Химический состав растительного сырья
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНЫ ОДЕСКИЙ НАЦЫОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ И. И. МЕЧНИКОВА
Биологический факультет
Кафедра ботаники
РЕФЕРАТ на тему: «ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ РОСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ»
Студентки V-курса,V-группы.
денної форми навчання
Гончар Анастасии Васильевны
Одесса 2013
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
Плоды и овощи разнообразны по своему составу. Они содержат воду и сухие вещества – углеводы, белки, жиры, органические кислоты, витамины, минеральные вещества. Накопление химических соединений происходит в растениях в результате фотосинтеза. Зеленые части растений поглощают солнечную энергию, под действием которой из воды и СО2 образуются углеводы. Дальнейшее их превращение под влиянием ферментов дает все многообразие химических веществ растений. Азотистые и минеральные вещества поступают в растения через корневую систему из почвы.
Вода преобладает в плодах и овощах. На ее долю приходится 75-95 %. Питательные вещества потребляются клеткой только в том случае, если они растворены в воде и растворы имеют определенную концентрацию. Нарушение этого может привести к гибели клеток.
При промышленной переработке
плодов и овощей большую роль играет
содержание сухих веществ. В плодах
оно составляет 10-20 %, в овощах –
от 4 до 10 %, но в некоторых до 24 % (зеленый
горошек, сахарная кукуруза). В зависимости
от содержания сухих веществ в
сырье устанавливают нормы
БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА
Биологически активные вещества
(БАВ) — химические вещества, обладающие
высокой физиологической
Биологически активные
вещества - это соединения, которые
оказывают на организм
Например как химический состав травы зверобоя
В траве зверобоя
содержатся флавоны, антоцианы,
БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА РАСТЕНИЙ
Лечебное действие растений обусловлено наличием в их составе различных биологически активных веществ, которые при поступлении в организм животного или человека проявляют физиологически активные свойства. Они имеют разнообразный состав и относятся к различным классам химических соединений. Наиболее важные из них - аминокислоты, углеводы, органические кислоты, жирные и эфирные масла, смолы, фитонциды, ферменты, витамины, гликозиды, фенольные соединения, алкалоиды, макро- и микроэлементы.
Аминокислоты
Аминокислоты являются составной частью белков, ферментов, витаминов и других важных для организма органических соединений. Растения синтезируют все аминокислоты в отличие от организма животного и человека, неспособного синтезировать некоторые из них (так называемые, незаменимые аминокислоты). Дефицит незаменимых аминокислот организм человека восполняет с растительной пищей, а в случае медицинских показаний - в виде лечебных препаратов, содержащих эти соединения. Многие аминокислоты имеют не только важное физиологическое значение, но являются высокоэффективными фармакологическими веществами.
Углеводы
Углеводы представляют собой
органические вещества, состоящие из
углерода, кислорода, водорода, находящихся
в строго определенных соотношениях
(у большинства углеводов
Углеводы - постоянные компоненты любого вида лекарственного растительного сырья. Моносахариды и олигосахариды имеют важное значение для протекающих в растениях биохимических процессов, а полисахариды выполняют структурную функцию (клетчатка - главный материал клеточной оболочки) или являются запасными веществами (крахмал, инулин).
Углеводы являются
главной составной частью
Сахара – в плодах и овощах содержатся в виде сахарозы (свекловичный сахар), глюкозы (виноградный сахар), фруктозы (плодовый сахар). Наиболее богаты сахарами плоды (до 12 %), виноград (до 25 %). Содержание сахаров в овощах меньше и составляет около 4 %. Наиболее сахаристыми овощами являются морковь, свекла, арбузы, дыни. По степени сладости сахара располагаются в следующем порядке (по степени убывания): фруктоза, сахароза, глюкоза. Сахара хорошо растворяются в воде, легко усваиваются организмом человека и являются основными веществами, которые используются для дыхания.
Сахароза в растворе при нагревании под действием органических кислот распадается на глюкозу и фруктозу. Эта реакция называется инверсия и происходит при созревании плодов:
С12Н22О11 + Н2О С6Н12О6 + С6Н12О6
сахароза глюкоза фруктоза
Сахара придают плодам и овощам сладкий вкус. Однако вкусовые ощущения зависят не только от содержания сахаров, но и от содержания органических кислот и полифенольных соединений. Для оценки вкусовых качеств плодов и овощей существует сахарокислотный индекс – отношение суммарного содержания сахара к общему содержанию преобладающей в плодах кислоте.
Крахмал - полисахарид, состоящий из остатков глюкозы. Содержится в клетках в виде крахмальных зерен, размер и форма которых специфична для каждого вида сырья. Больше всего крахмала содержится в картофеле (13-18 %), много также содержится в фасоли, зеленом горошке, бобах (до 5 %). В плодах крахмала немного – до 1 %.
Целлюлоза (клетчатка) – полисахарид, состоящий из остатков глюкозы, которые собраны в виде нитей, связаны между собой и образуют прочные мицеллы. Это обусловливает высокую прочность клетчатки. Она не растворима в воде, кислотах, щелочах, не переваривается в организме человека и является балластом в пищевом рационе. Содержание клетчатки в плодах составляет 0,5-2,0 %, в овощах – до 2,8 %. Больше всего клетчатки содержится в покровных тканях (кожуре).
Гемицеллюлоза (полуклетчатка) – вместе с целлюлозой составляет основную часть клеточных стенок. Состоит из высокомолекулярных полисахаридов: гексозанов и пентозанов. В воде не растворимы, но набухают и образуют клейкие растворы. Количество гемицеллюлоз в плодах и овощах колеблется от 0,2 до 3,5 %. Чем больше клетчатки, тем больше гемицеллюлоз.
Пектиновые вещества – высокомолекулярные соединения. В плодах и овощах встречаются в виде нерастворимого пектина (протопектина) и растворимого (пектина). Протопектин образует комплексы с целлюлозой и гемицеллюлозой. Из него состоят пластинки, соединяющие клетки растительной ткани. В недозрелых плодах почти все пектиновые вещества представлены протопектином, поэтому консистенция у них грубая. По мере созревания плодов протопектин гидролизуется, образуется растворимый пектин и ткани становятся сочнее и нежнее. Этот процесс происходит под действием пектолитических ферментов. Когда весь протопектин гидролизуется, ткани становятся массой разъединенных клеток. Консистенция таких плодов называется сухой или мучнистой. Плоды (яблоки, айва, абрикосы) содержат значительное количество пектиновых веществ (до 1,5 %), в овощах их немного, в некоторых (морковь, свекла) - до 1 %.
Значительное количество
растительного сырья
Органические кислоты
Органические кислоты
содержатся в растительном сырье
в свободном виде и в виде солей.
Они играют важную роль в обмене
веществ, растворяя некоторые
Органические кислоты наряду с углеводами и белками являются наиболее распространенными соединениями в растениях и играют важную роль в биохимических процессах обмена веществ в растительных клетках. Они могут присутствовать в растениях в свободном состоянии или в виде солей, эфиров и других соединений. Органические кислоты определяют вкус растений, а летучие - их запах (муравьиная, уксусная, масляная, изовалериановая). Некоторые органические кислоты, например бензойная, обладают антисептическим действием и предохраняют плоды, в которых они находятся, от гниения при хранении (клюква, брусника), другие проявляют витаминное действие (широко встречающаяся в растительном сырье аскорбиновая кислота). Кислоты влияют на вкусовые свойства сырья и технологический процесс его переработки, в частности, на величину температуры стерилизации, жизнедеятельность микроорганизмов при консервировании.
Наиболее распространены
в растениях яблочная, лимонная,
винная, щавелевая кислоты. Некоторые
из них - источник получения органических
кислот, сырье других используется
самостоятельно или в лечебных сборах.
Органические кислоты могут накапливаться
в подземных органах растений,
но больше их содержится в надземной
части, особенно в плодах (клюква, малина,
черная смородина, плоды цитрусовых
и др.) Роль органических кислот в
жизнедеятельности организма
Различают общую и активную кислотность плодов и овощей.
Общая кислотность – процентное содержание всех кислот и кислых солей в пересчете на основную для данного вида сырья кислоту Она не превышает 1,0 %. Но у такого сырья как черная смородина, клюква, рябина, кислотность более высокая и составляет от 2,0- до 4,5 %).
Активная кислотность (рН) характеризует степень диссоциации кислот на ионы и зависит от вида сырья. Почти все плоды (кроме некоторых сортов груш) относят к кислотному сырью, значение рН составляет 2,5-4,5. Большинство овощей (за исключением томатов, щавеля, ревеня) является некислотным сырьем, рН 4,5-6,5. Это свойство учитывают при стерилизации консервов. Чем ниже рН, тем ниже температура и наоборот.
Из кислот в плодах
и овощах наиболее
- Яблочная – преобладает в семечковых и косточковых плодах (рябина, яблоки, абрикосы от 3,0 до 6,0 %).
- Винная – в основном содержится в винограде до 0,7 %.
- Лимонная – содержится преимущественно в цитрусовых плодах и клюкве (в лимонах ее содержание достигает 6,0-8,0 %), в ягодах этой кислоты больше, чем яблочной.
- Щавелевая – обладает жгучим вкусом. Соли ее вредны для человека из-за образования нерастворимых солей кальция, которые трудно выводятся из организма. Этой кислоты много в щавеле, ревене, листьях свеклы. Больше щавелевой кислоты накапливается в старых растениях, поэтому для консервирования используют молодые листья, которые преимущественно содержат яблочную и лимонную кислоты.
- Уксусная и молочная
– в свежих плодах и овощах
содержится незначительное
Жирные масла
Жирные масла следует рассматривать как запасные вещества, накапливающиеся в основном в семенах и плодах растений. Свойства жирных масел определяются входящими в их состав жирными кислотами и их количественным соотношением. Некоторые из жирных кислот - олеиновая, линолевая, линоленовая - в организме животных и человека не образуются.
Жидкие растительные масла легко всасываются в кишечнике и способствуют выведению холестерина из организма. Установлено, что люди, пища которых включает в основном растительные масла - подсолнечное, хлопковое, оливковое и другие - практически не подвержены атеросклерозу.
Растительные жирные масла могут быть получены прессованием (касторовое) или экстракцией (облепиховое, шиповниковое).
Эфирные масла
Эфирные масла - природные душистые вещества, дающие специфический запах растениям. Им свойственна летучесть и "маслянистая" консистенция. Сходство эфирных масел с жирными условно внешнее. Образуемые ими на бумаге, тканях "маслянистые" пятна в отличие от пятен жирных масел быстро исчезают. В химическом же отношении эфирные масла ничего общего с жирными не имеют. Несмотря на свою неточность термин "эфирные масла", появившийся ещё в середине XVIII века, сохранился во всех странах до настоящего времени.
Концентрируются, в основном, в кожуре плодов и овощей. Растворимы в жирах и органических растворителях. Эфирные масла обладают антисептическим действием, различны по составу и свойствам. По химической природе это смесь альдегидов, терпенов, кетонов, спиртов, сложных эфиров и других соединений.
Количество эфирных масел в плодах и овощах невелико, но именно от них зависит аромат. Особенно богаты ими пряные овощи (петрушка, сельдерей, укроп) и цитрусовые плоды.
Эфирные масла - это сложные смеси различных органических соединений. Основную группу веществ, входящих в состав эфирных масел, составляют терпеноиды и ароматические соединения. Эфирные масла находят применение в фармации, парфюмерии, пищевой промышленности.
Лечебный эффект эфирномасличных растений и выделенных из них эфирных масел зависит от химического состава и комбинации отдельных компонентов. Их используют как бактерицидные, ветрогонные, мочегонные, болеутоляющие, успокаивающие и отхаркивающие средства. Применяют эфирные масла как внутрь, так и наружно; широко используют для приготовления аэрозолей, ингаляций, ароматных ванн.
Смолы
Смолы, подобно эфирным маслам, являются смесью сложных различных органических соединений, как правило, обладающих запахом. Это соединения терпеноидного характера, в растениях они часто присутствуют вместе с эфирным маслом, камедями и могут сопровождаться другими природными веществами. Естественные растворы смол в собственных эфирных маслах называют жидкими смолами (масло-смолами, бальзамами), а смеси камедей и смол, растворенных в эфирном масле, называют камеде-смолами.
Все перечисленные вещества обычно являются биологически-активными соединениями и участвуют в суммарном лечебном действии растений. Например, смолистые вещества берёзовых почек вместе с эфирными маслами оказывают антисептическое действие. В траве зверобоя комплексу действующих веществ - флавоноидных соединений, дубильных веществ и др. сопутствует до 10 % смолы.
Смолистые вещества присущи многим растениям, но наиболее богаты ими растения тропических и субтропических семейств.
Наряду с эфирными маслами душистые смолы, бальзамы и камеде-смолы всегда широко использовались в медицине. На Руси издавна использовались с лечебной целью продукты выделения хвойных деревьев. Типичным бальзамом, представляющим собой раствор смолы (канифоли) в эфирном масле (скипидаре), является жидкая смола терпентин, называемая ещё живицей, которую в промышленных масштабах получают подсочкой сосны. Терпентин используют для получения лечебных пластырей. В медико-фармацевтической практике находит применение также живица пихты сибирской (пихтовый бальзам).
Фитонциды
По определению академика Б. П. Токина, под фитонцидами следует понимать вещества растений разнообразной химической природы, обладающих свойствами тормозить развитие и убивать бактерии, простейших, грибы и те или иные многоклеточные организмы. Фитонциды имеют важное значение в жизни самих растений - способствуют естественной невосприимчивости их к заразным болезням; для человека - это вещества целебные. Спектр противомикробного действия фитонцидов очень широкий - они губительно действуют на вирусы гриппа, возбудителей дизентерии, туберкулёза и других болезней, ускоряют заживление ран, регулируют секреторную функцию желудочно-кишечного тракта, стимулируют сердечную деятельность, поддерживают стабильность биологической среды, очищают воздух. В медицине широко используют из фитонцидосодержащего лекарственного растительного сырья почки сосны, шишки ели, листья эвкалипта, а также препараты из лука, чеснока.
Ферменты
Ферменты - это специфические биологические катализаторы, широко функционирующие в растительном и животном мире. Классифицируются ферменты по типу катализируемой реакции.
В медицинской практике широко используются в лечебных целях ферменты животного и микробиального происхождения. Что касается ферментных препаратов растительного происхождения, то они только начинают появляться в каталоге лекарственных средств.
Важное для лечения
различных заболеваний
Витамины
Витамины – органические вещества с высокой биологической активностью. Необходимы для нормальной жизнедеятельности организма, так как регулируют обмен веществ, входят в состав ферментов. Недостаток витаминов (гиповитаминоз) ведет к понижению работоспособности, а их отсутствие (авитаминоз) – к тяжелым заболеваниям. Растения сами синтезируют витамины, а многие плоды и овощи являются источником их получения.
Витамины являются важнейшими широко известными специфически действующими органическими веществами, необходимыми в очень малых количествах для нормальной жизнедеятельности организма. Вместе с ферментами и другими биологически активными веществами и микроэлементами они играют огромную роль в процессах обмена веществ в организме.
Витамины обычно классифицируют по буквенной символике - присваивают витаминам букву латинского алфавита с присоединением (или без) цифры. Одновременно витамину дают название согласно его биологическому действию. Например, витамин B1 (антиневритный витамин, тиамин) излечивает заболевание нервной системы - полиневрит; витамин С (аскорбиновая кислота) предохраняет от цинги.
По химическому составу витамины весьма разнообразные соединения, а следовательно, разнообразна их биологическая роль и физиологическое воздействие на организм.
Отсутствие или недостаток в пище витамина А (аксерофтол) вызывает нарушение роста, куриную слепоту; витамина В2 (рибофлавин) - похудание, слабость; витамина К (антигеморрагический витамин, филлохинон) - нарушение свёртываемости крови; недостаток витамина Р (цитрин) приводит к хрупкости кровеносных сосудов.
В настоящее время известно
около 30 витаминов, примерно 20 из них
поступают в организм с растительной
пищей. Как источники витаминов
особенно важны для человека растительная
пища и лекарственное растительное
сырье, содержащее витамины, так как
они исключают возможность
Витамины подразделяются на водорастворимые (С, РР, В1, В2, В6 и др.) и жирорастворимые (А, Д, Е, К).
Витамин С (аскорбиновая кислота) – принимает участие в окислительно-восстановительных процессах, предотвращает заболевание цингой. Богаты этим витамином плоды шиповника, зеленые грецкие орехи (до 3000 мг/100 г), стручковый перец, черная смородина (до 400 мг/100 г). Распределен витамин С в плодах и овощах неравномерно: в семечковых большая часть его содержится в кожуре, в капусте – в кочерыге. Витамин С быстро окисляется, разрушается при нагревании, в присутствии железа и меди. Хорошо сохраняется в квашеной капусте и быстрозамороженных плодах и овощах.
Витамин В1 (тиамин) – отсутствие его вызывает расстройство нервной системы. Витамин В1 выдерживает тепловую обработку в кислой среде, в щелочной – разрушается. Содержится в большинстве видов плодов и овощей в количестве 0,1-0,2 мг/100 г, в бобовых – до 0,8 мг/100 г.
Витамин В2 (рибофлавин) – недостаток витамина приводит к общей слабости, потере массы, заболеваниям кожи и слизистой оболочки рта. Витамин В2 устойчив к повышенным температурам, солнечному свету, щелочной среде. Источником витамина В2 являются бобовые и шпинатные овощи (0,15-0,25 мг/100 г), шиповник (0,3 мг/100 г).
Витамин В3 (пантотеновая кислота) – необходим для нормального углеводного обмена в организме человека,хорошо сохраняется при нагревании. Наиболее богаты этим витамином капустные овощи, морковь, томаты, тыква (0,1-0,3 мг/100 г).
Витамин В6 (пиридоксин) – обеспечивает нормальный белковый обмен и синтез жиров в организме. Источниками среди плодов и овощей являются бобовые и картофель (0,6-0,3 мг/100 г).
Витамин В9 (фолиевая кислота) – является фактором роста, разрушается при тепловой обработке, действии света. Источники фолиевой кислоты - петрушка, шпинат, щавель (100-50 мкг/100 г).
Витамин РР (никотиновая кислота) – содержится во многих плодах и овощах в количестве от 0,1 до 1,0 мг/100 г. Отсутствие ее в пище вызывает нарушение деятельности желудочно-кишечного тракта, поражается кожа, наступает психическое расстройство, хорошо сохраняется при нагревании.
Витамин А (ретинол) – предохраняет от поражения роговицы глаз и заболевания куриной слепотой. Синтезируется в организме из каротина, которым богаты морковь, абрикосы, томаты, цитрусовые (до 10 мг/100 г).
Витамин Е (токоферол) – является фактором размножения, находится в зеленых частях растений и в зародышах злаков (от 2 до 15 мг/100 г). Витамин Е устойчив к нагреванию, но разрушается под действием ультрафиолетовых лучей.
Витамин Д – регулирует содержание кальция и фосфора в крови, участвует в минерализации костей. При тепловой обработке не разрушается. В растительном сырье содержатся стеролы, с помощью которых в организме синтезируется витамин Д.
Витамин К - способствует нормальному свертыванию крови. Основные источники витамина К – укроп, шпинат, капуста.
Количество витаминов
в консервированной продукции
определяется их содержанием
в исходном сырье, но
Водорастворимые витамины могут быть потеряны при мойке плодов и овощей. Многие витамины (С, А, В1) разрушаются при действии кислорода, витамины С и В6 – нестойки к действию солнечного света, повышенным температурам.
Разрушают витамины и тяжелые металлы. Сернистый ангидрид, который используется для консервирования, предохраняет витамин С от окисления, но одновременно разрушает витамин В1.
Кроме этого в плодах
и овощах содержатся
Гликозиды
Гликозиды - соединения глюкозы и других сахаров с несахаристой частью, называемой агликоном. Несахаристой частью могут быть разнообразные органические соединения, которые в основном-то и определяют лечебные свойства гликозидов и растительного сырья. Гликозиды, выделенные в чистом виде,— вещества кристаллические, реже аморфные, горькие по вкусу, хорошо растворимые в воде, нестойкие в растворах. Среди гликозидов различают следующие основные группы.
- Сердечные гликозиды.
Они оказывают избирательное
действие на сердечную мышцу
и применяются при лечении
заболеваний сердца. Содержатся
сердечные гликозиды в ландыше,
- Антрагликозы. Эти соединения широко распространены в растительном мире и используются преимущественно как слабительные средства. Некоторые оказывают нефролитическое действие, способствуя растворению конкрементов и выведению фосфатов, уратов и других солей при почечнокаменной болезни (антрагликозиды марены красильной). Богаты антрагликозидами кора крушины ломкой, плоды жостера слабительного, корни ревеня и конского щавеля.
- Сапонины получили свое название за способность при растворении в воде давать пену (sapo - по латыни мыло). Растения, содержащие сапонины, обладают разнообразным лечебным действием - мягчительным и отхаркивающим (корень солодки), мочегонным (трава полевого хвоща, флеши ортосифона), успокаивающим (корни и корневища синюхи голубой), стимулирующим и тонизирующим (корни женьшеня, аралии, элеутерококка), гипохолестеренемическим (корневища с корнями диоскореи, трава якорцев стелющихся) .
- Гликозиды-горечи являются
природными стимуляторами
- Тиогликозиды. Эти вещества характеризуются жгучим вкусом, раздражающим действием на слизистые оболочки и антимикробным действием. Такие свойства в значительной мере обусловлены наличием в агликонах серы. Тиогликозиды содержатся в хрене, горчице, редьке.
- Фенольные соединения. Фенол,
или карболовая кислота,
К производным фенола относятся
кумарины, обусловливающие у ряда
растений запах свежего сена. В
медицине они находят применение
как вещества, снимающие спазмы и
расширяющие кровеносные

- Химический способ защиты растений
- Химический ток
- Химический эквивалент
- Химический элемент №11 – Натрий
- Химический элемент Индий
- Химический элемент Йод
- Химический элемент - кадмий
- Химический состав нефти и газа
- Химический состав, пищевая ценность рыбы
- Химический состав плодов и овощей и его изменения при созревании, хранении и переработке
- Химический состав подземных вод
- Химический состав почв
- Химический состав продовольственных товаров
- Химический состав продовольственных товаров