Контрольная работа по «Пищевые добавки в производстве продуктов питания»

     Министерство  образования и науки Российской Федерации

     Государственное образовательное учреждение

     высшего профессионального образования

     «Оренбургский государственный университет»

     Уфимский  филиал 
 
 

     Кафедра «Технология пищевых производств» 

     КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

     По  предмету: «Пищевые добавки в производстве продуктов питания» 
 
 
 
 
 
 

Выполнила: Шарифуллина Г.Ш.

Группа: ТХС-3

Шифр: 897 
 
 
 
 
 

Уфа-2012 
 
 
 

Контрольные вопросы  
 

5. Натуральные  пищевые красители. Хиноновые, антоциановые пищевые

красители. Общая  характеристика, формулы представителей. 
 

38.Пищевые антиокислители (антиоксиданты). Классификация, общая

характеристика. Механизм действия антиокислителя. Представители:

токоферолы, аскорбиновая кислота и ее производные, эриторбовая кислота и

ее соли, производные  галловой кислоты, бутилгидроксианизол,

бутилгидрокситолуол, лецитины, лактаты и др. 
 
 

64.Роль биологически  активных добавок в питании  человека. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. Натуральные пищевые  красители. Хиноновые, антоциановые пищевые красители. Общая характеристика, формулы представителей. 

Натуральные пищевые красители  

Красители растительного происхождения 

Многие продукты, а в особенности овощи, в результате тепловой обработки теряют свой естесственный природный цвет, становятся жухлыми, грязно-коричневыми, благодаря чему все кушанье в целом теряет эстетичность и утрачивает аппетитный вид. В таких случаях, в процессе приготовления блюда, в последний момент тепловой обработки или сразу после нее, в него добовляют растительные красящие вещества, которые делают его ярким и привлекательным. 
 
Красители  обычно  вводятся  в  супы,  соусы,  кремы,  растительные  пюре,  пловы, кисели, суфле, муссы, бланманже, кондитерские изделия, в постный и леденцовый сахар, варенья, различные напитки, особенно во фруктовые воды, морсы, щербеты и тому подобные напитки.

 
 
Таблица цветов

 
 
Все перечисленные красители безвредны  для человека и могут без опаски применяться в домашних условиях для подкрашивания соусов, приправ, кремов, напитков. Среди синтетических  красителей абсолютно безвредных для  организма человека нет, поэтому  их рекомендуется применять лишь в тех случаях, когда желаемый оттенок нельзя получить с помощью  красителей растительного происхождения.  

Хиноны — полностью сопряжённые циклогексадиеноны и их аннелированные аналоги. Существуют два класса хинонов: пара-хиноны с пара — расположением карбонильных групп (1,4-хиноны) и орто-хиноны с орто-расположением карбонильных групп (1,2-хиноны). Благодаря способности к обратимому восстановлению до двухатомных фенолов некоторые производные пара-хинонов участвует в процессах биологического окисления в качестве коферментов ряда оксидоредуктаз 
 
 

Открытие хинонов  было следствием исследований состава  и свойств веществ, выделяемых из коры хинного дерева Cinchona L., использовавшейся как антималярийное средство. Первый представитель хинонов был описан А. А. Воскресенским в его докторской работе «Рассуждение о хинной кислоте и открытом в ней новом теле хиноиле» (1839 г.), выполненной в лаборатории Юстуса Либиха^[1] под названием «хиноил» как продукт окисления хинной кислоты диоксидом марганца в присутствии серной кислоты:

Берцелиус установил, что «хиноил» имеет свойства, схожие со свойствами кетонов и дал ему используемое поныне название хинон (от «хин-» — хинная кислота и «-он» — кетон). Работы Воскресенского по химии p-бензохинона были продолжены Фридрихом Вёлером, который в 1844 г. восстановлением p-бензохинона сероводородом получил гидрохинон^[2]: эта работа раскрыла фундаментальное отличие химии хинонов от химии ненасыщенных кетонов — возможность обратимого восстановления хинонов. Одновременно Вёлером был открыт хингидрон — молекулярный комплекс p-бензохинона и гидрохинона, первый описанный в химической литературе молекулярный комплекс. Дальнейшие работы по химии хинонов были стимулированы развитием химии красителей и исследованиями ализарина — производного антрахинона.

В течение шести  десятилетий после синтезов p-бензохинона и гидрохинона попытки получить o-бензохинон окислением пирокатехина оканчивались неудачей, до тех пок, пока Вильштеттерне предположил, что o-бензохинон чувствителен к влаге и не провёл его синтез окислением оксидом серебра в среде абсолютного эфира и в присутствии безводного сульфата натрия в качестве водопоглощающего агента: 

Хиноны являются структурной  основой пигментов. Важнейший краситель — ализарин (1,2-диоксиантрахинон). Ализариновые красители светоустойчивы, применяются в лакокрасочной промышленности, полиграфии. Но из-за большой стоимости используются реже, чем азокрасители. Окислительные свойства хинонов проявляются в биохимических реакциях. Убихиноны(коферменты Q) распространены в животном и растительном мире, участвуют в переносе электронов и протонов в цепи окислительного метаболизма, обеспечивают связывание кислорода 
 
 

Антоцианы (от греч. ἄνθος — цветок и κυανός — синий, лазоревый) — окрашенные растительные гликозиды, содержащие в качестве агликона антоцианидины - замещенные 2-фенилхромены, относятся к флавоноидам. 

Антоцианы являются гликозидами, содержащими в качестве агликона-антоцианидина гидрокси- и метоксизамещённые соли флавилия (2-фенилхроменилия), у некоторых антоцианов гидроксильные ацетилированы. Углеводная часть связана с агликоном обычно в положении 3, у некоторых антоцианов - в положениях 3 и 5, при этом в роли углеводного остатка могут выступать как моносахариды глюкоза, рамноза, галактоза, так и ди- и трисахариды.

Будучи пирилиевыми солями, антоцианы легко растворимы в воде и полярных растворителях, малорастворимы в спирте и нерастворимы в неполярных растворителях.

Общая структура антоцианов

Строение антоцианов установлено в 1913 немецким биохимиком Р. Вильштеттером, первый химический синтез осуществлен в 1928 английским химиком Р. Робинсоном.

Антоцианы и антоцианидины обычно выделяются из кислых экстрактов растительных тканей при умеренно невысоких значениях pH, в этом случае агликоновая антоцианиновая часть антоциана либо антоцианин существуют в форме флавилиевой соли, в которой электрон гетероциклического атома кислорода участвует в гетероароматической π-системе бензпирилиевого (хроменилиевого) цикла, который и является хромофором, обуславливающем окраску этих соединений - в группе флавоноидов они являются наиболее глубоко окрашенными соединениями с наибольшим сдвигом максимума поглощения в длинноволновую область.

На окраску антоцианидинов влияет число и природа заместителей: гидроксильные группы, несущие свободные электронные пары обуславливают батохромный сдвиг при увеличении их числа. Так, например, пеларгонидин, цианидин и дельфинидин, несущие в 2-фенильном кольце, соответственно, одну, две и три гидроксильные группы, окрашены в оранжевый, красный и пурпурный цвета. Гликозилирование, метилирование или ацилирование гидроксильных групп антоцианидинов приводит к уменьшению или исчезновению батохромного эффекта.

В силу высокой электрофильности хроменилиевого цикла структура и, соответственно, окраска антоцианов и антоцианидинов обуславливается их чувствительностью к pH: в кислой среде (pH < 3) антоцианы (и антоцианидины) существуют в виде пирилиевых солей, при повышении pH до ~4-5 происходит присоединение гидроксид-иона с образованием бесцветного псевдооснования, при дальнейшем повышении pH до ~6-7 происходит отщепление воды с образованием хиноидной формы, которая, в свою очередь, при pH ~7-8 отщепляет протон с образованием фенолята, и, наконец, при pH выше 8 фенолят хиноидной формы гидролизуется с разрывом хроменового цикла и образованием соответствующего халкона:

Зависимость структуры  и цвета антоцианов от pH среды: 1. Красная пирилиевая соль; 2. Бесцветное псевдооснование; 3. Синяя хиноидная форма; 4. Пурпурный фенолят хиноидной формы; 5. Жёлтый халкон

Образование комплексов с катионами металлов также влияет на окраску, одновалентный катион К⁺ даёт пурпурные комплексы, двухвалентные Mg²⁺ и Ca²⁺ - синие, на цвет также может влиять адсорбция на полисахаридах.

Антоцианы гидролизуются до антоцианидинов в 10% соляной кислоте, сами антоцианидины устойчивы при низких значениях pH и разлагаются при высоких. 
 

Антоцианы рассматривают  как вторичные метаболиты. Они разрешены в качестве пищевых добавок (E163).

Богаты антоцианами  такие растения, как, например, черника, клюква, малина, ежевика, чёрная смородина, вишня, баклажаны, чёрный рис, виноградКонкорд и мускатный виноград, красная капуста. В медицине широко применяются антоцианы черники (в составе экстракта черники). 
 
 
 
 
 
 
 
 

38.Пищевые  антиокислители (антиоксиданты). Классификация, общая

характеристика. Механизм действия антиокислителя. Представители:

токоферолы, аскорбиновая кислота  и ее производные, эриторбовая кислота и

ее  соли, производные  галловой кислоты, бутилгидроксианизол,

бутилгидрокситолуол, лецитины, лактаты и др. 
 
 

Антиоксиданты (антиокислители) — ингибиторы окисления, природные или синтетические вещества, способные замедлять окисление (рассматриваются преимущественно в контексте окисления органических соединений). 

Классификация:

• 1. Антирадикальные средства
• 1.1. Эндогенные соединения α-Токоферол (Витамин Е), β-Каротин (Провитамин А), Ретинол (Витамин А), кислота аскорбиновая (Витамин С), глутатион восстановленный (Татионил), Кислота α-липоевая (Тиоктацид), Карнозин, Убихинон (Кудесан)
• 1.2. Синтетические препараты Ионол (Дибунол), Тиофан, Ацетилцистеин (АЦЦ), Пробукол (Фенбутол), Сукцинобукол (AGI-1067), Диметилсульфоксид (Димексид), Тирилазад мезилат (Фридокс), Эмоксипин, Олифен (Гипоксен), Эхинохром-А (Гистохром), Церовив (NXY-059))
• 2. Антиоксидантные ферменты и их активаторы
• 2.1. Препараты супероксиддисмутазы (Эрисод, Орготеин (Пероксинорм)
• 2.2. Препараты ферроксидазы церулоплазмина(Церулоплазмин)
• 2.3. Активаторы антиоксидантных ферментов Натрия селенит (Селеназа)
• 3. Блокаторы образования свободных радикалов [(Аллопуринол (Милурит), Оксипуринол, Антигипоксанты)

Основными показаниями  к применению антиоксидантов являются избыточно активированные процессы свободнорадикального окисления, сопровождающие различную патологию, однако, доказательств эффективности антиоксидантов при этих процессах, основанных на результатах хорошо спланированных клинических исследований, пока недостаточно. Выбор конкретных препаратов, точные показания и противопоказания к их применению пока недостаточно разработаны и требуют дальнейших экспериментальных и клинических исследований. 

Механизм  действия 

Окисление углеводородов, спиртов, кислот, жиров и др. кислородом воздуха представляет собой цепной процесс. Цепные реакции превращений осуществляются с участием активныхсвободных радикалов — перекисных (RO₂^*), алкоксильных (RO^*), алкильных (R^*), а также активных форм кислорода (супероксид анион, синглетный кислород). Для цепных разветвлённых реакций окисления характерно увеличение скорости в ходе превращения (автокатализ). Это связано с образованием свободных радикалов при распаде промежуточных продуктов — гидроперекисей и др.

Механизм действия наиболее распространённых антиоксидантов (ароматические амины, фенолы, нафтолы и др.) состоит в обрыве реакционных цепей: молекулы антиоксиданта взаимодействуют с активными радикалами с образованием малоактивных радикалов. Окисление замедляется также в присутствии веществ, разрушающих гидроперекиси (диалкилсульфиды и др.). В этом случае падает скорость образования свободных радикалов. Даже в небольшом количестве (0,01—0,001 %) антиоксиданты уменьшают скорость окисления, поэтому в течение некоторого периода времени (период торможения, индукции) продукты окисления не обнаруживаются. В практике торможения окислительных процессов большое значение имеет явление синергизма — взаимного усиления эффективности антиоксидантов в смеси, либо в присутствии других веществ. 
 

Витамин E — группа жирорастворимых биологически активных веществ (токоферолы и токотриенолы), проявляющихантиоксидантные свойства.

Витамин Е — жирорастворимый витамин, он растворяется и остается в жировых тканях тела, тем самым уменьшая потребность в потреблении больших количеств витамина. Признаки дефицита жирорастворимых витаминов проявляются не сразу, поэтому его трудно диагностировать.

По современным  российским стандартам, ежедневная норма  потребления витамина Е составляет 10 мг. Эти цифры относятся к d-α-токоферолу, который является естественным видом и обладает наивысшей активностью.

Минимальная суточная потребность в витамине Е:

• Грудные дети 3-4 МЕ (обычно полностью получают с молоком матери)
• Дети дошкольного возраста - 6-7 МЕ
• Школьники - 7-8 МЕ
• Мужчины - 10 МЕ
• Женщины - 8 МЕ
• Беременные и кормящие женщины - 10-15 МЕ

Аскорби́новая кислота́  — органическое соединение, родственное глюкозе, является одним из основных питательных веществ в человеческом рационе, которое необходимо для нормального функционирования соединительной и костной ткани. Выполняет биологические функции восстановителя и кофермента некоторых метаболических процессов, является антиоксидантом. Биологически активен только один из изомеров — L-аскорбиновая кислота, который называют витамином C. В природе аскорбиновая кислота содержится во многих фруктах иовощах.^[3] 

Впервые в чистом виде витамин С был выделен в 1928 году, а в 1932 году было доказано, что именно отсутствие аскорбиновой кислоты в пище человека вызывает цингу.

В ряде случаев фармакологи  возлагали на витамин С большие надежды, основанные прежде всего не на экспериментальных доказательствах клинической эффективности препарата, а на теоретических предпосылках, в первую очередь — относительно возможного антирадикального действия аскорбиновой кислоты.

В 1970 г. Лайнус Полинг опубликовал в Докладах национальной академии США статью «Эволюция и потребность в аскорбиновой кислоте», в которой выдвинул концепцию необходимости высоких доз витамина С, предполагая их оптимальными для здоровья. К этому выводу Полинг пришёл путём теоретических рассуждений на основе доступной ему в то время литературы. Полинг предполагал, что высокие дозы витамина С способны защитить человека от многих заболеваний, в частности вирусных (ОРВИ, грипп) и онкологических. Витамин С также необходим для формирования волокон коллагена, для защиты тканей организма от свободных радикалов. Полинг предложил повысить ежедневную дозувитамина С в 100—200 раз. Сам он сообщал, что вместе с женой установил для себя дневную норму витамина С в 10 граммов.

В настоящее время  мнение об эффективности низких доз (до 1000 мг) витамина С при простуде по прежнему не находит подтверждения, а эксперименты с дозировкой более 2000 мг/сут (согласно теории Полинга) так и не проведены.^[4]. С другой стороны, что дозы аскорбиновой кислоты, существенно превышающие потребность, могут приводить к определённым физиологическим расстройствам также не доказаны.

В 1996 г. в Норвегии был принят закон, запрещавший продавать капсулы, содержавшие больше 250 мг аскорбиновой кислоты. За Норвегией в 1997 г. последовала и Германия.^{[источник?]} Ограничительные законы запрещали рекламу витаминов как лечебных препаратов против конкретных заболеваний, если не было необходимой для лекарств серии клинических испытаний. Эти законы, как оказалось, затрагивали интересы множества пищевых и фармакологических фирм. Поскольку витамины классифицировались в Европейском союзе как пищевые продукты, то для их поступления в коммерческую продажу никаких клинических испытаний не требовалось.

В 2005 г. Европейский суд принял решение об ограничениях дозировок препаратов витамина С в странах ЕС с 1 августа 2005 г. Изменены формулировки рекомендаций (слова «лечит», «излечивает», «продлевает» и т. п. заменены на «способствует сохранению», «защищает»)^[5].

Высказанные Л. Полингом надежды на активацию защитных сил с помощью витамина С, способствующую излечению от рака, также не нашли явного подтверждения. Более того, доказано^{[источник не указан 153 дня]}, что при лучевой терапии использование аскорбиновой кислоты приводит к повышенной устойчивости опухолевых клеток. Существуют исследования^[6], проводимых Марк Левин в которых витамин С вводился инъекциями внутривенно в дозе до 4 граммов на килограмм веса животного в сутки, в которых доказывалось противораковое действие витамина С примерно на 75 % раковых клеток, без воздействия на здоровые клетки. При этом рост опухоли замедлялся на 41-53 % 

Аскорбиновая кислота  и ее натриевая (аскорбат натрия), кальциевая и калийная соли применяются в пищевой промышленности в качестве антиоксидантов Е300 — E305, предотвращающегоокисление продукта. 

Люди должны получать аскорбиновую кислоту с пищей. Также  как у высших приматов (сухоносых обезьян), ген, отвечающий за образование одного из ферментов синтеза аскорбиновой кислоты, нефункционален. Однако, например, в организме кошки (как и у многих других млекопитающих) витамин C синтезируется (из глюкозы).

Физиологическая потребность  для взрослых — 90 мг/сутки (беременным женщинам рекомендуется употреблять на 10 мг больше, кормящим — на 30 мг). Физиологическая потребность для детей — от 30 до 90 мг/ сутки в зависимости от возраста. Верхний допустимый уровень потребления в России — 2000 мг/сутки^[9] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

64.Роль биологически  активных добавок в питании  человека. 
 

Такие понятия как "биологически активные добавки к пище", "нутрицевтики", "парафармацевтики" вошли и в нашу повседневную жизнь, и в современную медицину сравнительно недавно.

В то же время, эмпирический, культовый, интуитивный  поиск и применение с лечебно-профилактическими  целями различных биологически активных природных компонентов растительного, животного и минерального происхождения  известны с древнейших времен.

Еще до наступления новой эры в Египте, Индии, Китае, Тибете, Монголии и других странах Востока сложились стройные системы профилактики и терапии  различных заболеваний путем  использования чаще в натуральном  виде специально приготовленных продуктов  из растительных, животных тканей и  минерального сырья.

Начало  производства специальных лекарственных  форм для лечения болезней человека относится примерно к 130-200 г. н. э., когда  К. Галеном впервые были разработаны  и систематически описаны приемы изготовления лекарств из природного сырья (настои, экстракты, порошки).

Но в XIX-XX веках достижения химии позволили  получать настолько высокоэффективные  лекарственные средства, что многие врачи стали отказываться от прежних  натуропатических средств.

В тот  период многие ученые-медики считали, что именно этот путь позволит наиболее эффективно лечить заболевания.