1. Struktura cząsteczki wody:(2 + ch dipolowy)

• 2 atomy wodoru, połączone z 1 atomem tlenu wiązaniem kowalencyjnym, kąt pomiędzy wiązaniami około 105^o

• Elektrycznie obojętna (liczba protonów równa liczbie elektronów) i polarna, ponieważ podział elektronów tworzących wiązanie kowalencyjne między tlenem i wodorami jest asymetryczny (tlen, jako pierwiastek bardziej elektroujemny bardziej przyciąga elektrony, wobec czego na nim następuje cząstkowy ładunek ujemny, a na wodorach dodatni – cząsteczka ma charakter dipola)

Charakter dipolowy cz. H20

• Jądro atomu tlenu przyciąga elektrony silniej niż jądro atomu wodoru

• Nadmierne zagęszczenie elektronów na atomie tlenu wytwarza ujemny obszar w obrębie dwóch kątów czworościanów

• Zatem w cząsteczce wody powstają dwa dipole elektryczne wzdłuż każdego wiązania H─O.

1. Fizykochemiczne właściwości wody: (7)

   • Krystalizuje w temperaturze .C

   • Wrzenie w temperaturze . C pod normalnym ciśnieniem

   • Wzrost gęstości przy zmianie temperatury od 0 do +. C

   • Duże wartości stałej dielektrycznej (około 80) i napięcia powierzchniowego

   • Niskie ciepło topnienia 333 kJ/mol

   • Wysokie ciepło parowania 2260 kJ/mol

   • Zdolność rozpuszczania wielu substancji i uwadniania polimerów naturalnych

2. Rola wody w żywności: (4)

• Ze względu na ilość, jak i właściwości różniące ją od innych składników woda wpływa na właściwości żywności:

  1. Fizyczne

  2. Biologiczne

  3. Chemiczne

• Bez wody niemożliwe jest działanie enzymów i rozwój drobnoustrojów

• Wpływ na szybkość reakcji chemicznych (np. w hydrolizie niezbędna)

• Cechy fizyczne( konsystencja, struktura, inne cechy fizyczne i fizykochemiczne surowców. Produktów

1. Struktura wody i lodu

• Gęstość wody = 1g/cm3, natomiast gęstość lodu = 0,92 g/cm3

• Obniżanie temperatury wody powoduje porządkowanie struktury i powstawanie siatki heksagonalnej stabilizowanej przez wiązania wodorowe

• Gęstość lodu jest niższa niż wody ciekłej , wynika to z tego że lód ma uporządkowaną siatkę heksagonalną i przez to cz. Zajmują mniej miejsca.

• W wodzie ciekłej występują luźne polaczenia cz. H20, które tworzą krótko trwałe KLASTERY, często występują uporządkowane.

1. Zjawisko hydratacji: (6)

• Woda jest bardzo dobrym rozpuszczalnikiem jonów.

• W polu elektrycznym kationów i anionów wodne dipole układają się w uporządkowany sposób , odpowiednio do ładunku jonów.

• elektrycznie naładowane grupy w cząsteczkach organicznych Np. grupy karboksylowe, fosforanowe, amonowe) są dobrze uwodnione co przyczynia się do ich rozpuszczalności w wodzie

• Im większy jest udział polarnych grup funkcyjnych w cząsteczce, tym większa hydrofilowość (rozpuszczalność), np. grupy karboksylowe, fosforanowe, amonowe, hydroksylowe, karbonylowe, aminowe, wiązania peptydowe itp.

• Cząsteczki obojętne z wieloma grupami hydroksylowymi takie jak glicerol czy cukry są dobrze rozpuszczalne , gdyż tworzą wiązania wodorowe z cząsteczkami wody.

• Cząsteczki , które wyłącznie lub przeważnie składają się z części węglowodorowych rozpuszczają się w mniejszym stopniu albo w ogóle nie rozpuszczają się w wodzie. Oddziaływanie hydrofobowe.

1. Rodzaje wody w żywności: ( 2 i 5)

Podstawowe formy wody występujące w żywych tkankach

• Woda wolna – woda wykazująca prężności pary równe prężności pary czystej wody, stanowi ona większą część wody zawartej w żywności nieprzetworzonej lub przetworzonej

• Związana – obniżona aktywność i dostępność, (obserwuje się przy obniżaniu zawartości wody poniżej 50%)

• Woda związana ( def Fenema)- to ta, która jest zlokalizowana w bezpośrednim sąsiedztwie substancji rozpuszczonych lub zawieszonych, ma zmniejszoną aktywność, odmienne właściwości od pozostałej masy wody w danym materiale i nie zamarza do temp. -40⁰C

Rodzaje wody w żywności

• Woda strukturalna (krystaliczna, związana chemicznie) (poniżej 0,03%) jest integralną częścią składników niewodnych, ulokowana w wolnych przestrzeniach makrocząsteczek lub związana w postaci wodzianów

• Woda związana w postaci monowarstwy (0,1 – 0,9%) – silnie oddziaływuje z grupami polarnymi i zjonizowanymi składnikami niewodnymi

• Woda związana w dalszych kilku warstwach (1-5%) o strukturze uporządkowanej wokół hydrofilowych grup składników niewodnych

• Woda niezwiązana (wolna) (5-96%) o właściwościach zbliżonych do właściwości wody w rozcieńczonych roztworach soli powiązana siecią wzajemnych wiązań wodorowych, ruchliwa

• Woda uwięziona (5-96%) – o właściwościach wody wolnej, ale uwięziona w niewypełnionych przestrzeniach składników strukturalnych lub w żelach, przez co jej przepływ jest utrudniony

1. Aktywność wody: (5)

• Stosunek prężności pary wodnej nad badaną próbką do prężności pary nad czystą wodą w tej samej temperaturze, (p/p_o = n₂/(n₁+ n₂), gdzie n₁, n₂ – stężenia molowe; p – prężność pary nad badaną próbką, p_o – prężność pary nad czystą wodą

• Inaczej: odpowiada równowagowej wilgotności względnej, przy której produkt ani nie zyskuje, ani nie traci wilgoci

• Jest miarą zawartości wody wolnej w danym materiale, umożliwia więc określenie intensywności, z jaką woda asocjuje z różnymi niewodnymi składnikami

• Woda związana jest najmniej dostępna

• Od aktywności wody zależy przebieg wielu ważnych reakcji chemicznych i biochemicznych, a także rozwój drobnoustrojów

Aktywność wody a trwałość żywności: (

• Rozwój mikroflory

• Wpływ na konformację białek enzymatycznych, które decydują o aktywności i zdolności katalitycznej enzymów

• Większość reakcji enzymatycznych rozpoczyna się wraz z pojawieniem się wody luźniej związanej to jest powyżej aktywności odpowiadającej warstwie molekularnej

  • Dla przebiegu reakcji hydrolizy a_w min. 0,3

  • Wartość a_w < 0,8 – nie działają amylazy, fenylooksydazy, peroksydazy

• Jak aktywność wody wpływa na przebieg reakcji utleniania?

Woda może sprzyjać reakcjom utleniania: ( 2)

• ze względu na rozpuszczalność jonów metali uczestniczących w reakcjach (np. jony Fe)

• Jak też przez pęcznienie białek, które ułatwiają działanie rodników powstających w procesach utleniania lipidów

Może ograniczać procesy utleniania: (4)

• Utrudnianie dyfuzji tlenu do miejsc reakcji

• Obniżanie stężenia jonów metali

• Wiązanie produktów pośrednich autooksydacji lipidów

• Przyspieszeniem tych reakcji, których produkty mają działanie przeciwutleniające

• Przemiany fizyczne związane z aktywnością wody i mające wpływ na jakość i trwałość żywności:

  • Krystalizacja – krystalizacji ulegają przede wszystkim sacharydy (a_w = 0,3 – 0,5)

    • Woda uwalniana w procesach krystalizacji powoduje:

      • Utracenie kruchości wyrobów piekarniczych

      • Zbrylanie produktów suszonych

      • Przyspieszenie reakcji chemicznych

Następstwem sorpcji wilgoci przez substancje krystaliczne jest ich częściowe rozpuszczanie powodujące zlepianie kryształów i zbrylanie.

• Rozpuszczalność niektórych składników żywności

1. Poziom aw w żywności

• Żywność o strukturze tkankowej (warzywa, mięso, ryby itp.) – a_w >0,98

• Koncentraty spożywcze – a_w < 0,6

• Żywność o wilgotności pośredniej – a_w 0,6 – 0,9

1. Jakość wody pitnej: ( 4)

Woda pitna i przeznaczona na cele gospodarcze musi być:

1. Bezpieczna pod względem sanitarnym i zdrowotnym

2. Wykazywać odpowiednie cechy sensoryczne

W myśl przepisów nie powinna zawierać drobnoustrojów chorobotwórczych, pasożytów ani innych żywych organizmów w ilościach niebezpiecznych dla zdrowia

Nie powinna zawierać

• Zanieczyszczeń chemicznych

• substancji naturalnego pochodzenia w ilościach zagrażających zdrowiu człowieka

• Żadnych substancji w ilościach wpływających na smak, zapach, barwę, mętność

• Oraz widocznych zanieczyszczeń stałych

Zalecenia WHO dotyczące wody pitnej obejmują następujące wskaźniki: ( 6)

• Bakteriologiczne

• Substancje chemiczne o zdrowotnym znaczeniu (organiczne i nieorganiczne)

• pestycydy

• Składniki radioaktywne

• Substancje chemiczne niemające wpływu na zdrowie w stężeniach normalnie występujących w wodzie

• Substancje i wskaźniki, które nie mają znaczenia zdrowotnego, ale mogą obniżać jakość sensoryczną wody

Jakość wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi określa obecnie Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 29 marca 2007 r.

Rozporządzenie to określa: (8)

• Wymagania dotyczące jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi, w tym wymagania bakteriologiczne, fizykochemiczne i sensoryczne

• Sposób oceny przydatności wody

• Minimalną częstotliwość badań i miejsca pobierania próbek wody do badań

• Zakres badania

• Program monitoringu jakości wody

• Sposób nadzoru nad materiałami i wyrobami stosowanymi w procesach uzdatniania i dystrybucji wody

• Sposób nadzoru nad laboratoriami wykonującymi badania jakości wody

• Sposób informowania konsumentów o jakości wody

Kontrole nad jakością wody pitnej sprawuje Główny Inspektor Sanitarny i podlegające mu jednostki Sanepidu. Wewnętrzną kontrolę jakości wody sprawują przedsiębiorstwa wodno – kanalizacyjne

Jakość wody podlega kontroli, jeśli

• Pobierana jest z urządzeń i instalacji wodociągowych

• Pobierana jest z indywidualnych ujęć zaopatrujących ponad 50 osób lub dostarczających więcej niż wody na dobę

• Pobierana jest z indywidualnych ujęć, bez względu na ilość dostarczanej wody, jeżeli woda ta służy do działalności handlowej lub publicznej

• Pobierana jest z cystern lub zbiorników

Ocenę przydatności wody do picia przeprowadzają przedsiębiorstwa wodociągowo – kanalizacyjne w ramach kontroli wewnętrznej w zakresie parametrów objętych monitoringiem kontrolnym i przeglądowym

1. Wskaźniki jakości wody objęte monitoringiem kontrolnym

Monitoring kontrolny – służy sprawowaniu bieżącego nadzoru sanitarnego nad jakością wody przez regularne badanie wody i przekazywanie informacji o jej jakości

Fizyczne i sensoryczne parametry objęte monitoringiem kontrolnym;( 6)

• Barwa

• Mętność

• PH 6,5 – 9,5

• Przewodność

• Zapach

• Smak

Chemiczne parametry objęte monitoringiem kontrolnym: ( 6)

• Jon amonowy

• Azotany (V) i (III)

• Chlor wolny

• Suma chloranów i chlorynów

• Glin

• Mangan i żelazo (woda pochodząca z ujęć podziemnych)

Mikrobiologiczne parametry objęte monitoringiem kontrolnym: (4)

• E. Coli

• Enterokoki

• Bakterie z grupy coli

• Clostridium perfringenes łącznie ze sporami

1. Parametry chemiczne oceny jakości wody.

1. Związki organiczne: (5)

   • Akryloamid ( pojawia się w żywności, toksyczny, pow w skrobi)

   • Benzen

   • Benzopiren ( należy do WWA i jest najbardziej toksyczny, pow w wyniku nie pełnego spalania węgla)

   • Suma wielopierścieniowych węglowodanów aromatycznych

   • pestycydy

2. Związki nieorganiczne: ( 9)

• Arsen

• Azotany/azotyny (Azotany 50 mg/l, azotyny 0,50 mg/l)

• Chrom (RAKOTWÓRCZY, nie należy używać suplementów diety zawierających chrom!!!)

• Cyjanki

• Kadm

• Miedź

• Nikiel

• Ołów

• Rtęć

1. Rola słabych kw w żywności. Wpływ pKa, roztwory buforowe, równanie Henderson

1. Rola kwasów : (9)

1. Regulowanie wzrostu i rozmnażania się drobnoustrojów

2. Zmiana aktywności enzymów w produktach spożywczych

3. Klarowanie roztworów i zapobiega tworzeniu się osadów

4. Wpływ na własności koloidalne pektyn, gum roślinnych

5. Polepszenie struktury galaret i dżemów

6. Wpływ na hydrolizę wielocukrów

7. Stabilizacja kwasu askorbinowego

8. Wpływ na smak produktu

9. Obniżenie wartości pH

1. Roztwory buforowe

• Są to roztwory, które nie zmieniają wyraźnie wartości pH mimo wprowadzenia do nich niewielkich ilości mocnych kwasów lub zasad, jak również pod wpływem rozcieńczenia z wodą, a więc utrzymują pH na określonym stałym poziomie

• Są mieszaninami roztworów słabego kwasu i jego soli z mocną zasadą (CH₃COOH i CH₃COONa ) lub słabej zasady i jej soli z mocnym kwasem (NH₃*H₂O i NH₄CL)

• W pierwszym przypadku( słaby kwas i jego sól) kwas jest słabo zdysocjowany i odgrywa rolę donora protonów( odłączenie protonów), natomiast jony CH₃COO^- rolę sprzężonej z nim zasady ( przyłączenie protonów)

• Przykłady: - bufor octanowy

-bufor węglanowy

-bufor fosforanowy

-bufor amonowy

1. Stała dysocjacji Ka– stosunek iloczynu stężeń jonów, na które rozpadł się elektrolit, do stężenia cząsteczek niezdysocjowanych. W danej temperaturze stała dysocjacji jest wielkością stała.

• Stała równowagi reakcji nazywamy stałą dysocjacji kwasowej jej wartość charakteryzuje moc kwasu

Węglowodany

1. Rola węglowodanów w żywności.

• Strukturotwórcza

• Są źródłem energii, błonnik

• Mają właściwości funkcjonalne ( słodkość, wiązanie wody)

1. Nomenklatura węglowodanów.

Węglowodany: definicje i struktury

Węglowodany w żywności obejmują cukry, skrobię, błonnik, żele

Definicja chemiczna: alifatyczne polihydroksyaldehydy i ketony oraz ich pochodne

Alifatyczne – organiczne związki łańcuchowe oraz związki cykliczne, które je przypominają (tj nie aromatyczne)

Nomenklatura

• Węglowodany są utworzone z pojedyńczej lub wielokrotnej jednostki cukrowej

• Sacharydy klasyfikuje się wg liczby jednostek cukrowych

Kategoria	Liczba jednostek cukrowych	Występowanie w żywności
Monosacharydy	1	Cukier – glukoza
Disacharydy	2	Cukier – sacharoza
Oligosacharydy	3-10	Cukry (hydroliza skrobi) stachioza
Polisacharydy	>10	Skrobia

1. Forma piranozowa i łańcuchowa glukozy

• Tworzenie pierścieni heterocyklicznych jest wynikiem wewnątrz cząsteczkowej addycji grupy hydroksylowej do grupy aldehydowej lub ketonowej z utworzeniem wiązania półacetalowego( hemiacetalowego).

• W środowisku o pH mniejszym od 7 tj. kwaśnym, przeważa forma pierścieniowa, natomiast w śr zasadowym forma łańcuchowa

Glukoza występuje w formie:

• Alfa D glukopiranozy lub beta D glukopiranozy

Piranoza

• Najniższy stan energetyczny (najtrwalsze) cząsteczki monosacharydów osiągają w formie cyklicznej (pierścieniowej)

1. Występowanie węglowodanów w żywności- przykłady

Występowanie sacharydów w żywności – MONOSACHARYDY

Sacharyd	Występowanie
pentozy i pochodne L-Arabinoza D-Ryboza D-Apioza – charakterystyczny posmak, lekkostrawna Aldoheksozy L-Fukoza D-Galaktoza D-Glukoza D-Mannoza Ketoheksozy (heksulozy) D-fruktoza L-Sorboza Pochodne ketoheksoz D-Glukozoamina Ketoheptozy D-manno-2-heptuloza	- (1 i 2) gumy roślinne, saponiny - Kwas rybonukleinowy - Pietruszka, nasiona selerów - Mleko kobiece, algi, gumy roślinne - Śluzy i gumy roślinne, oligo- i polisacharydy - Składnik organizmów roślinnych i zwierzęcych - Pomarańcze, śluzy roślinne, błony - Owoce i miód - Jarzębina - Chityna i chitosan regeneracja stawów i chrząstek - Owoce awokado

Występowanie sacharydów w żywności – DISACHARYDY

Sacharyd	Występowanie
Gentobioza Kojibioza Laktoza Laminaribioza Maltoza Melibioza Neotrhaloza Nigeroza Sacharoza	Amigdalina Miód Mleko Miód Blok budulcowy skrobi, buraki cukrowe, miód Ziarno kakaowe Soja z pszenicą (fermentowana) Miód, piwo Buraki cukrowe, trzcina cukrowa, karmel

Występowanie sacharydów w żywności – TRISACHARYDY

Sacharyd	Występowanie
Erloza Fukozydolaktoza Gentoza Izomaltotrioza Maltotrioza Manninotrioza Rafinoza	Miód Mleko kobiece Miód Miód Syrop skrobiowy Kasza manna Buraki cukrowe, trzcina cukrowa

Występowanie sacharydów w żywności – TETRASACHARYDY I PENTASACHARYDY

Sacharyd	Występowanie
Tetrasacharydy Maltotetraoza Stachioza Pentasacharydy Izomaltopentaoza Maltopentaoza	Syrop skrobiowy Karczochy, korzenie soi, groszek Miód Syrop skrobiowy

Występowanie sacharydów w żywności – POLISACHARYDY

Sacharyd	Występowanie
Agar Alginiany Celuloza Chityna Glikogen Guma arabska Guma z chleba świętojańskiego Galaktany Kwas hialuronowy Inulina Karageniany Pektyna Skrobia	Krasnorosty-środek żelotwórczy Glony brunatnice- zagęstnik sosów Rośliny-wypełniacz żyw niskokalorycz Szkielet skorupiaków i owadów Wątroba, mięśnie Akacja senegalska-stabilizator klei Chleb świętojański-zagęstnik Rośliny Tkanka łączna (czynnik wiążący wodę) Rośliny i korzenie Compositae Krasnorosty Głównie jabłka i cytrusy Bulwy, nasiona zbóż

1. Węglowodany w owocach i warzywach.

Owoce bogate w fruktozę

• Winogrona

• Gruszki dominującym cukrem jest fruktoza, wpływa na wysoką słodkość

• Wiśnie

Owoce bogate w glukozę

• Winogrona

• Wiśnie

Owoce bogate w sacharozę

• Brzoskwinie najlepsze do konserwowania

• Jabłka (średnia zawartość)

Truskawki Mało węglowodanów, dieta odchudzająca

Warzywa bogate w fruktozę

• Pomidor

• Cebula

Warzywa bogate w glukozę

• Pomidor

• Cebula dodatkowy cukier (skorodoza) odpowiedzialny za rumienienie (karmelizacja)

Warzywa bogate w sacharozę

• Burak czerwony

• Słodka kukurydza

• Słodki ziemniak

• Groszek

• Fasola

1. Słodkość

Słodkość

• Smak cukrów jest słodki

• Słodkość mierzy się stosując analizę sensoryczną. Jako wzorzec stosuje się 10% roztwór sacharozy. Jednostka słodkości, tzw. względna słodkość (RS – relative sweetness) takiego roztworu wynosi 1;

Słodkość < 1 – mniej słodki niż sacharoza; Słodkość > 1 – słodszy od sacharozy

Względna słodkość (RS) 10% wodnych roztworów różnych związków (sacharoza = 1,0)

Związek	RS
Sacharoza Fruktoza Cukier inwertowany Glukoza Galaktoza Laktoza maltoza Alkohole cukrowe -Ksylitol -Mannitol - Sztuczne środki słodzące -Aspartam -Sacharyna	1 1,8 1,3 0,7-0,8 ok. 0,3 0,2-0,3 0,3 0,4-1,2 200 200-700

1. Naturalne sacharydowe środki Słodzące stosowane w Polsce.

W Polsce w użyciu są następujące naturalne sacharydowe środki słodzące:

Glukoza, fruktoza, laktoza, sacharoza, maltoza, alkohole cukrowe, syrop skrobiowy, cukier brązowy, cukier inwertowany,

D-Glukoza RS 0,7-0,8

• Ze względu na szybkie wchłanianie jest źródłem energii dla chorych

• Jest popularnym środkiem słodzącym do piwa, napojów orzeźwiających i czekolady

• Do jej metabolizmu potrzebna jest insulina, dlatego nie jest wskazana dla diabetyków

D-Fruktoza 1,8

• Najlepiej rozpuszczalna w wodzie spośród sacharydów

• Stosowana do słodzenia soków, w których nie krystalizuje przy przechowywaniu

• Jest higroskopijna, a więc zapobiega utracie wilgoci w przechowywanych produktach żywnościowych np. owocach kandyzowanych

• Metabolizuje do glikogenu i to bez udziału insuliny, dlatego jest używany przez diabetyków

• Jego wartość energetyczna jest mniejsza niż D-glukozy

• Pozytywne cechy D-fruktozy to również przyspieszanie metabolizmu etanolu oraz niewywoływanie i niepodtrzymywanie rozwoju próchnicy

Laktoza RS 0,2-0,3

• Czyli cukier mlekowy, (4,8 – 5,1% w mleku ssaków)

• Słabo rozpuszczalna w wodzie

• źródłem laktozy jest serwatka( serwatka zawiera ok6% suchej masy, której 67-75% stanowi laktoza)

• Laktoza jest używana jako nośnik innych środków słodzących i dodatek polepszający smak produktów mlecznych

• Negatywną stroną wykorzystywania laktozy może być to, że do jej metabolizowania potrzebny jest enzym beta-D-galaktozydaza

• U wielu saków enzym ten zanika z wiekiem, nie mają go też niektóre dzieci w wyniku błędu genetycznego

Sacharoza RS 1

• Szybko się wchłania i metabolizuje

• Powoduje to okresowy, duży nadmiar glukozy w organizmie, która przekształca się w tedy w lipidy

• Z powodu jej dużej wartości odżywczej oraz potrzeby insuliny do jej metabolizowania należy ograniczać spożycie sacharozy

Maltoza RS 0,3

• ma łagodny smak słodki bez żadnych posmaków,

• jej roztwory mają małą lepkość

Alkohole cukrowe ksylitol, sorbiolt, mannitol RS 1.2-0,4

• związki otrzymane na potrzeby słodzenia

• doskonale rozpuszczalne w wodzie i w alkoholach

• są odporniejsze od sacharydów na niskie pH i higroskopijne

• ich słodki smak trwa przez dłuższy czas, odczuwa się jednocześnie wrażenie chłod

• nie powoduje próchnicy

• metabolizuje bez udziału insuliny

• stosowane w pastylkach orzeźwiających i gumach

cukier brązowy

• mieszanina różnych cukrów głownie sacharozy, maltozy, melasy, i innych wielocukrów które mogą stanowić ok. 25% masy

• posmak karmelu

Syropy skrobiowe

• są produktami scukrzania skrobi w Polsce przede wszystkim ziemniaczanej, w USA kukurydzianej

• tanie środki słodzące

• wykorzystuje się jako dodatek ,wypełniacz, dodatek słodzący do cukierków pralinek, batonów

• w zależności od stopnia przemiany otrzymuje się różne syropy

• najpierw syrop maltodekstrozowy o słodkości 0,2, bardzo gęsty, ale dobrze rozpuszczalny w wodzie, łatwo trawiony, syrop maltoz owy, glukozowy,

Typ 1: Syrop maltodekstrozowy

- Słodkość 0,2

- Gęsty

- Raczej jako środek teksturotwórczy

Typ 2: Syrop maltozowy

- Słodkość 0,4-0,5

- Maltoza dominująca

- Stosowany w celach strukturotwórczych i do słodzenia

Typ 3: Syrop glukozowy

- Słodkość 0,7-0,8

- Dominuje glukoza

- Podstawowy w pralinkach i cukierkach

Typ 4: Syropy fruktozowo – glukozowe do słodzenia soków i różnych napojów

Alkohole cukrowe( ksylitol, mannitol, sorbitol)

• Doskonale rozpuszczalne w wodzie i w alkoholach

• Są odporniejsze od sacharydów na niskie pH i higroskopijne

• Ich słodki smak trwa przez dłuższy czas, odczuwa się jednocześnie wrażenie chłodu

• Metabolizują bez udziału insuliny

1. Cukier inwertowany.

Cukier inwertowany - jest wytwarzany poprzez hydrolizę kwasową sacharozy. Sacharoza zostaje rozszczepiona na fruktozę i glukozę ( 50% i 50%).

Wzrost RS do 1,4 jest najbardziej powszechnym środkiem słodzącym

H2O + sacharoza H+ glukoza + fruktoza

Proces ten nazywa się „inwersją” sacharozy, odbywa się w środowisku kwaśnym (HCl) – na gorąco

Stanowi mieszaninę 50:50 glukozy i fruktozy

1. Skład cukrów miodu.

1. Cukry proste- fruktoza i glukoza( 70%)

2. Dwucukry redukujące- maltoza, izomaltoza ( 3%)

3. Dwucukry nieredukujące- sacharoza ( 2%)

4. Trój cukry redukujące- maltotrioza ( 0,5%)

5. Trój cukry nie redukujące- rafinoza( 1,5%)

6. Dekstryny 5%

7. Woda 17-18%

1. Redukcja cukru do alkoholu.

Redukcja do alkoholi cukrowych

• Stosuje się uwodornienie katalityczne (na katalizatorze niklu)

• W następstwie redukcji każda ketoza daje dwa alkohole, a każda aldoza jeden alkohol

• Z glukozy powstaje sorbitol, z mannozy mannitol, z fruktozy sorbitol i mannitol

1. Utlenianie; ( onwe, uronowe,arowe)

1. Kwasy onowe – aldozy w formie łańcuchowej ulegają utlenieniu do kwasów aldonowych, np. glukoza ulega utlenieniu do kwasu glukonowego w reakcji z wodą bromową w obecności wodorowęglanu sodu. Otrzymujemy kwasy –onowe

1. Kwasy uronowe

-są pochodnymi aldoz, których reszta CH₂OH( ostatni atom węgla) jest utleniona do gr karboksylowej

-Występują w gumie arabskiej, w agarze i nadają cukrom właściwości żelujące

- Utlenienie tej grupy można przeprowadzić po zabezpieczeniu funkcji aldehydowej, która utlenia się łatwiej niż pierwszorzędowy alkohol.

Kw glukuronowy i kw galakturonowy

1. Kwasy arowe,

- utlenianie aldoz prowadzi się silnym utleniaczem, np. kwasem azotowym V powstają kwasy arowe

- Utlenianie aldoz silnym utleniaczem, np. kwasem azotowym (V) prowadzi do kwasów polihydroksy-alfa,omega-dikarboksylowych (dwie grupy karboksylowe), zwanych kwasami arowymi (dawniej kwasami cukrowymi)

- Z D-glukozy powstaje kwas D-glukarowy (D-glukoza, zamiast CH2OH i CHO jest COOH)

Tworzenie kompleksów z jonami metali:

• Tworzenie kompleksów polega na wymianie cząsteczek wody będących ligandami jonów metali na ligandy sacharydowe

• Przykładem praktycznego wykorzystania kompleksowania jonów metali przez sacharydy jest wydzielanie sacharydów z roztworów z roztworów wodnych w postaci kompleksów z jonami Ca2+ (jest to jeden z etapów produkcji sacharozy)

1. Reakcje karmelizacji; Wpływ ph, powstawanie zw. Zapachowych

1. Karmelizacja- proces brązowienia żywności

- polega na oderwaniu cząsteczek wody z cukru ( jak np. sacharoza, glukoza) i następujących po tym procesów izomeryzacji i polimeryzacji. W wyniku tych procesów karmelizacja nadaje pożądaną barwę i zapach produktom piekarskim, produktom smażonym, ziarnom kawy i kakao

- przykładami niepożądanych skutków karmelizacji są zapach spalonego cukru i czarna barwa

- proces rozpoczyna się w wysokiej temperaturze i zależy od rodzaju cukru

Dehydratacja

• Ogrzewanie monosacharydów powyżej ich temperatury topnienia powoduje odwracalne wydzielenie cząsteczki wody, dające anhydrosacharydy

• Dalsze ogrzewanie anhydrosacharydów powoduje powstanie bardziej odwodnionych produktów

6C12H22O11 – 12H2O 6C12H12O9 (karmelan)

6C12H22O11 – 18H2O 2C36H18O24 (karmelen)

6C12H22O11 – 27H2O 3C24H26O13 (karmelin)

Etapy karmelizacji:

1. Rozkład dwucukrów ( np. sacharozy na glukozę i fruktoze

2. Utrata wody- powstanie bezwodników

3. Bezwodniki glukozy i fruktozy mogą reagować ze sobą w temp 185-190⁰C dając izosacharydy, dwubezwodniki, dwucukry

4. Dalsze ogrzewanie powoduje tworzenie się brunatnych związków spolimeryzowanych, o wyraźnym charakterystycznym zapachu i smaku

Wpływ pH na przebieg karmelizacji:

1. Środowisko kwaśne sprzyja polikondensacji powodującej zabarwienie

2. Środowisko obojętne lub zasadowe sprzyja cyklizacji prowadzącej do intensywnego aromatu.

Związki zapachowe powstające w reakcji karmelizacji:

1. Di acetyl

2. Furany: hydroksymetlofurfural i hydroksyacetylofurfuran

3. Furanony: hydroksydimetylofuranon i dihydroksydimetylofuranon

4. maltol

1. Standaryzacja i zastosowanie barwników karmelowych

Barwnik karmelowy ma symbol E 150. Jest dozwolonym przez prawo żywnościowe UE dodatkiem barwiącym.

Klasy karmelu sklasyfikowane przez komitet ds. żywności

1. Klasa I –karmel naturalny( napoje alkoholowe, leki, ciasta, aromaty przyprawy

2. Klasa II - siarczanowy( alkohole specjalne)

3. Klasa III – amoniakalny( piwo, chleb, ciasta, zupy, sosy, konserwy, mięso, tytoń, przyprawy)

4. Klasa IV- amoniakalno-siarczanowy( wermut, ocet winny)

1. Oznaczenie laktozy w mleku, właściwości redukujące

Oznaczenie zawartości laktozy metodą jodometryczną

1. Cukier mleczny należy oznaczyć w mleku całkowicie odbiałczanym i pozbawionym soli wapnia. W tym celu mleko defekuje się roztworem Felinga i nasyconym roztworem fluorek sodu. Ciałka białkowe wytrącają się tworząc połączenie z tlenkiem miedzi, fluorek sodu powoduje wytracenie soli wapniowych.

2. Roztwór sączymy przez sączek( przesącz musi być klarowny!)i oznaczamy cukier mleczny

3. Do roztworu dodajemy roztwór jodu i NaOH. To pozostawiamy w ciemnym miejscu na 20 min, potem dodajemy HCl oraz skrobię. Wydzielony jod miareczkujemy tiosiarczanem sodu.

2S₂O₃^2- + J₂ S₄O₆^2-+ 2 J^-

Metoda Bertranda:

Zasada oznaczania laktozy metodami redukcyjnymi

W metodach redukcyjnych wykorzystuje się zdolność laktozy do redukowania związków Cu(II), a następnie oznacza ilość miedzi zredukowanej do Cu₂O. Reakcję redukcji związków miedzi(II) do tlenku miedzi(I) przeprowadza się w środowisku alkalicznym przez gotowanie roztworu cukru w ciągu określonego czasu.

Metoda Bertranda

W praktyce laboratoryjnej najczęściej stosuje się metodę Bertranda, w której badany roztwór cukru zadaje się określoną ilością płynu Bertranda I i II, po gotuje się przez 3 minuty Wytrącony osad Cu₂O oddziela się, przemywa na sączku (typu Schotta 3G4)
i rozpuszcza w płynie Bertranda III. Otrzymany roztwór miareczkuje się następnie mianowanym roztworem KMnO₄ do jasnoróżowego zabarwienia. Ilość oznaczonego
w ten sposób Cu₂O przelicza się na zawartość cukru, korzystając z odpowiednich tablic.

W poszczególnych etapach oznaczenia zachodzą odpowiednie reakcje:

- po zmieszaniu płynu Bertranda I i II

CuSO₄ + 2NaOH = Na₂SO₄ + Cu(OH)₂

Cu(OH)₂ + C₄H₄KNaO₆ = Cu(C₄H₂KNaO₆) + 2H₂O

- podczas gotowania roztworu cukru z płynem Bertranda I i II

cukier + 2 Cu(C₄H₂KNaO₆) + 2H₂O = utleniony cukier + 2C₄H₄KNaO₆ + Cu₂O

- po dodaniu płynu Bertranda III do osadu Cu₂O

Cu₂O + Fe₂(SO₄)₃ + H₂SO₄ = 2CuSO₄ + 2FeSO₄ + H₂O

- podczas miareczkowania roztworem KmnO₄

10FeSO₄ + 2 KMnO₄ + 8H₂SO₄ = 5Fe₂(SO₄)₃ + K₂SO₄ + 2MnSO₄ + 8H₂O

1. Właściwości i znaczenie odżywcze laktozy

1. Chemiczne:

UTLENIANIE

1. W środowisku alkalicznym forma aldehydowa , łatwo utlenia się do kwasu laktobionowego,

2. Zaliczana do cukrów redukujących( Metody oznaczenia oparte na redukcji miedzi( Cu²⁺Cu⁺, metoda Bertranda) i jodu, stosuje się także metodę z kwasem pikrynowym czy chloraminą T

3. Całkowite utlenienie laktozy do CO^­₂ i H₂O zachodzi w środowisku silnie alkalicznym w obecności katalizatorów i KMnO₄

4. Odporna na działanie kwasów( bardziej niż na działanie zasad)

Redukcja

1. Łagodna redukcja laktozy prowadzi do przekształcenia grupy aldehydowej heksoz w alkoholową ( COHCH₂OH

2. Silna redukcja w połączeniu z hydrolizą prowadzi do powstania z glukozy SORBITOLU, a z galaktozy DULCYTOLU

Hydroliza i fermentacja

1. Wyniku hydrolizy zostaje uwolniona glukoza i galaktoza, katalizowana przy udziale enzymy beta-D-galaktozydazy ( laktoza)

1. Fizyczne

1. W roztworach wodnych występuje w 2 formach izomerycznych: α i β w ściśle określonych stosunkach ilościowych zależnych od temp.

2. Ogólna rozpuszczalność warunkuje forma α(lepiej się rozpuszcza)

3. Formy te różnią się: rozpuszczalnością i skręcalnością właściwą

4. Stosunek β/α jest wyrazem stanu równowagi obu izomerów. Ustala się on dzięki zjawisku mutarotacji

5. Laktoza krystalizuje z roztworów w 2 postaciach: α- laktoza hydrat i β- laktoza bezwodna

6. Formę α- laktozy można otrzymać z silnie przesyconego roztworu w temp. Poniżej 93,5⁰ C ( kryształy romboidalne)

7. Formę β- laktozy można otrzymac z silnie przesyconego roztworu powyżej 93,5⁰C ( kryształy nie foremne lub w kształcie szpilki)

8. Szybkie odparowanie wody, to laktoza przyjmie postać szklistą( bez kryształków, trwałą, bez dostępu wilgoci.

Znaczenie odżywcze…..

Lipidy

16. Pojęcie lipidów.

Definicja: Lipidy to związki organiczne, które rozpuszczalne są w rozpuszczalnikach organicznych, takich jak chloroform, eter, benzen, aceton i nierozpuszczalne w wodzie; w swojej strukturze zawierają grupy CH.

Tak sformułowana definicja lipidów nie powinna być interpretowana zbyt rygorystycznie, aby nie wykluczyć wielu związków, które niewątpliwie do lipidów należą

• Np. lecytyna jest częściowo rozpuszczalna w wodzie, natomiast nie rozpuszcza się w acetonie

• Kwas masłowy jest nieograniczenie rozpuszczalny w wodzie (aby przedłużyć świeżość masła, trzyma się je w wodzie – rozpuszcza się w niej kwas masłowy, który jest wskaźnikiem zepsucia masła)

17. Lipidy polarne i nie polarne.

Niepolarne: (6)

• Alkohole tłuszczowe (C6-C26)

• Węglowodory C15-C33, np. skwalen

• Woski

• Sterole, np. cholesterol, lanosterol, fitosterol

• Tokoferole i tokotrienole

• Triacyloglicerole

Polarne : (3)

• Fosfolipidy

• Glikolipidy

• Proteolipidy

• Sfingomielina (występuje w mózgu, buduje tkankę nerwową)

• Fosfatydyloseryna

• Sulfolipidy

• Monoacyloglicerole

• Diacyloglicerole Wzrost polarności

• Sterole

• Triacyloglicerole

• Aldehydy

• Węglowodory

18. Nomenklatura kw tłuszczowych (10)

Nomenklatura:

• Powszechnie stosowane są nazwy zwyczajowe, które najczęściej odnoszą się do naturalnego źródła ich odkrycia, np. kwas laurynowy po raz pierwszy był wyizolowany z tłuszczu nasion z rodziny Lauraceae, kwas palmitynowy – Z rodziny Palmae, kwas mirystynowy – z rodziny Myristicaceae

• Nazwy systematyczne, powstałe z wykorzystaniem nomenklatury zaproponowanej przez IUPAC określają

  • Długość łańcucha węglowodorowego

  • Pozycję, rodzaj i konfigurację nienasyconego wiązania

  • Pozycję i rodzaj podstawnika

• Nazwy kwasów wyprowadza się od nazw odpowiednich węglowodorów

• Kwasy nasycone o prostym łańcuchu nazywane są n-alkanowymi. W ich przypadku do nazwy rdzenia macierzystego węglowodoru (nazwa łacińska oznacza liczbę atomów węgla w cząsteczce) do daje się końcówkę –owy, a całość poprzedza słowem „kwas” np. kwas dekanowy

• Systematyczne nazwy kwasów nienasyconych pochodzą od węglowodorów nienasyconych, np. kwas oktadekenowy

• Liczbę podwójnych wiązań określa się liczebnikami di-, tri-, tetra- itd. Wprowadzanymi do nazwy

• Do wskazania położenia nienasyconego wiązania ogólnie stosuje się system numeryczny, np. kwas 9,12,15-oktadekatrienowy

• Atomy węgla numerujemy od węgla w grupie karboksylowej

• Czasami jest celowe np. dyskutując problemy biosyntezy i metabolizmu kwasów tłuszczowych określenie położenia podwójnych wiązań względem terminalnej grupy CH3, a nie grupy karboksylowej

• Jeżeli n oznacza liczbę atomów węgla w łańcuchu (nr węgla grupy CH3), a x pozycję niższą podwójnego wiązania (od strony CH3) to jego pozycja może być określona jako (n-x). Np. położenie podwójnych wiązań w kwasie oleinowym określa się jako (18-9) czyli (n-9)

• Często w odniesieniu do kwasów tłuszczowych stosuje się nomenklaturę skrótową, używając liczb i symboli do określenia ich struktury

• Symbol 16:0 oznacza kwas 16-węglowy prostołańcuchowy nie zawierający wiązań podwójnych

• Poszerzona symbolika np. 18:1 (9c) albo 18:1 (9t) oznacza, że jest to kwas 18-węglowy prostołańcuchowy, zawierający 1 wiązanie podwójne przy C-9, o konfiguracji cis lub trans (c lub t)

18:1 (9c) – kwas oleinowy

18:1 (9t) – kwas elaidynowy – niekorzystny

Przykłady stosowania nomenklatury:

CH3(CH2)4CH=CH-CH2-CH=CH(CH2)7-COOH

• Kwas linolowy

• Kwas oktadeka-9-cis,12-cis-dienowy

• Kwas 9-cis,12-cis-oktadekadienowy

• Kwas 18:2 (9c,12c)

19. Podstawowe kwasy tłuszczowe i ich źródła żywnościowe.

Kwasy tłuszczowe nasycone

• Kwas laurynowy C12:0 i mirystynowy C14:0 występują głównie w olejach

  • Kokosowym (odpowiednio 45-50% i 15-19%)

  • Z ziaren palmowych (45-55% i 15-18%)

  • Tłuszcz mleczny

  • Kwasy te są odporne na procesy utleniania, kw laurynowy nie odkłada się w blaszce miażdżycy, nadaje się do wyrobów piekarskich

• Kwas palmitynowy (16:0) jest głównym kwasem nasyconym w większości olejów

  • W oleju bawełnianym 22-27%

  • W oleju palmowym 35-45%

  • Tłuszcz mleczny 20-30%

  • Oleje rybne 12-20%

  • Zaletą jest że nie ulega procesom utleniania, wada odkłada się w blaszce miażdżycy

• Kwas stearynowy – tłuszcz zapasowy przeżuwaczy (łój wołowy 15-30%), masło kakaowe (około 35%)

  • Długo się trawi, źródło energii dla osób wykonujących długotrwały wysiłek

• Kwasy tłuszczowe o krótkich łańcuchach (C4-C10) np. masłowy, kapronowy, kaprylowy, kaprynowy, występujące w tłuszczach mlecznych przeżuwaczy

Zaleta kwasów tłuszczowych nasyconych: odporne na temperaturę, dzięki czemu mogą służyć do produkcji tłuszczy smażalniczych itp. (nie powstają produkty oksydacji lipidów)

Kwasy tłuszczowe nienasycone

• Monoenowe; naturalne kwasy monoenowe najczęściej mają strukturę n-9 oraz konfigurację cis

  • Kwas oleinowy 18:1 c( oliwa z oliwek, olej rzepakowy, tłuszcz mleczny)

  • Kwas elaidynowy 18:1 t poprzez Katalityczne uwodornienie kw oleinowego zmienia się konfiguracja z cis na trans

  • Kwasy tłuszczowe o konfiguracji trans w naturze występują rzadko (np. tłuszcz mleczny)

  • Kwasy monoenowe o długich łańcuchach C20:1 i C22:1 obecne są w tłuszczach zwierząt morskich

1. KWASY TŁUSZCZOWE POLIENOWE

• Naturalnie występujące kwasy polienowe zawierają 2-6 podwójnych wiązań przeważnie w konfiguracji cis, ułożonych w ten sposób, że każda para jest przedzielona jedną grupą metylenową (-CH=CH-CH2-CH=CH-) tak jak w kwasie linolowym lub arachidonowym

• Ze względu na strukturę łańcucha między terminalną grupą metylową, a najbliższym względem niej podwójnym wiązaniem, polienowe kwasy tłuszczowe dzieli się na rodziny kwasów n-9, n-6, n-3

• Niektóre z kwasów n-6 i n-3 (omega-6 i omega-3) należą do NNKT

Oleje zawierające stosunkowo dużo kwasu

• Oleinowego:

  • Oliwa z oliwek (75%)

  • Olej palmowy (39%)

  • Olej rzepakowy (50-55%)

  • Olej słonecznikowy (20%)

• Linolowego

  • Olej słonecznikowy (około 70%)

  • Olej sojowy (50%)

  • Olej rzepakowy (ok. 20%)

Kwas alfa-linolenowy C18:3 charakterystyczny dla oleju lnianego, występuje w ilości około 30% i rzepakowego (około 10%)

Kwas alfa-linolenowy niezwykle podatny na utlenianie

20. NNKT: związki należące, źródła i rola:

Niezbędne Nienasycone Kwasy Tłuszczowe (NNKT)

• Polienowe kwasy tłuszczowe mające właściwości NNKT należą do dwóch rodzin kwasów:

  • Kwasu linolowego (C18:2 n-6) i

  • Kwasu alfa-linolenowego (C18:3 n-3)

• Niezbędność kwasów linolowego i linolenowego wynika stąd, że organizm człowieka nie może ich wytworzyć

• Kw linolowy- Oleje roślinne: słonecznikowy, rzepakowy, sojowy, orzechowy, oliwkowy,( obserwuję się nieprawidłowości związane z nadmiarem spożycia tego kwasu)

• Kw alfa- linolenowy-olej rzepakowy i lniany

Kwasy tłuszczowe n-6 (omega-6	Kwasy tłuszczowe n-3 (omega-3)
Nazwa zwyczajowa	Struktura
Linolowy Gamma-linolenowy - Arachidonowy	18:2 (9,12) 18:3 (6,9,12) 20:3 (8,11,14) 20:4 (5,8,11,14)

• Kwasy z rodziny n-6 wykazują większą aktywność biologiczną niż kwasy z rodziny n-3 (stąd dawniej tych drugich nie zaliczano do NNKT)

• Kwas lniany wykazuje bardzo dużą podatność na utlenienie ( 3 wiązania nie nasycone)

Niezbędne Nienasycone Kwasy Tłuszczowe (4)

• NNKT są konieczne do budowy błon komórkowych i zapewnienia prawidłowej ich funkcji

• Potrzebne do prawidłowego transportu lipidów we krwi, zwłaszcza pełnią istotną rolę w transporcie cholesterolu, powodując obniżenie jego zawartości we krwi

• Wykazują zdolność hamowania procesu agregacji płytek krwi, w związku z czym zapobiegają powstawaniu zakrzepów naczyniowych

• W szczególności rola NKWT sprowadza się do służenia za materiał wyjściowy do produkcji tzn. eikozanoidów biologicznie aktywnych substancji o charakterze hormonów tkankowych.

Należy zwiększyć spożycie tych kwasów, w szczególności kwasów omega-3 u dzieci, młodzieży, kobiet w ciąży i u osób w podeszłym wieku

Bilans kwasów tłuszczowych n-6/n-3

W związku z występowaniem kwasu linolowego we wszystkich olejach, szczególnie w słonecznikowym i rzepakowym, nie ma deficytów związanych z jego spożyciem, natomiast obserwuje się zbyt wysokie spożycie tego kwasu. Nienasycone kwasy tłuszczowe n-3 i n-6 są niezbędne, ale w pewnej równowadze:

Powinno być: n-6/n-3 3:1 do 5:1

Obecnie

• N-6 wysokie spożycie (soja, słonecznik, kukurydza)

N-3 niedobór (ryby, rzepak)

Jest n-6/n-3 10-20:1

21. Związki należące go omega 3, rola.

Źródłem długołańcuchowych kw omega 3 są ryby i owoce morza. olej rzepakowy i lniany

Alfa-linolenowy

EPA Ikozapentaenowy

Klupanodonowy – DHA Dokozaheksaenowy

Prozdrowotna rola kwasów z rodziny omega-3

• Swoiste działanie w procesach ośrodkowego układu nerwowego

• Wpływa na prawidłowe funkcjonowanie narządu wzroku (siatkówka oka)

22. Lipidy w rybach.

Klasy lipidów w rybach

• Triacyloglicerole 50-88%

• Fosfolipidy 11-39%

• Cholesterol 4-9%

Gatunek ryby	Zawartość tłuszczu	Zawartość KT n-3
		EPA
Śledź Makrela	7-8% 30%	7% 6%

23. Krótko i średniołańcuchowe kw tłuszczowe w tłuszczu mlecznym.

Kwasy tłuszczowe tłuszczu mlecznego

• Kwasy krótko i średniołańcuchowe (C4-C12)

  • Powstają w wyniku biosyntezy w żwaczu (w naturalnych tłuszczach roślinnych nie występują, wj. olej kokosowy i z ziaren palmowych)

  • Kwas masłowy C4 3,4 – 3,6% - doskonały wskaźnik zepsucia, przy stężeniu powyżej 4,4% gorzkawy smak

  • Kwas kapronowy C6 2,5%

  • Kwas kaprynowy C10 2,6 – 3,4%

  • Kwas laurynowy C12 3,2 – 4%

Rola kwasów nasyconych krótko i średniołańcuchowych C4-C12

• W organizmie ludzkim C4-C12 KT wykorzystywane są jako paliwo energetyczne dla mięśni, serca, wątroby, nerek

• Wykorzystywane do utrzymywania stałej temperatury ciała, stąd nie stanowią ryzyka otyłości

• Silne działanie przeciwgrzybicze i przeciwbakteryjne

• Przykłady bakterii inaktywowanych: Listeria monocytogenes, Helicobacter pylori, Staphylococcus aureus, Streptococcus agalactis

• Kwasy długołańcuchowe nasycone

  • Kwas palmitynowy C16:0 25-32% - aterogenny, generuje przyrost blaszki miażdżycowej

  • Kwas stearynowy C18:0 8,5 – 13%

  • Kwas mirystynowy C14 11-12%

• Kwasy nienasycone

  • Kwas oleinowy C18:1 cis 18-24%

  • Kwas wakcenowy C18:1 trans 0,75 – 4,5%

  • Kwas linolowy C18:2 (n-6) 0,8 – 2%

  • Kwas linolenowy C18:3 (n-3) 0,2 – 0,6%

  • Kwas wakcenowy

24. kwas wakcenowy

Kwas wakcenowy

• Powstaje w żwaczu krowy w reakcji biowodorowania nienasyconych kw tłuszczowych

• C18:1 11t (trans) 0,75-4,5%

• Działanie przeciwnowotworowe

• Izomery cis i trans kwasu wakcenowego istotnie spowalniają wzrost komórek nowotworowych, jednak forma trans wykazuje dwukrotnie wyższą siłę hamowania, niż forma cis

• Jego zawartość zależy od rasy, sezonu żywienia, (pastwisko – wyższe zawartości)

Substratem do powstawania kwasu wakcenowego są nienasycone kwasy tłuszczowe, spożyte z paszą: linolowy, alfa-linolenowy i gamma-linolenowy obecne w ziarnach dojrzałych traw

25. Biowodorowanie nienasyconych kw tłuszczowych w żwaczu krowy.

26. Różnice pomiędzy izomerami trans KT w tłuszczach roślinnych i w tłuszczach przeżuwaczy

Tłuszcz zwierzęcy:

• Powstają w żwaczu wskutek działania bakterii Butyrivibrio fibriosolvens wytwarzających transizomerazy powodujące izomeryzację nienasyconych KT

• Zawartość izomerów trans w tłuszczu mlecznym wynosi od 0,8 do 5,2%

Tłuszcz roślinny

• Powstają podczas uwodorniania ciekłych tłuszczów (temp , KAT. Ni

• Zawartość izomerów trans w tłuszczach częściowo uwodornionych nawet do 50%

W tłuszczu roślinnym uwodornionym głównymi KT C18:1 trans są izomery pozycyjne:

• 6t, 7t, 8t (24%)

• Udział izomerów 9t (kwas elaidynowy) – 17% i 10t – 16%

W tłuszczu mlecznym głównym izomerem C18:1 trans jest kwas VA C18:1 11t (kwas wakcenowy)

• Udział w tłuszczu „zimowym” – 43%

• Udział w tłuszczu „letnim” – 86%

• W tłuszczu mlecznym głównym izomerem C18:1 cis jest naturalny kwas oleinowy C18:1 9c (18-24%)

Różnice w składzie izomerów pozycyjnych C18:1 między tłuszczem uwodornionym i tłuszczem mlecznym mają zasadniczo różny wpływ na fizjologiczną rolę tych izomerów w organizmie ludzkim

27. Ochronne działanie CLA, Izomery C ….

Ochronne działanie CLA ( sprzężony kw linolowy)

• Najbardziej aktywnym biologicznie izomerem CLA jest C18:2 (9c, 11t)

• Przypuszczalnie mechanizm jego działania polega na miejscowej ochronie przed atakiem reaktywnych form tlenu na błony komórkowe

• Inne korzystne działanie izomerów CLA:

  • Przeciwmiażdżycowe

  • Bakteriostatyczne

  • Immunomodelujące

• CLA działa jako inhibitor na różnych etapach rozwoju nowotworów

• W warunkach in vitro wykazuje właściwości cytotoksyczne w odniesieniu do ludzkich komórek nowotworowych – czerniaka, nowotworu okrężnicy, jajników, piersi i płuc

• Nie poznano dotychczas mechanizmu przeciwnowotworowego CLA

• Izomer C18:2 10t 12c hamuje syntezę TAG w preadypocytach

• Uwaga z nadmiarem – hamuje wydzielanie insuliny

28. struktura triacylogliceroli.

• składa się z glikogenu + kw tłuszczowy

29. zmydlanie traicylogliceroli

30. reakcje estryfikacji: alkoholiza i acydoliza

31. przeestryfikowanie tłuszczów i uwodororninie

32. etapy oksydacji lipidów

33. różnicie w utlenianiu Kt monoenowych i polienowych

34. rozkład tłuszczów podczas smażenia

35. oznaczenie liczby kwasowej reakcje

36. oznaczenie liczby nadtlenkowej reakcje

Naturalne barwniki w surowcach żywnościowych

1. Zawartość chlorofilu w warzywach i owocach:

Zawartość chlorofilu w owocach i warzywach

• Warzywa kapustne (jarmuż i brokuły) – powyżej 1300 mg/kg

• Szpinak – około 900 mg/kg

• Mniej groch zielony, liść selera, nać pietruszki

2. Przemiany chlorofilu:

1. Chlorofile zielone Barwniki bilinowe

Suszenie warzyw zawierających chlorofile powoduje poszarzenie barwy suszu. Czynniki tego procesu to O2, UV i lipooksydazy. Aby zahamować ten proces, można ograniczyć dostęp tlenu.

1. Chlorofile Barwne kompleksy z metalami

Charakterystyczną cechą chlorofili jest wymiana jonów magnezu na jony innych metali dwuwartościowych

1. Chlorofile Chlorofilidy i chlorofiliny

Występujący w roślinach enzym chlorofilaza (optimum działania ok. ) powoduje hydrolizę chlorofilu do fitolu i zielonych chlorofilidów (?)

W środowisku alkalicznym w wyniku odszczepienia fitolu i metanolu powstają zielone chlorofiliny (?)

1. Chlorofile Feofityny, feoforbid

Podczas obróbki cieplnej warzyw w środowisku kwaśnym chlorofil przekształca się w oliwkowozieloną feofitynę, w wyniku zastąpienia atomu magnezu wodorem. Dalsze obniżanie pH, np. w marynatach i kiszonkach, powoduje przejście feofityny, chlorofilidów i chlorofiliny w ciemno zabarwione feoforbidy (degradacja cząsteczki chlorofilu)

1. Chlorofile Pirofeofityna, pirofeoforbid

Pod wpływem wysokiej temperatury, np. w czasie sterylizacji fasolki szparagowej, groszku lub innego warzywa zawierającego chlorofil, powstaje oliwkowobrązowa pirofeofityna, w wyniku oderwania od chlorofilu, bądź feofityny grupy –COOCH3. Dalsza degradacja powoduje powstanie pirofeoforbidu.

3. Budowa chemiczna karotenoidów, od czego zależy intensywność barwy, struktura :

• Są to żółte lub czerwone barwniki o budowie alifatycznej lub alicyklicznej, składające się zazwyczaj z ośmiu reszt izoprenowych, o licznych podwójnych wiązaniach prawie wyłącznie sprzężonych w konfiguracji TRANS (ta konfiguracja jest korzystna w karotenoidach)

Karotenoidy (cząsteczka karotenoidów musi zawierać co najmniej siedem sprzężonych podwójnych wiązań, aby ich barwa była dostrzegalna dla oka, i im więcej, tym barwa intensywniejsza w kierunku czerwonej)

• Beta-karoten – cząsteczka zawiera 2 pierścienie beta-jononowe

• Likopen (8 cząsteczek izoprenu, wszystkie wiązania podwójne w konfiguracji trans

• Kapsantyna (charakterystyczna dla barwników papryki, około 30%)

• Kantaksantyna (występuje u ryb łososiowatych, krewetek, homarów, w piórach flamingów, w algach

4. Podział karotenoidów, występowanie w żywności, trwałość karotenoidów.

Podział karotenoidów

• Węglowodory nie zawierające innych pierwiastków, czyli karoteny

Alfa, beta i gamma-karoten (beta-karoten stanowi 70-85% karotenoidów)

• Pochodne tlenowe (alkohole, aldehydy, ketony, epoksydy, kwasy) określane jako ksantofile

Ksantofile odznaczają się żółtym zabarwieniem lub intensywnie czerwonym

Przykłady: zeaksantyna – kukurydza, luteina – żółtko jaja, kapsantyna – papryka (czerwona)

Zawartość karotenoidów w produktach żywnościowych

Warzywa (0,2 – 37 mg/100g świeżego surowca):

• Jarmuż

• Czerwona papryka

• Szpinak i marchew,

• dynia

Owoce (poniżej 1 mg/100g części jadalnych)

• Morele

• Grejpfruty

• Niektóre odmiany brzoskwiń i śliwek

Znaczenie karotenoidów dla zdrowia

• Aktywne antyoksydanty, in vitro i in vivo, np. likopen

• Aktywność prowitaminowa występująca w beta-karotenie (obecność pierścienia beta-jononowego)

Trwałość karotenoidów

• W żywych komórkach są trwałe

• Procesy rozdrabniania zapoczątkowują destrukcyjne procesy chemiczne zachodzące pod wpływem

  • Światła

  • Tlenu

  • Jonów metali

  • Enzymów

• Zasadniczymi przemianami, jakim ulegają karotenoidy, są procesy utleniania i zmiana konfiguracji przestrzennej

• Podatność karotenoidów na utlenianie wiąże się z obecnością w cząsteczce podwójnych wiązań między atomami węgla

• Karotenoidy w stanie naturalnym występują głównie w formie TRANS

• Pod wpływem działania światła, temperatury, kwasów następuje częściowo zmiana konfiguracji do formy cis, co prowadzi do rozjaśnienia barwy i obniżenia wartości prowitaminowej

• Barwniki karotenoidowe w porównaniu z pozostałymi są najbardziej odporne na działanie różnych czynników (straty w procesie przetwarzania żywności wynoszą najczęściej 10-20%)

Proces utleniania przyspiesza:

• Obecność jonów Cu, Fe

• Obróbka cieplna

• Promieniowanie w szerokim zakresie widma (UV, widzialne, X i gamma)

• Enzymy, np. lipooksydaza (optimum działania 20- i pH 6-9), blanszowanie

Hamują przeciwutleniacze fenolowe i kwas askorbinowy

5. Flawonoidy: wzór struktura, główne grupy:

• Są to związki polifenolowe o szkielecie węglowym C6 C3 C6 składające się z dwóch pierścieni aromatycznych połączonych alifatycznym trójwęglowym łańcuchem, rozpuszczalne w wodzie, a zawarte w wakuolach

Najważniejsze flawonoidy to:

• Antocyjany mające najczęściej zabarwienie czerwone lub niebieskie

• Flawony o barwie przeważnie żółtej i określane mianem antoksantyn

• Katechiny zaliczane wraz z innymi bezbarwnymi polifenolami do garbników roślinnych