Влияние углеводов на формирование потребительских свойств продуктов

Пектины плодов и овощей различаются  количеством остатков галактуроновой кислоты. Так, в пектине апельсинов обнаружено 92,1% остатков галактуроновой кислоты в общей массе пектина, в пектине груш-82,6, свеклы-82,3 и  т. д.

В чистом виде пектин представляет собой аморфное вещество белого цвета, в воде образует коллоидный раствор. Пектины находятся в клеточном соке плодов и овощей. Ценным свойством пектина является его способность в присутствии определенного количества сахара и кислоты образовывать студни. Желирующая способность пектина зависит от его происхождения, размера молекулы и т. д. Высокой желирующей способностью обладают пектины абрикосов, яблок, черной смородины и др. Это свойство широко используется в кондитерской промышленности для производства мармелада, пастилы, джема, желе и др.

Протопектин – высокомолекулярное, нерастворимое в воде соединение, в котором линейные молекулы пектина связаны между собой поперечными связями. Протопектин обуславливает твердость тканей плодов и овощей. Он переходит в пектин под действием пектолитического фермента протопектиназы (этот процесс происходит при созревании плодов и плодовых овощей), а также при нагревании с разбавленными кислотами и щелочами. Этим объясняется размягчение тканей плодов при созревании, разваривание овощей и плодов при кулинарной обработке.

Пектиновые вещества нежелательны при производстве соков, плодово-ягодных  вин, ликеров. Они ухудшают фильтруемость, при хранении выпадают в осадок.

В организме человека пектиновые вещества подавляют гнилостные процессы в кишечнике и активность вредных микроорганизмов.

3. Влияние углеводов на формирование потребительских свойств продуктов

       3.1 Хлебобулочных изделий

Потребительские свойства товаров - совокупность свойств, удовлетворяющих потребности или ожидания индивидуальных потребностей. Примером таких свойств могут служить пищевая ценность продуктов питания, эстетические свойства продуктовых товаров.

К потребительским свойствам хлебобулочных  изделий можно  отнести внешний  вид, вкус и запах, пищевая ценность, усвояемость.

Хлеб является пищевым продуктом  номер один, основой питания. Он обладает постоянной, не снижающейся при ежедневном употреблении усвояемостью, что связано  с его строением, консистенцией  и химическим составом. Белки хлеба находятся в денатурированном виде, крахмал частично клейстеризован, частично перешел в растворимое состояние, жир — в виде эмульсии или адсорбирован белками и крахмалом; соль и сахар растворены, а вещества оболочечных частиц размягчены.

Благодаря такому состоянию веществ, мягкой консистенции и развитой пористости повышается доступность хлеба для деятельности ферментов пищеварительных соков.

Пищевая ценность хлеба и хлебобулочных  изделий определяется их химическим составом, а также энергетической ценностью (калорийностью) и способностью усваиваться организмом человека.Химический состав хлеба и хлебобулочных изделий, т.е. содержание необходимых нашему организму веществ зависит от вида и сорта муки, а так же от количества улучшителей (сахар, патока, жир, яйца, молоко и др.).

В изделиях, приготовленных из различных  сортов ржаной и пшеничной муки, содержится 40-50% влаги и 50-60% сухих  веществ, которые в основном состоят  из углеводов: крахмала, сахаров, клетчатки.

 Хлеб является одним из основных источников углеводов. При потреблении 500 г хлеба в сутки количество поступающих углеводов превышает 220 г. Хлеб дает около половины необходимого количества усвояемых и более половины неусвояемых углеводов. Белки хлеба усваиваются на 70-87 %, углеводы – на 94-98 %, жиры – на 92-95 %. Углеводы хлеба представлены крахмалом, сахарами, клетчаткой и гемицеглюкозой. В среднем в хлебе содержится 45-50 % углеводов. Физиологами установлено, что усвоение питательных веществ пищи зависит от соотношения белков и углеводов, наиболее оптимальным является 1:4. В хлебе углеводов содержится значительно больше и это соотношение составляет 1:8. Поэтому с целью получения более благоприятного химического состава хлеба целесообразно повышать его белковую ценность.

Основным сырьем для производства хлеба являются мука (пшеничная и ржаная различных сортов), вода, дрожжи, соль, сахар, растительные жиры и другие продукты. Химический состав муки зависит от состава и качества зерна, выхода муки.( таб.1)

Таблица 1. Химический состав (в среднем) муки, г на 100 г муки

Вид и сорт муки	углеводы
	Моносахариды и дисахариды	крахмал	клетчатка
пшеничная
высшего	0,2	68,7	0,1
первого	0,5	67,1	0,2
второго	0,9	62,8	0,6
обойная	1,0	55,8	1,9
Ржаная сеяная 0,7 63,6         0,5 обойная 1,1 55,7         1,8

 

Следовательно, с увеличением выхода муки в ней возрастает содержание сахаров, клетчатки и снижается содержание крахмала.

В муке содержатся разнообразные углеводы: простые сахара, или моносахариды (глюкоза, фруктоза, арабиноза, галактоза); дисахариды (сахароза, мальтоза, раффиноза); крахмал, целлюлоза, гемицеллюлозы, пентозаны.

Крахмал - важнейший углевод муки, содержится в виде зерен размером от 0,002 до 0,15 мм. Размер и форма крахмальных  зерен различны для муки различных видов и сортов.

В процессе приготовления хлеба  крахмал выполняет следующие  функции: 
- является источником сбраживаемых углеводов в тесте, подвергаясь гидролизу под действием амилолитических ферментов (α- и β-амилаз); 
- поглощает воду при замесе, участвуя в формировании теста; 
- клейстеризуется при выпечке, поглощая воду и участвуя в формировании мякиша хлеба; 
- является ответственным за черствение хлеба при его хранении.

Состояние крахмала муки влияет на свойства теста и качество хлеба. Крупность и целость крахмальных зерен влияют на консистенцию теста, его водопоглотительную способность и содержание в нем Сахаров. Мелкие и поврежденные зерна крахмала способны больше связать влаги в тесте, легко поддаются действию ферментов в процессе приготовления теста, чем крупные и плотные зерна.

 При выпечке хлеба крахмал  связывает до 80% влаги, находящейся  в тесте. При хранении хлеба  крахмальный клейстер подвергается  «старению», что является основной причиной черствения хлеба.

Температура клейстеризации, вязкость и скорость старения крахмального клейстера у крахмала различных видов неодинакова. Ржаной крахмал клейстеризуется при температуре 50—55°С, пшеничный при 62—65 °С, кукурузный при 69—70 °С. Такие особенности крахмала имеют большое значение для качества хлеба.

 По мере повышения сорта  муки уменьшается влажность хлеба,  возрастает содержание усвояемых  углеводов и увеличивается энергетическая  ценность хлебных изделий. Наиболее  низкая энергетическая способность  у хлеба из обойной муки. Более  ценны по калорийности и усвояемости хлебные изделия из муки высших сортов.

Хлебопекарное достоинство пшеничной муки, т. е. ее способность давать хлеб вкусный, правильной формы и хорошего объема, с зарумяненной коркой без трещин, с тонкостенным равномерным пористым мякишем, определяется газообразующей способностью.

Газообразующая способность муки обусловлена ее углеводно-амилазным  комплексом и связана с содержанием  в муке « собственных» сахаров  и ее сахаробразующей способностью, последняя связана с содержанием амилолитических ферментов и атакуемостью крахмала. Газы, в основном СО₂) появляются в результате спиртового брожения, которое происходит при созревании теста под влиянием дрожжевых клеток. В начале созревания теста сбраживаются содержащиеся в муке «собственные» сахара - глюкоза, фруктоза и сахароза (после инверсии), затем сахара, образующиеся при тестоведении из крахмала под действием амилаз. Выделяющийся при спиртовом брожении диоксид углерода пытается вырваться из вязкого теста, при этом он разрыхляет тесто и поднимает его, придает тесту пористое строение, от которого зависит строение и характер мякиша выпеченного хлеба.

Целлюлозу, гемицеллюлозы, пентозаны  относят в группе пищевых волокон. Пищевые волокна содержатся в  основном в периферийных частях зерна  и поэтому их больше всего в муке высоких выходов. Пищевые волокна не усваиваются организмом человека, поэтому они снижают энергетическую ценность муки, повышая при этом пищевую ценность муки и хлеба, так как они ускоряют перистальтику кишечника, нормализуют липидный и углеводный обмен в организме, способствуют выведению тяжелых металлов.

Гемицеллюлозы - это полисахариды, относящиеся к пентозанам и гексозанам. По физико-химическим свойствам они занимают промежуточное положение между крахмалом и клетчаткой. Однако организмом человека гемицеллюлозы не усваиваются. Пшеничная мука в зависимости от сорта имеет различное содержание пентозанов - основной составной части гемицеллюлозы. В муке высшего сорта содержится 2,6 % всего количества пентозанов зерна, а в муке II сорта - 25,5%. Пентозаны делятся на растворимые и нерастворимые. Нерастворимые пентозаны хорошо набухают в воде, поглощая воду, в количестве, превышающем их массу в 10 раз. Растворимые пентозаны или углеводные слизи дают очень вязкие растворы, которые под влиянием окислителей переходят в плотные гели. Пшеничная мука содержит 1,8-2 % слизей, ржаная - почти в два раза больше. Именно слизи оказывают наибольшее влияние на реологические свойства пшеничного и ржаного теста (повышение газоудерживающей способности теста, придание эластичных свойств теста, обеспечение вязко-пластичных свойств).

3.2. Овощей и плодов

Содержание углеводов в плодах и овощах невелико, поэтому и калорийность этих продуктов питания небольшая: 25—40 ккал в 100 г овощей и 50—70 ккал в 100 г плодов и ягод. Но представленные в них углеводы (сахара, фруктоза, глюкоза) быстро и полностью усваиваются человеческим организмом, что обуславливает значительную роль плодоовощной продукции в питании. С количественным и качественным составом углеводов связан вкус многих плодов и овощей.     

Основными углеводами плодов и овощей являются: из моносахаридов – глюкоза, фруктоза, арабиноза, ксилоза; из олигосахаридов – сахароза, трегалоза (в грибах); из полисахаридов - крахмал, целлюлоза, гемицеллюлозы, инулин. По составу близки к углеводам пектиновые вещества, находящиеся во всех плодах и овощах.

Отдельные виды плодов и овощей заметно различаются  по содержанию и составу углеводов. (таб.2).

 

 

 

 

Таблица 2. Содержание углеводов в  плодах и овощах, г на 100г 

Овощи и плоды	моносахариды		дисахариды	полисахариды
	глюкоза	фруктоза	сахароза	гемицеллюлозы	клетчатка	крахмал
Баклажаны	3,0	0,8	0,4	0,1	1,3	0,9
Капуста белокачанная	2,6	1,6	0,4	0,5	1,0	0,1
Картофель	0,6	0,1	0,6	0,3	1,0	15,0
Лук репчатый	1,3	1,2	6,5	0,2	0,7	0,1
Свекла	0,3	0,1	8,6	0,7	0,9	0,1
Томаты	1,6	1,2	0,7	0,1	0,8	0,3
Вишня	5,5	4,5	0,3	0,1	0,5	0
Слива	3,0	1,7	4,8	0,2	0,5	0,1
Лимон	1,0	1,0	1,0	0,1	1,3	0
Винорад	7,3	7,2	0,5	0,6	0,6	0
Крыжовник	4,4	4,1	0,6	0,2	2,0	0
Смородина черная	1,5	4,2	1,0	0,1	3,0	0,6

 

Очень велики различия между сортами в пределах одного и того же вида. Нередко сортовые различия превышают даже видовые. Например, среднее содержание сахаров в отдельных сортах лука колеблется от 7,4 до 16,0%.   

В сухой  массе плодов и овощей преобладают сахара, которые являются важнейшими вкусовыми и энергетическими материалами.  Сахара  представлены в основном глюкозой, фруктозой и сахарозой. Содержание сахаров в отдельных видах  овощей и плодов колеблется в значительных пределах. Так, в огурцах их находится в среднем 2,5 %, в томатах – 3,5%, в луке – 5 – 14%, в вишнях 7 – 14%, в винограде – 14 – 25%.

Различные виды плодов и овощей отличаются и  составом углеводов. Самым высоким содержанием сахаров отличается виноград, хурма, персики, дыни, арбузы. В семечковых плодах преобладает фруктоза, в абрикосах и персиках - сахароза, в свекле, моркови и дынях - глюкоза. Более сладкий вкус арбузов обусловлен тем, что содержащиеся в них сахара на 50 % представлены фруктозой. Во всех плодах повышенное содержание сахаров является положительным фактором для их качества. Однако повышенное содержание редуцирующих сахаров (1,5 %) в столовом картофеле нежелательно, так как ухудшает вкус и делает его непригодным для переработки. Сахароза в процессе технологической обработки может подвергаться кислотному и ферментативному гидролизу с образованием глюкозы и фруктозы. При высоких температурных обработках происходит распад сахаров с образованием темно-окрашенных продуктов.

Количество сахаров при созревании и хранении плодов и овощей находятся в динамике. В результате расходования на дыхание их количество уменьшается. Однако, при гидролизе крахмала, инулина, полисахаров, гемицеллюлозы и пектиновых веществ, количество сахаров увеличивается.

В плодах и овощах часто встречаются близкие к группе гексоз шестиатомные спирты – сорбит и манит, имеющие одинаковую эмпирическую формулу, но отличающиеся расположением группы OH у второго углеродного атома. При осторожном окислении сорбит и манит превращаются в гексозы. Сорбит при окислении может образовывать глюкозу, фруктозу или сорбозу, а манит – маннозу и фруктозу. Сорбит содержится в зрелых ягодах рябины (до7%), а также в сливах, персиках, абрикосах, вишне, яблоках, грушах и других плодах. Манит в значительном количестве находится в грибах (до 11% сухого вещества), а также в ананасах, сливах, моркови, луке, сельдерее.

Крахмал накапливается в некоторых видах  плодов и овощей как резервное вещество. В клубнях картофеля его содержится в среднем 15—18%, в других овощах и плодах — значительно меньше. В фасоли, зеленом горошке, бобах количество крахмала может возрастать до нескольких процентов, причем особенно резко при их перезревании. Одновременно сокращается количество cахаров, продукт огрубевает, вкус его ухудшается. По содержанию крахмала в зеленом горошке определяют срок уборки. Сорта зеленого горошка с морщинистым, мозговым зерном не перезревают и не огрубевают в течение более длительно времени, чем гладкозерные. Поэтому мозговые сорта лучше подходят для консервирования. 
          Содержание крахмала в моркови, дыне, капусте не превышает десятых долей процента, а в остальных овощах - еще меньше. В недозрелых плодах зимних сортов яблок и груш его может быть 4-5%, а при полной зрелости - 1,5 - 2%. По темпам его убывания можно судить о созревании яблок. Высоким содержанием крахмала отличаются бананы - до 16% сухого вещества. 
             Кулинарные свойства картофеля во многом определяются содержанием в нем крахмала: чем его больше, тем лучше развариваемость клубней. Плотность крахмала в картофеле составляет 1,5-1,6 г/см3, поэтому из измельченной массы клубней, смешанной с водой, крахмал оседает на дно сосуда. В воде крахмал не растворяется, но постепенно набухает, а при нагревании образует коллоидный раствор - крахмальный клейстер, поглощая при этом до 300% воды. При понижении температуры во время хранения до 0°С и ниже крахмал в клубне переходит в сахар, вкус становится сладким. Технологические качества такого картофеля ухудшаются. Но если после охлаждения выдержать клубни в течение более или менее длительного времени при 15 — 20°С, то накопившиеся сахара снова превратятся в крахмал, т. е. произойдет ресинтез крахмала.