоты, которые не вырабатываются организмом человека, их поступление в готовом виде осуществляется с белками пищи. Таких кислот восемь - триптофан, лейцин, изолейцин, валин, треонин, лизин, метионин, фенилаланин. Применимо для детского организма еще две аминокислоты считают незаменимыми - гистидин и аргинин. Количество незаменимых аминокислот в пищевом белке определяет его полноценность.

В зависимости от происхождения различают растительные и животные белки. Белки животного происхождения (белки мяса, рыбы, яйца, молока и молочных продуктов) более полноценны по аминокислотному составу, чем растительные белки.

По растворимости белковые вещества делятся на белки, растворимые в воде и других жидкостях, и нерастворимые белки. К группе растворимых белковых веществ относятся альбумины, глобулины, проламины, глютелины, протамины и гистоны.

Альбумины растворимы как в воде, так и в солевых растворах, кислотах и щелочах. Денатурируют при нагревании, механическом воздействии. Содержатся в животном и растительном сырье.

Глобулины в чистой воде не растворяются, хорошо растворимы в слабых растворах (5-15 %) нейтральных солей. В растворах большей концентрации осаждаются (коагулируют). Встречаются в основном в растительном мире (в семенах). Подобно альбуминам денатурируют при нагревании и механическом воздействии.

Проламины - растительные белки, растворимы в этиловом спирте концентрацией 60-80 %. В зерновых культурах (например, в пшенице) эта группа белков составляет примерно половину белков клейковины.

Глютелины также содержатся в семенах злаков, входят в состав клейковины. Не растворяются в воде, спирте, нейтральных солях, растворимы в слабых растворах кислот и щелочей.

Протамины и гистоны входят в состав белков клеточных ядер, что говорит об их важной роли в жизненных процессах. Встречаются в основном в белках животного происхождения, обладают выраженными щелочными свойствами, растворимы в воде, при нагревании не свертываются.

К группе нерастворимых белков относятся белки животного происхождения. Они не растворяются в солевых растворах, органических растворителях, растворимы только при длительном нагревании в воде. К этой группе относятся белки соединительной ткани мяса - коллаген и эластин, белок шерсти, копыт и рогов - кератин.

По структуре белковой молекулы различают простые белки (протеины) и сложные (протеиды). Структура протеинов представлена только белковой частью. В состав протеидов входит белковая молекула и небелковый компонент, представителем которого могут быть минеральные компоненты, а также органические соединения. К этой группе белков относятся следующие.

Фосфопротеиды - соединения белка с фосфорной кислотой. Не растворяются в воде, растворимы в щелочах. Эти белки представлены в молоке казеином. Казеин осаждается (коагулирует) в молоке слабыми растворами кислот.

Гликопротеиды - соединения белка и углеводов, встречаются в хрящевых тканях животных.

Липопротеиды - нерастворимые соединения белка и липидов. Встречаются в веществе плазмы клеток, в клеточных мембранах, яичном желтке.

Нуклеопротеиды - белки, связанные с нуклеиновой кислотой. Содержатся в большом количестве в клеточных ядрах, в плазме клеток и отвечают за наследственность организма.

Хромопротеиды состоят из белка и красящего вещества небелковой природы (например, минеральных веществ). Их представителем является гемоглобин крови, имеющий в своем составе железо и выполняющий роль переносчика кислорода в организме.

К наиболее важным технологическим свойствам белковых веществ относятся следующие.

Денатурация - это изменение пространственной ориентации белковой молекулы, не сопровождающееся разрывом ковалентных связей. Денатурация может вызываться повышением температуры, механическим или химическим воздействием, ультразвуком, ионизирующим облучением и другими факторами. Денатурация белков играет важную роль в технологических процессах, связанных с образованием структурных систем полуфабрикатов и готовых продуктов (хлеба, макаронных, кондитерских, колбасных изделий, рыбных продуктов горячего копчения и др.).

Коагуляция - это осаждение белка в жидких средах под воздействием слабых кислот. Это свойство белковых веществ положено в основу получения творога, кисломолочных сыров.

Набухание обусловлено способностью белков, относящихся к гидрофильным веществам, поглощать воду и при определенных условиях образовывать растворы, называемые студнями. Набухший в воде белок пшеничной муки образует клейковину. Студни и клейковина обладают свойствами упругости и эластичности, пластичности и ползучести, т.е. свойствами твердого и жидкого тела. Свойство набухания играет большую роль в различных технологиях - при замесе теста, в производстве кисломолочных продуктов, при созревании мяса, в производстве зельцев и студней и др.

Пенообразование - это способность белков образовывать в системе «жидкость - газ» эмульсии, называемые пенами. Белки как пенообразователи широко используются при изготовлении многих кондитерских изделий, в пивоварении белки также ответственны за пенообразование и пеностойкость пива.