Кислотное число, определяемое количеством миллиграммов КОН, необходимым для нейтрализации свободных жирных кислот в одном грамме жира, являются важным показателем свежести жира. При длительном хранении жиров в неблагоприятных условиях оно возрастает в несколько раз. Свободные жирные кислоты в жирах образуется в результате окислительных превращений или гидролитического распада глицеридов.
Число омыления измеряются количеством миллиграммов КОН, необходимым для нейтрализации свободных и связных глицерином жирных кислот, получающих при омылении одного грамма жира. Оно зависит от среднего молекулярного веса входящих в жир кислот и является относительным показателем природы жира. Число омыления в сочетании с кислотным числом показывает глубину окислительной порчи жира с накопление низкомолекулярных кислот.
Йодное число (коэффициент непредельности) определяется количеством граммов йода, которое требуется для полного насыщения 100 граммов жира. Величина этого числа зависит от природы жира: для говяжьего --32-47, для свиного -- 46--66; для бараньего --31--46, для подсолнечного масла - 114-119.
Химически чистые жиры, как правило, не имеют запаха и вкуса. При комнатной, температуре твердые жиры белового цвета, а жидкие --бесцветные и прозрачные. В природных жирах животного растительного происхождения имеются сопутствующие вещества: вкусовые и ароматические, красящие, белковые, липоиды, влага, витамины, ферменты, воска и др. Белый цвет имеют жиры бараний, свиной и кокосовое масло. Желтоватый цвет натуральных растительных жиров говяжьего жира и коровьего масла обусловлен наличием в них каротина и карротиноидов, а зеленые оттенки оливкового и конопляного масел - хлорофиллом.
Вкус и запах природных жиров и масел зависят от присутствия в них специфических для каждого вида летучих ароматических веществ растворимых в жирах эфиров, спиртов, кислот, кетонов и др. Особенности вкуса коровьего и кокосового масел, жиров рыб и морских животных обусловлены жирнокислотным составом. Вкус и запах жиров могут изменяться во время их производства, переработки и хранения.
Жирорастворимые витамины А и Д содержатся главным образом в молочных и печеночных жирах, витамин Е - в растительных маслах, витамин К - в конопляном масле.
В виде коллоидных растворов и в виде молекулярных соединений с фосфатидами в жирах находятся белки и углеводы как остатки тканей, из которых добывались жиры. Из неомыляемых щелочами веществ в жирах содержатся стерины, а также высокомолекулярные ненасыщенные углеводороды, которых мало в растительных маслах и больше в жирах рыб и морских животных.
Из ферментов в жирах и маслах имеется липаза, а в растительных маслах, кроме того, липоксидаза.
В процессе получения жиров, а также при неблагоприятных условиях их хранения в них накапливаются свободные жирные кислоты вследствие распада как самих жиров, так и сопутствующих веществ. При этом образуются гидроперекиси, перекиси, альдегиды, кетоны, полимеры и другие вещества, незначительные количества которых существенно изменяют вкус и запах природных жиров, снижают их пищевую ценность.
Физические свойства жиров неодинаковы. В зависимости от жирнокислотного состава, жиры при комнатной температуре могут иметь жидкую, мазеобразную или твёрдую консистенцию. Температура застывания подсолнечного масла от - 16 до - 18?С, оливкового-- от -- 2 до--4°С;. хлопкового -- от - 1 до - 6 ? С. Твердые жиры представляют, собой сложную смесь различных триглицеридов, поэтому они не обладают точно выраженной точкой управления, а переход их в жидкое состояние совершается в определенном температурном интервале. Температурой плавления жира считают температуру его полного осветления. Температура застывания жира на несколько градусов ниже температуры плавления. Это свойство жиров имеет важное значение в кулинарии: жир горячего блюда в расплавленном виде усваивается организмом человека легче, чем в застывшем состоянии.
При комнатной температуре жиры нелетучи, так как имеют высокий молекулярный вес (860-950), но в вакууме ( при остаточном давлении меньше 10-3 мм рт. ст.) они кипят и разделяются. на фракции, посредством молекулярной дисциплины. При обычном атмосферном давлении нагревание жиров 200?С не приводит к истинному кипению, при 240-250?С начинается химическое разложение жиров с образованием летучих веществ в виде дыма, газов, паров; выделяющий при разложении жиров глицерин превращается в непредельный альдегид акролеин, обладающий едким запахом, раздражающий слизистые оболочки, носами и горла, вызывающий слезотечение.
Температура дымообразования зависит от вила и химического состава жира: коровьего масла -208°С, комбижиров-- 210°С; свиного жира--221° С; гидрожира--230°С; хлопкового жира--233°С. Чем больше в жирах содержится свободных жирных кислот, тем ниже температура дымообразования.
При смешивании жидких жиров с большим количеством воды незначительная часть их переходит в раствор, основная же масса жира образует неустойчивую быстрорасслаивающуюся водную эмульсию. Для получения прочных прямых эмульсий (масло/вода) и обратных (вода/масло) необходимо вводить эмульгаторы. Растворимость воды в жире при 100°С не выше 1%.
Химические свойства жиров проявляются в реакциях гидролиза, окисления и гидрогенизации. Ускорение или замедление этих реакций обусловлено влиянием находящихся в природных жирах сопутствующих веществ, которые иногда оказывают специфическое воздействие на характер происходящего процесса и сами претерпевают различные превращения.
Гидролиз жиров, т.е. расщепление триглицерида на глицерин и жирные кислоты, легко протекает под действием воды и высокой температуры, щелочей, кислот и ферментов.
Реакция гидролиза, триглицеридов происходит чаще всего бимолекулярно, т.е. на одну молекулу триглицерида действует одна молекула воды, при этом образуется диглицерид, который затем расщепляется до моноглицерида, а в дальнейшем образуются глицерин и жирные кислоты. Нагрев до 200?С и повышение давления, присутствие катализаторов (СаО, МgО, Zn) и небольших количеств кислот, а также наличие щелочей ускоряют гидролиз (кислоты катализируют гидролиз водородными, а щелочи--гидроксильными ионами).
Неферментативный гидролиз протекает за счет растворенной в жире воды, т. е. происходит в жировой фазе, где растворенная вода вступает в реакцию. Ничтожно малая растворимость воды в жирах при комнатной температуре обеспечивает незначительную степень гидролиза жиров и масел. Сопутствующие вещества в жирах ускоряют их гидролиз как специфичностью воздействия, так и большей способностью связывать влагу. Высокие температуры катализируют гидролиз за счет тепловой активации, а также повышения, растворимости воды в жире. При кулинарной обработке в частности при длительном кипячении, триглицерида могут гидролизоваться; получающиеся жирные кислоты образуют эмульсию, что придает бульонам мутность. Чтобы бульон не приобретал неприятного вкуса и запаха, необходимо своевременно удалять с его поверхности жир.
Ферментативный гидролиз жиров происходит под действием ферментов во время хранения или при усвоении их организмом. Такой гидролиз протекает исключительно на поверхности соприкосновения жира и воды, поэтому чем выше степень дисперсности эмульсии, тем выше скорость гидролиза. Усвояемость жира, таким образом, зависит не только от температуры плавления (чем ближе температура плавления жира к температуре организма человека, тем выше его усвояемость), но и от степени дисперсности жировой эмульсии, молока, сливок, сметаны, мороженого, коровьего масла, кисломолочных продуктов, маргарина находится в виде хорошо диспергированной эмульсии, поэтому сравнительно хорошо и легко усваивается. Для повышения усвояемости жиров в кулинарии приготовляют жировые эмульсии --соусы майонез и голландский, заправки и др.
Окисление жиров -- процесс химического взаимодействия кислорода и остатков непредельных жирных кислот. Процесс окисления является одним из основных факторов снижения пищевой ценности жиров. Окисление действии атмосферного кислорода называется: автоокисление.
Первая стадия автоокисления -- индукционный период, когда окислительные превращения в жирах практически не обнаруживаются. Длительность индукционного периода жиров обусловливается их жирнокислотным составом, составом и свойствами сопутствующих веществ, способами их выделения и условиями хранения. Устойчивость различных жиров и масел к окислению характеризуется сравнительной длительностью их индукционных периодов.
На второй стадии автоокисления происходят реакции, ведущие к образованию перекисных соединений.
На третьей стадии протекают вторичные реакции перекисных соединений, в частности окислительный распад и уплотнения жирнокислотных остатков глицеридов, в жирах накапливаются продукты превращения гидроперекисей - альдегиды, кетоны, полимерные соединения, свободные низкомолекулярные жирные кислоты, которые могут резко изменить вкус и запах жиров и масел, существенно снизить их пищевые достоинства.
Липиды
К липоидам, встречающимся в тканях в свободном состоянии и в виде липопротеидов, относят фосфатиды, стерины, цереброзиды и воска.
Фосфатиды -- сложные эфиры глицерина с жирными кислотами и фосфорной кислотой, которая, в свою очередь, соединена с азотистым основанием. К фосфатидам относят лецитин, кефалин, серинфосфатиды, ацетальфосфатиды, инозит-фосфатиды и сфингомиелины.
Наиболее изученные и часто встречающиеся фосфатиды - лецитин, кефалин, серинфосфатиды - в больших количествах входят в состав нервной ткани и внутриклеточных структур.
Лецитин -- бесцветное вещество, быстро окисляющееся на воздухе, хорошо растворимое в этиловом спирте и других органических растворителях, кроме ацетона с водой образует стойкую эмульсию. Благодаря холину, связанному с фосфорной кислотой, лецитин обладает щелочными свойствами. Содержание лецитина в растительных организмах -- 0,05 - 1,5%, в яичном желтке-- 9--10%, в молочном жире - 1,2 - 1,4%, в мозговом веществе-- до 6%. Лецитин играет важную роль в процессе переноса жира из одной ткани в другую.
Кефалин -- это фосфатид, в котором фосфорная кислота соединена с коламином, являющимся менее сильным основанием, чем холин; обладает более кислыми свойствами, чем лецитин; имеет важное, значение в процессах свертывания крови. Кефалин сопутствует лецитину.
Входящие в состав лецитина и кефалина жирные кислоты бывают непредельными с числом углеродных атомов С20 и С22 и предельными. В лецитинах и кефалинах, встречающихся в составе жировых продуктов, глицерин чаще всего, соединен с фосфорной кислотой по месту крайнего атома (Ь-изомер).
Стерины -- высокомолекулярные одноатомные гидроароматические спирты, встречающиеся в жирах, в свободном виде и виде стеридов-- эфиров жирных кислот. В состав животных жиров входит холестерин, которого особенно много в мозге, яичном желтке, плазме крови, содержится он также во всех органах и тканях животных. Предполагают, что холестерин принимает каталитическое участие в дыхании клеток тканей; его скопление в больших количествах в организме замедляет развитие молодых животных.
В растительных и бактериальных клетках наибольшее значение имеет эргостерин, отличающийся от холестерина двумя дополнительными двойными связями и одной дополнительной метальной группой. Под действием ультрафиолетовых лучей эргостерин превращается в кальциферол - витамин Д.
Цереброзиды -- соединения, состоящие из двухатомного ненасыщенного аминоспирта сфингозина, галактозы и жирной кислоты, от названия которой зависит название церебризидов: например цереброн содержит цереброновую, нервную кислоту. Цереброзиды имеют в составе нервов, мозга, в тканях и клетках организма животных.
Воска - сложные эфиры высокомолекулярных жирных кислот (миристиновой, пальмитиновой, карнаубовой) и одноатомных спиртов. В пищевых продуктах животного и растительного происхождения воска встречаются в очень малых количествах.
Белки
Белки -- незаменимая часть пищи, необходимая для строения тканей тела и восстановления отмирающих клеток образования ферментов, витаминов, гормонов и иммунных тел; они способны выравнивать кислотно-щелочные сдвиги в организме; без белков невозможно существование живого организма. «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмену веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению, белка».
Под влиянием протеолитических ферментов белки пищи расщепляются на аминокислоты, из которых синтезируются белки, необходимые для построения тканей организма человека.
Из образующихся при расщеплении белков 20 аминокислот построения тканей организма ежедневно требуются аминокислот, называемых незаменимыми ( лизинг -- 3-4г, триптофан - 1г, фенилаланин-- 2 - 4 г, лейцин-- 4--6 г, изолейцин - 3 - 4 г, метионин -- 2-- 4 г, метионин - 4 г, треонин - 2 - 3 г.). Другие же аминокислоты могут заменяться или синтезироваться. Аминокислоты аргинин и гистидин считаются условно незаменимыми: их синтез в организме всегда полностью обеспечивает его потребности. Суточная потребность человека в заменимых аминокислотах (г): аргинин-- 6, гистидин -- 2, цистин-- 2-- 3, тирозин - 3 - 4, аланин -- 3, серии -- 3, глутаминовая кислота - 16, аспарагиновая кислота-- 6, пролин-- 5, гликокол - 3.
Степень полноценности белков, содержащих все незаменимые аминокислоты, зависит от их оптимального соотношения, которое в указанной выше последовательности должно быть следующим: (3,2 - 4,6); (2 - 4); (4 - 7); (2,9 - 4); (2,2 - 3,5); (3,2 - 4,2); (2 - 2,7); гистидин (для детей) - 1,5. Вели какая-то аминокислота входит в рацион питания в меньшем количестве, то и другие аминокислоты не полностью используется для синтеза белков организма человека. Особенно важными независимыми аминокислотами считаются триптофан, метионин и лизин.
Наиболее полноценны белки мышечной ткани мяса, рыбы, молока, картофеля, гречневой крупы, сои, бобов, гороха. Белки растительного происхождения (проса, кукуруза и др.). фасоль, чечевица, соя, горох выгодно отличаются от других белков растительного происхождения содержанием большого количества незаменимых аминокислот - триптофана и лизина.
Сочетание белков животного и растительного происхождения ценность белкового питания. Поэтому в рационе питания должны включаться пр6дукты, содержание как те, так и другие белки; например зерномучные продукты, богатые аргинином и цистином, целесообразно сочетать с молоком, богатым лизином.
В состав аминокислот входят щелочная аминогруппа NH2 и карбоксильная группа СООН. В молекуле белка с одним атомом углерода связаны одна-две группы NH2, одна-две группы СООН и атом водорода; отличительные свойства аминокислоты зависят от того, какая группа присоединится четвертой связи атома углерода. Эта группа называется боковой цепью, которая различна у всех аминокислот.
Основной скелет белковой молекулы, ее первичную структуру, образуют полипептидные цепочки, состоящие из десятков и сотен групп атомов, оставшихся от соединенных между собой молекул аминокислот (аминокислотных остатков). Пептидная связь состоит в соединении аминогруппы одной аминокислоты с карбоксильной группой другой аминокислоты (CO - NH) и отщеплением молекулы воды (ионов Н+ OH?). Элементы первичной структуры белковой молекулы обычно имеют не линейную цепочку, а форму спиралеобразной изогнутости, так называемой Ь-сииралк. В конфигурации спирали находится более половины аминокислот природных белков.
Такие белки, как миозин, коллаген, кератин, представляющие аминокислотные волокнистые, цепи, вытянутые в длину (спираль значительно развернута), называют фибриллярными (от латинского фибрилла -- волокно). Большинство же белков животных и растений имеют сильно шаровидную форму.
Все белки по составу делятся на простые (протеины), при гидролизе которых получаются только аминокислоты и аммиак, и сложные (протеиды), при гидролизе которых получаются аминокислоты и небелковые вещества - глюкоза, липоиды, красящие вещества, нуклеиновые кислоты и др.
К протеинам относятся: альбумины, глобулины, глютелины, протамины, гистоны, протамины, склеропротеины.
Альбумины (альбумин молока, яиц, сыворотки крови; миоген и миоальбумин мышечной ткани мяса; лейкозин пшеницы, ячменя, ржи; легумилин гороха, сои, бобов) растворимы в воде, при температуре 70?С (миоальбумин при 45?С, миоген при 60?С) свертываются и выпадают в осадок в виде густых хлопьев денатурированного белка; некоторые из них получены в кристаллическом виде. Это хорошие для питания (особенно молодых организмов) белки, содержащие аминокислоту цистин. Образование пенки на молоке, загустение содержимого яиц при варке объясняются денатурацией альбуминов. Чтобы предупредить перехода альбуминов в холодильную воду, продукты, содержащие их, например яйца, при варки кладут в горячую воду.
Глобулины (фибриноген крови; миозин и актин мышечной ткани мяса; глобулин яиц, сыворотки, молока; фазелин фасоли; эдестин бобов и гороха; орхин арахиса; глицинин сои; туберин картофеля и др.) нерастворимы в воде, но растворимы в растворах натуральных солей, хорошо «высаливаются», при нагревании свертываются; некоторые из них получены в кристаллическом виде. Растительные глобулины содержат больше азота, чем животные, они труднее свертываются и «высаливаются», широко распространены. Потери белковых веществ мяса, посоленного до варки, за счет растворения глобулинов значительно большие, чем сваренного без соли.
Глютелины (глютенин пшеницы и ржи; оризенин риса; глютелины кукурузы, ячменя, овса) растворяются только в слабых растворах щелочей.
Проламины (глиадин пшеницы и ржи; гордеин ячменя; авенин овса; зеин кукурузы) нерастворимы в воде, но растворяются в 60--80%-ном спирте.
Гистоны (глобин, входящий в состав гемоглобина крови и миглобина мяса, обусловливающий окраску крови и мяса) --белки основного характера.
Протамины (клупеин молок сельди; сальмин молоки лососей; стурин молок осетра; екумбрин молок скумбрии и др.) растворимы в воде, обладают сильнощелочной реакцией.
Склеропротеины (коллаген костей; эластин соединительной ткани; хитин панциря раков и др.) нерастворимы в воде, в разведенных кислотах и щелочах; коллаген при нагревании с водой переходит в желатин, который при охлаждении застывает, образуя студень. На этом свойстве и желатина основано приготовление заливных блюд.
К протеидам относятся: фосфопротеиды, нуклеопротеиды, хромопротеиды, глюкопротеиды, липопротеиды.
Фосфопротеиды (казеин молока; вителлин куриного яйца; ихтулин икры рыб) состоят из простого белка и фосфорной кислоты; в воде нерастворимы, играют важную роль в питании зародышей животных и молодого растущего организма.
