Процессы брожения и окисления углеводов при производстве продуктов питания

Брожение — процесс (в котором участвуют углеводы), используемый в ряде пищевых технологий: во время тестопритотовления при изготовле­нии хлеба, в производстве пива, кваса, спирта, вина и других продуктов.

Спиртовое брожение осуществляется при участии ферментов дрожжей по следующей схеме:

                            Дрожжи (ферменты)

         С₆ Н₁₂ О₆ → 2СО₂ ↑ + 2С₂ Н₅ ОН+ 57 ккал

глюкоза (фруктоза)

В результате реакции спиртового брожения, под действием комплекса ферментов дрожжей, образуется две молекулы этилового спирта и две молекулы диоксида углерода. Моносахариды сбраживаются дрожжами с различной скоростью. Наиболее легко сбраживается глюкоза и фруктоза, труднее манноза, практически не сбраживается галактоза – основной углевод молока. Пентозы дрожжами не сбраживаются. Наряду с моносахаридами глюкоза и фруктоза, дрожжи могут сбраживать дисахариды мальтоза исахароза, так как дрожжи обладают ферментами, способными разложить молекулы этих двух дисахаридов до глюкозы и фруктозы (ά -гликозидаза и β-фруктофуранозидаза). Спиртовое брожение играет важную роль в процессе производства пива, спирта, вина, кваса, в хлебопечении. Наряду с главными продуктами брожения – этиловым спиртом и диоксидом углерода, при спиртовом брожении образуются побочные и вторичные продукты брожения: глицерин, уксусный альдегид, уксусная кислота, изоамиловый и другие высшие спирты. Эти продукты влияют на органолептические свойства продуктов, часто ухудшают их качество.

Молочнокислое брожение осуществляется при участии ферментов молочнокислых бактерий:

    молочнокислые

    бактерии (ферменты)

С₆ Н₁₂ О₆ → 2СН₃ − СН (ОН) − СООН +52 ккал

глюкоза (фруктоза)

В результате реакции молочнокислого брожения под действием комплекса ферментов образуется две молекулы молочной кислоты. Молочнокислое брожение играет важную роль в процессе производства кисломолочных продуктов, кваса, квашении капусты.

Маслянокислое брожение осуществляется при участии ферментов маслянокислых бактерий:

          маслянокислые

          бактерии (ферменты)

С₆Н₁₂О₆ → СН₃ − СН₂ − СН₂ − СООН + 2СО₂ ↑ +2 Н₂ ↑

Моносахариды

В результате реакции маслянокислого брожения образуется молекула масляной кислоты две молекулы диоксида углерода и водород. Этот процесс происходит на дне болот при разложении растительных остатков, а также при возникновении инфекции маслянокислыми микроорганизмами в процессе производства продуктов питания.

Лимоннокислое брожение осуществляется при участии ферментов плесневого гриба Aspergillus niger:

                                                          ОН

        плесневый гриб (ферменты)    |

С₆ Н₁₂ О₆ + [О] → СООН − СН₂ − С − СН₂ − СООН

глюкоза (фруктоза)                                 ‌‌ |

                                                     СООН

В результате реакции лимоннокислого брожения образуется молекула лимонной кислоты. В основе этой реакции лежит процесс получения лимонной кислоты.

Окисление углеводов в альдоновые, дикарбоновые и уроновые кислоты под действием окислителей и ферментов

Продуктами окисления являются лактоны и альдоновые кислоты, дикарбоновые кислоты. Уроновые кислоты распространены в природе. Некоторые из них – структурные компоненты полисахаридов, имеющие значение в пищевых процессах (гелеобразование и загустение) – это пектин, альгиновая кислота морских водорослей. Способность альдоз к окислению имеет важное значение для пищевых продуктов.

Пищевая ценность углеводов

Одна из важнейших функций низкомолекулярных углеводов это придание сладкого вкуса продуктам питания. В таблице 3.1 приведена характеристика относительной сладости различных углеводов и сахарозаменителей по сравнению с сахарозой, сладость которой принята     за 1 единицу.

Углеводы являются основным источником энергии для человека, при усвоении 1 г моно или дисахарида выделяется 4 ккал энергии. Суточная потребность человека в углеводах составляет 400 - 500 г, в том числе моно и дисахаридов 50 - 100 г. Балластных углеводов (пищевых волокон) – целлюлозы и пектиновых веществ в сутки необходимо употреблять 10 - 15 г, они способствуют очищению кишечника и нормализуют его деятельность. Избыток углеводов в питании приводит к ожирению, так как углеводы используются для построения жирных кислот, а также приводит к нарушению деятельности нервной системы, к аллергическим реакциям.

Таблица 1 - Относительная сладость (ОС) углеводов и сахарозаменителей.

Лекция 6. Липиды пищевого сырья и продуктов питания

Пищевая ценность масел и жиров.

Методы выделения липидов из сырья. Аналитические числа масел и жиров

3. Реакции ацилглицеринов с участием сложноэфирных групп.

4. Реакции ацилглицеринов с участием углеводных радикалов.

5. Пищевая порча жиров.