Энергетическая способность (калорийность) продуктов
Количество энергии, образующейся в организме человека при окислении углеводов, белков и жиров пищевых продуктов, принято называть их энергетической способностью. При полном окислении в организме 1 г жира выделяется 38,9 кДж (9,3 ккал), 1 г углеводов и 1 г белков — по 17,2 кДж (по 4,1 ккал).
Конечными продуктами окисления углеводов и жиров являются углекислота и вода, а при окислении белков образуются, кроме углекислого газа и воды, мочевина и аммонийные соли.
Организм человека получает определенное количество энергии при окислении спирта и некоторых органических кислот. Энергетическая способность органических кислот рассчитывается условно по коэффициенту, принятому для углеводов. При расчете энергетической способности продуктов не учитываются вода, минеральные вещества, пентозаны, целлюлоза и др.
Зная химический состав продукта, можно вычислить его энергетическую способность. Например, энергетическая способность 100 г сыра, содержащего (в %) жиров — 28,5, белков — 20,0 и углеводов — 3,5, составит 1438,5 кДж (28,5-38,9 + 20,0-17,2 + 3,5-17,2). Этот расчет дает так называемую теоретическую энергетическую способность, так как условно принимается полная усвояемость организмом белков, жиров и углеводов пищи.
В нашей стране изданы таблицы химического состава и питательной ценности отечественных пищевых продуктов, подготовленные специальными межведомственными комиссиями. В них указано содержание в пищевых продуктах белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ и практическая энергетическая ценность продуктов.
Данные таблиц используют в детских учреждениях, санаториях и столовых для составления суточных рационов питания. Главным правилом рационального питания является соответствие между энергетической способностью пищи и затратами энергии организмом.
Определению нормативов питания в нашей стране уделяется большое внимание. В зависимости от особенностей выполняемого труда все население разделено на четыре группы, сходные по количеству затрачиваемой энергии в сутки.
К I группе отнесены лица, не связанные с физическим трудом; их суточные энергетические затраты определяются в 9240—12600кДж. Во II группу вошли работники механизированного труда и сферы обслуживания; их энергетические затраты составляют 9880—13 420 кДж. В III группу отнесены работники механизированного труда, связанного со значительными физическими усилиями; их энергетические затраты 10 500—14 280 кДж. IV группа — работники частично механизированного труда; энергетические затраты их 12 180—15 540 кДж.
Наука о рациональном питании рекомендует, чтобы в среднем дневном рационе взрослого человека на 80—100 г белка содержалось около 100 г жира и 400—500 г углеводов. В пожилом возрасте и при малоподвижном физически ненагруженном образе жизни рекомендуется в пищевой рацион включать не более 70 г белков, 66—76 г жиров и 280—320 г углеводов.
Пища должна быть разнообразной и содержать в определенной пропорции не менее 65 обязательных компонентов— аминокислот (большое значение имеет правильное соотношение восьми незаменимых аминокислот), витаминов, незаменимых полиненасыщенных жирных кислот, фосфолипидов, минеральных элементов и др.
В нашей стране в связи с повышением материального уровня населения и с ростом производства продовольственных товаров происходят сдвиги в структуре питания в сторону сокращения потребления хлебных изделий, картофеля и увеличения в рационе питания яиц, мясных и молочных продуктов.
Теплофизические характеристики продуктов
Коэффициенты теплоемкости, теплопроводности, температуропроводности широко используют в производстве пищевых продуктов для расчетов изменения температуры внутри сырья, продолжительности его термической обработки (нагревания, охлаждения) и др. В практике торговли теплофизические характеристики применяют для расчетов необходимого количества тепловой энергии для охлаждения и замораживания продуктов в процессе их хранения и транспортирования.
Теплоемкость продуктов зависит от содержания в них воды. Так, удельная теплоемкость огурцов, содержащих 97% ‘воды, близка к теплоемкости воды. Этот показатель зерна с влажностью 15% в два раза меньше.Коэффициент температуропроводности зависит от теплоемкости, теплопроводности и плотности и равен количеству тепловой энергии, проходящей в единицу времени через единицу поверхности при единичном градиенте внутренней энергии.
Оптические свойства пищевых продуктов
К оптическим свойствам относятся цвет, блеск, прозрачность, способность преломлять свет, которые воспринимаются в зрительных ощущениях. Различные цветовые ощущения у человека вызываются видимыми лучами оптической области спектра с длиной волны 380—760 нм. Цвет наряду с формой товаров — основной элемент зрительного ощущения при действии лучистой энергии на глаз человека.
Если продукт отражает лучи всех длин волн спектра в одинаковом соотношении, то получаются так называемые ахроматические цвета — от белого через серый до черного — в зависимости от количества отражаемых лучей.
Полное отражение дает белый цвет, полное поглощение—идеально черный. При избирательном отражении света (коэффициент отражения световых лучей различных длин волн неодинаков) продукт приобретает хроматический цвет (зеленый, розовый и др.). Цвет продуктов определяют визуально, сопоставляя его с эталоном, образцом, или фотоэлектрическими методами с помощью фотоэлектроколориметра.
Структурно-механические свойства пищевых продуктов
Свойства продуктов — плотность, прочность, твердость, упругость, пластичность, релаксация, вязкость, липкость — зависят не только от химического состава продуктов, но и от строения, или структуры. Поэтому эти свойства продуктов называют структурно-механическими.
Для некоторых пищевых продуктов определяют относительную плотность: это отношение плотности исследуемого продукта к плотности воды при температуре 4° и нормальном атмосферном давлении или отношение массы продукта к массе воды, взятых в одинаковых объемах, при одной и той же температуре (при 20° или 15°).
Плотность характеризует качество пищевых продуктов. По ее величине можно судить о количестве спирта в водке, сахарозы в растворе сахара, соли в рассоле и т. д. По плотности можно установить состав продукта, его строение, избегая при этом сложных анализов. Например, чем выше плотность картофеля, тем больше содержится в нем крахмала; яблоки с более высокой плотностью содержат в тканях меньше воздуха; чем выше плотность зрелых томатов, тем больше выход томатного пюре.
Для ряда пищевых продуктов (зерна, крупы, овощей, плодов и др.) важным показателем является насыпная (объемная) плотность. Под этим показателем понимается масса продукта в единице объема при свободной с пустотами укладке. Например, насыпная плотность картофеля — 640 кг/м3, капусты-— 430 кг/м3 и т. д.
Показатель насыпной плотности продуктов используется для расчета скорости воздуха при активном вентилировании насыпи овощей, зерна, определении необходимого количества тары, емкости овоще- и зернохранилищ для размещения на хранение определенной массы товаров, потребного количества транспортных средств для перевозки товаров.
Удельный объем (м3/кг)—объем 1 кг продукта в куб.м— показатель, обратный плотности, служит для определения качества продуктов. Например, величина удельного объема хлеба характеризует его пористость и т. д.
Механические свойства товаров проявляются в процессе их деформации. Реология — наука о деформации и течении различных тел — дает возможность понять многие явления, происходящие при производстве, перевозках и хранении товаров. По некоторым физико-механическим и реологическим величинам производится контроль производственных процессов и определение качества готового продукта.
При определении реологических свойств пищевых продуктов замеряют количество механической энергии, расходуемой во времени на создание в продуктах обратимых (упругих) или остаточных (пластических) деформаций, которые характеризуют силы химических связей между молекулами и звеньями, входящими в состав структуры. По этим данным можно оценить протекающие в продуктах скорости химических и биохимических процессов.
По агрегатному состоянию пищевые продукты бывают твердыми, твердо-жидкими и жидкими. Твердым продуктам характерно постоянство формы, они обладают свойствами упругости и прочности. Твердо-жидкие продукты характеризуются явно выраженными как упругими, так и пластическими свойствами. Жидкости обладают текучестью — способностью к необратимым пластическим деформациям под действием собственной массы.
Прочность — способность продукта сопротивляться механическому разрушению. Прочность — показатель, обратный хрупкости, — определяется при оценке качества макарон, сахара-рафинада, сухарей и других продуктов.
Твердость — это местная, краевая прочность тела. Под твердостью понимают свойство тела препятствовать проникновению в него другого (более твердого) тела. Для определения твердости на поверхность продукта воздействуют твердым наконечником, который может иметь форму шарика, конуса, пирамиды или иглы (последняя применяется для более мягких продуктов — плодов, овощей и т. д.). Определяют твердость сахара, зерна, плодов, овощей и других продуктов.
Упругость характеризует способность продукта к обратимым деформациям. Применяется этот показатель при определении упругости теста, клейковины пшеничного теста, хлебных изделий, мясных, рыбных и других товаров.
Пластичность — способность продукта к необратимым деформациям. Этот показатель характеризует качество теста, карамельной массы и др.
Релаксация — свойство материала, характеризующее скорость (время) перехода упругих деформаций в пластические, при постоянной нагрузке. Определенной величиной релаксации характеризуются только продукты твердо-жидкой структуры (творог, сыр, мышечная ткань, мясной фарш и др.). Это свойство продуктов имеет большое значение при транспортировке хлебных и кондитерских изделий, плодов, овощей и других продуктов.
Вязкость — свойство жидкостей оказывать сопротивление перемещению одной ее части относительно другой под влиянием действия внешней силы.
Липкость (адгезия) — способность продуктов проявлять более или менее значительные силы взаимодействия с другим продуктом или с поверхностью тары, в которой находится продукт. Свойствами липкости обладают многие пищевые продукты — хлебный мякиш, сыр, сливочное масло, патока, вареная колбаса и др.
При разрезывании они прилипают к лезвию ножа, крошатся или ломаются, при разжевывании липнут к зубам или небу. Липкость продуктов определяют с целью управления этим свойством в процессе производства и хранения товаров.
Сорбционные свойства продуктов
Сорбция — физико-химический процесс, при котором происходит поглощение продуктом паров и газов из окружающей среды. Для характеристики продуктов важно знать не только, какое количество газа, пара способны они поглотить в различных условиях хранения, но и как влияют поглощенные вещества на свойства продуктов.
При сорбции и десорбции паров и газов происходит изменение качества продуктов. Наибольшее практическое значение имеют поглощение и отдача продуктами воды. Увлажнение продукта, т. е. сорбция им водяных паров, происходит тогда, когда давление водяных паров в воздухе превышает давление водяных паров на его поверхности, возникающее в результате испарения части свободной воды самого продукта.
Поглощение влаги продуктом в этом случае происходит как за счет образования тонкого слоя на его поверхности (адсорбция), путем объемного поглощения (абсорбция) гидрофильными веществами, так и в результате капиллярной конденсации (при наличии макро- и микрокапилляров). Отдача влаги (десорбция) продуктом происходит при большем давлении водяных паров на поверхности продукта по сравнению с давлением водяных паров в воздухе.
Процесс увлажнения и отдачи влаги продуктом происходит до приобретения им равновесной влажности, при которой давление водяного пара в воздухе и на поверхности продукта становится равным.
Давление водяных паров в воздухе зависит от его температуры и абсолютной влажности, т. е. количества водяных паров в 1 м3. Степень насыщения влагой воздуха характеризуется выраженной в процентах относительной влажностью, т. е. отношением фактического количества водяных паров к тому количеству, которое необходимо для его насыщения при данной температуре.
Свойство продуктов поглощать влагу из воздуха называют гигроскопичностью, а способность не поглощать влагу называется гидрофобностью. Отдача и поглощение влаги, паро- и газообразных веществ продуктами имеет большое значение при их перевозках и хранении.]]>
