Определение воды в пищевых продуктах. Вода в пищевых продуктах
Вода в пищевых продуктах
Вода входит в состав всех пищевых продуктов. Наиболее высокое содержание воды характерно для плодов и овощей (72—95%), молока (87—90%), мяса (58—74), рыбы (62— 84%). Значительно меньше воды находится в зерне, муке, крупе, макаронных изделиях, сушеных овощах и плодах, орехах, маргарине, сливочном масле (12—25%). Минимальное количество воды содержится в сахаре (0,14—0,4%), растительном и топленом масле, кулинарных жирах (0,25—1,0%), поваренной соли, чае, карамели без начинки, сухом молоке (0,5—5-%).
Вода в натуральных продуктах
В натуральных продуктах вода является наиболее подвижным компонентом химического состава тканей. Так, содержание воды в свежей сельди колеблется в широком диапазоне— от 51,0 до 78,3%, в тресковых рыбах —от 70,6 до 86,2% в зависимости от возраста, пола, района и времени лова. Количество воды в картофеле может быть в пределах 67—83%, в дынях — 81—93% и зависит от хозяйственно-ботанического сорта овощей, района их выращивания и погоды вегетационного периода.
В продуктах, изготовленных из растительного и животного сырья, — сахаре, кондитерских, колбасных изделиях, сырах и других — содержание воды регламентируется стандартами.
Нормальные функции организма животных и растении осуществляются только при достаточном содержании в тканях воды. Плоды и овощи при потере воды в количестве 5-7% увядают и теряют свежесть.
Утрата воды животными в пределах 15—20% приводит к их гибели. Она участвует во многих биохимических реакциях при жизни организма и в биохимических посмертных изменениях. Вода необходима для химических и коллоидных процессов, протекающих в животных и растительных тканях во время их переработки.
В теле взрослого человека находится 58—67% воды. В среднем в сутки человек потребляет примерно 40 г воды на каждый килограмм массы тела, и такое же количество он теряет в виде различных выделении. Без пищи человек может существовать около месяца, тогда как без воды — не более 10 дней.
Часть необходимого количества воды (около 50%) человек получает с пищей, другую часть — при потреблении напитков и питьевой воды. 350—450 г воды образуется в теле человека в сутки при окислительных процессах (при окислении 1 г жира образуется 1,07 г воды, 1 г крахмала — 0,55 г и 1 г белка — 0,41 г воды).
Свойства продуктов зависят не только от количества содержащейся в них воды, но и от формы связи ее с другими веществами.
Вода, входящая в состав пищевых продуктов, находится в трех формах связи с сухими веществами: физико-механической (влага смачивания, влага в макро- и микрокапиллярах), физико-химической (влага набухания, адсорбционная) и химической (ионная и молекулярная связи). Преобладают первые две формы связи, химическая связь в продуктах встречается редко.
Влага смачивания
Влага смачивания — влага в виде мельчайших капель на поверхности продуктов или на поверхности разреза тканей продуктов. Она удерживается силами поверхностного натяжения.
Макро и микрокапиллярная влага
Макрокапиллярная влага — влага, которая находится в капиллярах радиусом более 10-5 см, микрокапиллярная в капиллярах радиусом менее 10-5 см. Макро- и микрокапиллярная влага представляет собой растворы, содержащие минеральные и органические вещества продукта. Она удерживается силой капиллярности в промежутках структурнокапиллярной системы продуктов.
При резке мяса, рыбы, плодов, овощей под механическим воздействием может происходить частичная потеря структурно-капиллярной влаги в виде мышечного, плодового и овощного сока, обладающего высокой пищевой ценностью.
Наиболее легко удаляется из продукта влага смачивания, она наименее прочно связана с субстратом. Капиллярная влага связана с сухими веществами продукта механически и в неопределенном количестве. Микрокапиллярная влага из продукта удаляется труднее, чем макрокапиллярная.
Влага набухания
Влага набухания, называемая также осмотически удерживаемой влагой, находится в микропространствах, образованных мембранами клеток, фибриллярными молекулами белков и другими волокнистыми структурами. Она удерживайся осмотическими силами.
Осмотически удерживаемая влага находится в соке клеток, обусловливая их тургор, оказывая влияние на пластические свойства животных тканей. Влага набухания связана с сухими веществами продукта непрочно, удаляется во время сушки раньше, чем микрокапилярная влага.
Влагу смачивания, микро-, макрокапиллярную и осмотическую называют свободной водой пищевых продуктов. Свободная вода имеет обычные физико-химические свойства: плотность ее около единицы, температура замерзания около 0°, удаляется при высушивании и замораживании продуктов, является активным растворителем. За счет нее главным образом происходит естественная убыль массы — усушка продуктов при хранении и транспортировании.
Адсорбционно-связанная вода
Адсорбционно-связанная вода находится у поверхности раздела коллоидных частиц с окружающей средой. Она прочно удерживается молекулярным силовым полем и входит в состав мицелл различных гидрофильных коллоидов, из которых наибольшее значение имеют водорастворимые белки. Поэтому этот вид влаги называют водой связанной, или гидратационной.
Она не растворяет органические вещества и минеральные соли, замерзает при низкой температуре (—71°), обладает пониженной диэлектрической постоянной, не усваивается микроорганизмами.
Семена растений и споры микроорганизмов переносят низкие температуры, так как вода в них гидратационная, не образует кристаллов льда, способных повредить клетки тканей.
К связанной воде с химической формой связи относят кристаллизационною влагу, которая входит в состав молекул в строго определенном количестве, например в состав молочного сахара (С12Н22О11•НгО), глюкозы (С6Н12О6• Н2О). Ее удаляют прокаливанием химических соединений, в результате чего происходит разрушение материала.
Между связанной и свободной водой продуктов не наблюдается резкой границы. Молекулы воды полярны (в молекуле воды несимметрично расположены электрические заряды: кислородный конец ее несет отрицательный заряд, а водородный — положительный), поэтому наиболее прочно связаны те молекулы воды, которые ориентированы в зависимости от знака и величины заряда коллоидной частицы.
Молекулы, расположенные блике к мицелле, прочнее удерживаются электростатическими силами притяжения. Чем дальше удалены молекулы воды от коллоидной частицы, тем слабее связь. Молекулы воды крайнего слоя являются менее связанными с мицеллами и могут обмениваться с молекулами свободной воды.
В растительных и животных тканях преобладает свободная вода. Так в мышцах животных и рыб основная часть воды связана с гидрофильными белками за счет осмотических (45—55%), капиллярных (40—45%») сил, воды смачивания (0,8—2,5%), а на долю связанной воды приходится только 6,5—7,5%- В плодах и овощах находится до 95% свободной воды. Поэтому эти продукты сушат до содержания остаточной влажности 8—20%, так как свободная вода из них легко удаляется.
Вода в пищевых продуктах при переработке и хранении может переходить из свободной в связанную, и наоборот, что вызывает изменение свойств товаров. Например, при выпечке хлеба, варке картофеля, производстве мармелада, пастилы, студней и желе происходит превращение части свободной воды в адсорбционно связанную с коллоидными частицами белков, крахмала и других веществ, а также возрастает количество осмотически удерживаемой влаги.
В соках из плодов, ягод, овощей меняются формы связи воды по сравнению с исходным сырьем. При черствении хлеба и отмокании мармелада, в результате старения студней, при оттаивании замороженного мяса и картофеля наблюдается переход части связанной воды в свободную.
Пищевые продукты при хранении и перевозке
Пищевые продукты при хранении и перевозке в зависимости от условий поглощают извне или отдают водяные пары. При этом их масса увеличивается или уменьшается. Способность продуктов к поглощению и отдаче водяных паров называется гигроскопичностью. Количество воды, которое поглощает или отдает продукт, зависит от влажности, температуры и давления окружающего воздуха, химического состава и физических свойств самого продукта, а также от состояния его поверхности, вида и способа упаковки.
Наиболее высокой гигроскопичностью обладает сухое молоко, яичный порошок, сушеные овощи и плоды, крахмал и др. Поглощенная из воздуха влага, которая называется гигроскопической, в продукте может находиться как в свободном, так и в связанном состоянии.
Условия и сроки хранения ряда продуктов зависят от соотношения в них свободной и связанной воды. Например, зерно, мука, крупа при влажности до 14% хорошо сохраняются, так как почти вся влага в них находится в связанной состоянии. При повышении содержания в них воды накапливается и свободная влага, усиливаются биохимические процессы, поэтому возникают трудности в хранении.
Продукты с высоким содержанием свободной воды (мясо, рыба, молоко и др.) плохо сохраняются, являются скоропортящимися. Для длительного хранения их подвергают консервированию.
Влажность продукта
Влажность продукта — это выраженное в процентах отношение свободной и адсорбционно связанной воды к его первоначальной массе.
Для многих пищевых продуктов содержание воды (влажность) является важным показателем качества. Пониженное или повышенное содержание воды против установленной нормы для продукта вызывает ухудшение его качества. Например, мука, крупа, макаронные изделия с повышенной влажностью при хранении быстро плесневеют, а понижение влаги в мармеладе и джеме ухудшает их консистенцию и вкус.
Потеря влаги свежими плодами и овощами уменьшает тургор клеток, поэтому они становятся вялыми, дряблыми и быстро портятся.
ПОХОЖИЕ ЗАПИСИ
chudoogorod.ru
Определение воды в пищевых продуктах
Вода сама по себе не имеет питательной ценности, но она непременная составная часть всего живого. В растениях содержится до 90% влаги, в теле взрослого человека около 65%. Определенное содержание воды – одно из необходимых условий существования живого организма. При изменении количества потребляемой воды и ее солевого состава нарушаются процессы пищеварения и кроветворения. Без воды невозможна регуляция теплообмена организма с окружающей средой и поддержание постоянной температуры тела. Очень важен минеральный состав вод. Человек употребляет для питья воду, содержащую 0,02–2 г минеральных веществ на 1 л. Питьевая вода должна отвечать гигиеническим критериям, установленным ГОСТ. Так, питьевая вода должна иметь общую жесткость не более 7 мг·экв/л; допускается содержание свинца не более 0,1 мг/л; цинка – 5 мг/л; мышьяка – 0,05 мг/л. Систематический контроль за качеством питьевой воды осуществляется ЦГЭ. В рамках курса «Анализ продуктов питания» представляют интерес не методы анализа воды, а методы ее определения в продуктах питания.
Вода является основным составным компонентом многих пищевых продуктов. Так, мясо содержит 60–80% воды, овощи – 80–90%, мука – 12–14, кофе-зерна (обжаренный) – 5, масло, маргарин – 16–18, сыр – 37, молоко – 87–89%, напитки 90 и выше.
Вода в пищевых продуктах обуславливает консистенцию и структуру продукта, а ее взаимодействие с присутствующими компонентами определяет устойчивость продукта при хранении. Общая влажность продукта указывает на количество влаги в нем, но не характеризует ее причастность к химическим, биохимическим и микробиологическим изменениям в продукте. В обеспечении его устойчивости при хранении важную роль играет соотношение свободной и связанной влаги.
Связанная влага – это ассоциированная вода, прочно связанная с различными компонентами – белками, липидами и углеводами за счет химических и физических связей.
Свободная влага – это влага, не связанная полимером и доступная для протекания биохимических, химических и микробиологических реакций.
Например, при влажности зерна 15–20% связанная вода составляет 10–15%. При большей влажности появляется свободная влага, способствующая усилению биохимических процессов (например, прорастанию зерна).
Плоды и овощи имеют влажность 75–95%. В основном, это свободная вода, однако примерно 5% влаги удерживается клеточными коллоидами в прочно связанном состоянии. Поэтому овощи и плоды легко высушить до 10–12%, но сушка до более низкой влажности требует применения специальных методов.
Большая часть воды в продукте может быть превращена в лед при –5°С, а вся – при –50ºС и ниже. Однако определенная доля прочно связанной влаги не замерзает даже при температуре –60ºС.
«Связывание воды» и «гидратация» – определения, характеризующие способность воды к ассоциации с различной степенью прочности гидрофильными веществами. Размер и сила связывания воды или гидратации зависит от таких факторов, как природа неводного компонента, состав соли, рН, температура.
Существует целый ряд определений «связанной воды» (не замерзает при низкой температуре; не может служить растворителем для добавленных веществ; дает полосу в спектрах протонного магнитного резонанса и др.). Количественная оценка по этим признакам не всегда сходится. Большинство исследователей склоняются к следующему определению. Связанная влага – это вода, которая существует вблизи растворенного вещества и других неводных компонентов, имеет уменьшенную молекулярную подвижность и другие свойства, отличающиеся от всей массы воды в той же системе, и не замерзает при –40ºС. Такое определение объясняет физическую сущность связанной воды и обеспечивает возможность сравнительно точной ее количественно оценки, т.к. вода, незамерзающая при –40ºС, может быть измерена с удовлетворительным результатом (например, методом ПМР или калориметрическим). При этом действительное содержание связанной влаги изменяется в зависимости от вида продукта.
Причины связывания влаги в сложных системах различны.
- Органически связанная вода – очень малая часть воды в высоко влажных продуктах и находится, например, в щелевых областях белка или в составе сложных гидратов.
- Близлежащая влага – монослой при большинстве гидрофильных групп неводного компонента – наиболее прочно связанный тип близлежащей воды.
- Вода, находящаяся в капиллярах клеточных систем.
- Вода, удерживаемая макромолекулярной матрицей (гели пектина и крахмала удерживают большое количество воды).
Вода в продуктах питания и ее содержание являются важнейшими факторами, влияющими на устойчивость продуктов при хранении. В продуктах с низкой влажностью могут происходить окисление жиров, неферментативное потемнение, потеря водорастворимых веществ (витаминов), порча, вызванная ферментами. Активность микроорганизмов здесь подавлена. В продуктах с промежуточной влажностью могут протекать разные процессы, в том числе с участием микроорганизмов. В процессах, протекающих при высокой влажности, микроорганизмам принадлежит решающая роль (пищевые отравления).
Для достижения требуемой активности воды добавляют различные ингредиенты в продукт. Применяя увлажнители можно увеличить влажность продукта, но снизить активность воды. Потенциальными увлажнителями для пищевых продуктов являются крахмал, молочная кислота, сахара, глицерин и др.
biofile.ru
Товароведение - Вода в пищевых продуктах.
Вода в пищевых продуктах.
Вода имеет важное значение для существования всех живых организмов. Она участвует в процессах кровообращения, дыхания, пищеварения и др. Вода содержится во всех пищевых продуктах независимо от их происхождения. От содержания воды зависят качество и стойкость при хранении и транспортировании продовольственных товаров. В продовольственных товарах вода находится в свободном и связанном состоянии. Свободная вода — это вода, обладающая теми же свойствами, что и чистая вода. Она находится в виде мельчайших капель в клеточном соке и межклеточном пространстве. В ней растворены органические и минеральные вещества. Большая часть воды в продовольственных товарах находится в связанном состоянии и удерживается тканями с различной силой. Связанная вода находится в микрокапилярах, адсорбируется внутриклеточными системами и удерживается коллоидами белков и углеводов. Она не является растворителем, имеет более низкую температуру замерзания, чем свободная вода, не усваивается микроорганизмами и положительно влияет на сохраняемость продуктов. Удаление связанной воды из продукта приводит к потере его качества (черствение хлеба). Продовольственные товары должны содержать воду в определенных пределах. Так, содержание ее (в %): в зерне и муке — 12—15, печеном хлебе — 23-48, свежих плодах — 75-90, сушеных — 12-25, свежих овощах — 65—90, молоке — 87—90, сливочном масле — 16—35. Очень мало воды в сахаре — 0,1—0,4%, растительных маслах — 0,1—0,2 и животных жирах — 0,2—0,3%. Уменьшение содержания воды ниже этих пределов в свежих плодах и овощах приводит к их увяданию, а увеличение воды в сахаре-песке вызывает потерю сыпучести и даже утечку. Таким образом, различные продовольственные товары обладают разной гигроскопичностью, что имеет важное значение для разработки рациональных условий их упаковки, хранения и реализации. Питьевая вода. Вода является средой, в которой протекают все обменные процессы организма человека. Суточная потребность в воде взрослого человека составляет около 2 л. Если без пищи человек выдерживает несколько недель, то без воды — несколько суток.cribs.me
«Вода в сырье и пищевых продуктах»
Физическая и термодинамическая характеристики воды, связанной с биомакромолекулами
Вода - одно из самых распространенных веществ на земле, она является необходимым условием жизни и входит в состав всех пищевых продуктов и материалов. Излишнее содержание влаги может привести к быстрой порче продуктов, и ,поэтому, продукты, предназначенные для длительного хранения, подвергаются сушке.
Вода представляет собой прозрачную бесцветную жидкость, обладающую целым рядом аномальных физических свойств. Например, она имеет аномально высокие температуры замерзания и кипения, а также поверхностное натяжение. Ее удельные энтальпии испарения (в расчете на 1 г) выше, чем почти у всех остальных веществ. Редкой особенностью воды является то, что ее плотность в жидком состоянии при 4 оС больше плотности льда. Поэтому лед плавает на поверхности воды.
Эти аномальные свойства воды объясняются существованием в ней водородных связей, которые связывают между собой молекулы как в жидком, так и в твердом состоянии. Вода плохо проводит электрический ток, но становится хорошим проводником, если в ней растворены даже небольшие количества ионных веществ.
Вода широко используется в качестве растворителя в химической технологии, а также в лабораторной практике. Она представляет универсальный растворитель, необходимый для протекания биохимических реакций. Способность воды хорошо растворять многие вещества обусловлена полярностью ее молекул. Молекула воды обладает сравнительно большим
дипольным моментом. Поэтому при растворении в ней ионных веществ молекулы воды ориентируются вокруг ионов, т.е. сольватируют их. Водные растворы ионных веществ являются электролитами.
Для объяснения структуры воды предложены различные модели. Считают, что вода обладает ажурной квазикристаллической структурой с тетраэдрической координацией соседних молекул, соединенных водородными связями, - эта решетка является каркасом, полости которого заполнены другой частью молекул.
и других.
Свободная и связанная влага в продуктах и сырье. Методы определения
Вода - очень важное с точки зрения ее связи с пищевыми продуктами вещество. Она обусловливает консистенцию и структуру пищевого продукта; ее взаимодействие с присутствующими в продукте химическими компонентами определяет устойчивость его при хранении. Степень взаимодействия воды с химическими компонентами и влияние на консистенцию пищевого продукта определяется как ее количеством в продукте, называемым содержанием влаги (г воды/100 г сухих веществ),(или свободной влагой), так и ее термодинамическим состоянием, называемым химическим потенциалом (связанная влага). Химический потенциал воды:
1=о+ RTlga,
где о- стандартное состояние химического потенциала;
R - газовая постоянная;
T - абсолютная температура;
a - термодинамическая активность воды.
Для определения свободной влаги в сырье или продуктах используются относительно несложные методики с использованием рефрактометра, или методика высушивания до постоянной массы, или разделение двух или более компоненных жидкостей отгонкой более летучих компонентов и другие.
studfiles.net
Вода в продуктах питания - часть 4
Диэлектрические измерения.Метод основан на том, что при 0°С значения диэлектрической проницаемости воды и льда примерно равны. Но если часть влаги связана, то ее диэлектрические свойства должны сильно отличаться от диэлектрических свойств объемной воды и льда.
Измерение теплоемкости.Теплоемкость воды больше, чем теплоемкость льда, т.к. с повышением температуры в воде происходит разрыв водородных связей. Это свойство используют для изучения подвижности молекул воды. Значение теплоемкости воды в зависимости от ее содержания в полимерах дает сведения о количестве связанной воды. Если при низких концентрациях вода специфически связана, то ее вклад в теплоемкость мал. В области высоких значений влажности ее в основном определяет свободная влага, вклад которой в теплоемкость примерно в 2 раза больше, чем льда.
ЯМР.Метод заключается в изучении подвижности воды в неподвижной матрице. При наличии свободной и связанной влаги получают две линии в спектре ЯМР вместо одной для объемной воды.
Заключение
Содержание воды в пищевых продуктах должно быть определенным. Уменьшение или увеличение содержания воды влияет на качество продукта. Так, товарный вид, вкус и цвет моркови, зелени, плодов и хлеба ухудшаются при снижении влажности, а крупы, сахара и макаронных изделий - при ее увеличении. Многие продукты способны поглощать пары воды, т. е. обладают гигроскопичностью (сахар, соль, сухофрукты, сухари). Так как влажность влияет на питательную ценность пищевых продуктов, а также на сроки и условия хранения, она является важным показателем в оценке их качества.
Содержание воды в пищевых продуктах в процессе их перевозки и хранения не остается постоянным. В зависимости от особенности самих продуктов, а также условий внешней среды они теряют влагу или увлажняются. Высокой гигроскопичностью (способностью поглощать влагу) обладают продукты, содержащие много фруктозы (мед, карамель), а также сушеные плоды и овощи, чай, поваренная соль. Эти продукты хранят при относительной влажности воздуха не выше 65-70 %
Активность воды - один из самых критических параметров в определении качества и безопасности товаров, которые потребляются каждый день. Водная активность затрагивает срок годности, безопасность, структуру и запах пищевых продуктов. Это также жизненно важно для стабильности фармацевтических препаратов и косметики. Поскольку активность воды столь важна, необходимо измерить ее точно и быстро
Количество воды во многих продуктах, как правило, нормируется стандартами с указанием верхнего предела ее содержания, так как от этого зависят не только качество и сохраняемость, но и пищевая ценность продуктов.
Список литературы:
1. Вода в пищевых продуктах / Под редакцией Р.Б. Дакуорта. — Перевод с англ. — М.: Пищевая промышленность,1980. — 376 с.
2. Гинзбург A.C., Громов М.А., Красовская Г.И. Теплофизические характеристики пищевых продуктов: Справочник. - М.: Агропромиздат, 1990. -287 с.
3. Ляйстнер, Л. Барьерные технологии: комбинированные методы обработки, обеспечивающие стабильность, безопасность и качество продуктов питания / Л. Ляйстнер, Г. Гоулд. — Перевод с англ. — М.: ВНИИ мясной промышленности им. В.М. Горбатова, 2006. — 236 с.
4. Моик И.Б. Термо и влагометрия пищевых продуктов. Под ред. И.А.Рогова-М.: Агропромиздат, 1988. - 303 с.
5. Пищевая химия/Нечаев А.П., Траубенберг С.Е., Кочеткова А.А. и др.Под ред. А.П. нечаева.Издание 3-е,испр.- СПб.:ГИОРД, 2004. – 640с.
6. Ребиндер, П.А. О формах связи воды с материалом в процессе сушки / В кн. Всес. совещание по интенсивности процессов и улучшение качества материалов при сушке в основных отраслях промышленности и сельского хозяйства. — М.: Профиздат, 1958. —483с.
7. http://labdepot.ru/lab/water1.html
8. http://www.upack.by/articles.php
9. http://www.giord.ru/0419205820310.php
10. http://labdepot.ru/lab/water1.html
mirznanii.com
ВОДА В СЫРЬЕ И ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ — КиберПедия
7.1 Значение воды для человеческого организма.
7.2 Вода в пищевых продуктах.
7.3 Активность воды и стабильность пищевых продуктов.
7.4 Методы определения влаги в пищевых продуктах.
Значение воды для человеческого организма
Вода, не являясь собственно питательным веществом, жизненно необходима человеку. Вода в качестве растворителя органических и минеральных веществ является главным компонентом человеческого тела и составляет по массе 60 % в зрелом и 67-70 в раннем возрасте.
Важная роль воды в биологических системах, обусловлена способностью ее молекул образовывать множественные водородные связи. Они и объясняют особые физические и химические свойства воды, такие как точки кипения и замерзания, высокая диэлектрическая проницаемость, универсальность как растворителя, способность образовывать ионы Н+ и ОН – и участвовать в качестве структурного элемента макромолекул.
В живых системах (в том числе в теле человека) вода служит основным компонентом внутренней среды, принимает участие в процессах транспорта и образования структур и выполняет функцию изолятора. Лишь небольшая часть воды, имеющейся в теле, находится в истинно мобильном состоянии, характерном для неживой природы. Основная часть воды является компонентом структур, причем не только клеточных, но и внеклеточных. Вода распространена в организме между двумя основными пространствами: внутриклеточным (внутриклеточная жидкость) и внеклеточным (внеклеточная жидкость – плазма, лимфа и интерстициальная жидкость). Вода свободно диффундирует между этими пространствами, тогда как движение растворенных в ней веществ, строго регламентируется. Вода выполняет в организме следующие функции:
- растворяет вещества, поступающие в организм, и помогает прохождению химических реакций;
- все реакции гидролиза сложных органических веществ в организме протекают с обязательным участием воды;
- вымывает отходы из клеток;
- служит смазочным материалом в суставах и других местах, где соприкасаются различные органы;
- предохраняет организм от перегрева и охлаждения, равномерно распределяя поступающее тепло;
- входит в состав всех органов и тканей нашего организма.
В разных тканях тела содержание воды неодинаково. Она входит в состав костей и зубов – 10-20%, в сердце и легких воды свыше 79%, в лимфе – около 96%.
Потеря организмом 10% воды (от общего ее количества) вызывает прекращение мочеотделения, а при потере 20% воды человек погибает. Суточная потребность человека в воде близка к 40г на каждый килограмм массы его тела, что для взрослого человека составляет около 2,5 л. Суточный кругооборот воды в теле человека представлен ниже.
Поступление воды, мл/сут:
питье 1300
пища 850
метаболическая вода 350
_______________________________________________________
Итого 2500
Выход воды, мл/сут:
моча 1500
выдыхаемый воздух 400
пот 500
фекалии 100
_______________________________________________________
Итого 2500
Содержание воды в организме определяется равновесием между ее поступлением и выходом. Основная часть воды поступает с питьем и пищей. Вода, образующаяся в метаболических процессах окисления сахаров, жиров и белков, составляет лишь небольшую часть. Так, при окислении 100г углеводов образуется 55 мл воды, 100 г жира- 107 мл воды, 100 г белка – 41 мл воды.
При недостатке воды в организме происходит некоторое сгущение крови, что отрицательно сказывается на снабжении организма кислородом и пищевыми веществами, затрудняется работа почек, ухудшается работа мозга (он содержит 80% воды). При избытке воды в организме усиливается работа почек, с большой нагрузкой работает сердце, т.к. увеличивается объем крови.
С водой могут вноситься в организм человека и пищевые продукты, различные минеральные вещества.
Содержание в воде минеральных веществ:
Кальций -4,5мг %;
Магний - 1 мг %;
Сера - 1 мг %;
Хлор - 1,4 мг %;
Железо - 1,2 мкг %;
Марганец - 1,6 мкг %;
Медь - 0,6 мкг %;
Вода в пищевых продуктах
Вода – важная составляющая пищевых продуктов. Она присутствует в разнообразных растительных и животных продуктах как клеточный и внеклеточный компонент, как диспергирующая среда и растворитель, обуславливая их консистенцию и структуру и влияя на внешний вид, вкус и устойчивость продукта при хранении. Благодаря физическому взаимодействию с белками, полисахаридами, липидами и солями, вода вносит значительный вклад в текстуру пищи.
В состав всех пищевых продуктов входит вода. В состав фруктов и овощей она входит в количестве до 90%, в хлебные изделия – 35-50%, в крупяные изделия – 12-15%.
Показатель влажности пищевых продуктов является показателем их калорийности. Чем больше влаги в продукте, тем ниже калорийность. Влажность пищевых продуктов влияет на длительность их хранения. Чем выше влажность продукта, тем меньше срок его хранения.
Пищевые продукты представляют собой многокомпонентные системы, в которых влага связана с твердым скелетом. Обычно деление воды на связанную и свободную носит условный характер.
Связанная влага – это ассоциированная вода, прочносвязанная с различными компонентами – белками, липидами и углеводами за счет химических и физических связей.
Свободная влага – это влага, не связанная полимером и доступная для протекания биохимических и микробиологических реакций.
Количество связанной воды и сила связывания зависят от таких факторов, как природа неводного компонента, состав солей, рН, температура.
Связанная вода характеризуется целым рядом признаков, но у исследователей нет единой точки зрения о том, какие из этих признаков считать обязательными.
Нет и четкой классификации форм связи влаги с материалом. Чаще всего формы связи влаги с материалом делят на 3 группы: химическая, физико-химическая, и физико-механическая.
Химически связанная вода (в виде гидроксильных ионов или заключенная в кристаллогидраты) – наиболее прочно связанная. Она может быть удалена из продукта только прокаливанием или путем химического взаимодействия. В продуктах такая вода встречается редко.
Физико-химически связанная вода – это адсорбционно и осмотически связанная.
Адсорбционно связанной называется вода, прочно удерживаемая на поверхности раздела коллоидных частиц с окружающей средой. Адсорбционно связанная влага прочно связана с материалом, перед удалением из продукта она должна быть превращена в пар. Она известна под названием гидратационной . Соединяясь с коллоидными веществами, она не растворяет органические вещества и минеральные соли, замерзает при -71оС.
Осмотически поглощенная влага находится в микропространствах, образованных мембранами клеток, волокнистыми структурами. Во время сушки продуктов удаляется раньше, чем адсорбционная, т.к. связана с их сухими веществами непрочно.
Физико-механически связанную влагу делят на капилярную (находящуюся в капилярах радиусом более 10 –5 см) и микрокапилярную (в капилярах радиусом менее 10-5 см). Эта влага представляет собой растворы, содержащие органические и минеральные вещества продукта.
cyberpedia.su
3.1 Вода в сырье и пищевых продуктах
Вода является необходимым условием жизни и входит в состав всех пищевых продуктов и материалов.
Известный венгерский биолог Сент-Дьердьи пишет: «Странное вещество – вода … Она обладает свойствами капризно изменять молекулярную структуру… Вода не только мать, но и матрица жизни»
Часто мы рассматриваем воду просто как безвредную инертную жидкость, удобную для практического использования в разных целях. Хотя в химическом отношении вода весьма устойчива, она ``представляет собой вещество с довольно необычными свойствами. Вода и продукты ее ионизации – ионы Н+ и ОН- оказывают очень большое влияние на свойства многих важных компонентов клетки, таких как ферменты, белки, нуклеиновые кислоты и липиды. Например, каталитическая активность ферментов в значительной мере зависит от концентрации ионов Н+ и ОН- . Гидратацию также можно рассматривать как химическую реакцию между ионом и водой.
Молекулы воды в пространстве ориентированы определенным образом. Каждая молекула воды тетраэдрически координирована с четырьмя другими молекулами воды, благодаря водородным связям (рис.1)
Способность воды образовывать трехмерные водородные связи, для разрушения которых необходима дополнительная энергия, объясняет необычные свойства воды. Например, высокие значения теплоемкости, точек плавления и кипения, поверхностного натяжения.
3.1.1 Значение воды для организма человека
Вода является главным компонентом организма человека. Тело человека на 2/3 построено из воды. Особенно богаты водой ткани молодого организма. С возрастом количество воды постепенно уменьшается: в теле новорожденного ребенка содержится 70%, в теле зрелого человека 60%, к старости количество воды снижается еще больше. Многие ученые считают одной из причин старения организма - понижение способности коллоидных веществ тела, особенно белков, связывать большое количество воды.
В разных тканях тела содержание воды неодинаково. Она входит в состав костей и зубов – 10-20 %, в сердце и легких и головном мозге – около 80 %, в мышцах – 76 %, в лимфе – около 96 %.
Вода распространена в организме между двумя основными пространствами: внутриклеточным (внутриклеточная жидкость) внеклеточным (внеклеточная жидкость) – плазма, лимфа. Вода свободно диффундирует между этими пространствами, тогда как движение растворенных в ней веществ строго регламентируется.
Вода выполняет в организме следующие функции:
растворяет вещества, поступающие с пищей;
участвует во всех реакциях окисления, гидролиза сложных органических веществ;
вымывает отходы из клеток;
служит смазочным материалом в суставах;
предохраняет организм от перегрева и охлаждения, равномерно распределяя тепло;
входит в состав всех органов и тканей организма.
Важная роль воды в биологических системах обусловлена способностью ее молекул, образовывать множественные водородные связи. Они объясняют особые химические и физические свойства воды (точка кипения и замерзания, высокая диэлектрическая проницаемость, универсальность как растворителя, способность образовывать ионы Н+ и ОН-).
Организм строго регулирует содержание воды в каждом органе и каждой ткани. Постоянство внутренней среды человеческого тела является одним из главных условий нормальной жизнедеятельности.
При недостатке воды в организме происходит некоторое сгущение крови. Это отрицательно сказывается на снабжении организма кислородом и пищевыми веществами, затрудняется работа почек, ухудшается работа мозга. При избытке воды в организме усиливается работа почек, с большой перегрузкой работает сердце, так как увеличивается объем крови.
Потеря организмом 10 % воды вызывает прекращение мочеотделения, а при потере 20 % воды человек погибает.
Суточная потребность человека в воде составляет примерно 40 г на каждый килограмм массы его тела (в среднем 2,5 л), у детей грудного возраста значительно выше 120-150 г.
Содержание воды в организме определяется равновесием между ее поступлением и выходом. Основная часть воды поступает с питьем (1,3 л) и пищей (0,85 л), меньшая ее часть (0,35 л) образуется при обмене веществ (в результате метаболических процессов). При окислении 1г глюкозы образуется 0,6г воды, 1г жира – 1г воды, 1г белка – 0,4г воды. Таким образом, наибольшее количество воды освобождается при окислении жиров.
Некоторые животные, например верблюды, при длительном пребывании в пустыне используют окисление резервного жира в качестве дополнительного источника воды. Способность организма перерабатывать жиры в воду используют врачи при борьбе с тучностью, когда рекомендуют ограничивать количество выпиваемой жидкости, в результате чего интенсивно протекает распад жиров и быстрее уменьшается масса тела.
Соблюдение рационального водного режима является важным условием сохранения здоровья.
studfiles.net
