Оглавление. 

Введение.                                                                                               2

I. Общая характеристика, свойства, функции белков.                      3-5   

II. Общая характеристика, свойства, функции углеводов.               5-7

III. Общая характеристика, свойства, применение жиров.              8-12

IV. Минеральные вещества.                                                                12-18

Заключение.                                                                                          19

Список литературы.                                                                              20

Введение. 

    Мы  знаем, что наша пища состоит из белков, жиров, углеводов, минеральных веществ, воды, а также содержит витамины. Сегодня созданы пищевые консерванты, ароматизаторы и красители. В связи с этим появился новый раздел химии – химия пищи. Данный раздел появился относительно недавно, так как нужно было исследование продуктов питания созданных генной инженерией, изучение веществ, созданных для улучшения вкуса, цвета и хранения продукта. В данном реферате я расскажу об основных составляющих пищи, т.е. об основах химии пищи – белках, жирах, углеводах, минеральных веществах, об их важности и о сложном химическом составе.

I. Общая характеристика, свойства, функции белков.

I.I. Общая характеристика

    Белки - это азотсодержащие высокомолекулярные органические вещества со сложным составом и строением молекул. Белок можно рассматривать как сложный полимер аминокислот. Белки входят в состав всех живых организмов, но особо важную роль они играют в животных организмах, которые состоят из тех или иных форм белков (мышцы, покровные ткани,  внутренние органы, хрящи, кровь).Растения синтезируют белки (и их составные части -аминокислоты) из углекислого газа СО2 и воды Н2О за счет фотосинтеза, усваивая остальные  элементы белков (азот N, фосфор Р, серу S, железо Fe, магний Mg) из растворимых солей, находящихся в почве. Животные организмы в основном получают готовые аминокислоты с пищей и на их базе строят белки своей организма. Ряд аминокислот (заменимые аминокислоты) могут синтезироваться непосредственно животными организмами. Характерной особенностью белков является их многообразие, связанное с количеством, свойствами и способах соединения входящих в их молекулу аминокислот. Белки выполняют функцию биокатализаторов  ферментов, регулирующих скорость и направление химических реакций в организме. В комплексе с нуклеиновыми кислотами обеспечивают функции роста и передачи наследственных признаков, являются структурной основой мышц и осуществляют мышечное сокращение. В молекулах белков содержатся повторяющиеся амидные связи С(0)NH, названные пептидными (теория русского биохимика А.Я.Данилевского). Таким образом, белок представляет собой полипептид, содержащий сотни или тысячи аминокислотных звеньев.

Структура белков.

    Особый  характер белка каждого вида связан не только с длиной, составом и строением  входящих в его молекулу полипептидных  цепей, но и с тем, как эти цепи ориентируются. В структуре любого белка существует несколько степеней организации:

1.Первичная структура  белка  специфическая последовательность  аминокислот в полипептидной  цепи.

2.Вторичная структура  белка  способ скручивания  полипептидной цепи в пространстве (за счет водородной связи между водородом амидной группы NH и карбонильной группы СО, которые разделены четырьмя аминокислотными фрагментами).

3. Третичная  структура белка  реальная  трехмерная конфигурация закрученной  спирали полипептидной цепи в  пространстве (спираль, скрученная  в спираль). Третичная структура белка обуславливает специфическую биологическую активность белковой молекулы. Третичная структура белка поддерживается за счет взаимодействия различных функциональных  групп полипептидной цепи: дисульфидный мостик (-S-S-) между атомами серы, сложноэфирный мостик  между карбоксильной группой (-СО-) и гидроксильной(-ОН), солевой мостик - между карбоксильной (-СО-) и аминогруппами (NH2).

4. Четвертичная  структура белка  тип взаимодействия  между несколькими полипептидными  цепями. Например,  гемоглобин  представляет из себя комплекс из четырех макромолекул белка.  

I.II. Физические и химические свойства. 

Физические  свойства.

    Белки имеют большую молекулярную массу (104107 г/моль), многие белки растворимы в воде, но образуют, как правило, коллоидные растворы, из которых выпадают при увеличении концентрации неорганических солей, добавлении солей тяжелых металлов, органических растворителей или при нагревании (денатурация). 

Химические  свойства.

1. Денатурация   разрушение вторичной и третичной структуры белка.

2. Качественные  реакции на белок: биуретовая  реакция: фиолетовое окрашивание  при обработке солями меди  в щелочной среде (дают все  белки), ксантопротеиновая реакция:  желтое окрашивание при действии  концентрированной азотной кислоты,  переходящее в оранжевое под действием аммиака (дают не все белки), выпадение черного осадка (содержащего серу) при добавлении ацетата свинца (II), гидроксида натрия и нагревании. 3. Гидролиз белков  при нагревании в щелочном или кислом растворе с образованием аминокислот. 

I.III. Биологические функции белков. 

Множество химических связей, характерных для белковых макромолекул, предопределяет их функциональное многообразие.

1. Каталитические – относятся к биологическим катализаторам.
2. Транспортные – выполняет функции переноса веществ из одного компартмента клетки в другую или между органами целого организма.
3. Регуляторные – регуляторные функции, в первую очередь к ним относятся гормоны.
4. Защитные – представлены антителами или иммуноглобулинами.
5. Сократительные – позволяют сокращаться и перемещаться, обычно содержатся в мышечной ткани.
6. Структурные – входят в состав мембран клеток.
7. Рецепторные – участвуют при передаче нервного или гормонального сигнала.
8. Запасные и питательные – резервный и питательный материал клетки.
9. Токсические – представлены токсинами яда змей, скорпионов, пчел.

Наибольше всего  мы употребляем запасные и питательные  белки (например, мясо, питательный  белок птичьих яиц, молоко и другие).

    Наиболее  часто употребляемые человеком  белки:

Альбумины –  белки животных и растительных тканей. Они относятся к питательным белкам. Отличия Альбуминов в животной клетке и растительной заключается в разном количестве метионина и триптофана. А также множество сложных белков липопротеины, гликопротеины, фосфопротеины, хромопротеины. 

                Фрагмент молекулы хромопротеина. 

Продукты  с наибольшим содержанием  белка (на 100г продукта): кисломолочные продукты (творог, сыр), яйца куриные (I категории), свинина, рыба, икра осетровая, орехи фундук. 

II. Общая характеристика, свойства, функции углеводов.

II.I. Общая характеристика. 

    Углеводы  – важный класс природных веществ  – встречаются повсеместно в  растительных, животных и бактериальных  организмах.

    Углеводы  – это не очень удачный термин, поскольку так называют большое  количество соединений, обладающих различной химической структурой и биологическими функциями. Более 100 лет назад этим термином было предложено называть природные соединения, состав которых соответствовал формуле (CH₂O)_n,, т.е. гидраты углерода. По мере открытия новых углеводов оказалось, что не все они соответствуют этой формуле, а некоторые представители других классов обладают такой же формулой. Большой вклад в развитие учения об углеводах внесли отечественные ученые А.М. Бутлеров,  А.А. Колли, Н.Н. Кочетков.

    Углеводы  включают соединения, начиная от низкомолекулярных, содержащих всего несколько атомов углерода, до веществ, молекулярная масса  которых достигает нескольких миллионов.

    Углеводы  составляют 80% массы сухого вещества растений и около 2% сухого вещества животных организмов. Животные и человек не способны синтезировать сахара и получают их с различными пищевыми продуктами растительного происхождения.

   Классификация всех видов углеводов.

Углеводы

            Простые                                              Сложные

МОНОСАХАРИДЫ                                     ДИСАХАРИДЫ

     Тетрозы   С₄Н₈О₄                                         сахароза  C12H22O11

     элитроза                                                      лактоза

      треоза                                                          мальтоза

   Пентозы    С₅Н₁₀О₅                                        целобиоза

      арабиноза                                                  ПОЛИСАХАРИДЫ     

      ксилоза                                                          (С₅Н₈О₄)_n

      рибоза                                                          пентозаны

   ГЕКСОЗЫ      С₆Н₁₂О₆                                     (С₆Н₁₀О₅)_n

     глюкоза                                                        целлюлоза

      манноза                                                        крахмал

      галактоза                                                      гликоген

      фруктоза 

                             Дисахариды

       Сахароза                                                                    Трегалоза 

II.II. Физические и химические свойства. 
 

Физические  свойства.

    Моносахариды - это твердые вещества, способные кристаллизоваться. Они гидроскопичны, очень легко растворимы в воде, легко образуют сиропы, из которых выделить их в кристаллическом виде бывает очень трудно.

    Дисахариды - кристаллические углеводы, молекулы которых построены из соединённых  между собой остатков двух молекул  моносахаридов.

    Молекулы  полисахаридов можно рассматривать  как продукт поликонденсации моносахаридов. Общая формула полисахаридов (СбН10О5)п. Мы рассмотрим важнейшие природные полисахариды — крахмал и целлюлозу.

Химические  свойства.

1. Свойства,характерные  для спиртов:

- взаимдействие  с карбоновыми кислотами с образованием сложных эфиров (реакция этерификации).

2. Свойства, характерные для альдегидов: взаимодействие с оксидом серебра ( I ) в аммиачном растворе (реакция "серебряного зеркала").

3. Специфические  реакции - брожение: спиртовое брожение.

4. Сахароза подвергается гидролизу - разложению в присутствии минеральной кислоты и повышенной температуре на глюкозу и фруктозу.

    С12Н22О11       +   Н2О       =      С6Н12О6        +     С6Н12О6

      сахароза                                               фруктоза              глюкоза

II.III  Биологические функции. 

    Для большинства организмов природные углеводы выполняют две основные функции: являются источниками углерода, который необходим для синтеза белков, нуклеиновых кислот, липидов и другие, обеспечивает до 70% потребности организма в энергии. При окислении 1г углеводов выделяется 16,9 кДж энергии.

Другими функциями  углеводов являются следующие:

1. Резервная. Крахмал и гликоген представляют собой форму хранения питательных веществ.
2. Структурная. Целлюлоза и многие полисахариды входят в состав мембран растительных клеток
3. Защитная. Кислые гетерополисахариды выполняют роль смазочного материала, выстилая трущиеся поверхности суставов, дыхательных и пищеварительных путей.
4. Участие в создании комплексных молекул, например, гликопротеины.

Продукты  с наибольшим содержанием  углеводов (на 100г  продукта): сахар-рафинад, крупы, хлебобулочные изделия, макаронные изделия. 

III. Общая характеристика, свойства, применение жиров.

III.I. Общая характеристика. Физические и химические свойства. 

    Жиры, органические соединения, полные сложные эфиры глицерина (триглицериды) и одноосновных жирных кислот; входят в класс липидов. Наряду с углеводами и белками Ж. — один из главных компонентов клеток животных, растений и микроорганизмов. Строение Ж. отвечает общей формуле:

        CH2-O-CO-R’

        |

        CH-О-CO-R’’

        |

        CH2-O-CO-R’’’,

        где R’, R’’ и R’’’ — радикалы жирных кислот. Все известные природные жиры содержат в своём составе три различных кислотных радикала, имеющих неразветвлённую структуру и, как правило, чётное число атомов углерода. Из насыщенных жирных кислот в молекуле жиры чаще всего встречаются стеариновая и пальмитиновая кислоты, ненасыщенные жирные кислоты представлены в основном олеиновой, линолевой и линоленовой кислотами.

    Жиры нерастворимы в воде, хорошо растворимы в органических

    растворителях, но обычно плохо растворимы в спирте. При обработке перегретым паром, минеральными кислотами или щёлочью жиры подвергаются гидролизу (омылению) с образованием глицерина и жирных кислот или их солей образуя мыла. При сильном взбалтывании с водой образуют эмульсии. Примером стойкой эмульсии жиров в воде является молоко. Эмульгирование жиров в кишечнике (необходимое условие их всасывания) осуществляется солями жёлчных кислот.

    Природные жиры подразделяют на жиры животные и растительные

( масла жирные). В организме жиры — основной источник энергии. Энергетическая ценность жиров в 2 с лишним раза выше, чем углеводов. Жиры, входящие в состав большинства мембранных образований клетки и субклеточных органелл, выполняют важные структурные функции. Благодаря крайне низкой теплопроводности жиров, откладываемый в подкожной жировой клетчатке, служит термоизолятором, предохраняющим организм от потери тепла, что особенно важно для морских теплокровных животных (китов, тюленей и др.). Вместе с тем жировые отложения обеспечивают известную эластичность кожи. Содержание жира в организме человека и животных сильно варьирует. В некоторых случаях (при сильном ожирении, а также у зимнеспящих животных перед залеганием в спячку)

содержание жира в организме достигает 50%. Особенно высоко содержание жира у с/х животных при их специальном откорме. В организме животных различают жиры:

запасные (откладываются в подкожной жировой клетчатке и в сальниках) и

протоплазматические (входят в состав протоплазмы в виде комплексов с

белками, называемые липопротеидами). При голодании, а также при

недостаточном питании в организме исчезает запасной жир, процентное же

содержание в тканях протоплазматических жиров остаётся почти без изменений даже в случаях крайнего истощения организма. Запасный жир легко извлекается из жировой ткани органическими растворителями. Протоплазматические жиры удаётся извлечь органическими растворителями только после предварительной обработки тканей, приводящей к денатурации белков и распаду их комплексов с жирами.

        В растениях жиры содержатся в сравнительно небольших количествах.

Исключение составляют масличные растения, семена которых отличаются высоким содержанием жира.

Жиры в живых  организмах в присутствии ферментов  гидролизуются. Кроме рефкции с водой, жиры взаимодействуют также со щелочами: 

Так как в  состав растительных масел входят сложные  эфиры непредельных карбоновых кислот, то их можно подвергнуть гидрированию:

III.II. Применение жиров. 

    Жиры  в основном применяются в качестве пищевого продукта. К группе пищевых жиров относятся следующие виды жиросодержащей продукции: растительные масла, маргарин, майонез, кулинарные жиры, животные жиры. Свойства и пищевая ценность жиров зависят от соотношения в их составе насыщенных и ненасыщенных жиров. Жиры, в которых преобладают ненасыщенные жирные кислоты имеют твердую консистенцию, высокую температуру плавления, низкую усвояемость. В жидких растительных маслах преобладают ненасыщенные эфирные кислоты.

    Ненасыщенные  жирные кислоты влияют на количество холестерина, стимулируют его окисление и выведение из организма, повышают эластичность кровеносных сосудов, активизируют ферменты желудочно-кишечного тракта, повышают устойчивость к инфекционным заболеваниям и действию радиации.

    Пищевые жиры используют непосредственно в пищу, для приготовления консервов, кондитерских и других изделий.

    В процессе хранения жиры окисляются и  приобретают неприятный вкус и запах. Окисляются жиры быстрее при повышенных температурах и на свету. Особенно быстро прогоркают жиры, содержащие много ненасыщенных жирных кислот (рыбий жир, куриный жир).

    Растительные  масла 

    Состояние рынка растительных масел 

    Подумать  только: еще несколько лет назад  у российского покупателя не было проблем с выбором растительного  масла. На прилавках встречались только подсолнечное, кукурузное и иногда оливковое. А теперь, когда глаза разбегаются от предлагаемых названий и производителей, потребителю и товароведам-экспертам необходимы основополагающие знания, чтобы разобраться в этом многообразии.

    На  рынке растительного масла, пользующегося  у российского потребителя неизменным успехом, поскольку его добавляют  и в салаты, и широко используют при жарении, покупателю иногда трудно выбрать качественное масло из широко рекламируемого низкокачественного.

    Поэтому как у производителя, так и  у реализатора возникают соблазны подделать или увеличить объемы своей реализации путем подмены  одного вида масла другим, менее  ценным. Кроме того, на сегодняшний  день на рынок поступает не только пищевое масло, но и масло техническое, технологически переработанное под пищевое. Поэтому возникают проблемы с проведением всесторонней экспертизы подлинности всех видов растительных масел, реализуемых на продовольственных рынках России.

    При проведении экспертизы подлинности растительных масел могут достигаться следующие цели исследования: идентификация вида растительного масла; идентификация сорта растительного масла;

    способы фальсификации и методы их выявления.

    При проведении экспертизы подлинности  с целью идентификации вида растительного масла эксперт должен владеть современными методами исследования данной группы товаров, а затем уже определить для себя круг решаемых им при этом задач исходя из своего уровня знаний в этой области.

    Идентификация растительных масел.

    Растительное  масло — это готовый к употреблению продукт, полученный из семян или  зародышей семян, плодов растений путем  прессования и/или экстракции и  очищенный от тех или иных примесей в зависимости от вида получаемого  изделия.

    По  виду жиросодержащего сырья растительное масло вырабатывается: подсолнечное, кукурузное, горчичное, хлопковое, соевое, арахисовое, оливковое, кунжутное (сезамовое), кокосовое, пальмоядровое, пальмовое, какао-масло, рапсовое.

    Подсолнечное  масло вырабатывают из семян подсолнечника путем прессования или экстракции бензином и в зависимости от стадии очистки (рафинации) выпускают в продажу: нерафинированным, гидратированным, рафинированным недезодорированным и рафинированным дезодорированным.

    Кукурузное  масло получают из зародышей зерна (отделяемого при крупяном или паточном производствах) путем прессования или экстракции бензином и в зависимости от стадии очистки (рафинации) реализуют в виде: нерафинированном, рафинированном недезодорированном, рафинированном дезодорированном.

    Горчичное масло изготавливается из семян горчицы путем прессования и выпускается нерафинированным, гидратированным, и рафинированным недезодорированным и дезодорированным. Жмых, остающийся после прессования, используется для получения горчичного порошка.

    Хлопковое масло производят из семян хлопчатника путем прессования или экстракции бензином и в зависимости от стадии очистки (рафинации) реализуют только в рафинированном виде: нейтрализованное недезодорированное, нейтрализованное дезодорированное. Это связано с тем, что нерафинированное масло может использоваться только для технических целей, поскольку в нем содержится ядовитое вещество — госсипол. Относится к низкокачественному виду растительного масла.

    Соевое  масло вырабатывают из бобов сои  путем прессования или экстракции бензином и в зависимости от стадии очистки (рафинации) выпускают в реализацию: нерафинированным, гидратированным, рафинированным недезодорированным, рафинированным дезодорированным.

    Арахисовое  масло получают из бобов арахиса  путем прессования или экстракции бензином и в зависимости от стадии очистки (рафинации) реализуют в виде: нерафинированном, рафинированном недезодорированном, рафинированном дезодорированном.

    Оливковое масло изготавливают из мякоти плодов оливкового дерева путем прессования  или экстракции бензином

    в зависимости от стадии очистки (рафинации) реализуют 

    в виде: нерафинированном, рафинированном недезодорированном, рафинированном дезодорированном.

    Прованским  маслом называют оливковое масло, полученное только путем холодного прессования (высококачественное масло, используемое в нерафинированном виде).

    Деревянное  масло вырабатывают путем горячего прессования жмыха, оставшегося  после холодного прессования (низкокачественное  оливковое масло, так же, как и  экстракционное, требует дополнительной рафинации).

    Кунжутное (сезамовое) масло производят из семян  кунжута путем прессования и  в зависимости от стадии очистки (рафинации) выпускают в виде: нерафинированном, рафинированном.

    Кокосовое масло изготавливают из подсушенной  и раздробленной мякоти орехов кокосовых пальм путем горячего прессования и выпускают только в рафинированном виде. При комнатной температуре имеет твердую консистенцию.

    Пальмоядровое масло получают из мякоти плодов масличных  пальм путем прессования и  вырабатывают только рафинированным дезодорированным. Очень нестойкое при хранении масло. При комнатной температуре имеет твердую консистенцию.

    Какао-масло  вырабатывают из какао-бобов путем  прессования и используют в основном для получения шоколада и шоколадных изделий. При комнатной температуре  имеет твердую консистенцию.

    Рапсовое  масло производят из семян рапса  путем прессования или экстракции бензином и реализуют для питания  только после специальной обработки (удаление эруковой кислоты и гликозинолатов). Для переработки на пищевые продукты используется только рафинированное недезодорированное и нерафинированное масло первого сорта. Низкокачественное рапсовое масло, в основном используется для получения маргарина и кулинарных жиров.