Углеводы. Белки - высокомолекулярные природные полимеры, молекулы которых построены из остатков аминокислот

Согласно принятой в настоящее время классификации углеводы делятся на три основные группы: моносахариды, олигосахариды и полисахариды. Углеводы в мучных кондитерских изделиях в основном представлены моно-, дисахаридами и крахмалом. Печенья и крекеры содержат большое количество крахмала - до 70%, а в тортах и пирожных преобладают сахара. В них практически отсутствует клетчатка, которая так необходима нашему организму. Ее содержание не превышает 0.8%. Большое количество моно - и дисахаридов содержится в вафлях с жиросодержащими начинками (44,5%), в то время как крахмала они содержат 20,2%. Рекордсменом по содержанию крахмала является крекер (63,3%), а вот моно - и дисахаридов в нем очень мало, всего лишь 2,8%. Среди моносахаридов широко известны глюкоза, фруктоза, галактоза, арабиноза, ксилоза и D-рибоза. При изготовлении мучных кондитерских изделий чаще всего используют глюкозу и фруктозу. Использование глюкозы уменьшает их сладость, так как степень сладости глюкозы по сравнению со сладостью сахарозы 60%. При использовании глюкозы в готовых изделиях ощущается холодящий вкус, что объясняется свойством глюкозы растворяться в воде с поглощением тепла. Глюкоза помогает снять усталость мозга и мышц, поддерживает содержание сахара в крови и восстанавливает запасы гликогена в печени. Сбраживается дрожжами. Растворы глюкозы оптически активны и вращают плоскость поляризованного луча света вправо. Является сильным восстановителем. Соединяясь с другими веществами образует глюкозиды. Фруктоза самый сладкий, наиболее растворимый и легкоусвояемый сахар. Ее сладость в 2.2 раза выше сладости глюкозы. Функционирование фруктозы в организме человека не регулируется инсулином, поэтому ее рекомендуют употреблять в качестве подсластителя и источника углеводов больным сахарным диабетом. Также фруктоза не приводит к кариесу. И, как глюкоза, помогает организму восстановиться после тяжелых физических и умственных нагрузок. Однако, не смотря на все положительные качества фруктозы, производители не стремятся добавлять её во все свои изделия, так как фруктоза очень гигроскопична и продукт становится подверженным отсыреванию. Поэтому для хранения товара приготовленного на фруктозе нужны особые условия, что не всегда возможно как на предприятиях, так и в местах реализации. Фруктоза сбраживается дрожжами. Она оптически активна, но её растворы, в отличие от глюкозы, вращают плоскость поляризованного луча света влево. Является сильным восстановителем. Соединяясь с другими веществами, образует фруктозиды. Дисахариды являются сложными сахарами, которые при гидролизе распадаются на 2 молекулы моносахаридов. Среди дисахаридов особо распространены сахароза, мальтоза и лактоза. Сахароза находится в огромном количестве в сахаре, и составляет 99,9% от его массы. Водопоглощающие свойства сахара, делают его полезным при замесе теста повышенной влажности, потому что сахар регулирует степень набухания белков и крахмала муки. Увеличение дозировки сахара в рецептуре делает тесто более мягким и вязким, понижая потребность в воде для замеса теста. Однако, слишком большое содержание сахара в рецептуре ведет к образованию очень растекающегося теста, которое прилипает к оборудованию. А если еще в изделии находится мало жира, то изделие получается очень твердым. Сахароза сбраживается дрожжами после гидролиза, а при нагревании выше температуры плавления (+160 - +186 ^оС) карамелизуется, т.е. превращается в смесь сложных продуктов: карамелана, карамелена и др., теряя при этом воду. В мучных кондитерских изделиях на долю сахара приходится от 8 до 25%. Однако при добавлении в кондитерские изделия начинки, крема или глазури доля сахара может возрасти до 63,8%. Сахароза усваивается организмом человека практически на 100%. Полагают, что чрезмерное содержание сахара в рационе приводит в 10-20% случаев к развитию сахарного диабета. К тому же сахар при избыточном поступлении в организм превращается в жир, накопление которого в организме в 20-30% случаев приводит к ожирению. В 5-15% случаев заболевает сердечнососудистая система. Это следует помнить, при частом употреблении кондитерских изделий в пищу, особенно людям пожилым и не занятым физическими нагрузками. Мальтоза в кондитерских изделиях появляется при добавлении в рецептуру крахмальной патоки. Организмом человека мальтоза усваивается хорошо и является полезным питательным веществом, так как она распадается на две молекулы глюкозы. Если сладость сахарозы принять за 100, то сладость мальтозы - 32. Мальтоза обладает восстанавливающими свойствами, быстро растворяется в воде, хорошо усваивается организмом человека. Лактоза содержится в кондитерских изделиях, в рецептуре которых находилось молоко. Значение лактозы для организма очень велико, так как она является важным питательным веществом, и особенно необходимо детскому организму. Если сладость сахарозы принять за 100, то сладость лактозы - 16. Она обладает восстанавливающими свойствами. Водные раствора лактозы склонны к потемнению. Под влиянием молочнокислых бактерий лактоза сбраживается в молочную кислоту. Из полисахаридов в мучных кондитерских изделиях находится крахмал. Крахмал не растворяется в холодной воде, а лишь набухает, при более же высоких температурах образует вязкий коллоидный раствор - крахмальный клейстер. Углеводная часть крахмала состоит из полисахаридов, амилозы (18-25%) и амилопектина (75-82%), различающихся по строению, физическим и химическим свойствам. Амилоза имеет неразветвленную структуру, растворяется в горячей воде и образует слабовязкие растворы. Амилопектин имеет разветвленную структуру, в горячей воде только набухает и образует вязкий клейстер. Под действием ферментов или кислот при нагревании крахмал присоединяет воду и гидролизуется. В ходе гидролиза идет деполимеризация крахмала и образование декстринов, затем мальтозы, а при полном гидролизе - глюкозы. При добавлении крахмала в рецептуру, изделия становятся рассыпчатыми и мягкими, это из-за способности крахмала поглощать воду. При попадании в организм человека крахмал, под действием фермента слюны птиалина, а затем фермента панкреатического сока поджелудочной железы - амилазы, превращается в мальтозу. А мальтоза распадается на 2 молекулы глюкозы, которая хорошо усваивается организмом. Полисахарид клетчатка практически полностью отсутствует в кондитерских изделиях. Не растворяется в воде и других растворителях. Клетчатка питательной ценности для человека почти не имеет, потому что в организме отсутствуют ферменты для ее расщепления до сахаров. Однако она оказывает сорбирующее действие в кишечнике, нормализует микрофлору кишечника, а также выводит из организма холестерин и снижает уровень сахара в крови. Поэтому некоторые производители вводят клетчатку в процессе приготовления кондитерских изделий, например в состав печенья "Юбилейное Утреннее" входит 5% клетчатки. Суточная потребность человека в углеводах составляет 400-500 г. В настоящее время большое внимание уделяется изменению в структуре ассортимента кондитерских изделий, с тем, чтобы обеспечить спрос на товар с пониженным содержанием сахаров.

Белки.

Белки - высокомолекулярные природные полимеры, молекулы которых построены из остатков аминокислот. Пищевая ценность белков обусловлена качественным и количественным составом в них α-аминокислот. Некоторые аминокислоты синтезируются организмом человека, и потребность в них удовлетворяется без поступления извне. Такие аминокислоты называются заменимыми. Аминокислоты, которые не синтезируются в организме человека, называются незаменимыми. Они синтезируются только растениями, поэтому обязательно должны поступать в организм человека с пищей. К таким аминокислотам относятся: валин, лейцин, изолейцин, треонин, метионин, лизин, фенилаланин, триптофан. Белки, содержащие в своем составе все необходимые кислоты, считаются полноценными. Белки, в которых отсутствует одна или несколько незаменимых аминокислот, являются неполноценными. В основе классификации белков лежат разные принципы: по степени сложности (простые, сложные); по растворимости в отдельных растворителях (водорастворимые, солерастворимые, спирторастворимые, щелочерастворимые); по выполняемым функциям (запасные, скелетные и др.). К простым (протеины) относят белки, состоящие только из остатков α-аминокислот. Сложные (протеиды) содержат в своем составе кроме α-аминокислот вещества небелковой природы. Основные группы белков по растворимости: альбумины (хорошо растворяются в воде. Содержатся в молоке, яичном белке и крови), глобулины (растворяются в разбавленных растворах солей, это глобулин крови, и мышечный белок-миозин), проламины (растворимы в 60-80% этиловом спирте, преимущественно встречаются в семенах злаков), глютелины (растворяются в разбавленных растворах щелочей, встречаются в растениях). Белки проявляют способность к набуханию - поглощению большого количества воды и образование каллоидов (гелей). При длительном хранении способность белка к набуханию уменьшается в результате «старения» белков. Явление обратное набуханию называется синерезисом. Белки способны к денатурации, при которой под влиянием внешних факторов происходит изменение структуры белка. При денатурации изменяются все физические свойства, снижается растворимость, способность к набуханию, теряется биологическая активность белка. Способность белков образовывать высококонцентрированные системы "жидкость-газ", называется пенообразованием. Устойчивость пены зависит не только от природы белка, но и от концентрации и температуры. В среднем мучные кондитерские изделия содержат от 3 до 10,6 % белков. Некоторые виды содержат значительное количество белка, например крекеры - 9,2% или сдобное печенье - 10.4%. Белковые вещества в процессе производства кондитерских изделий подвергаются значительным изменениям. Так как в процессе приготовления используются высокие температуры, белки денатурируют. Также большое влияние на белковые вещества оказывают процессы меланоидинообразования. Они часто происходят при изготовлении и хранении кондитерских изделий. Меланоидины – это темно окрашенные соединения, получающиеся при взаимодействии аминокислот белка с восстанавливающими сахарами, а также с оксиметилфурфуролом, который образуется при разложении сахаров. Благоприятными условиями для этого являются повышенная температура и влажность. Реакция меланоидинообразования имеет большое значение в кулинарной практике. Ее положительная роль заключается в образовании аппетитной корочки на жареных и запеченных блюдах, а побочные продукты этой реакции участвуют в образовании вкуса и аромата готовых блюд. Однако образование меланоидинов ведет к ухудшению качества кондитерских изделий. Происходит не только их потемнение, но и уменьшение биологической ценности, за счет связывания аминокислот. В реакцию особенно легко вступают лизин и метионин, которых чаще всего не достает в растительных белках. После соединения с сахарами эти кислоты становятся недоступными для пищеварительных ферментов и не всасываются в желудочно-кишечном тракте. Из того, что поступающие с пищей белки усваиваются только на 84,5%, можно сделать вывод, что поступающее в организм с кондитерскими изделиями количество белков не соразмерно поступающим углеводам. Поступающие с пищей белки выполняют в организме две основные функции: пластическую и энергетическую. Они являются источником незаменимых и заменимых аминокислот, которые используются в качестве строительного материала при биосинтезе всех белков организма, а также многих других биомолекул. Суточная потребность человека в белках составляет 1 г на 1 кг массы тела, или 10-15% от суточного рациона. Как показывают многочисленные исследования, благодаря все большему повышению спроса на мучные кондитерские изделия и недостатку в рационе значительной части населения мясных и молочных продуктов, у большого процента населения наблюдается белковая недостаточность. При белковой недостаточности у людей наблюдается замедление роста, умственного развития, нарушается кроветворение, костеобразование, а также снижаются защитные свойства иммунной системы. Поэтому все чаще кондитерские изделия обогащают различными белковыми добавками для повышения их пищевой ценности, так как мучные кондитерские изделия являются очень удобным продуктом, потому что они очень популярны среди населения, и их популярность растет все больше и больше.

Жиры

По химической природе жиры являются сложными эфирами трехатомного спирта глицерина (С₃Н₅ (ОН) ₃) и различных жирных кислот - предельных (насыщенных) и непредельных (ненасыщенных). К предельные жирным кислотам относятся стеариновая, пальмитиновая, масляная, капроновая и каприловая кислоты. У них нет двойных связей, поэтому они не способны к реакциям присоединения. К непредельным относят олеиновую, линолевую, линоленовую и арахидоновую кислоты. Они имеют в молекуле двойные связи и способны к реакциям присоединения. Линолевая и линоленовая кислоты не синтезируются в организме человека, арахидоновая – синтезируется из линолевой кислоты, при участии витамина В₆, поэтому получили название «незаменимых» или «эссенциальных» кислот. Физические и химические свойства жиров зависят от свойств и количественного соотношения входящих в их состав жирных кислот. Чем больше насыщенных кислот, тем тверже жир, выше температура его плавления, хуже усвояемость организмом, и наоборот. Жиры растворяются в эфире, бензине, хлорофороме и других органических растворителях, а в воде не растворимы. При взаимодействии с водой происходит гидролиз жира и образуется глицерин и свободные жирные кислоты. Гидролиз ускоряется при неправильном хранении сырья и жиров, повышенных влажности и температуре, а также под действием фермента липазы. Увеличение содержания свободных жирных кислот в пищевых жирах приводит к снижению их качества. Липиды делят на две группы: простые и сложные. К простым липидам относят производные одноатомных карбоновых кислот и одно – и многоатомных спиртов (первоочередно трехатомного спирта глицерина). Это жидкости или твердые вещества с низкими (до +40 ^оС) температурами кипения, с повышенной вязкостью, без цвета и запаха, легче воды, нелетучи. Они хорошо растворимы в органических растворителях и не растворимы в воде. К сложным липидам относят производные одноатомных карбоновых кислот и одно - и многоатомных спиртов, дополнительно содержащие и другие группы, такие как остатки кислот или углеводы (фосфолипиды, гликолипиды, фосфогликолипиды, сфинголипиды, мышьяколипиды) Чаще всего встречаются фосфолипиды, содержащие в себе остаток фосфорной кислоты. Они способствуют усвоению белков и углеводов, снабжают организм фосфором, препятствуют развитию атеросклероза, малокровия, ожирения печени. В мучных кондитерских изделиях содержание жиров колеблется от 1 до 40%. Для приготовления кондитерских изделий используют жидкие и твердые жиры, а так же специальные кондитерские жиры, которые состоят из смеси различных жиров. Из жидких масел для производства кондитерских изделий чаще всего применяют подсолнечное, соевое и кукурузное масла. Они более других продуктов богаты полиненасыщенными жирными кислотами. Содержание в них линолевой кислоты достигает 50-60%, а также в них много линоленовой кислоты. А вот арахидоновая почти не содержится. Растительные жиры распределяются в тесте в виде капелек и плохо удерживают воздух, что снижает пористость изделия. Также растительные масла вызывают промасленность изделия, ухудшают его вкус и быстро прогоркают из-за большого количества двойных связей в своем составе. Прогоркание является сложным химическим характером, и относится к окислительным процессам. Оно также вызывает и усиливает окислительные процессы в других, легкоокисляемых компонентах пищевых продуктов. Поэтому для приготовления кондитерских изделий лучше применять твердые жиры. Из твердых жиров почти всегда используют маргарин и сливочное масло. Они, в отличие от растительных жиров, очень богаты насыщенными жирными кислотами, такими как масляная, капроновая, каприловая, пальмитиновая, стеариновая и т.д. Эти кислоты менее подвержены прогорканию, чем ненасыщенные жирные кислоты. Твердые жиры образуют тонкие пленки, которые обволакивают частицы муки, вследствие чего воздух из теста выходит хуже и усиливается пористость изделия. При добавлении твердых жиров в кондитерские изделия необходимо знать их температуру плавления, так как если температура плавления жира превышает температуру теста то жир остается в изделии в виде твердых частиц, что ухудшает качество изделия. Кондитерские жиры представляют собой смесь натуральных жиров и масел либо смесь продуктов переработки жиров. Все входящие в него жиры не должны иметь посторонних привкусов и запахов. Температура плавления кондитерского жира зависит от температуры плавления входящих в его состав жиров. Жиры не только увеличивают калорийность и пищевое достоинство изделий, но и улучшают их вкусовые качества, придавая сдобный вкус. Они способствуют более длительному сохранению свежести изделий - задерживают черствение. Суточная потребность организма в жирах составляет 80-100 г или не более 30% суточной калорийности рациона. Однако проведенные в России исследования показали, что потребление жира превышает необходимую норму приблизительно на 7%. Притом 6-7% от суточной потребности в жирах обеспечивается потреблением кондитерских изделий. При частом употреблении кондитерских изделий в рационе питания, следует помнить, что средняя усвояемость жиров составляет 94%. Именно поэтому, с возрастом ожирение среди взрослого населения растет и до 40% населения имеют избыточную массу тела.