Исследование влияния органических кислот на пищевые продукты

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Лицей № 21»

Индивидуальный итоговый проект

«Исследование влияния

органических кислот на пищевые продукты»

Автор:

обучающаяся 9 «Б» класса

МБОУ «Лицей № 21»

Котельникова Анастасия

Михайловна

Руководитель работы:

учитель химии

МБОУ «Лицей№ 21»

Горленко Анна Александровна

Курск 2019 - 2020 гг.

Содержание

Введение………….……………………………………………………………...3

Глава I. Теоретическая часть…………………………………………………6

1. Общие сведения об органических кислотах………………………………….6

2. Применение органических кислот в пищевой промышленности………….16

Глава II. Практическая часть

1. Исследование влияния органических кислот на пищевые продукты……..23

Используемая литература………………………………………….………….28

Введение

Актуальность исследования: с развитием цивилизации изменились жизненные привычки и потребности людей, у них появилось желание наслаждаться деликатесами и экзотическими продуктами из дальних стран. Выпускается множество продуктов питания, к сохранности которых предъявляются особенно высокие требования. Во всех этих случаях не обойтись без использования соответствующих приёмов сохранения, то есть без консервирования.

Лишь сто лет назад стали предприниматься усилия с целью не только сохранить продукты питания, но и защитить имеющиеся в них нестойкие составные части от разрушения, а также сохранить их питательные и вкусовые свойства. На первых порах в список пищевых консервантов попали такие вещества, как плавиковая кислота, фториды, хлораты.

По оценкам специалистов, около 25 % произведенного в мире продовольствия подвержено повреждающему действию только микроскопических грибов. А другие микроорганизмы, например, повсеместно распространенные стрептококки и стафилококки, быстро размножаются и приводят к порче многих видов продуктов, особенно животного происхождения.

Употребление в пищу продуктов, содержащих микроорганизмы, опасно для здоровья, а в ряде случаев и для жизни человека. Во-первых, многие микроорганизмы в процессе своего развития продуцируют токсины, которые накапливаются в продуктах и, поступая в организм человека, могут вызывать отравления, иногда с летальным исходом. Во-вторых, сами живые микроорганизмы, поступая с пищей в достаточно больших количествах, могут инициировать инфекционный процесс. Пищевые токсикоинфекции и микотоксикозы представляют собой очень серьезную проблему, находящуюся в центре внимания, как органов здравоохранения всех стран, так и многих международных организаций.

Таким образом, на консерванты как пищевые добавки возложены две задачи:

— сохранение пищевого продукта, предотвращение его порчи и в итоге – снижение экономических потерь;

— обеспечение безопасности пищевых продуктов путём недопущения или предотвращения развития в них микроорганизмов.

Термином «пищевые добавки» обозначают природные, идентичные природным или синтетические химические соединения, которые специально добавляют в пищевой продукт по ходу технологического процесса для достижения определенного эффекта, в данном случае – консервирующего.

Консерванты – вещества, угнетающие рост микроорганизмов в продукте. При этом, как правило, предупреждают продукт от появления неприятного вкуса и запаха, плесневения и образования токсинов микробного происхождения.

Консерванты убивают бактерии и таким образом удлиняют сроки годности пищевых продуктов. От употребления в пищу консервантов человек не погибает, потому что обладает большой массой, а также потому что консерванты частично разрушаются в желудке под воздействием соляной кислоты.

В качестве консервантов могут быть использованы различные вещества, предметом нашего исследования являются органические кислоты.

Цель исследования: изучить действие органических кислот как консервантов пищевых продуктов непосредственно на клетки микроорганизмов.

Задачи исследования:

— изучить теоретический материал по влиянию органических кислот на продукты питания;

— оценить возможность применения исследуемых кислот в пищевой промышленности для консервирования;

— провести анализ распространенных продуктов питания на содержание органических кислот как консервантов;

— сделать выводы по изучаемой теме.

Глава I. Теоретическая часть

Общие сведения об органических кислотах

О рганические кислоты — широко распространенная в растительном и животном мире группа соединений. В растительных продуктах чаще всего встречаются органические кислоты (их ещё называют фруктовыми) — яблочная, лимонная, виннокаменная, щавелевая, пировиноградная, молочная, салициловая, муравьиная, уксусная кислоты и другие. В животных продуктах распространены молочная и другие кислоты.

Фруктовые кислоты содержатся во всех органах растений в свободном состоянии или в виде солей, эфиров и т.п. В плодах они находятся преимущественно в свободном состоянии, в то время как в других частях растений преобладают связанные формы. Эти кислоты формируют вкус растительной пищи.

В ряде случаев количество кислот в растениях достигает весьма высоких величин. Например, содержание щавелевой кислоты (в виде кальциевой соли) в щавеле и шпинате находится на уровне 16%, лимонной кислоты в лимонах — на уровне 9%, яблочной кислоты в яблоках — на уровне 6% и т.д.

История исследования органических кислот

Ф. Драверт и Г. Стефан (1965) исследовали биохимические и физиологические процессы при созревании винограда. Они изучали превращения введенных меченых соединений С14-глюкозы, С14-винной, С14-яблочной, С14-уксусной, С14-глютаминовой кислот и С1402 в созревающих ягодах винограда. Этим они установили превращение винной и яблочной кислот. Винная кислота расходуется главным образом на дыхание, а яблочная, кроме дыхания, идет еще и на образование Сахаров, органических кислот и аминокислот. Из глютаминной кислоты и глюкозы образуются винная и уксусная кислоты, уксусная потом превращается главным образом в яблочную по циклу Кребса через ацетил-КоА.

Полезные свойства органических кислот, их влияние на организм

Все органические кислоты, присутствующие в продуктах, оказывают благотворное влияние на органы и системы нашего организма. При этом салициловая кислота, входящая в состав малины и некоторых других ягод, избавляет нас от температуры, обладая жаропонижающими свойствами.

Янтарная кислота, присутствующая в яблоках, вишне, винограде и крыжовнике, стимулирует регенеративную функцию нашего организма. О воздействии аскорбиновой кислоты рассказать может почти каждый! Именно такое название носит знаменитый витамин С. Он повышает иммунные силы организма, помогая нам справиться с простудными и воспалительными заболеваниями.

Тартроновая кислота противодействует образования жиров при расщеплении углеводов, предотвращая ожирение и проблемы с сосудами. Содержится в капусте, кабачках, баклажанах и айве. Молочная кислота оказывает антимикробное и противовоспалительное воздействие на организм. В большом количестве содержится в простокваше. Имеется в пиве и вине.

Избавиться от грибка и некоторых вирусов вам поможет галловая кислота, которая содержится в чайных листьях, а также в коре дуба. Кофейная кислота содержится в листьях мать-и-мачехи, подорожника, в побегах артишока и топинамбура. Она оказывает на организм противовоспалительное и желчегонное воздействие.

Продукты богатые органическими кислотами

Наиболее резкое ощущение кислого некоторым плодам и ягодам придает винная кислота, наиболее приятное ощущение кислого — лимонная кислота. Лимонной кислотой особенно богаты цитрусовые и клюква. Довольно много лимонной кислоты в черной смородине (2 г %) и в малине (2—3 г %). Клюква и брусника благодаря наличию в них свободной бензойной кислоты обладают противо-микробными свойствами. Свободная салициловая кислота придает малине потогонное действие и тем самым способность снижать повышенную температуру тела. Есть бензойная кислота и в землянике.

Цветная капуста, зрелые томаты, морковь, картофель в среднем содержат 0,3 г % свободных органических кислот, зеленый горошек, тыква, кабачки — 0,1, а арбуз и дыня — 0,2 г %. Всего же взрослому здоровому человеку надо ежедневно получать с пищей 2 г свободных органических кислот.

Суточная потребность в органических кислотах

Для того чтобы ответить на вопрос, сколько в сутки следует употреблять органических кислот, нужно разобраться с вопросом их влияния на организм. При этом каждая из вышеперечисленных кислот обладает своим особым воздействием. Многие из них употребляются в количестве от десятых долей грамма и могут достигать 70 грамм в сутки.

Потребность в органических кислотах возрастает:

при хронической усталости;

авитаминозах;

при пониженной кислотности желудка.

Потребность в органических кислотах снижается:

при заболеваниях связанных с нарушением водно-солевого баланса;

при повышенной кислотности желудочного сока;

при заболеваниях печени и почек.

Усваиваемость органических кислот

Лучше всего органические кислоты усваиваются при правильном образе жизни. Гимнастика и рациональное питание приводят к наиболее полной и качественной переработке кислот.

Все органические кислоты, которые мы употребляем во время завтрака, обеда и ужина, очень хорошо сочетаются с хлебобулочными изделиями, изготовленными из твердых сортов пшеницы. Кроме этого, употребление растительного масла первого холодного отжима, способно существенно повысить качество усвоения кислот.

Курение же способно преобразовывать кислоты в никотиновые соединения, оказывающие негативное влияние на организм.

Взаимодействие с эссенциальными элементами

Органические кислоты взаимодействуют с некоторыми витаминами, жирными кислотами, водой и аминокислотами.

Признаки нехватки органических кислот в организме:

авитаминоз;

нарушение усвоения пищи;

проблемы с кожей и волосами;

проблемы с пищеварением.

Признаки избытка органических кислот в организме:

сгущение крови;

проблемы с пищеварением;

нарушения работы почек;

проблемы с суставами.

Основная функция органических кислот, входящих в состав пищи, связана с участием в процессах пищеварения. Они изменяют рН среды в щелочную сторону, способствуя созданию определенного состава микрофлоры, активно участвуют в энергетическом обмене веществ (цикл Кребса), стимулируют сокоотделение в желудочно-кишечном тракте, улучшают пищеварение, активизируют перистальтику кишечника, способствуя снижению риска развития многих желудочно-кишечных и других заболеваний, обеспечивая ежедневный стул нормальной структуры, тормозят развитие гнилостных процессов в толстом кишечнике.

Важнейшей функцией органических кислот является ощелачивание организма.

Организм человека имеет определенное кислотно-щелочное соотношение. Оно зависит от количества положительно заряженных частиц (ионов) и отрицательно заряженных ионов. Положительно заряженные ионы создают кислую среду, отрицательно заряженные ионы создают щелочную среду. Организм человека постоянно сохраняет этот баланс, который колеблется в пределах рН 7,36 – 7,42.

Нарушение этого равновесия приводит к различным заболеваниям.

Овощи и фрукты способствуют ощелачиванию организма.

Таким образом, органические кислоты чрезвычайно важны для нормального функционирования организма человека. Именно поэтому они должны ежедневно поступать в организм в составе продуктов питания в виде специально созданных препаратов.

Однако следует знать, что, например, щавелевая кислота способна в виде кальциевой соли (оксалат кальция) откладываться в суставах или формировать камни в мочевыводящих путях. К продуктам, богатым щавелевой кислотой, относятся: щавель, шпинат, ревень, инжир, портулак, какао, шоколад. Умеренное содержание щавелевой кислоты характерно для свеклы и еще в меньшей степени - для лука, картофеля, моркови, томатов, черной смородины, черники. Эти продукты несколько ограничивают, но не исключают из диеты. В большинстве остальных овощей, фруктов и ягод щавелевой кислоты м ало.

Практически все продукты растительного происхождения имеют в своем составе органические кислоты, но в овощах их меньше, чем во фруктах или ягодах.

Для большинства овощей (капуста, лук репчатый, огурцы свежие, перец сладкий и др.) количество кислот составляет от 0,1 до 0,3 г на 100 съедобной части. Повышенным содержанием органических кислот отличаются щавель (0,7 г), томаты грунтовые (0,8 г), ревень (1,0 г).

В ягодах и фруктах содержание органических кислот варьируется в более широких пределах: в айве, алыче, ананасах, персиках, винограде — до 1,0 г; в вишне, гранате, рябине черноплодной, апельсинах, мандаринах, грейпфрутах, землянике — до 1,9 г. Повышенным содержанием органических кислот отличаются рябина садовая (2,2 г), смородина черная (2,3 г), смородина красная (2,5 г), клюква (3,1 г), лимон (5,7 г).

Молоко и кисломолочные продукты также являются источниками органических кислот. Их количество зависит не только от вида продукта, способа его получения, но и от свежести продукта. При хранении накопление органических кислот приводит к очень высокой кислотности, особенно кисломолочных продуктов, что делает их непригодными для использования в диетическом питании.

К продуктам, содержащим повышенное количество органических кислот, относятся также пахта, кумыс, творожная и подсырная сыворотка, фруктовые соки, квас, некоторые фруктово-ягодные напитки, кислые сорта вин.

Низшие карбоновые кислоты (щавелевая, малоновая (тартроновая)) содержатся в плодах и листьях спаржи, крапивы, чистотела, рябины, черники, а также в незрелых плодах крыжовника.

Яблочная, винная, лимонная, оксикарбоновая кислоты содержатся в плодах барабариса (до 3%) земляники, малины, а так же в овощных культурах. Сорбиновая и парасорбиновая кислоты характерны для плодов рябины обыкновенной. Муравьиная кислота обнаружена в малине. Сложная смесь оксикоричных кислот характерна для боярышников, винограда амурского, рябины, смородины, лесных яблок. Для ягод семейства брусничных характерны фенолокислоты: п-оксибензойная, протокатеховая, о-пирокатеховая, галловая. Галловая кислота содержится также в листьях чая. Лимонной кислоты особенно много в цитрусовых и клюкве (до 3%). В малине имеется много производных салициловой кислоты, в меньших количествах они присутствуют в землянике, смородине, вишне и винограде, тысячелистнике, цветках ромашки, клюкве, рябине. В сливах и клюкве обнаружена хинная кислота.

Органические кислоты относятся к веществам, которые носят условно неалиментарный характер. Они могут входить в состав сырья, образовываться в продуктах в ходе технологических процессов либо специально вноситься в виде пищевых добавок.

Основными источниками органических кислот являются плоды, ягоды, молочные продукты. Органические кислоты находятся в растениях главным образом в виде солей, эфиров, димеров и т. п., а также в свободном виде, образуя буферные системы в клеточном соке растений.

В различных органах растений органические кислоты распределены неравномерно: в плодах и ягодах преобладают свободные кислоты, в листьях содержатся главным образом связанные кислоты.

Количественное содержание органических кислот в растениях подвержено суточным и сезонным, а также видовым и сортовым изменениям, причем различия касаются не только суммарного содержания органических кислот, но и их

Таблица

Содержание органических кислот в некоторых продуктах питания (г на 100 г съедобной части продукта)

качественного состава и соотношения отдельных кислот. Значительное влияние на их накопление оказывают широта местности, удобрения, поливы, фаза развития растений, степень зрелости плодов, сроки хранения, температура. В незрелых плодах и стареющих листьях накапливаются главным образом яблочная, лимонная, винная кислоты. В старых листьях листовых овощей (щавель, шпинат, ревень) преобладает щавелевая кислота, в молодых — яблочная и лимонная.

Различные источники органических кислот отличаются по составу и количеству кислот. Так, в цитрусовых плодах, большинстве ягод, за исключением винограда, крыжовника и ежевики, преобладает лимонная кислота, в кислых сортах яблок, черешне, вишне и сливах — яблочная, в винограде — винная, в щавеле, ревене, в некоторых других листовых овощах — щавелевая, в кисломолочных продуктах — молочная и т. д.

В ходе технологических процессов, например, при брожении углеводов, образуются молочная, пировиноградная, уксусная и муравьиная кислоты.

Применение органических кислот в пищевой промышленности

Органические кислоты используют в кондитерской и консервной промышленности, а также при производстве безалкогольных напитков в качестве пищевых добавок, в частности, регуляторов кислотности пищевых систем. Так, лимонную, винно-каменную, яблочную, молочную и уксусную кислоты в небольших количествах применяют в кондитерской, безалкогольной, ликерно-водочной и консервной промышленности для улучшения вкуса продуктов. Уксусную, сорбиновую, молочную и бензойную кислоты добавляют к некоторым продуктам в качестве консервантов. Распространено применение лимонной кислоты — Е 330, уксусной — Е 460, молочной — Е 270, яблочной — Е 296, фумаровой — Е 297 и ряда других. Уксусная кислота используется также в качестве консерванта. Ёе широко используют в пищевой промышленности, на предприятих общественного питания. Разрешенные к применению для пищевых целей кислоты безвредны для организма, поэтому использование большинства из них не лимитируется, хотя есть и исключения. Так, молочная кислота имеет ограничения в продуктах детского питания, а суточное потребление фумаровой кислоты, обладающей токсичностью, лимитировано уровнем 6 мг на 1 кг массы тела.

Лимонная. Сама кислота, как и её соли (цитрат натрия, цитрат калия, цитрат кальция), широко используется как вкусовая добавка E330—Е333, регулятор кислотности и консервант в пищевой промышленности для производства сухих шипучих напитков. Лимонная кислота содержится во многих растениях, особенно в плодах. В цитрусовых имеется только лимонная кислота, например, в лимонах её до 8 %. Её широко применяют в кондитерской, ликерно-водочной промышленности, производстве безалкогольных напитков, а также используются в медицинской практике.

Соляная. В пищевой промышленности зарегистрирована в качестве регулятора кислотности, пищевой добавки E507. Применяется для изготовления зельтерской (содовой) воды.

Серная в пищевой промышленности — зарегистрирована в качестве пищевой добавки E513(эмульгатор).

Яблочная. Ее используют в качестве регулятора кислотности или как вкусовую добавку, при изготовлении вин, кондитерских изделий и фруктовых вод. Яблочная кислота присутствует в растениях, особенно в плодах; не содержат её только цитрусовые плоды и клюква. Эту кислоту используют при производстве безалкогольных напитков и кондитерских изделиях.

Винная. Зарегистрирована как пищевая добавка с кодом E-334. В пищевой промышленности используется в качестве регулятора кислотности, как добавка к фруктовым эссенциям и сиропам при приготовлении безалкогольных напитков, а также вина, в производстве печенья и кондитерских изделий.

Аскорбиновая. Кислота и ее натриевая соли применяются в пищевой промышленности в качестве антиоксидантов Е300 — E305, предотвращающего окисление продукта.

Борная. В пищевой промышленности — зарегистрирована как пищевая добавка E284 (на территории России эта добавка не входит в список разрешённых к применению).

Фосфорная. Используется в качестве регулятора кислотности газированных напитков. Обозначается она как пищевая добавка Е338.

Допустимые количества органических кислот предусмотрены стандартами на пищевые продукты.

Значение органических кислот в питании человека определяется их энергетической ценностью и участием в обмене веществ. При полном окислении в организме 1 г лимонной кислоты выделяется 2,5 ккал энергии, яблочной — 2,4, молочной — 3,6 ккал.

Основная биологическая роль органических кислот связана с участием в процессах пищеварения. Они способствуют активации перистальтики кишечника, стимуляции выработки пищеварительных соков, снижению уровня pH и, как следствие, формированию определенного состава микрофлоры и торможению развития гнилостных процессов в толстом кишечнике. Кроме того, органические кислоты являются биологически активными веществами, участвуют в окислительно-восстановительных процессах организма, оказывают благоприятное воздействие на обмен липидов (лимонная кислота и, в несколько меньшей степени, яблочная), что проявляется в снижении уровня холестерина и общих липидов в крови и тканях внутренних органов.

Потребность человека в органических кислотах составляет 2 г в сутки.

Лимонная и яблочная кислоты широко используются в пищевой промышленности для изготовления фруктовых напитков и кондитерских изделий, натриевая соль лимонной кислоты, кроме того, — в качестве консерванта при переливании крови. Винная кислота применяется в медицине, а также при производстве фруктовых вод, для изготовления химических разрыхлителей теста, в текстильной промышленности при изготовлении протрав и красок, в радиотехнической промышленности. К объектам, накапливающим органические кислоты и имеющим медицинское значение, относятся плоды клюквы болотной, малины обыкновенной, земляники лесной, вишни.

Наличие органических кислот в составе продовольственного сырья и продуктов влияет на их вкус и аромат. Главное вкусовое ощущение — это кислый вкус, который в общем случае пропорционален концентрации ионов водорода. На восприятие кислого вкуса оказывает влияние и анион молекулы. В зависимости от него могут возникать комбинированные вкусовые ощущения: например, лимонная кислота имеет кисло-сладкий вкус, молочная — специфический кисломолочный, уксусная — характерный уксусный вкус и т. п.

Большинство органических кислот легко и без ограничений всасывается в тонком отделе кишечника в виде минеральных солей и используется организмом в обменных процессах.

Щавелевая кислота в присутствии кальция образует нерастворимый оксалат, который не всасывается. Поэтому при дефиците в рационе кальция высокие дозы щавелевой кислоты приводят к кальциевой недостаточности. Кроме того, поскольку щавелевая кислота окисляется в организме весьма незначительно, ее избыток приводит к появлению камней в почках, может оказывать токсическое действие (при поступлении более 5 г). Щавелевая кислота встречается в щавеле, ревене, шпинате и других растениях. В растительных продуктах она находится обычно в виде средних и кислых солей кальция и калия.

Молочная кислота находится в продуктах в виде двух оптических изомеров: В(-) — лактатов и Ь(+) — лактатов (лактаты — соли молочной кислоты). Ь-лактат является промежуточным продуктом обмена углеводов и поэтому в организме человека легко окисляется в цикле Кребса до конечных продуктов (углекислота, вода). Б-лактат в кишечнике взрослого человека очень медленно изомеризуется в Ь-лактат, после чего всасывается. У детей до 6-месячного возраста ферментные системы, обеспечивающие превращение В-формы в Ь-форму, несовершенны, поэтому Б-молочная кислота не усваивается, что вызывает нарушение кислотно-основного равновесия в толстом кишечнике. Поэтому использование Б-молочной кислоты в питании детей раннего возраста недопустимо, в питании взрослых должно быть ограничено. Одним из способов снижения количества Б-формы молочной кислоты в молочных продуктах является тщательный подбор микроорганизмов в состав закваски. Рекомендуется сочетать штаммы, образующие Ь(+)- или ВЬ-молочную кислоту (БЬ-молочная кислота — это смесь, состоящая из равных количеств Ь- и Б-изомеров), например, бифидобактерии и ацидофильную палочку (а при производстве йогурта — термофильный стрептококк и болгарскую палочку). Молочная кислота присутствует во многих продовольственных товарах. При производстве кондитерских изделий и безалкогольных напитков её добавляют специально.

Винная кислота организмом человека не усваивается. Она обладает незначительным раздражающим действием, поэтому как её, так и кислые соли используют в кондитерской и безалкогольной промышленности. В основном винная кислота и её соли содержатся в винограде в количестве 0,3-1,7%.

Большую роль в жизнедеятельности растений играют органические кислоты. Особое значение имеют уроновые кислоты, образующиеся при окислении спиртовой группы у шестого углеродного атома гексоз, например, глюкуроновая, галактуроновая и т. п. Эти кислоты принимают участие в синтезе поли- уронидов — высокомолекулярных соединений, построенных из остатков уро- новых кислот. К полиуронидам в растительном мире относятся пектиновые вещества, альгиновая кислота, камеди, некоторые слизи.

Пищевые кислоты в составе продовольственного сырья и продуктов выполняют различные функции, связанные с качеством пищевых объектов.

В составе комплекса вкусоароматических веществ они участвуют в формировании вкуса и аромата, принадлежащих к числу основных показателей качества пищевого продукта. Именно вкус, наряду с запахом и внешним видом, по сей день оказывает более существенное влияние на выбор потребителем того или иного продукта по сравнению с такими показателями, как состав и пищевая ценность. Изменения вкуса и аромата часто оказываются признаками начинающейся порчи пищевого продукта или наличия в его составе посторонних веществ.

Главное вкусовое ощущение, вызываемое присутствием кислот в составе продукта, - кислый вкус, который в общем случае пропорционален концентрации ионов H+ (с учетом различий в активности веществ, вызывающих одинаковое вкусовое восприятие). Например, пороговая концентрация (минимальная концентрация вкусового вещества, воспринимаемая органами чувств), позволяющая ощутить кислый вкус, составляет для лимонной кислоты 0,017%, для уксусной - 0,03%.

В случае органических кислот на восприятие кислого вкуса оказывает влияние и анион молекулы. В зависимости от природы последнего могут возникать комбинированные вкусовые ощущения, например, лимонная кислота имеет кисло-сладкий вкус, а пикриновая - кисло-горький. Изменение вкусовых ощущений происходит и в присутствии солей органических кислот. Так, соли аммония придают продукту солёный вкус.

Естественно, что наличие в составе продукта нескольких органических кислот в сочетании с вкусовыми органическими веществами других классов обусловливают формирование оригинальных вкусовых ощущений, часто присущих исключительно одному, конкретному виду пищевых продуктов.

Участие органических кислот в образовании аромата в различных продуктах неодинаково. Доля органических кислот и их лактонов в комплексе ароматообразующих веществ, например земляники, составляет 14%, в помидорах - порядка 11%, в цитрусовых и пиве - порядка 16%, в хлебе - более 18%, тогда как в формировании аромата кофе на кислоты приходится менее 6%.

В состав ароматообразующего комплекса кисломолочных продуктов входят молочная, лимонная, уксусная, пропионовая и муравьиная кислоты.

Качество пищевого продукта представляет собой интегральную величину, включающую, помимо органолептических свойств (вкуса, цвета, аромата), показатели, характеризующие его коллоидную, химическую и микробиологическую стабильность.

Формирование качества продукта осуществляется на всех этапах технологического процесса его получения. При этом многие технологические показатели, обеспечивающие создание высококачественного продукта, зависят от активной кислотности (рН) пищевой системы.

В общем случае величина рН оказывает влияние на следующие технологические параметры:

- образование компонентов вкуса и аромата, характерных для конкретного вида продукта;

- коллоидную стабильность полидисперсной пищевой системы (например, коллоидное состояние белков молока или комплекса белково-дубильных соединений в пиве);

- термическую стабильность пищевой системы (например, термоустойчивость белковых веществ молочных продуктов, зависящую от состояния равновесия между ионизированным и коллоидно распределенным фосфатом кальция);

- биологическую стойкость (например, пива и соков);

- активность ферментов;

- условия роста полезной микрофлоры и ее влияние на процессы созревания (например, пива или сыров).

Практическая часть

1. Исследование влияния органических кислот на пищевые продукты

(исследование Г.С. Волковой, канд. техн. наук, Е.В. Куксовой, канд. техн. наук ВНИИ пищевой биотехнологии, А.А.Грызунова ВНИИ холодильной промышленности)

Производство плодоовощной продукции в России носит сезонный характер, поэтому вопросы ее консервирования и хранения были и будут актуальными для каждого производителя и переработчика сельскохозяйственной продукции [8].

С целью сохранения пищевой ценности сырья растительного происхождения во ВНИИ пищевой биотехнологии проведена работа по созданию научно обоснованной технологии получения натуральных консервантов, используемых при производстве замороженных фруктов, употребляемых непосредственно в пищу или при производстве продуктов питания без дополнительной тепловой обработки. Технология позволяет обеспечить длительное хранение плодоовощной продукции, сохраняет ее полезные свойства и сокращает необратимые изменения ценных веществ.

Натуральные консерванты – продукты органического происхождения, представляют собой растворы, полученные после ферментации кислотообразующих бактерий, содержащие молочную, уксусную кислоты и биомассу бактерий. В частности, использовали раствор натурального спиртового уксуса, содержащий биомассу уксуснокислых бактерий и раствор молочной кислоты, содержащий молочнокислые бактерии. Благодаря наличию бактериоцинов такие консерванты обеспечивают антиокислительный, антисептический и пробиотический эффекты [9].

Характерные особенности используемых натуральных консервантов –

их органическое происхождение, безвредность для организма человека, отсутствие резкого запаха и влияния на вкусовые качества обрабатываемого сырья, а также минимальное время воздействия для достижения защитного эффекта.

Для получения консервантов были проведены ферментации с целью

получения культуральных жидкостей, определены показатели, характеризующие их защитнопрофилактические свойства, подготовлены образцы для оценки действия полученных консервантов на сроки хранения и качество различной плодоовощной продукции.

Исследовали различные варианты состава консервантов с содержанием органических кислот 0,5–1,5 % и по наличию или отсутствию биомассы бактерий [10]. Обработку плодоовощного сырья раствором консервантов проводили после мойки сырья проточной водой путем погружения или разбрызгивания с выдержкой, обеспечивающей достаточную

эффективность обработки.

В зависимости от вида сырья подбирали дальнейший способ хранения – для ягод предпочтительно замораживание, для овощной продукции – охлаждение. Замораживание обработанных ягод проводили в определенном режиме, с учетом требуемого влияния на клетки тканей растительного сырья. Известно, что в этом случае предпочтителен метод быстрого замораживания до низких температур, при котором полностью прекращаются биохимические процессы и развитие микроорганизмов, обеспечивая консервирующий эффект.

Наилучшие результаты получены при использовании 1%ного водного

раствора биоконсерванта на основе уксуснокислого брожения, содержащего Acetobacter aceti и/или Acetobacter pasteurianus с титром 2·107 КОЕ/г и содержанием бактериоцина 40,0 мг/дм3, и 1%ного водного раствора биоконсерванта на основе молочнокислого брожения, содержащего Lactobacillus plantarum и/ или Lactobacillus acidophilus с титром 1·108 КОЕ/г и содержанием бактериоцина 32,0 мг/дм3 [11].

Предложенная обработка плодовоягодного сырья была опробована при закладке на хранение свежих ягод (клубники, черники, крыжовника и черной смородины) и приготовленных из них пюре до и после замораживания (рис. 1).

Без обработки через 3 сут. После обработки (10 сут.)

Без обработки через 1 мес. После обработки (1 мес.)

Рис. 1. Результаты хранения свежих ягод клубники (а) и крыжовника (б) после обработки биоконсервантом

Установлена возможность сохранения свежих ягод и приготовленных из них пюре в течение 1 мес. при температуре 2…5 0С без потери товарного вида и пищевой ценности.

При обработке моркови столовой сорта «Берликум» раствором консерванта и хранении при температуре 2…5 0С достигается сохранность свежих корнеплодов без признаков микробиологической порчи до 10 мес. (рис. 2).

Без обработки После обработки (10 мес.)

Рис. 2. Результаты хранения моркови после обработки биоконсервантом

При анализе микробиологических показателей ягод до и после обработки отмечено отсутствие в обработанных образцах плесеней по сравнению с контролем и подтверждено соответствие требованиям СанПиН 2.3.2.1078. Микробиологические показатели ягод приведены в таблице.

Обработанное и замороженное ягодное сырье рекомендовано использовать в производстве десертов (фруктовых льдов). Отсутствие тепловой обработки позволило значительно повысить пищевую ценность готового продукта, достичь высоких органолептических показателей – характерного для фруктов хорошо выраженного вкуса и аромата и натуральной интенсивной окраски.

Предлагаемый способ сохранения исследуемой плодоовощной продукции показал высокую эффективность для сохранения качества, а также удлинения сроков ее хранения. Он может быть востребован в условиях

плодоовощных баз и предприятий, не имеющих морозильных мощностей промышленного объема. В свою очередь, применение натуральных консервантов позволяет отказаться от синтетических и химических аналогов и исключить приемы жесткой термической обработки пищевых продуктов.

Области применения натуральных консервантов достаточно обширны,

так как многие современные пищевые технологии и проекты сегодня невозможно реализовать без использования различных пищевых добавок для сохранения и/или придания пищевым продуктам и полуфабрикатам необходимых потребительских и технологических свойств. В настоящий момент особенно актуальна реализация потенциала отечественной науки и технологии в обеспечении более полного использования различных видов плодоовощного сырья на основе сокращения потерь и отходов при его переработке с целью производства высококачественных продуктов питания.

Используемая литература

Савина Л.А. Энциклопедия. Я познаю мир.//АСТ – ЛТД., 1998. – 442 С.

Егоров А.С. и др. Химия. Пособие-репетитор для подготовки в вузы//5-е изд.-Ростов н/Д, 2003. – 768 С.

Потапов В.М., Татарчук С.Н. Органическая химия.//М: Химия.,1989. – 448 с.

Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия 8 класс-учебник для общеобразовательных организаций//4-е изд. М.: Просвещение, 2016. – 207 С.

Нифантьев Э.Е., Цветков Л.А. Органическая химия 11(10) класс//Просвещение, 200. – 287 С.

Габриелян О.С. Химия 9 класс//Дрофа, 2011. – 193 С.

Интернет ресурсы http://www.yandex.ru/

Поляков В.А. Исследование и разработка процесса получения комплексных пищевых добавок на основе культивирования/В.А. Поляков, Е.В. Куксова Хранение и переработка сельскохозяйственного сырья.//Пищевая промышленность, 2007. – 57-61 С.

Куксова Е.В. Усовершенствование биотехнологии получения защитнопрофилактических препаратов на основе культивирования консорциума кислотообразующих микроорганизмов [и др.]//Вестник РАСХН, 2005. – 55-58 С.

Глушакова Н.А., Вербицкая Н.Б., Блинов А.И., Шендеров Б.А. Исследование ауто-, изо- и гомоантогонизма пробиотических штаммов лактобацилл//Бюл. Вост. Сиб. научн. Центра СЩ РАМН, 2005.– 138–148 С.

Нефедова Н.В., Гуревич С.М., Козаченко А.И., Наглер Л.Г. Супероксидисмутазная активность молочнокислых бактерий и дрожжей//Хранение и переработка сельскохозяйственного сырья, 2003. – 71-73 С.