2020-01-14
191
Показатели химического состава могут выполнить различные функции и служить идентифицирующими признаками ассортиментной принадлежности качества. Например, высокая массовая доля сахарозы характерна для сахара и сахаристых кондитерских изделий, а наличие кофеина – для натурального кофе. Повышенное содержание сивушных масел, метилового спирта является показателем качества (в частности, безопасности), а также критерием отнесения этилового спирта к питьевому или техническому.
Все товары, независимо от их назначения, представляют совокупность определенных веществ. Различия между товарами обусловлены набором веществ и/или их соотношением. Например, все пищевые продукты и большинство непродовольственных товаров содержат воду и сухие вещества, но в разном соотношении. Так называемые сухие продукты и многие непродовольственные товары отличаются повышенным содержанием сухих веществ и очень низким (от 0,1 до 25%) воды. Кроме того, товары имеют разный состав сухих веществ.
Химические свойства товаров обусловлены не только составом веществ, но и их способностью формировать определенные потребительские свойства. Например, сахара, кислоты, соли и другие вкусовые вещества влияют на вкус, красящие вещества – на цвет, ароматические вещества – на запах.
Все многообразие химических веществ товаров можно подразделить в зависимости от их природы на определенные группы, подгруппы и виды. Классификация химических веществ товаров представлена на рис. 1.
Приведенная классификация веществ отличается от принятой в химии и товароведении продовольственных товаров тем, что классификационные группировки I и II ступеней обобщены по признаку общности определенных свойств, влияющих на формирование товароведных характеристик.
Все химические вещества делятся на воду и сухие вещества, входящие в состав продовольственных и непродовольственных товаров.
Химические свойства материалов и изделий характеризуются их реакцией на действие различных химических веществ и окружающей среды. От этого зависят режим технологической обработки материалов и готовых изделий и сроки службы (годности, реализации).
Химический состав и внутренняя структура определяют химические свойства вещества. Они формируются, в частности, в процессе технологической обработки. Объективно существует логическая цепь: химический состав – технология – структура – свойства изделия. Эту взаимосвязь химического состава и структуры со свойствами готовых изделий, факторами, оказывающими влияние на эти свойства изделий, изучают материаловедение и технология.
Химический состав обуславливается, прежде всего, конкретными химическими элементами, соединенными в определенных количествах, а также порядком их соединения и распределения в пространстве.
Химический состав важен для всех товаров. Он определяет пищевую ценность продуктов питания. Недостаток некоторых химических элементов в организме человека может вызвать, например, расстройство нервной системы, нарушение обмена веществ, заболевания пищеварительного тракта. Наличие даже незначительного количества токсичных элементов (олова, свинца, ртути, селена, мышьяка и др.) в продуктах питания может привести к отравлению и тяжелым заболеваниям.
Количественное содержание компонентов в жидкой, твердой, и газообразной смесях характеризуется концентрацией. Концентрация может быть выражена в массовых и молярных долях.
Комплекс потребительских свойств изделий предопределяется структурами всех уровней. Уровни структуры располагаются иерархически: макроструктура, микроструктура, мезоструктура.
Макроструктура определяется строением твердых тел, которое видно невооруженным глазом или под лупой.
Микроструктура видна под микроскопом. Характер микроструктуры (размеры, форма и взаимное расположение кристаллов) оказывает большое влияние на свойства материалов.
Мезоструктура характеризуется структурой и расположением элементарных частиц. Элементарные частицы – субъядерные частицы, т.е. мельчайшие частицы материи (например, электроны), которые не являются молекулами, атомами, ионами и др.
Отдельные свойства и их показатели обусловлены преимущественно структурой уровня. Это обстоятельство вызывает необходимость оценки количественных зависимостей свойств от показателей соответствующих структур.
Наиболее важными из химических свойств является реакция на действие воды (растворимость, водостойкость), кислот, щелочей, окислителей, восстановителей и растворителей, а также высокой или низкой температуры.
2. Минеральные вещества, характеристика некоторых представителей макро- и микроэлементов.
Минеральные вещества не обладают энергетической ценностью, как белки, жиры и углеводы. Однако без них жизнь человека невозможна.
Минеральные вещества выполняют пластическую функцию в процессах жизнедеятельности человека, но особенно велика их роль в построении костной ткани, где преобладают такие элементы, как фосфор и кальций. Минеральные вещества участвуют в важнейших обменных процессах организма — водно-солевом, кислотно-щелочном. Многие ферментативные процессы в организме невозможны без участия тех или иных минеральных веществ. Обычно их делят на две группы: макроэлементы (Са, Р, Mg, Na, К, Cl, S), содержащиеся в пище в относительно больших количествах, и микроэлементы (Fe, Zn, Сu, I, F и др.), концентрация которых невелика.
Минеральные вещества в большинстве случаев составляют 0,7—1,5 % (в среднем 1 %) съедобной части пищевых продуктов. Исключением являются, конечно, те продукты, в которые добавляют пищевую соль (чаще всего 1,5—3%).
Макроэлементы.
Кальций - составляет (вместе с фосфором) основу костной ткани, активирует деятельность ряда важных ферментов, участвует в поддержании ионного равновесия в организме, влияет на процессы, происходящие в нервно-мышечной и сердечно-сосудистой системах. Потребность в кальции у взрослых людей около 800 мг в день.
Больше всего кальция содержится в молоке (120 мг %) и молочных продуктах (в сыре, например, около 1000 мг %). Почти 4/5 всей потребности в кальции удовлетворяется молочными продуктами. Обычно всасывается 10-40 % пищевого кальция, В некоторых растительных продуктах содержатся вещества, уменьшающие всасывание кальция. К их числу относятся фитиновые кислоты в злаковых и щавелевая, кислота в щавеле и шпинате. В результате взаимодействия этих кислот с кальцием образуются нерастворимые фитаты и оксалаты (соли фитиновой и щавелевой кислот) кальция и всасывание и усвоение этого элемента затрудняется (во всяком случае, временно).
Фосфор - элемент, входящий в состав белков, фосфолипидов нуклеиновых кислот. Кроме пластической роли, и это очень важно, соединения фосфора принимают участие в обмене энергии (аденозинтрифосфорная кислота и креатинфосфат являются аккумуляторами энергии, с их превращениями связаны мышечная и умственная деятельность, жизнеобеспеченность организма).
Потребность в фосфоре для взрослых - 1200 мг в день. Относительно много фосфора находится в рыбе (250 мг %), хлебе (200 мг %) и мясе (180 мг %). Еще больше фосфора содержится в фасоли (540 мг %), горохе (330 мг %), овсяной, перловой и ячневой крупах (320 - 350 мг %). В сырах его содержание составляет 500 - 600 мг %, Основное количество фосфора человек потребляет с молоком и хлебом. Обычно всасывается 50 - 90 % фосфора (меньше, если употребляют растительные продукты, так как он в значительной части находится там в виде трудноусвояемой фитиновой кислоты).
Для правильного питания важно не только абсолютное содержание фосфора, но и соотношение его с кальцием. Оптимальным для взрослых считается соотношение кальция и фосфора, равное 1:1,5. При избытке фосфора может происходить выведение кальция из костей, при избытке кальция - развиваться мочекаменная болезнь.
Магний - элемент, участвующий в формировании костей, регуляции работы нервной ткани, в обмене углеводов и энергетическом обмене. Потребность в магнии для взрослых - 400 мг в день. Почти половина этой нормы удовлетворяется хлебом и крупяными изделиями. В хлебе содержится 85 - 90 мг % магния, в овсяной крупе - 116, ячневой - 96, фасоли - 103 мг %. Из других источников питания следует отметить орехи - (170 - 230 мг % магния) и большинство овощей (10 - 40 мг%). Формально в молоке и твороге содержится относительно мало магния: 14 и 23 мг %. Однако в отличие от растительных продуктов магний в них находится в легко усвояемой форме в виде цитрата магния, и поэтому эти молочные продукты, которые к тому же потребляются в значительных количествах, являются существенным источником магния в питании человека.
При нормальном питании организм человека, как правило, полностью обеспечивается магнием. В некоторых важных процессах магний выступает как антагонист кальция, избыток магния ухудшает усвояемость кальция. Оптимальное соотношение кальция и магния 1:0,5, что обеспечивается обычным подбором пищевых продуктов.
Натрий- важный межклеточный и внутриклеточный элемент, участвующий в создании необходимой буферности крови, регуляции кровяного давления, водного обмена (ионы натрия способствуют набуханию коллоидов тканей, что задерживает воду в организме), активации пищеварительных ферментов, регуляции нервной и мышечной ткани.
Содержание природного натрия в пищевых продуктах относительно невелико: 15 - 80 мг %. Его потребляется не более 0,8 г в день. Но обычно взрослый человек потребляет натрия больше – 4 - 6 г натрия в день, в том числе около 2,4 г натрия с хлебом и 1 - 3 г при подсаливании пищи. Основное количество натрия (свыше 80 % ) организм получает при потреблении продуктов, приготовленных с добавлением поваренной соли. Следует учесть, что в поваренной соли (ее химическая формула NaCl) содержится 39 %натрия и 61 % хлора.
Известно, что в древности человек не добавлял соль в пищу. Поваренную соль в питании начали использовать только в последние 1 - 2 тыс. лет сначала как вкусовую приправу, а затем и как консервирующее средство. Однако до сих пор многие народности Африки, Азии и Севера прекрасно обходятся без пищевой соли.
Потребность в натрии существует, но она невелика - около 1 г в день и в основном удовлетворяется обычной диетой без добавления пищевой соли (0,8 г в день). Однако потребность в натрии существенно возрастает (почти в 2 раза) при сильном потоотделении (в условиях жаркого климата, при больших физических нагрузках и т. д.). Вместе с тем установлена прямая зависимость между избыточным потреблением натрия и гипертонией. С содержанием натрия связывают также способность тканей удерживать воду. Поэтому избыточное потребление поваренной соли перегружает почки (при образовании мочи они перерабатывают кровь с повышенным содержанием натрия) и сердце. В результате отекают ноги и лицо. Вот почему при заболеваниях почек и сердца рекомендуется резко ограничить потребление соли. Для большинства людей совершенно безвредно 4 г натрия в день, т. е. помимо 0,8 г естественного натрия можно потреблять до 3,2 г с поваренной солью (т. е. около 8 граммов соли).
Калий- внутриклеточный элемент, регулирующий кислотно-щелочное равновесие крови. Он участвует в передаче нервных импульсов, активирует работу ряда ферментов. Считают, что калий обладает защитными свойствами против нежелательного действия избытка натрия и нормализует давление крови. По этой причине в некоторых странах предложено выпускать поваренную соль с добавлением хлорида калия. Калий способен усиливать выделение мочи.
В большинстве пищевых продуктов содержание калия колеблется в пределах 150 - 570 мг %. Заметно больше его лишь в бобовых, например, в горохе - 870 мг %, фасоли - 1100 мг %. Много калия содержится в картофеле - 570 мг %, в яблоках и винограде - около 250 мг %.
Ежедневная потребность взрослого человека в калии – 2500 - 5000 мг - удовлетворяется обычным рационом в основном за счет картофеля, которого в нашей стране потребляется относительно много.
Хлор- элемент, участвующий в образовании желудочного сока, формировании плазмы, он активирует ряд ферментов.
Естественное содержание хлора в пищевых продуктах колеблется в пределах 2 - 160 мг %. Рацион без добавления поваренной соли содержал бы около 1,6 г хлора. Основное его количество (до 90 %) взрослые получают с поваренной солью.
Потребность человека в хлоре - около 2 г в день - с избытком удовлетворяется обычным рационом, содержащим 7 - 10 г хлора, из них 3,7 г мы получаем с хлебом и 1,5 - 4,6 г при подсаливании пищи поваренной солью.
Сера- элемент, значение которого в питании определяется в первую очередь тем, что он входит в состав белков в виде серосодержащих аминокислот (метионина и цистина), а также в состав некоторых гормонов и витаминов. Содержание серы обычно пропорционально содержанию белков в пищевых продуктах, поэтому ее больше в животных продуктах, чем в растительных. Потребность человека в сере (около 1 г в день) удовлетворяется обычным суточным рационом.
Микроэлементы.
Железо- элемент, участвующий в образовании гемоглобина и некоторых ферментов. Содержание железа в пищевых продуктах колеблется в пределах 70 - 4000 мкг %. Особенно много железа в печени, почках и бобовых (6000 - 20 000 мкг %). Относительно беден железом белый хлеб из пшеничной муки высшего сорта (9000 мкг %).
Потребность взрослого человека в железе 14 мг в день, она с избытком удовлетворяется обычным рационом. Однако при использовании в пище хлеба из муки тонкого помола, содержащего мало железа, у городских жителей весьма часто наблюдается дефицит железа. При этом следует учесть, что зерновые продукты богатые фосфатами и фитином, образуют с железом труднорастворимые соли и снижают его усвояемость организмом. Так, если, из мясных продуктов усваивается около 30 %железа, то из зерновых всего 5 - 10 %. Чай также снижает усвояемость железа из-за связывания его с дубильными веществами в труднорасщепляемый комплекс. Поэтому люди, страдающие железодефицитной анемией, должны потреблять больше мяса и не злоупотреблять чаем.
Цинк - элемент, значение которого определяется тем, что он входит в состав гормона инсулина, участвующего в углеводном обмене, и многих важных ферментов. Недостаточность цинка у детей задерживает рост и половое развитие.
Содержание цинка в пищевых продуктах обычно колеблется в пределах 150 - 2500 мкг %. Однако в печени и бобовых оно достигает 3100 - 5000 мкг %. Суточная потребность в цинке 8 - 22 мг. Она вполне удовлетворяется обычным рационом. Дефицит цинка, правда, может испытывать организм некоторых детей и подростков, которые недостаточно употребляют животные продукты. Очень плохо усваивается цинк, содержащийся в изделиях из недрожжевого теста.
Йод - является необходимым элементом, участвующим в образовании гормона тироксина. Потребность в йоде колеблется в пределах 100 - 150 мкг в день. При недостаточности йода развивается зобная болезнь. Особенно чувствительны к недостатку йода дети школьного возраста. Содержание йода обычно в пищевых продуктах невелико (4 - 15 мкг %). Однако в морской рыбе его содержится около 50 мкг %, в печени трески - до 800 мкг %, в морской капусте в зависимости от вида и сроков сбора - от 50 до 70 000 мкг %, Но надо учесть, что при длительном хранении или тепловой обработке пищи значительная часть йода (от 20 до 60 % ) теряется.
Содержание йода в наземных растительных и животных продуктах сильно зависит от его количества в почве. В районах, где йода в почве мало (чаще всего в горных районах, но иногда и на равнинах), содержание его в пищевых продуктах может быть в 10 - 100 раз меньше среднего. Поэтому в этих районах для предупреждения зобной болезни добавляют в поваренную соль небольшое количество йодида калия (25 мг на 1 кг соли). Срок хранения такой йодированной соли - не более 6 месяцев, так как при хранении соли йод постепенно улетучивается.
Фтор - элемент, при недостатке которого развивается кариес (разрушается зубная эмаль). Потребность в нем взрослого человека 3 мг в день (1/3 с пищей и 2/3 с водой).
В пищевых продуктах фтора обычно содержится мало. Исключение составляют морская рыба (в среднем - 500 мкг %, в скумбрии - до 1400 мкг %), чай грузинский - 76 000 мкг %(при заваривании 2/3 фтора переходит в раствор; в результате в чашке чая может содержаться 0,1 - 0,2 мг фтора), В районах, где фтора в воде мало (меньше 0,5 мг/л), производят фторирование воды. Однако избыточное потребление фтора (например, с водой, содержащей фтора больше 1,2 мг/л) также нежелательно, так как он вызывает флуороз (пятнистость эмали зубов).
Что касается других микроэлементов, например меди, никеля, хрома, марганца, молибдена, ванадия, селена, бора и т. д., то потребность в них организма человека окончательно не установлена. Возможно, она очень низка и полностью удовлетворяется обычным рационом. Во всяком случае, у людей пока не обнаружено неблагоприятных явлений, связанных с недостатком этих микроэлементов. Однако избыток меди, селена, молибдена, бора, никеля, алюминия, хрома, олова, цинка, который может возникнуть в результате загрязнения при приготовлении пищи или при выращивании растительных продуктов на почвах, обогащенных некоторыми микроэлементами, может вызвать токсические явления. Поэтому во многих странах, в том числе и у нас, содержание этих элементов в пищевых продуктах ограничивается. Особенно строго ограничивается содержание таких высокотоксичных элементов, как ртуть, кадмий, свинец и мышьяк. Медь, цинк, железо и олово в избыточных количествах также вредны для здоровья.
При переработке пищевого сырья, как правило, происходит уменьшение минеральных веществ, кроме добавления пищевой соли. В растительных продуктах они уходят с отходами. Так, содержание ряда макро- и особенно микроэлементов при получении крупы и муки при переработке зерна снижается, так как в удаляемых оболочках и зародышах этих компонентов находится больше, чем в целом зерне. Например; в среднем в зерне пшеницы и ржи зольных элементов содержится около 1,7 %, в муке же в зависимости от сортности от 0,5 (в высшем сорте) до 1,5 %(в обойной). При зачистке овощей и картофеля теряется от 10 до 30 % минеральных веществ. Если их подвергают тепловой кулинарной обработке, то в зависимости от технологии (варке, жарке, тушении) теряется еще от 5 до 30 %.
Мясные и рыбные продукты в основном теряют такие макроэлементы, как Са и Р, при удалении мякоти от костей.
При тепловой кулинарной обработке в зависимости от технологии (варка, жарка, тушение) мясо теряет от 5 до 50 % минеральных веществ. Однако если обработку вести в присутствии костей, содержащих много кальция, то возможно до 20 %увеличения в кулинарно обработанных мясных продуктах содержания Са.
В процессе технологии за счет недостаточно качественного оборудования может переходить в конечный продукт некоторое количество микроэлементов. Так, при изготовлении хлеба при тестоприготовлении за счет оборудования содержание железа может увеличиваться на 30 %. Этот процесс нежелательный, так как одновременно с железом в продукт могут переходить и токсические элементы, содержащиеся в металле.
Следует учесть, что ряд тяжелых металлов, таких, как железо и медь, даже в небольших концентрациях, лежащих ниже предельно допустимой концентрации (ПДК), могут вызвать нежелательное окисление продукта. Их каталитические окислительные способности особенно ярко проявляются в отношении жиров и жировых продуктов. Так, например, при концентрации железа выше 1,5 мг/кг и меди 0,4 мг/кг (т. е. несколько меньше, чем ПДК) при длительном хранении сливочного масла и маргаринов эти металлы вызывают прогоркание. При хранении напитков в присутствии железа выше 5 мг/л и меди 1 мг/л при определенных условиях часто могут возникнуть помутнения.
Список используемой литературы:
1. Олефирова А.П.Органолептическая оценка пищевых продуктов: Учебно-практическое пособие. – Улан-Удэ: Изд-во ВСГТУ, 2005.
2. Райкова Е.Ю., Додонкин Ю.В. «Теоретические основы товароведения» М: Академия 2002.
3. Николаева М.А. «Товароведение потребительских товаров, теоретические основы» М: Норма, 2006.
4. Петрище Ф.А. «Теоретические основы товароведения и экспертизы товаров» М: Издательский дом Дашков и К, 2004.
5. Скурихин И. М, Нечаев А. П. Все о пище с точки зрения химика: Справ, издание. М.: Высш. шк. 1991.
|
Рис.1 Классификация химических веществ товаров
