М.А. Николаева Теоретические основы товароведения (2007 г.). М.А. Николаева Теоретические основы товароведения (2007 г. Учебник для вузов Рекомендовано Учебнометодическим объединением по образованию в области товароведения и экспертизы товаров и Учебнометодическим
 Скачать 5.34 Mb.
|
|
Свойства. Все олигосахариды являются запасными питательными веществами растительных организмов. Они хорошо растворимы в воде, легко подвергаются гидролизу до моносаха ридов, обладают сладким вкусом, но степень их сладости различна. Исключение составляет лишь рафиноза — несладкая на вкус. Олигосахариды гигроскопичны, при высоких температурах (160—200 °С) происходит их карамелизация с образованием темноокрашенных веществ (карамелинов и др.). В насыщенных растворах олигосахариды могут образовывать кристаллы, которые в ряде случаев ухудшают консистенцию и внешний вид продуктов, вызывая образование дефектов (например, засахаривание меда или варенья; образование кристаллов лактозы в сгущенном молоке с сахаром, сахарное поседение шоколада). Липиды и липоиды — олигомеры, в состав которых входят остатки молекул трехатомного спирта глицерина или других вы- сокомолекулярных спиртов, жирных кислот, а иногда и других веществ. Липиды — это олигомеры, являющиеся сложными эфирами глицерина и жирных кислот — глицеридами. Смесь природных липидов, в основном триглицеридов, принято называть жирами. В товарах содержатся именно жиры. В зависимости от количества остатков молекул жирных кислот в глицеридах различают моно-, ди- и триглицериды, а в зависимости от преобладания предельных или непредельных кислот жиры бывают жидкие и твердые. Жидкие жиры бывают чаще всего растительного происхождения (например, растительные масла: подсолнечное, оливковое, соевое и т. п.), хотя есть и твердые растительные жиры (какао-масло, кокосовое, пальмоядровое). Твердые жиры — это в основном жиры животного или искусственного происхождения (говяжий, бараний жир; коровье масло, маргарин, кулинарные жиры). Однако среди животных жиров есть и жидкие (рыбий, китовый, копытный и т. п.). Жиры содержатся во всех пищевых продуктах, кроме отдельных их групп, указанных далее в классификации как шестая группа. В непродовольственных товарах жиры содержатся в ограниченном количестве групп: в косметических изделиях (кремах, лосьонах) и в строительных товарах (олифе, масляных красках, замазке, смазочных маслах и т. п.). В небольшом количестве жир находится в меховых и кожаных изделиях, изготовленных из натуральных материалов животного происхождения, так как в состав оболочек и органелл животной клетки обязательно входят липоиды и липиды. В зависимости от количественного содержания жиров все потребительские товары можно подразделить на следующие группы. 1. Товары с супервысоким содержанием жиров (97,0—99,9%). К ним относятся растительные масла, животные и кулинарные жиры, коровье топленое масло, олифа, технические масла. 2. Товары с преимущественным содержанием жиров (60— 82,5%) представлены сливочным маслом, маргарином, шпиком свинины, орехами: грецкими, кедровыми, фундуком, миндалем, кешью и т . п.; масляными красками. 3. Товары с высоким содержанием жиров (25—59%). В эту группу входят концентрированные молочные продукты: сыры, мороженое, молочные консервы, сметана, творог, сливки с повышенной жирностью, майонез; жирные и средней жирности мясо, рыба и продукты их переработки, икра рыб; яйцо; не- обезжиренная соя и продукты ее переработки; торты, пирожные, сдобное печенье, орехи, арахис, шоколадные изделия, халва, кремы на жировой основе и др. 4. Товары с низким содержанием жиров (1,5—9,0%) — бобовые крупы, закусочные и обеденные консервы, молоко, сливки, кроме высокожирных, кисломолочные напитки, отдельные виды нежирной рыбы (например, семейства тресковых) или мяса II категории упитанности и субпродуктов (кости, головы, ножки и т. п.). 5. Товары с очень низким содержанием жиров (0,1—1,0%) — большинство зерномучных и плодоовощных товаров, кроме сои, орехов, обеденных и закусочных консервов; мучных кондитерских изделий, вошедших в третью группу; меховые и кожаные изделия. 6. Товары, не содержащие жиров (0%) — большинство непро- довольственных товаров, кроме вошедших в другие группы, вспомогательные пищевые продукты, вкусовые напитки, сахаристые кондитерские изделия, кроме карамели и конфет с молочными и ореховыми начинками, ириса; сахар; мед; алкогольные, слабоалкогольные и безалкогольные напитки, кроме эмульсионных ликеров на молочной и яичной основах; табачные изделия. Общие свойства. Жиры являются запасными питательными веществами, обладают самой высокой энергетической ценностью среди других питательных веществ (1 г — 9 ккал), а также биологической эффективностью, если содержат полиненасы щенные незаменимые жирные кислоты. Жиры имеют относи- тельную плотность меньше 1, поэтому легче воды. Они нерас- творимы в воде, но растворимы в органических растворителях (бензине, хлороформе и др.). С водой жиры в присутствии эмульгаторов образуют пищевые эмульсии (кремы, маргарин, майонез). Жиры подвергаются гидролизу при действии фермента липазы или омылению под действием щелочей. В первом случае образуется смесь жирных кислот и глицерина; во втором — мыла (солей жирных кислот) и глицерина. Ферментативный гидролиз жиров может происходить и при хранении товаров. Количество образующихся свободных жирных кислот характеризуется кислотным числом. Усвояемость жиров во многом зависит от интенсивности липаз, а также температуры плавления. Жидкие жиры с низкой температурой плавления усваиваются лучше, чем твердые с высокой температурой плавления. Высокая интенсивность усвоения жиров при наличии большого количества этих или других энергетических веществ (например, углеводов) приводит к отложению их избытка в виде жира-депо и ожирению. Поэтому при организации рационального питания должны преобладать твердые животные жиры (50—60% суточной потребности). Жиры, содержащие непредельные (ненасыщенные) жирные кислоты, способны к окислению с последующим образованием перекисей и гидроперекисей, которые оказывают вредное воз- действие на организм человека. Товары с прогоркшими жирами утрачивают безопасность и подлежат уничтожению или промпереработке. Прогоркание жиров служит одним из критериев окончания срока годности или хранения жиросодержащих товаров (овсяной крупы, пшеничной муки, печенья, сыров и др.). Способность жиров к прогорканию характеризуется йодным и пере кис ным числами. Жидкие жиры с высоким содержанием непредельных жирных кислот могут вступать в реакцию гидрогенизации — насыщения таких кислот водородом, при этом жиры приобретают твердую консистенцию и выполняют функцию заменителей некоторых твердых животных жиров. Данная реакция положена в основу производства маргарина и маргариновой продукции. При высокой температуре жиры плавятся, кипят, а затем и разлагаются с образованием вредных веществ (при температуре более 200 °С). Липоиды — жироподобные вещества, в состав молекул которых входят остатки глицерина или других высокомолекулярных спиртов, жирных и фосфорной кислот, азотистых и других веществ. К липоидам относятся фосфатиды, стероиды и воска. От ли- пидов они отличаются наличием фосфорной кислоты, азотистых оснований и других веществ, отсутствующих в липидах. Это более сложные вещества, чем жиры. Большинство их объединяет наличие в составе жирных кислот. Второй компонент — спирт — может иметь разную химическую природу: в жирах и фосфатидах — глицерин, в стероидах — высокомолекулярные циклические спирты-стерины, в восках — высшие жирные спирты. Наиболее близки по химической природе к жирам фосфатиды (фосфолипиды) — сложные эфиры глицерина жирных и фосфорной кислот и азотистых оснований. В зависимости от химической природы азотистого основания выделяют следующие разновидности фосфатидов: лецитин (новое название — фосфатидилхолин), в составе которого содержится холин; а также кефалин, содержащий этаноламин. Наибольшее распространение в природных продуктах и применение в пищевой промышленности имеет лецитин. Лецитином богаты желтки яиц, субпродукты (мозги, печень, сердце), молочный жир, бобовые крупы, особенно соя. Свойства. Фосфолипиды обладают эмульгирующими свойствами, благодаря чему лецитин используется в качестве эмульгатора при производстве маргарина, майонеза, шоколада, мороженого, а также некоторых кремов. Стероиды и воска являются сложными эфирами высокомо- лекулярных спиртов и высокомолекулярных жирных кислот (С| 6 —С 36 ). Они отличаются от других липоидов и липидов отсутствием в их молекулах глицерина, а друг от друга —спиртами: стероиды содержат остатки молекул стеринов — циклических спиртов, а воска — одноатомные спирты с 12—46 атомами С в молекуле. В зависимости от происхождения стерины подразделяются на растительного — фитостерины; животного — зоостерины и микробиологического происхождения — микро- стерины. Основной стерин растений — p-ситостерин, живот ных — холестерин, микроорганизмов — эргостерин. Ситосте - рином богаты растительные масла, холестерином — коровье масло, яйцо, субпродукты. В шерсти и мехе животных в значительных количествах содержится холестерин и другие зоостерины, в частности ланостерин. Свойства. Стероиды нерастворимы в воде, не омыляются щелочами, имеют высокую температуру плавления, обладают эмульгирующими свойствами. Холестерин и эргостерин под воздействием ультрафиолетовых лучей могут превращаться в витамин D. Стерины и стероиды встречаются вместе с липидами в пищевых продуктах, а также в шерстяных и меховых изделиях. Воска подразделяются на природные и синтетические, а природные — на растительные и животные. Р а с т и т е л ь н ы е в о с к а входят в состав покровных тканей листьев, плодов, стеблей. Некоторые растительные воска (карнаубский, пальмовый) используют в пищевой промышленности в качестве глази- рователей. Ж и в о т н ы е в о с к а — пчелиный, ланолин овечьей шерсти, спермацет кашалотов — используются при производстве косметических товаров, а пчелиный воск — в качестве глазирователя поверхности пищевых продуктов. С и н т е т и ч е с к и е в о с к а в зависимости от типа исходного сырья подразделяют на частично и полностью синтетические. Их применяют при производстве политур, защитных композиций, изолирующих материалов, компонентов кремов в косметике и мазей в медицине. Таким образом, воска встречаются в небольшом количестве в пищевых продуктах растительного происхождения, а также в непродовольственных товарах: косметических (кремы, губная помада, мыло), бытовой химии (мастики для натирки полов, восковые свечи), шерстяных и меховых изделиях (шерстяной воск). Воска выполняют защитную функцию благодаря своим свойствам - , пластичности, химической инертности. Они не смачиваются водой, водонепроницаемы, нерастворимы в воде, этаноле, но растворимы в бензине, хлороформе, диэтиловом эфире. Гликозиды — олигомеры, в которых остаток молекул моносахаридов или олигосахаридов связан с остатком неуглеводного вещества — аглюкона через гликозидную связь. В зависимости от вида этой связи различают О-, N- и S-гли- козиды, по природе углеводного остатка — фуранозиды (остаток пентоз) и пиранозиды (остаток гексоз), а по числу моносахарид- ных остатков — моноозиды, биозиды, триозиды и олигозиды (соответственно производные моно-, ди-, три- и других олигоса- харидов). В качестве примера О-моноозидов можно привести танин — соединение глюкозы с фенольными кислотами через О-связь, N-моноозидов — соланин, амигдалин; S-гликози- дов — синигрин. Агликонами гликозидов могут быть спирты, альдегиды, фенольные и другие кислоты. К О-гликозидам относятся сапонины, флафоноидные ко- ферменты (например, рутин), гликолипиды, некоторые антибиотики; N-гликозидам — гликозиламиды (например, глико- зилмочевина), нуклеозиды, нуклеотиды, нуклеиновые кислоты, а к S-гликозидам — синигрин и другие серосодержащие глико- зиды растений семейства крестоцветных. Гликозиды содержатся только в пищевых продуктах, в основном растительного происхождения. Особенно их много в плодах, овощах и продуктах их переработки. Гликозиды этих продуктов представлены амигдалином (в ядрах косточковых плодов, миндаля, особенно горького), соланином и чаконином (в картофеле, томатах, баклажанах); гесперидином и наринги- ном (в цитрусовых), синигрином (в хрене, редьке), рутином (во многих плодах, а также гречневой крупе). В небольших количествах гликозиды содержатся и в продуктах животного происхождения. В непродовольственных товарах гликозиды либо отсутствуют, либо не имеют практического значения. Свойства гликозидов. Они растворимы в воде и спирте, многие из них обладают горьким и/или жгучим вкусом, специфичным ароматом (например, амигдалин имеет горькоминдальный аромат, синигрин — резкий), бактерицидными и лечебными свойствами (например, соланин, синигрин, сердечные гликозиды и др.). Эфиры — олигомеры, в молекуле которых остатки молекул входящих в них веществ объединены простыми или сложными эфирными связями. В зависимости от этих связей различают простые и сложные эфиры. Простые эфиры — соединения, состоящие из двух углеводородных радикалов и связанных атомом кислорода (R-0-R,). Примерами простых эфиров служат: диметиловый, диэтило- вый, петролейный, дипропиловый эфиры, этиленоксид, анизол, фенетол и др. Свойства. Простые эфиры — бесцветные жидкости с харак- терным запахом, более летучи, чем спирты, плохо растворимы в воде, но растворимы в органических растворителях, устойчивы к действию щелочей и щелочных металлов. Применяются в качестве растворителей жиров, смол, красителей, лаков, кон- сервантов, антиоксидантов и т. д. Простые эфиры входят в состав товаров бытовой химии (растворители) и парфюмерно-косметических изделий. В про- довольственных товарах отсутствуют, но могут применяться как вспомогательное сырье в пищевой промышленности. Сложные эфиры — соединения, состоящие из остатков моле- кул карбоновых кислот и спиртов. Строение их может быть представлено двумя резонансными структурами: О / R-0-C-R, или R-0=C II \ О R, Сложные эфиры низших карбоновых кислот и простейших спиртов обладают приятным фруктовым запахом, поэтому их иногда называют фруктовыми эфирами. Сложные (фруктовые) эфиры совместно с терпенами и их производными, ароматическими спиртами (эвгенолом, линало- олом, анетолом и др.) и альдегидами (коричным, ванильным и т. п.) входят в состав эфирных масел, которые обусловливают аромат многих пищевых продуктов (фруктов, ягод, вин, лике- ро-наливочных, кондитерских изделий), а также парфюмерно- косметических товаров. Сложные эфиры, их композиции и эфирные масла являются самостоятельным товаром — пищевыми добавками — ароматизаторами. Свойства. Сложные эфиры легко летучи, нерастворимы в воде, но растворимы в этиловом спирте и растительных маслах. Эти свойства используются для извлечения их из пряно- ароматического сырья. Сложные эфиры гидролизуются под действием кислот и щелочей с образованием входящих в их состав карбоновых кислот или их солей и спиртов, а также вступают в реакции конденсации с образованием полимеров и переэтирификации с получением новых эфиров за счет замены одного спиртового или кислотного остатка. Полимеры Полимеры — высокомолекулярные вещества, состоящие из десятков и более остатков молекул однородных или разнородных мономеров, соединенных химическими связями. Они характеризуются молекулярной массой от нескольких тысяч до нескольких миллионов кислородных единиц и состоят из мономерных звеньев. Мономерное звено (ранее называемое элементарное) — составное звено, которое образуется из одной молекулы мономера при полимеризации. Например, в полиэтилене [-СН 2 СН 2 -] П мономерное звено---------------------- СН 2 СН 2 , а в крах- мале — С 6 Н| 0 О 5 . С увеличением молекулярной массы и количества звеньев возрастает прочность полимеров. По происхождению полимеры делят на природные, или био- полимеры (например, белки, полисахариды, полифенолы и т. п.), и синтетические (например, полиэтилен, полистирол, феноло-альдегидные смолы). В зависимости от расположения в макромолекуле атомов и атомных групп различают линейные полимеры с открытой линейной цепью (например, натуральный каучук, целлюлоза, амилоза), разветвленные полимеры, имеющие линейную цепь с ответвлениями (например, амилопек- тин), глобулярные полимеры, отличающиеся преобладанием сил внутримолекулярного взаимодействия между группами атомов, входящих в молекулу, над силами межмолекулярного взаимо- действия (например, белки мышечной ткани мяса, рыбы и т. п.), и сетчатые полимеры с трехмерными сетками, образованными отрезками высокомолекулярных соединений цепного строения (например, отверженные феноло-альдегидные смолы, вулканизированный каучук). Существуют и другие структуры макромолекул полимеров (лестничные и т. п.), но они встречаются редко. По химическому составу макромолекулы различают гомопо- лимеры и сополимеры. Гомополимеры — высокомолекулярные соединения, состоящие из одноименного мономера (например, полиэтилен, крахмал, целлюлоза, инулин и др.). Сополимеры — соединения, образованные из нескольких различных мономе ров (двух и более). Примером могут служить белки, ферменты, полифенолы. Важнейшие свойства. Многие из полимеров способны обра- зовывать высокопрочные волокна и пленки, обладают способностью к высокоэластичным деформациям, набуханию и/или образованию высоковязких растворов (например, белки разных видов). Наиболее полно данные свойства выражены у линейных полимеров. По мере перехода к разветвленным цепям или трехмерным сеткам эти свойства частично или полностью утрачиваются. Так, трехмерные полимеры с очень большой частотой сетки нерастворимы, неплавки и неспособны к высокоэластичным деформациям. Распад полимеров осуществляется термическим путем с разрывом валентных связей. Растворимость в воде и органических растворителях характерна лишь для отдельных видов. По фазовому состоянию и преобладанию кристаллических или аморфных фаз полимеры могут быть кристаллическими и аморфными. Кристаллические полимеры образуют разнообразные формы (монокристаллы, фибриллы, сферолиты и др.). Аморфные полимеры могут находиться в трех состояниях: высокоэластическом, стеклообразном и вязкотекучем. Кристаллические полимеры отличаются от аморфных большей прочностью, а большинство аморфных — эластичностью. Строение макромолекул полимеров, расположение атомов и характер связи между ними и мономерными звеньями существенно влияют на химические и физические свойства этих веществ. Так, полимеры с глобулярной структурой не обладают высокой прочностью и эластичностью. Из разветвленных полимеров нельзя получить искусственные волокна, а из линейных можно, поскольку в линейной цепи образуется много межмолекулярных связей. Сетчатая структура повышает упругость полимеров, что увеличивает несминаемость изделий, в состав которых входят такие полимеры (например, в составе синтетических и шерстяных тканей). Структура полимеров обусловливает органолептические свойства товаров, в том числе их внешний вид, внутреннее строение и консистенцию. Полимеры имеют пористую структуру. Различают сквозную, внутреннюю и поверхностную пористость. Сквозная пористость характеризуется наличием пор, проходящих через весь продукт или изделие (например, поры между нитями в тканях). Внутренняя пористость образуется за счет формирования пор при выделении газов (например, пористость хлеба) или в процессе специальной обработки (например, поры внутри волокон тканей). Такие поры не имеют выхода во внешнюю среду и заполнены воздухом либо газами (например, диоксидом углерода). Поверхностная пористость создается за счет открытых пор, образующих на поверхности мелкие впадины. Пористость полимеров влияет на их паро- и воздухопроницаемость, теплоемкость и теплопроводность товаров, в состав которых они входят. Поры способствуют формированию капиллярной системы, в которой удерживается свободная и связанная вода, что повышает водоудерживающую способность пористых объектов (например, мякиша хлеба, колбасного фарша и т. п.). Сквозная и поверхностная пористость увеличивает влаговпитывающую способность, что важно для одежно-обув- ных материалов. В то же время высокая пористость нежелательна для непромокаемых материалов (натуральной и искусст- венной кожи, резины и т. п.). Биополимеры — природные высокомолекулярные соединения, образующиеся в процессе жизнедеятельности растительных или животных клеток. В биологических организмах биополимеры выполняют четыре важнейшие функции: 1) рациональное запасание питательных веществ, которые организм расходует при нехватке или отсутствии поступления их извне; 2) формирование и поддержание в жизнеспособном состоянии тканей и систем организмов; 3) обеспечение необходимого обмена веществ; 4) защита от внешних неблагоприятных условий. Перечисленные функции биополимеры продолжают выполнять частично или полностью и в товарах, сырьем для которых служат определенные биоорганизмы. При этом преобладание тех или иных функций биополимеров зависит от того, какие потребности удовлетворяют конкретные товары. Например, пищевые продукты выполняют в первую очередь энергетические и пластические потребности, а также потребность во внутренней безопасности, поэтому в их составе преобладают запасные усвояемые (крахмал, гликоген, белки и т. п.) и неусвояемые (целлюлоза, пектиновые вещества) или трудноусвояемые биополимеры (некоторые белки), характеризующиеся высокой механической прочностью и защитными свойствами. В плодо овощных товарах присутствуют биополимеры, обладающие бактерицидным действием, что обеспечивает дополнительную защиту от неблагоприятных внешних воздействий, в первую очередь микробиологического характера. Биополимеры непродовольственных товаров (одежно-обув- ных, текстильных и др.) выполняют в основном функцию защиты от неблагоприятных внешних воздействий и поддержания постоянства температуры в организме, что соответствует тем потребностям, которые удовлетворяют эти товары. Биополимеры продовольственных товаров представлены ус- вояемыми и неусвояемыми полисахаридами, пектиновыми ве- ществами, усвояемыми и трудно- или неусвояемыми белками, а также полифенолами. К биополимерам непродовольственных товаров относятся неусвояемые белки, полисахариды (в основном клетчатка), пектиновые вещества (преобладает протопектин) и лигнин. В продовольственных и непродовольственных товарах рас- тительного происхождения преобладающими биополимерами являются полисахариды и пектиновые вещества, а в товарах животного происхождения — белки. В товарах первой из ука- занных групп могут быть и белки, но их удельный вес, как правило, меньше, чем полисахаридов (например, в зерномучных товарах). Соотношение между полисахаридами и белками примерно 3,5 : 1. Известны товары растительного происхождения, состоящие почти целиком из полисахаридов с небольшим количеством примесей (крахмал и крахмалопродукты, бумага, хлопчатобумажные ткани). В товарах животного происхождения полисахариды практически отсутствуют (исключение — мясо и печень животных, которые содержат гликоген), однако товары, которые состоят только из белка, также отсутствуют. Полисахариды — это биополимеры, содержащие кислород и состоящие из большого числа мономерных звеньев типа С 5 Н 8 0 4 или С 6 Н |0 О 5 В зависимости от природы мономерного звена полисахариды делят на пентозаны (С 5 Н 8 0 4 ) п и гексозани (С 6 Н, 0 О 5 ) п . К пентозанам относятся арабаны, ксиланы и т. п., которые входят в состав гемицеллюлоз, сырой клетчатки и протопектина. В чистом виде в природных материалах и товарах они почти не встречаются. Наибольшее распространение имеют гексозаны, важнейшими представителями которых являются крахмал, целлюлоза (клетчатка), гликоген и инулин. По усвояемости организмом человека полисахариды подраз- деляются на усвояемые (крахмал, гликоген, инулин) и неусвояемые (все пентозаны, целлюлоза). Полисахариды образуются преимущественно растительными организмами, поэтому являются количественно преобладающими веществами продовольственных и непродовольственных товаров растительного происхождения (70—100% сухого вещества). Исключение составляет лишь гликоген, так называемый животный крахмал, образующийся в печени животных. Разные классы и группы товаров отличаются подгруппами преобладающих полисахаридов. Так, в зерномучных товарах (кроме сои), мучных кондитерских изделиях, картофеле и орехах преобладает крахмал. В плодоовощных товарах (кроме картофеля и орехов), сахаристых кондитерских изделиях крахмал либо отсутствует, либо содержится в небольших количествах. В этих товарах основными углеводами являются моно- и олигосахариды. В непродовольственных товарах растительного происхождения — хлопке, льне, конопле, хлопчатобумажных и льняных тканях, бумаге, картоне, упаковочных и перевязочных материалах из них, пакле, бумажных изделиях (писчей бумаге, скатертях, салфетках), а также в табачных изделиях преобладает целлюлоза с небольшой примесью пектиновых веществ и лигнина. Крахмал — биополимер, состоящий из мономерных звеньев — глкжозидных остатков. Природный крахмал представлен двумя полимерами: амилозой с линейной цепью и амилопектином — с разветвленной, причем последний преобладает (76—84%). В растительных клетках крахмал формируется в виде крахмальных зерен. Их размер, форма, а также соотношение амилозы и амилопектина являются идентифицирующими признаками природного крахмала определенных видов (картофельного, кукурузного и др.). Крахмал — запасное вещество растительных организмов. |