Фізіологічне значення окремих складових їжі

Вода – одна із найважливіших складових усіх організмів. Вона міститься усередині та ззовні клітин і в замкнутих порожнинах. Біологічні рідини організмів, - кров, лімфа, різні соки, це розчини різних речовин у воді. Вода складає основу рідких дисперсних систем організму.

У водному середовищі відбуваються різні хімічні та фізико-хімічні процеси. За участю води відбуваються реакції гідролізу складних органічних сполук, із водою різні речовини надходять у клітини, тканими і виводяться з них як продукти обміну, за допомогою осмотичного тиску водних розчинів підтримується форма клітин. Частина води в організмі утворюється як продукт окислення органічних сполук і називається ендогенною водою.

Організм дорослої людини на 60-70% складається з води. Ще більше води міститься у соковитих частинах рослин і в мікроорганізмах. За нормальних умов з організму людини за добу виділяється приблизно 2,5 л води. Стільки ж води за добу людині необхідно вжити (1750 – 2200 г води, із неї питної 800-1000 г, суп – 250-200 г, з іншими продуктами 700 г). У здорової людини в організмі має місце водна рівновага.

Функції води в організмі

1. є розчинником;

2. активізує хімічні процеси (кислоти і сіль)

3. вимиває відходи з клітини

4. регулює теплообмін

5. бере участь в реакції гідролізу

Організм людини в середньому містить 70% води. В головному мозку і в м’язах 85% води, а в кістках до 20% води. Втрата організмом 10 % води призводить до незворотних реакцій.

Із організму виводиться вода шляхом потовиділення, нирками, стравоходом і диханням.

Харчові продукти містять різну кількість води. У плодах і овочах її 75-95%, у м’ясі – 52-78%, у молоці – 88%, у хлібі – 35-50%, у макаронних виробах, борошні, крупах – 10-15%, у цукрі – 0,14%.

Кількість води у харчових продуктах впливає на їх якість, активність мікробіологічних і біохімічних процесів, термін зберігання.

Із підвищенням масової частки води продукти, які швидко псуються не можуть довго зберігатись без консервування. Так, зерно з високою вологістю при зберіганні швидко зігрівається, проростає, пліснявіє, тоді як сухе зерно зберігається роками.

При контакті з водою продукти здатні її поглинати. Особливо інтенсивно поглинається вода продуктами, що містять не денатуровані білки, фосфатиди, пектинові та інші речовини, які при цьому переходять у колоїдний, желеподібний стан.

Властивості харчових продуктів залежать як від масової частки води в них, так і від форми зв’язку з її окремими компонентами. В залежності від цього розрізняють хімічно зв’язану, адсорбційно зв’язану, осмотично поглинену та капілярну вологу.

Хімічно зв’язана вода – вода, яка знаходиться у складі кристалогідратів. Кристалогідрати неорганічних сполук поширені в природі. Деякі з них втрачають кристалізаційну воду вже при кімнатній температурі, щоб зневоднити інші кристалогідрати необхідне нагрівання до температури вище 100 ^оС (прожарювання).

У харчових продуктах, складовими компонентами яких є органічні сполуки, вода у вигляді кристалогідратів зустрічається рідко. При їх прожарюванні вода може виділятися за рахунок відщеплення гідроксильних груп (-ОН) від молекул окремих сполук.

Адсорбційно зв’язана вода виникає в результаті концентрування молекул води у поверхневому шарі колоїдних часточок продукту. Ця вода вхдить до складу міцел різних гідрофільних колоїдних розчинів, наприклад, розчинів білків.

Процес сполучення за допомогою адсорбційних сил молекул води з молекулами речовини називається гідратацією, а сама вода – гідратаційною. Гідратаційна вода кристалізується при значно нижчій температурі, ніж звичайна. Тому гідратаційна вода у насінні рослин і спорах мікроорганізмів при низьких температурах не утворює кристалів льоду, що можуть пошкодити структуру клітин, і вони здатні витримувати низькі температури.

Адсорбційно зв’язану воду містять і мікро гетерогенні системи, до яких належать порошки крохмалю (розмір часточок 6-150 мкм), борошно (розмір часточок 6-150 мкм) тощо. Її кількість залежить від розміру часточок і питомої поверхні (поверхні 1 г речовини). Чим менші часточки і більша питома поверхня, тим більшу кількість адсорбційно зв’язаної води вони можуть містити. При нагріванні така адсорбційно зв’язана вода легко переходить у пару.

Осмотично поглинена вода. Деякі продукти можуть перебувати у желеподібному стані, наприклад, драглі. Еластичні гелі або драглі утворюються фібрилярними (волокнистими) молекулами білків та іншими волокнистими структурами, між якими виникають зв’язки. При цьому утворюється тривимірна просторова сітка, ячейки (комірки) якої заповнюються молекулами води. Вода, яка знаходиться у просторі цієї структурної сітки, називається осмотично поглиненою водою. Вона може легко проникати усередину структурної сітки, так як усередині концентрація розчиненої фракції речовини більша, ніж зовні. Осмотично поглинена волога при висушуванні продуктів видаляється раніше, ніж адсорбційна вода.

Капілярна вода – знаходиться у капілярах, радіус яких може бути більший 10^-5 см (макрокапіляри) і менший 10^-4 см (мікрокапіляри).

Капілярна вода утворюється в результаті конденсації молекул води (пари) усередині вузьких капілярів.

Воду у капілярах можна вважати вільною. Вона переміщується по капілярах у вигляді рідини або пари. Утримується капілярна вода в проміжках структурно-капілярної системи продуктів за рахунок капілярних сил. При механічному пошкодженні цієї системи у продуктах, наприклад, при нарізанні м’яса, риби, овочів частково втрачається їх клітинний сік.

Капілярна й осмотично зв’язана вода у свіжих плодах і овочах складає до 95 %, у м’язах тварин і риб знаходиться 45-55% осмотично зв’язаної води, 40-45% - капілярної і 6,7-7,5% - адсорбційної.

Різні стани води у харчових продуктах пов’язані між собою, між ними не спостерігається чіткої межі. При переробці й зберіганні продуктів вода може переходити із однієї форми в іншу.

Методи визначення вологості:

Виділ. Експрес метод (швидко) – висушують при t = 160^oC 3-10 хв

Прискорений метод – висушують 45-60 хв. t = 130^oC

Висушування до постійної маси при t = 160^oC 4 години + 1 година