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. Амилоза и амилопектин различаются не только строением, но и свойствами. Амилопектин с большой молекулярной массой (100 000 и более) нерастворим в воде, а амилоза растворима в горячей воде и образует слабовязкие растворы. Образование и вязкость крахмального клейстера обусловлены в значительной мере за счет амилопектина. Амилоза легче, чем амилопектин, подвергается гидролизу до глюкозы. В процессе хранения происходит старение крахмала, вследствие чего сни- жается его водоудерживающая способность. По содержанию крахмала пищевые продукты как основные его источники можно подразделить на следующие группы. 1. Продукты с высоким содержанием крахмала (50—80%), представленные зерномучными товарами — зерном, крупами, кроме бобовых; макаронными и сухарными изделиями, а также пищевой добавкой — крахмал и модифицированные крахмалы. 2. Продукты со средним содержанием крахмала (10—45%). К ним относятся картофель, бобовые крупы, кроме сои, в которой отсутствует крахмал, хлеб, мучные кондитерские изделия, орехи, незрелые бананы. 3. Продукты с низким содержанием крахмала (0,1—9%): большинство свежих плодов и овощей, кроме перечисленных, и продукты их переработки, йогурты, мороженое, вареные колбасы и другие комбинированные продукты, при производстве которых используется крахмал как стабилизатор консистенции или загуститель. В остальных продовольственных и непродовольственных товарах крахмал отсутствует. Лишь при производстве хлопча- тобумажных тканей поверхность их обрабатывается крахмальным клейстером для придания блеска и гладкой текстуры, но количество крахмала невелико, а после первой стирки он смывается. Гликоген — резервный полисахарид животных организмов. Он имеет разветвленную структуру и по строению близок к амилопекгину. Наибольшее количество его содержится в печени животных (до 10%). Кроме того, он находится в мышечной ткани, сердце, мозге, а также в дрожжах и грибах. Свойства. Гликоген образует с водой коллоидные растворы, гидролизуется с образованием глюкозы, дает с йодом красно- бурое окрашивание. Целлюлоза (клетчатка) — линейный природный полисахарид, состоящий из остатков молекул глюкозы. Свойства. Целлюлоза является полициклическим полимером с большим числом полярных гидроксильных групп, что придает жесткость и прочность ее молекулярным цепям (а также повышает влагоемкость, гигроскопичность). Макромолекулы целлюлозы имеют большую плотность упаковки. Это обусловливает ее высокую химическую стойкость. Целлюлоза не растворима в воде, не поддается действию слабых кислот и щелочей, а растворяется только в очень немногих растворителях (в медно-аммиачном растворителе и в концентрированных растворах четвертичных аммониевых оснований). В товарах целлюлоза обеспечивает механическую прочность к внешним воздействиям, пониженную теплопроводность. В пищевых продуктах она уменьшает усвояемость. Целлюлоза — один из самых распространенных природных волокнистых материалов растительного происхождения (хлопка, льна, конопли, рамы, древесины), поэтому она служит основным сырьем для производства хлопчатобумажных и льняных тканей, бумаги, картона, а также искусственных целлюлозных волокон. Свойства целлюлозного волокна во многом определяются количеством гидроксильных групп. Чем их больше, тем выше гигиенические свойства тканей из этих волокон: влагоемкость, гигроскопичность. Так, целлюлоза льняного волокна содержит большое число групп -ОН, поэтому льняные изделия отличаются высокой гигроскопичностью (11—12%). Все продовольственные товары растительного происхождения содержат целлюлозу. Целлюлоза используется и как пищевая добавка. Кроме природной целлюлозы, большое распространение по- лучили ее производные: ацетаты, нитраты и ксантогенаты. А ц е т а т ы ц е л л ю л о з ы получают при действии на нее уксусного ангидрида в присутствии серной или хлорной кислоты в качестве катализатора. Таким образом производят триацетат целлюлозы, применяемый при производстве волокон для тканей, а также негорючей кинопленки и пластических масс. Н и т р а т ы ц е л л ю л о з ы получают действием на нее смеси азотной и серной кислот. В зависимости от условий нитрования получают пироксилин, используемый при производстве пороха, и коллоксин — для производства пленок, лаков и пластических масс. К с а н т о г е н а т ы ц е л л ю л о з ы получают действием на щелочную целлюлозу сероуглерода. Эти производные используются в качестве промежуточного материала при производстве вискозного волокна. Кроме того, в промышленности применяются простые эфиры целлюлозы (метиловые, бензиловые и др.), а также низкоза- мещенные производные целлюлозы. По содержанию целлюлозы все товары можно разделить на следующие группы. 1. Товары с высоким содержанием целлюлозы (50—99%): хлопок, лен, конопля, древесина и изделия из них; табачные изделия, пищевая добавка — целлюлоза; ткани из вискозы, триацетата; пленки, лаки. 2. Товары со средним содержанием целлюлозы (2—10%): зерно с неудаленными оболочками, орехи, хрен, хлеб зерновой и с отрубями. 3. Товары с низким содержанием целлюлозы (0,5—1,9%): все зерномучные и плодоовощные товары, кроме вышеперечисленных, мучные кондитерские изделия. 4. Товары, не содержащие целлюлозу, продовольственные и непродовольственные товары животного или неорганического происхождения. Таким образом, целлюлозой наиболее богаты непродовольственные товары, что соответствует их важнейшей функции — удовлетворение потребности в защите от неблагоприятных внешних условий. В табачных изделиях целлюлоза обеспечивает их горючесть, поскольку без этого не может образоваться табачный дым — основной продукт потребления этих изделий. Низкое и среднее содержание целлюлозы в пищевых продуктах объясняется необходимостью создания определенного баланса между положительным и отрицательным эффектами, которые оказывает это вещество на организм человека, а также сохраняемость самих продуктов. Положительное действие целлюлозы обусловлено ее способностью выводить из организма вредные вещества (соли тяжелых металлов, холестерин, радионуклиды), усиливать перистальтику кишечника, создавать ощущение сытости, а также улучшать сохраняемость пищевых продуктов. Отрицательное действие вызвано снижением усвояемости продуктов с повышенным содержанием целлюлозы. Пектиновые вещества — комплекс биополимеров, основная цепь которых состоит из остатков молекул галактуроновой кислоты. Пектиновые вещества представлены протопектином, пектином и пектиновой кислотой, которые отличаются молекулярной массой, степенью полимеризации и наличием метальных групп. Общим их свойством является нерастворимость в воде. Протопектин — полимер, основная цепь которого состоит из большого числа мономерных звеньев — остатков молекул пектина. Протопектин включает молекулы арабана и ксилана. Он входит в состав срединных пластинок, связывающих отдельные клетки в ткани, а также совместно с целлюлозой и ге- мицеллюлозами — в оболочки растительных тканей, обеспечивая их твердость и прочность. Свойства. Протопектин подвергается кислотному и фермен- тативному гидролизу (например, при созревании плодов и овощей), а также деструкции при длительной варке в воде. В результате этого ткани размягчаются, что облегчает усвоение пищевых продуктов организмом человека. Пектин — полимер, состоящий из остатков молекул метилового эфира и неметилированной галактуроновой кислоты. Пектины разных растений отличаются различной степенью полимеризации и метилирования. Это влияет на их свойства, в частности желирующую способность, благодаря которой пектин и содержащие его в достаточном количестве плоды используются в кондитерской промышленности при производстве мармелада, пастилы, джема и т. п. Желирующие свойства пектина возрастают с увеличением его молекулярной массы и степени метилирования. Свойства. Пектин подвергается омылению под действием щелочей, а также ферментативному гидролизу с образованием пектиновых кислот и метилового спирта. Пектин — нерастворим в воде, не усваивается организмом, но обладает высокой водоудерживающей и сорбционной способностью. Благодаря последнему свойству он выводит из организма человека многие вредные вещества: холестерин, соли тяжелых металлов, радио- нуклиды, бактериальные и грибные яды. Пектиновая кислота — полимер, состоящий из остатков молекул галактуроновой кислоты. В растительном организме она присутствует как продукт распада пектина, в отличие от которого эта кислота не обладает указанными ценными свойствами. Высокое накопление пектиновой кислоты служит признаком перезревания плодов и овощей и, по-видимому, одной из причин отмирания их тканей. Пектиновые вещества содержатся только в нерафинированных пищевых продуктах растительного происхождения (зерно- мучных и плодоовощных товарах), а также в продуктах с добавкой пектина или растительного сырья, богатого им (фруктово- ягодные кондитерские изделия, сбивные конфеты, торты и т. п.). В рафинированных пищевых продуктах пектиновые ве щества либо отсутствуют, либо их содержание невелико (например, в винах, соках и др.). В непродовольственных товарах растительного происхождения пектиновые вещества, в основном протопектин и пектин, находятся вместе с целлюлозой и лигнином. При этом наличие пектиновых веществ влияет на потребительские свойства товаров. Так, при увеличении содержания пектиновых веществ в бумаге повышается ее гигроскопичность, но снижается щелоче- устойчивость. Лигнин (от лат. lignum — дерево, древесина) — природный биополимер, разветвленные макромолекулы которого состоят из остатков замещенных фенольных спиртов и имеют сложно- эфирные, гликозидные и бензилэфирные связи. Лигнин входит в состав почти всех наземных растений: деревьев разных пород, трав и т. п. По распространенности он уступает только полисахаридам. В древесине лигнин связан с ге- мицеллюлозами. Содержание лигнина в древесине хвойных пород деревьев составляет 23—38%, а лиственных — 14—25%. Лигнин, содержащийся в древесине разных пород, отличается химической природой фенольных спиртов. Так, древесина лиственных пород включает в основном остатки кониферило- вого (3-метоксигидрооксикоричневого); хвойных пород — синапового, а травянистых растений и некоторых древесных пород (например, осины) — кумарового спиртов. Свойства. Лигнин расположен в клеточных стенках и межклеточном пространстве растений, скрепляет целлюлозные волокна. Вместе с гемицеллюлозами он обеспечивает механическую прочность стволов и стеблей. Лигнин — аморфное вещество от светло-кремового до тем- но-коричневого цвета, его молекулярная масса — от 1000 до 150 ООО, плотность — 1,25—1,45 г/см 3 , т. е. он в 1,2—1,5 раза тяжелее воды. Эти свойства лигнина влияют на свойства древесины разных пород: плавучесть, цвет, механическую прочность, технологичность обработки. Так, тяжелые породы древесины (железного и красного деревьев, дуба, кедра) отличаются повышенным содержанием лигнина, что обусловливает красивый коричневый или красно-коричневый цвет, высокую твердость, низкую плавучесть, а некоторые породы тонут в воде. Лигнин легко хлорируется и окисляется. Это свойство используется для удаления остатков лигнина при отбеливании целлюлозы бумаги, льна и др. Гидролиз лигнина и разрушение его эфирных связей происходит под действием растворов сульфатов NH 4 , Na, Са, Mg, содержащих небольшое количество свободного S0 2 . В результате образуется водный раствор лигно- сульфатов — солей лигносульфоновых кислот. Лигносульфона- ты — сырье для получения понизителей вязкости глинистых растворов, синтетических дубящих веществ, ванилина. Они используются как пластификаторы в производстве цемента и кирпича, литейные крепители и т. п. Гидролизованный лигнин служит сырьем для получения пористого кирпича, удобрений, уксусной и щавелевой кислот, наполнителей при производстве пластмасс. Окисление лигнина нитробензолом в щелочной среде используется для получения гидрооксиароматических кислот и альдегидов (сиреневого, ванилина и др.). Выход ванилина и ванилиновой кислоты из лигнина разных видов составляет 7— 35%. Лигнин входит в состав изделий из древесины (мебели, стройматериалов, бумаги, картона и т. п.), льна, хлопка, конопли (тканей, упаковочных материалов) совместно с целлюлозой и гемицеллюлозами в количестве от 0,5 до 40%. Больше лигнина содержится в изделиях из древесины хвойных пород, дуба, кедра. В древесине лигнин улучшает свойства изделий из нее, а в бумаге, льне и хлопке — ухудшает, так как с увеличением содержания лигнина в бумаге снижается ее просвечиваемость и белизна, а в хлопке и льне — их прядильная способность. Хлопок и лен с повышенным содержанием лигнина пригодны в основном для производства технических тканей (брезента, мешковины и т. п.). В небольшом количестве лигнин содержится в составе «сырой клетчатки» и в продовольственных товарах растительного происхождения (зерномучных и плодоовощных товарах, табачных изделиях). Сравнительно много его содержится в отрубях и хлебобулочных изделиях с ними, в скорлупе орехов и оболочках семян, а также в табачных изделиях, в том числе и в папиросной бумаге для них. Белки — природные биополимеры, состоящие из остатков молекул аминокислот, связанных амидными (пептидными) связями, а отдельные подгруппы содержат дополнительно неорганические и органические безазотистые соединения. Следовательно, по химической природе белки могут быть органическими, или простыми, полимерами и элементооргани- ческими, или сложными, сополимерами. Простые белки состоят только из остатков молекул аминокислот, а сложные белки кроме аминокислот могут содержать неорганические элементы (железо, фосфор, серу и др.), а также безазотистые соединения (липиды, углеводы, красящие вещества, нуклеиновые кислоты). В зависимости от способности растворяться в различных рас- творителях простые белки подразделяют на следующие виды: а л ь б у м и н ы — растворимые в воде белки, свертывающиеся при кипячении (например, лактоальбумин молока, овальбумин яйца, лейкозин пшеницы и др.); г л о б у л и н ы — растворимые в солевых растворах белки, свертывающиеся при кипячении (лактоглобулин молока, ов- глобулин яйца, миозиноген мяса, глицинии сои, туберий картофеля и др.); п р о л а м и н ы — белки, растворимые в 60—80%-ном этиловом спирте и набухающие в воде (глиадин пшеницы, ржи, гордеин ячменя, зеин кукурузы и др.); г л ю т е л и н ы — белки, растворимые в слабых растворах щелочей и нерастворимые в воде, спирте, нейтральных растворах солей (глютелин пшеницы, ржи, кукурузы; оризенин кукурузы и др.); п р о т а м и н ы — нерастворимые в воде белки, прйчем их растворы обладают щелочными свойствами (белки икры и молок рыб); г и с т о н ы — растворимые в воде белки, близкие по свойствам к протаминам (гемоглобин крови, другие белки продуктов животного происхождения); п р о т е н о и д ы — нерастворимые в воде, слабых кислотах и щелочах белки (коллаген костей, хрящей, кожи; эластин со- единительных тканей, кератин волос, шерсти, меха и др.). Сложные белки подразделяются в зависимости от безазотистых соединений, входящих в состав их макромолекул, на следующие подгруппы: ф о с ф о р о п р о т е и д ы — белки, содержащие остатки молекул фосфорной кислоты (казеин молока, вителлин яиц, ихтулин икры рыб). Эти белки нерастворимы, но набухают в воде; г л и к о п р о т е и д ы — белки, содержащие остатки молекул углеводов (муцины и мукоиды костей, хрящей, слюны, а также роговицы глаз, слизистой оболочки желудка, кишечника); л и п о п р о т е и д ы — белки с остатками молекул липидов (содержатся в мембранах, протоплазме растительной и животных клеток, плазме крови и т. п.); х р о м о п р о т е и д ы — белки с остатками молекул красящих соединений (миоглобин мышечной ткани и гемоглобин крови, содержащие красящие соединения — гем, и др.); н у к л е о п р о т е и д ы — белки с остатками нуклеиновых кислот (белки ядер клетки, зародышей семян злаковых, гречишных, бобовых и др.). Нуклеиновые кислоты также являются биополимерами, в состав которых входят пентофурозаны (Д-рибоза, Д-2-дезоксирибоза), пуриновые, пиримидиновые основания и фосфорная кислота, расположенные в полимерной цепи в определенной последовательности. Нуклеиновые кислоты подразделяются на рибонуклеиновые (сокращенно РНК) и дезоксирибонуклеиновые (ДНК) кислоты, которые выполняют очень важные для биоорганизмов жизненные функции: запас и трансформирование энергии, синтез белков, передача наследственных свойств и др. Нуклеопротеиды выступают в качестве резервных веществ РНК и ДНК. В состав белков может входить 20—22 аминокислоты в разном соотношении и последовательности. Эти аминокислоты делятся на незаменимые и заменимые. Незаменимые аминокислоты — аминокислоты, не синтезируемые в организме человека, поэтому они должны поступать извне с пищей. К ним относятся изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин, треонин, триптофан, валин, аргинин и гистидин. Заменимые аминокислоты — синтезируемые в организме человека аминокислоты. В зависимости от содержания и оптимального соотношения незаменимых аминокислот белки подразделяют на полноценные и неполноценные. Полноценные белки — белки, в состав которых входят все незаменимые аминокислоты в оптимальном для организма человека соотношении. К ним относятся белки молока, яиц, мышечной ткани мяса и рыбы, гречневой, рисовой и овсяной круп, ржи, картофеля и др. Неполноценные белки — белки, в составе которых отсутствует или содержится в недостаточном количестве одна или несколько незаменимых аминокислот. К ним относятся белки костей, хрящей, кожи, соединительных |