Органическая химия в пищевой промышленности

Органическая химия в пищевой промышленности

Содержание.

• Что такое органическая химия?
• Открытие органической химии.
• Роль органической химии в пищевой промышленности
• Органические красители
• Органические красители
• Процесс производства органических красителей.
• Химический состав пищи.
• Белки.
• Жиры.
• Углеводы.

Что такое органическая химия?

• Органическая химия , наука, изучающая соединения углерода с другими элементами (органические соединения), а также законы их превращений. Название «органическая химия» возникло на ранней стадии развития науки, когда предмет изучения ограничивался соединениями углерода растительного и животного происхождения. Не все соединения углерода классифицируются как органические. Например, СО 2 , HCN, CS 2  традиционно относят к неорганическим. Условно можно считать, что прототипом органических соединений является метан СН 4 .

Открытие органической химии

В 1822 г. Вёлер открыл циановую кислоту и определил ее состав, оказавшийся идентичным составу «гремучей кислоты» – соединения с другими свойствами, исследованного почти одновременно Ю. Либихом. Явление было названо изомерией, а сами вещества – изомерами. В 1828 г. Вёлер доказал возможность получения мочевины упариванием водного раствора цианата аммония, что было истолковано как первый в истории науки искусственный синтез органического вещества. Это открытие сыграло большую роль в ниспровержении идей витализма (существования т.н. жизненной силы).

Фридрих Вёлер (1800-1882)

Роль органической химии в пищевой промышленности

Органическая химия далеко проникла в пищевую промышленность. Во многие пищевые продукты добавляют химически соединения, прежде всего для придания привлекательного вида, приятного запаха, для консервирования и придания большей стойкости к окислению кислородам воздуха. Многие из этих добавок органические соединения. К этим веществам относятся и различные витамины, необходимые для здоровья человека. Все эти добавки подвергаются строгим испытания , и при малейшем подозрении на вредность для человека они исключаются из употребления.

Современная органическая химия и химические процессы, протекающие при хранении и переработке продовольственных товаров. Таковы, например, процессы высыхания, прогоркания и омыления жиров и масел; процессы брожения, наблюдающиеся при хранении некоторых продуктов, а также широко используемые в хлебопечении, при квашении овощей, получении спиртных напитков, уксуса, в производстве молочных продуктов и т. п. Большую роль сыграло также открытие и изучение ферментов — сложных органических соединений, являющихся биологическими катализаторами, вызывающими процессы брожения, расщепления жиров, белков и т. п. Ферменты содержатся в ряде пищевых продуктов. Многие из них применяются в пищевой промышленности. Очень широко используются различные консерванты — безвредные органические вещества, предохраняющие от закисания и порчи плодово-ягодные соки, вина, варенья, маринады и другие пищевые продукты.

Органические красители

Красители повсеместно добавляются в пищевые продукты для восстановления природной окраски, утраченной в процессе обработки или хранения, повышения её интенсивности и окрашивания бесцветных продуктов, а также для придания продуктам привлекательности и разнообразия.

Хотя не так давно для придания продуктам более аппетитного вида в них добавляли исключительно  натуральные красители . Их добывали из овощей, фруктов, ягод, листьев, корнеплодов. Поэтому польза таких красителей очевидна (в допустимых концентрациях), ведь их состав включает органические кислоты и витамины.

Из истории красителей

Использование природных красителей было известно еще за 3000 лет дон.э. Красители везли в Грецию из Индии, где их добывали из растения рода Indigofera (индиго). В Европе и в России индиго получали из растений вида Isatis tinctoria. Яркий и прочный цвет тканей,окрашенных индиго, придавал этому красителю большую ценность. Один из древнейших красителей – пурпур, который еще в X в. до н.э. финикийцы получали из улиток-багрянок (murex brandalis). Для получения одного грамма пурпура нужно было обработать 10 000 улиток! Пурпур в течение нескольких веков был самым ценным из всех красителей

Процесс производства Органических красителей

Технология изготовления органических красителей из различных природных материалов: оксидов металлов, цветных глин, красящих веществ самых разных растений существовала вплоть до конца 19 века. За это время люди научились применять для окрашивания тканей плоды, коренья, кору и другие части растений. Примечателен тот факт, что большая часть растений, которые можно использовать для изготовления органических красителей всегда завозилась из южных теплых стран.

На пример:

Красные и розовые красители  получают из соков ягод, таких как клубника, малина, клюква, кизил, смородина, брусника, различных красных сиропов, варенья и красного вина. Также для красного цвета подходят красный перец, темно-красные помидоры, краснокочанная капуста, кипяченый гранатовый сок и порошок сладкой паприки.

Синий и фиолетовый красители  получают из сока черники, сока свежей или вареной красной капусты, сока из кожи замороженных баклажанов, сока ежевики и сока винограда, как черного, так и фиолетового сортов.

Химический состав пищи

Зачастую пища содержит смесь различных компонентов, однако встречаются виды пищи состоящие из какого-либо одного компонента или его явного преобладания, например, углеводистая пища.

Белки

Белки́  —  высокомолекулярные   органические вещества , состоящие из соединённых в цепочку  пептидной связью  альфа- аминокислот . В живых организмах аминокислотный состав белков определяется  генетическим кодом , при синтезе в большинстве случаев используется 20  стандартных аминокислот . Множество их комбинаций дают большое разнообразие свойств молекул белков. Кроме того, аминокислоты в составе белка часто подвергаются  посттрансляционным модификациям , которые могут возникать и до того, как белок начинает выполнять свою функцию, и во время его «работы» в клетке. Часто в живых организмах несколько молекул белков образуют сложные комплексы, например,  фотосинтетический комплекс .

Жиры.

Жиры́ , или с химической точки зрения  триглицери́ды  — природные органические соединения, полные сложные эфиры глицерина и одноосновных жирных кислот (входят в класс липидов). Наряду с углеводами и белками , жиры являются одним из основных источников энергии для млекопитающих, одним из главных компонентов питания. Эмульгирование жиров в кишечнике (необходимое условие их всасывания) осуществляется при участии солей жёлчных кислот. Энергетическая ценность жиров примерно в 2 раза выше, чем углеводов, при условии их биологической доступности и здорового усвоения организмом. В живых организмах жиры (липиды) выполняют важные структурные, энергетические и другие жизненноважные функции в составе мембранных образований  клетки  и в субклеточных органеллах. Жидкие жиры растительного происхождения обычно называют маслами. Кроме того, в  кулинарии   жир животного происхождения  (полученный из молока животных) так же называют  сливочное масло . Также в  пищевой промышленности  твёрдые жиры, полученные в результате трансформации (гидрирования или гидрогенизации) растительных масел называют саломасом, маргарином, комбинированным жиром или спредом.

В растениях жиры содержатся в сравнительно небольших количествах, за исключением семян масличных растений, в которых содержание жиров может быть более 50 %. Насыщенные жиры расщепляются в организме на 25—30 %, а ненасыщенные жиры расщепляются полностью.

Животные жиры чаще всего содержат стеариновую и пальмитиновую кислоты, ненасыщенные жирные кислоты представлены в основном олеиновой, линолевой и линоленовой кислотами. Физико-химические и химические свойства данной категории жиров в значительной мере определяются соотношением входящих в их состав насыщенных и ненасыщенных жирных кислот.

Углеводы

Углево́ды  — весьма обширный класс органических соединений, среди них встречаются вещества с сильно различающимися свойствами. Это позволяет углеводам выполнять разнообразные функции в живых организмах. Соединения этого класса составляют около 80 % сухой массы растений и 2—3 % массы животных. Организмы животных не способны самостоятельно синтезировать углеводы из неорганических веществ. Они получают их из растений с пищей и используют в качестве главного источника энергии, получаемой в процессе окисления. Таким образом, в суточном рационе человека и животных преобладают углеводы. Травоядные получают крахмал, клетчатку, сахарозу. Хищники получают гликоген с мясом. Для человека главными источниками углеводов из пищи являются: хлеб, картофель, макароны, крупы, сладости. Чистым углеводом является сахар. Мёд, в зависимости от своего происхождения, содержит 70—80 % глюкозы и фруктозы.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!