1.Woda wolna i związana

Woda wolna - swobodnie krąży w produktach, słabo związana z podłożem, wypełnia puste przestrzenie, pola na styku materiałów, z których zbudowany jest produkt. Zachowuje właściwości zwykłej wody. Przebiegają w niej procesy chemiczne katalizowane przez enzymy. Stanowi ona dobry środek transportu produktów odżywczych jak i niepotrzebnych resztek przemiany materii. Im więcej jest wody wolnej tym szybsze są przemiany chemiczne.

Woda związana - jest to ta część wody w produkcie spożywczym, która trwale jest z nim związana.

Rozróżniamy 2 sposoby wiązania:

*fizykochemiczne - woda związana osmotycznie (ulokowana w kapilarach)

*adsorpcyjnie - oddziaływanie między cząsteczkami wody z grupami produktu, które posiadają części hydrofilowe

*chemicznie - najsilniej związana ze składnikami produktu

2. Aktywność wody, rola wody

Aktywność wody - charakteryzuje jej dostępność dla mikroflory. W zależności od ilości składników rozpuszczonych w wodzie mikroflora będzie mogła w mniejszym lub większym stopniu się rozwijać. Aktywność wody charakteryzowana jest prężnością pary roztworu do prężności pary rozpuszczalnika. Im więcej składników znajduje się w wodzie tym mniejsza jest prężność pary wodnej. W zależności od aktywności rozwijać się mogą różne grupy drobnoustrojów a_w=0, 9-0, 98 najlepsza dla bakterii, a_w=0,65-0,7 najlepsza dla pleśni. Aktywność wody można zmniejszyć przez odparowanie, solenie, słodzenie.

Rola wody- ma duży wpływ na jakość produktów, decyduje o ich kruchości, smaku, przydatności do przechowywania. Obecności wody w produktach spożywczych ma też negatywny wpływ na ich jakość. Budowa dipolowa wody ma duże znacznie gdyż przez to wodna jest bardzo dobrym rozpuszczalnikiem. Związki wielkocząsteczkowe (cukry i białka) ulegają reakcjom z wodą, która tworzy wokół ich cząsteczek otoczki hydratacyjne.

3. Podział i właściwości białek, grupy białek, białka mleka, białka mięsa

Białka- substancje występujące we wszystkich surowcach i produktach spożywczych. Odpowiedzialne są za prawidłowe funkcjonowanie komórki. W formie czystej bez smaku i zapachu, natomiast hydrolizaty białkowe mogą cechować się np. smakiem gorzkim.

Podział białek

a)proste - zbudowane wyłącznie z aminokwasów

*albuminy- białka rozpuszczalne w H₂O, ogrzewane do temp. 70-75⁰C ulegają denaturacji nieodwracalnej, występują zarówno w surowcach pochodzenia roślinnego jak i zwierzęcego

*globuliny- białka nierozpuszczalne w H₂O, rozpuszczalne w rozcieńczonych solach obojętnych (najbardziej rozpowszechnione białka), po ogrzaniu koagulują

*gluteliny- rozpuszczają się w rozcieńczonych kwasach i zasadach (białka roślinne)

*prolaminy- białka rozpuszczalne w niższych rozcieńczonych alkoholach alifatycznych i aromatycznych (typowe białka roślinne)

*protaminy- białka najprostsze zaliczane do polipeptydów, rozpuszczalne w H₂O, rozcieńczonych kwasach i zasadach, mają charakter zasadowy

*histony- rozpuszczalne w H₂O, rozcieńczonych kwasach i zasadach, mają odczyn zasadowy

*skleroproteiny- wchodzące w skład tkanki okrywającej, podporowej i łącznej. Białka praktycznie nierozpuszczalne. Występują wyłącznie w organizmach zwierzęcych, wchodzą w skład włosów, kopyt, rogów, paznokci i piór.

b)złożone - oprócz aminokwasów występują inne reszty związane z białkiem

*lipoproteiny- do grupy białkowej przyłączone są reszty kwasów tłuszczowych. Występują w tkankach roślinnych i zwierzęcych.

*glikoproteiny- część białkowa połączona jest z resztami cukrowymi występującymi w ilościach powyżej 5% (występują w tkankach roślinnych i zwierzęcych)

*fosfoproteiny - zawierają około 1% fosforu związanego estrowo z grupą alkoholową seryny i treoniny. Mają charakter kwaśny, szeroko rozpowszechnione w przyrodzie (witelina żółtka jaja, kazeina mleka). Są nierozpuszczalne w wodzie, łatwo rozpuszczają się w środowisku zasadowym tworząc sole.

*chromoproteiny- część białkowa połączona z barwnikiem (barwniki flawinowe, karotenoidy)

*hemoproteiny- część białkowa połączona z układem hemowym

*metaloproteiny- część białkowa połączona z jonami metali (np. Fe²⁺, Zn²⁺, Mg²⁺)

*nukleoproteiny- białko proste (histon, protamina) połączone z kwasem nukleinowym, występuje w jądrze komórkowym.

Funkcjonalne właściwości białek:

-możliwość hydratacji białek

-wnika cząsteczek wody do struktur polimerowych dzięki czemu białko pęcznieje

-rehydratacja (utrzymanie wody przez cząsteczki białek np. przy gotowaniu fasoli) decyduje o ilości wody w produkcie mięsnym, a ilość wody decyduje o kruchości mięsa

-lepkości wykorzystywana w galaretkach (białka o cząsteczkach fibrylarnych wykazują wyższą lepkość niż białka globularne)

Białka mleka:

Zawartość białka w mleku krowim wynosi 3-4%. Głównym białkiem mleka jest kazeina 2-2,8%. Pozostałe białka to białka serwatkowe, albuminy i globuliny (pozostają one w roztworze po wytrąceniu kazeiny, zawartość ok. 0,5%). Kazeina jest białkiem niejednorodnym składającym się z kilku frakcji α, β, γ, κ. Poszczególne frakcje nie są jednorodne. α -kazeina jest wrażliwa na obecność jonów Ca²⁺, wytrąca się pod ich wpływem. κ -kazeina zawiera reszty kwasu fosforowego oraz cukrowego, kwas sjalowy. Nie wytrąca Si e pod wpływem Ca²⁺, ale rozpuszczalna w ich obecności, łatwo wchodzi w reakcje z innymi frakcjami. Jony Ca²⁺ stabilizują frakcję kazeiny w jedną całość. Podatna jest ona na działanie podpuszczki (tworzy się para kazeiny). β -kazeina występuje w sześciu odmianach genetycznych. W temperaturze pokojowej nierozpuszczalna, w temp. Niskich w obecności Ca²⁺ rozpuszcza się, ma zdolności do polimeryzacji przy większym stężeniu i podwyższonej temp. γ -kazeina jest prawdopodobnie produktem hydrolizy β -kazeiny. W mleku cząsteczki kazeiny występują w formie micelarnej, w których są jony metali a szczególnie Ca²⁺. Jon ten tworzy mostki wapniowe za pomocą których są połączone frakcje kazeiny. Kazeina jest odporna na termiczną denaturację.

Białka serwatkowe- w ich skład wchodzą trzy grupy : β-laktoglobulina 0,3%, α-laktoalbumina 0,1%, immunoglobuliny 0,04%. Są bogate w aminokwasy siarkowe. Różnią się między sobą podatnościa na denaturację. Najczulsza jest β-laktoglobulina (60⁰C). Denaturacja powoduje rozkłebkowanie struktury, ujawniają się grupy SH zdolne do przyłączania jonów metali ciężkich które są katalizatorami reakcji oksydacji. β-laktoglobuliny posiadają właściwości przeciwoksydacyjne (antyutleniające). α-laktoalbuminy bardziej odporne na ogrzewanie, mniejsza zawartość aminokwasów siarkowych, trudniej denaturujące, mają mniejsze właściwości antyoksydacyjne. Immunoglobuliny- grupa białek o charakterze odpornościowym. Są bardziej podatne na działanie wysokiej temp. Zabezpieczają organizm przed infekcjami. Nie zawierają reszt fosforanowych.

Białka mięsa.

Zawartość białek w mięsie waha się od 9-10 do 20-22%. Ilość białek zależy od rodzaju tkanki, stopnia odtłuszczenia, wieku zwierzęcia, żywienia, cech genetycznych. Białka mięsa to albuminy 30%, globuliny 40-60%, skleroproteiny 20-25%, resztę stanowią chromoproteiny i nukleoproteiny. Podstawowe białka mięsa to białka sarkoplazmy, sarkolemmy, miofibryli o tkanki łącznej, białka jader komórkowych. Główne frakcje białka sarkoplazmy to miogeny A i B, mioglobina, mioalbumina i globulina X.

*miogeny- białka rozpuszczalne w wodzie zawierające liczne enzymy

*mioglobina- obok hemoglobiny nadaje tkance mięśniowej czerwone zabarwienie. Grupę prostetyczną stanowi hem. Odpowiedzialna jest za transport tlenu do tkanek mięśniowych.

*globulina X- mieszanina białek głównie enzymatycznych

*mioalbumina - typowe białko albuminowe łatwo denaturujące

Białka miofibryli mają największy wpływ na cechy sensoryczne mięsa (kruchość, smak, zapach). Główne frakcje to:

*miozyna- białko globularne zbudowane z sześciu podjednostek. Białka spełniające funkcje enzymatyczne (katalizują hydrolizę ATP). Białko wiąże Ca, Mg

*aktyna- białko globularne tworzy cienkie miofibryle, w obecności soli przechodzi w postać włókienną. Z miozyną tworzy aktyno miozynę. Związki te podwyższają w roztworze lepkość.

*aktomiozyna- białko nierozpuszczalne w wodzie, jest podstawowym materiałem budulcowym cienkich włókien odpowiedzialnych za kurczenie mięśni

*tropomiozyna- białko o dwóch splecionych łańcuchach polipeptydowych. Odporne na denaturację termiczną, może łączyć się szeregowo w długie cienkie włókienka, białko sprężyste, strukturalne

*troponina- białko globularne, wychwytujące Ca²⁺, co powoduje kurczenie lub rozkurczanie mięśni

*α-aktymina- białko globularne

*β-aktymina- białko globularne, decyduje o długości miofibryli

Białka sarkolemmy i tkanki łącznej- charakteryzują się duża odpornością na działanie enzymów, czynników chemicznych, niską rozpusczalnościa

*kolagen- białko fibrylarne występujące we wszystkich tkankach zwierzęcych, a zwłaszcza w tkance łącznej. Jest praktycznie nierozpuszczalny w wodzie, w trakcie gotowanie powstaje żelatyna. Przy ogrzewaniu do określonej temp. Ulega denaturacji przy jednoczesnym skróceniu długości włókna, które stają się bardziej elastyczne. Kolagen jest białkiem niepełnowartościowym.

*tropokolagen- trzy splecione łańcuchy polipeptydowe, liczne wiązania decydują o wytrzymałości tkanki i jej słabej rozpusczalnośći.

*pro kolagen- białko niejednorodne, dwie frakcje α i β ulegają w czasie gotowanie hydrolizie, przechodza do żelatyny

*elastyna- uczestniczy z kolagenem w budowie ścięgien, więzadeł, ścian grubszych naczyń krwionośnych. Jest nierozpuszczalna w wodzie nie rozgotowuje się. Łatwo otrzymać ją w stanie czystym. Elastyna hydrolizowana jest jedynie przez enzym elastazę. Większa zawartość elastyny odpowiedzialna jest za brak kruchości mięsa.

*retikulina, mucyna, mukoidy - białka złożone z glikoproteiny, nierozpuszczalne w wodzie, oporne na działanie kwasów i zasad. Część cukrowa: glukoza, galaktoza, mannoza. Białka jąder komórkowych zawierają duże ilości aminokwasów o charakterze zasadowym.

4.Koagulacja, denaturacja

Denaturacja- następuje pod wpływem takich czynników jak:

-promieniowanie jonizujące

-ogrzewanie w temperaturze ponad 60⁰C

-rozproszenia na granicach faz gazowej i wodnej

-zmiana odczynu środowiska (zakwaszanie)

-działanie metali ciężkich

-zamrażanie produktu

Następuje zmiana konformacji białek wynikająca za rozerwania połączeń pomiędzy wiązaniami peptydowymi. Prowadzi to do zmiany właściwości białek. Zerwane wiązania mogą tworzyć inne połączenia w innej konfiguracji, zatem właściwości białek denaturowanych są inne. Nie zawsze są to zmiany niekorzystne. Białka denaturowane w wielu przypadkach charakteryzują się wyższą wartością odżywczą. W wielu przypadkach białka po przeniesieniu do środowiska pierwotnego mogą ponowie wrócić do swojej pierwotnej konformacji w naturalnej postaci. Proces ten nazywamy denaturacją. Koagulacja białek- jest to proces polegający na łączeniu się cząstek koloidowych białek w większa agregaty, co prowadzi do wytwarzania żelu na bazie białek, a nawet do wypadania białek z roztwory koloidalnego w postaci osadu. Najczęściej procesy koagulacji poprzedzone ą procesami denaturacji. Czynnikami wywołującymi koagulacją białek są: doprowadzenie roztworu do jego Pi, ogrzewanie w wysokich temp, alkohol do stężenia 80%, sole metali ciężkich

5. Tłuszcze (hydroliza), modyfikacje tłuszczów

Reakcja hydrolizy wiązania estrowego tłuszczów często określana jest jak lipoliza. Przebiega pod wpływem działania człowieka i enzymów(lipaza). Katalizatorem jest obecność wody w tłuszczach. Reakcja przebiega w kolejnych stadiach odszczepiania kolejnych reszta kwasów tłuszczowych. W danych warunkach technicznych nie wszystkiego jednocześnie reszty kwasów tłuszczowych zostają odszczepione od acylogliceroli. Najczęściej zaczyna się do pozycji zewnętrznych. W ostatnim etapie następuje hydroliza wiązania w pozycji sn₂. Głęboka hydroliza prowadzona w obecności zasad prowadzi do uzyskania mydeł. Spontaniczna jest przyczyną psucia się tłuszczów. Poprzez odszczepienie poszczególnych kwasów tłuszczowych, a szczególnie krótkołańcuchowych , tłuszcz nabiera specyficznego smaku i zapachu (jełczenie hydrolityczne). W przypadku tłuszczów o długich łańcuchach tak silnych zmian organoleptycznych nie obserwuje się. Stopień zaawansowania określa się poprzez oznaczenie liczby kwasowej tłuszczów. Im wyższa liczba tym hydroliza jest większa.

Modyfikacje tłuszczów- najczęstszym sposobem modyfikacji tłuszczów są procesy utwardzania to znaczy wysycania podwójnych wiązań występujących w łańcuch reszt kwasów tłuszczowych wodorem. Proces ten prowadzi do uzyskania z olejów roślinnych tłuszczów o konsystencji stałej w temp. Pokojowej. Likwidacja wiązań podwójnych prowadzi też do uodpornienia na łatwe procesy psucia. Procesy utwardzania prowadzą do znacznego zmniejszania wartości biologicznej. Jest to proces przebiegający w wysokiej temp. w obecności katalizatora. Procesy te powodują powstawanie kwasów tłuszczowych w formie trans co nie jest korzystne dla organizmu. Innymi sposobami modyfikacji tłuszczów są reakcje estryfikacji i przeestryfikowania. Tego typu reakcje maja za zadanie wytworzenie tłuszczu o innych właściwościach fizykochemicznych tj. przeprowadzenia tłuszczu ciekłego w temp. pokojowej w tłuszcz o konsystencji mazistej lub stałej, a także wytworzenie mono i diaacylogliceroli używanych jako emulgatory. Przeestryfikowanie (transestryfikacja) jest to ciąg reakcji doprowadzający do wymiany grup acylowych (reszt kwasowych w acyloglicerolach) pomiędzy: acyloglicerol- alkohol (alkoholiza), acyloglicerol- glicerol (gliceroliza), ester- ester (transestryfikacja właściwa).

6.Procesy oksydacyjne tłuszczów. Autooksydacja tłuszczów.

Przemiany oksydacyjne tłuszczów to głównie przemiany powodujące psucie się tłuszczów. Powstają związki będące przyczyną obniżenia wartości żywieniowej, pogarszają zapach i smak. Wywołują je enzymy lub chemiczne oddziaływanie tlenu z otoczeniem.

Autooksydacja tłuszczów- utlenianie tłuszczu tlenem z otoczenia. Reakcje ta są trudne do zatrzymania, można jest jedynie ograniczyć. Autooksydacja lipidów to proces chemiczny któremu podlegają reszty kwasów tłuszczowych nienasyconych.

Mechanizm reakcji autooksydacji:

Autooksydacja jest reakcją wolnorodnikową, łańcuchową i autokatalityczną, którą przyspieszają różne związki występujące w łańcuchach np. jony metali ciężkich, barwniki, dzięki którym reakcja utleniania przebiega szybko. Wpływ ma również promieniowanie świetlne (UV) i energia cieplna (wzrost temp.).

Autooksydacja przebiega w 3 etapach:

a)inicjacja

RHR^•+H^• (nad strzałką energia, UV, temp, jony metali)

-CH₂-CH=CH-CH₂--CH^•-CH=CH-CH₂- +H^• (nad strzałka energia)

Pod wpływem inicjatorów odrywa się wodór, powstaje wolny rodnik.

-CH₂-CH=CH-CH₂-+O₂-CH-CH^•-CHOO^--CH₂-

RH+ O₂ROOH

Inicjacja- zostaje przygotowany substrat pod wpływem energii, temperatury itd. Do dalszych procesów utleniania.

b)prorogacja- tworzenie się związków nadtlenkowych- rozwijanie reakcji utleniania

R^•+O₂ROO^•

ROO^•+RHR^•+ROOH

Proces trwa dopóki reaktywnych związków nie uzbiera się odpowiednio dużo, ponieważ gdy zaczną reagować ze sobą tworzą związki nieaktywne.

c)terminacja- wzbudzone związki reagują między sobą dając związki trawłe

rekombinacja rodników R^•+ R^•; R^•OO+RROOR; R^•O+R^•OROOR; ROO^•+ ROO^•ROOR+O₂} nierodnikowe produkty, które nie są ani propagatorami ani inicjatorami reakcji.

Procesy oksydacji tłuszczów:

Utlenianie fotosensybilizowane- reakcja utleniania kwasów tłuszczowych nienasyconych. Przyłączenie tlenu do atomu węgla przy podwójnym wiązaniu przy udziale odpowiedniego uczulacza czyli sensybilizatora.

Reakcja

R-C=C-R₁+O=OR-COOH-C=R₁

*Pierwsza droga

I)sensybilizator(barwnik(chlorofil))+ substrat(reszta kw.tł.)+hν produkt pośredni reaktywny

crytrozyna nienasyconego

II) produkt pośredni+O₂produkt utleniony(kw.tł.utleniony)+ sensybilizator

*Druga droga

Sensybilizator+O₂+hν produkt pośredni

Produkt pośredni+ substrat produkt utleniony+sensybilizator

Reakcja utleniania fotosensybilizowanego jest reakcją szybszą niż autooksydacja

-sensybilizatory- barwniki naturalne

-sensybilizatory hamujące- β-karoten

Skutek reakcji fotoutleniania jest taki sam jak reakcji autooksydacji

Autooksydacja nasyconych kwasów tłuszczowy

R-CH₂-CH₂-COOH+¹/₂O₂R-CH=CH-COOH+H₂OR-CH(OH)-CH₂-COOH+¹/₂O₂-CO-CH₂-COOH+H₂OR-CO-CH₃+CO₂

Reakcja ta przebiega w warunkach silnie tlenowych przy udziale odpowiednich enzymów, wymagana jest podwyższona wilgotność otoczenia. Proces utleniania kwasów tłuszczowych nasyconych odbywa się przy utlenianiu węgla w pozycji β (drugi węgiel od grupy COOH). Wytworzenie podwójnego wiązania następuje w obecności wody, powstaje β-ketokwas. Przy odszczepieniu CO₂ powstaje metyl keton. Β-oksydacja prowadzi do jełczenia ketonowego. Jełczenie aldehydowe wymaga uczestnictwa tlenu i wilgoci.

Czynniki wpływające na reakcje autooksydacji tłuszczów:

-temp.

-światło

-pH

-enzymy(pleśniowe- lipooksydazy)

-metale i ich sole

-skład tłuszczów (tłuszcze zawierające więcej kwasów nienasyconych łatwiej ulegają autooksydacji)

Naturalne przeciwutleniacze to:

-kofenole- przedłużają trwałość oksydacyjną tłuszczów

-związki naturalne występujące w żywności

-lecytyna, fosfolipidy

Działanie przeciwutleniające- przerywają reakcje wolnorodnikowe przez dezaktywowanie wolnych rodników powstających w pierwszym etapie. Przeciwutleniacze działają w niskich stężeniach. Ich efektywność wynika z doboru odpowiedniej chwili, w której są wprowadzone do tłuszczów. Powinny znaleźć się jak najwcześniej. Jeżeli stężenie przeciwutleniaczy jest podwyższone wówczas ułatwiają procesy utleniania tłuszczu (prooksydanty).

7.Polisacharydy

Polisacharydy są zbudowane z heksozy, pentozy, powstają w wyniku polikondensacji. Materiał budulcowy, są składnikiem konstrukcyjnym, składnikiem ścian komórkowych. Występują w korzeniach, bulwach. Cząsteczki monosacharydów połączone są wiązaniem glikozydowym w substancje wielkocząsteczkowe posiadające struktury: I, II, II, IV rzędowe.

Skrobia- występuje w ziemniakach, ziarnach zbóż, w postaci ziarenek o różnej wielkości i kształcie. Mieszanina dwóch polimerów (amylozy i amylopektyny). Skrobia nie rozpuszcza się w zimnej wodzie, następuje tutaj proces pęcznienie ziarenek skrobiowych. Posiada budowę kłębkową.

Właściwości chemiczne skrobi:

*łatwo ulega hydrolizie w środowisku kwaśnym oraz przy udziale enzymów

*skrobia ziarnista trudniej ulega hydrolizie enzymatycznej niż skrobia napęczniała wodą

*skrobia ulega reakcjom estryfikacji w środowisku zasadowym (otrzymujemy skrobię alkilową, metylową, etylową)

*dekstrynizacja skrobi- rozkład w procesie ogrzewania

Amyloza- wewnętrzna część ziarna skrobiowego 14-17%. Rozpuszcza się w wodzie, występuje w kształcie podwójnego heliksu, ma strukturę łańcuchową bez rozgałęzień.

Amylopektyna- polimer rozgałęziony, usytuowany na zewnątrz ziarna skrobiowego. Występują wiązania 1,4 i 1,6 glikozywode. Nie rozpuszcza się w wodzie. Zawartość w skrobi 75%. Sferyczny, nieuporządkowany kłębek, model drzewka, budowa polimerowa.

*Glikogen (skrobia zwierzęca)- materiał zapasowy, jeżeli zapotrzebowanie na energię wzrasta glikogen uwalniany jest z wątroby. Posiada łańcuch rozgałęziony.

*Celuloza (błonnik)- to polimer cukrowy, jest budulcem roślin, głównie składnik błon Komórkowych.

*Inulina- polimer zbudowany z fruktozy, występuje w korzeniach cykorii, łatwo rozpuszczalny w wodzie. W procesie prażenia daje cukry karmelowe o specyficznym smaku i zapachu, a także substancje lotne zbliżone do smaku o zapachu w kawie zbożowej. Jest ona surowcem (bazą) do tworzenie substancji smakowo-zapachowych.

*Substancje pektynowe- to polisacharydy zbudowane z łańcuchów połączonych ze sobą cząsteczką kwasu galakturowego. Pektyny powstają z protopektyn nierozpuszczalnych w wodzie podczas dojrzewania lub podczas obróbki technologicznej.

Pektyny można podzielić na:

*pektyny wysokozmetylowane (zmetylowane ponad 50% grup karboksylowych)- do wytwarzania żelu potrzeba dużej ilości cukru, żelują przy niskim pH.

*pektyny niskozmetylowane- potrzebują do tworzenia żelu obecności jonów Ca²⁺. Tworzą żele oraz roztwory o wysokiej lepkości.

Stopień rozpuszczalności pektyn zależy od wielkości cząsteczki, od stopnia zestryfikowania grupą metylową.

Algininy- polisacharydy zbudowane z reszt kwasów uronowych (kwas alginowy i jego sole). Kwas alginowy nie rozpuszcza się w wodzie, dobrze rozpuszczają się jego sole. Wykorzystywane są do tworzenie roztworów o podwyższonej lepkości, tworzą żele elastyczne, stabilizują zawiesiny dzięki wysokiej lepkości roztworu.

Karagenina- jest to galaktoz (polimer zbudowany z reszt galaktozydowych zestryfikowanych kwasem siarkowym). Stanowi mieszaninę polisacharydów:

*λ-karageniny- rozpuszczalna w zimnej wodzie

*κ-karageniny- rozpuszcza się dopiero na gorąco.

Polisacharydy rozpuszczalne w wodzie tworzą żele i roztwory o podwyższonej lepkości (dodatek cukru zwiększa sztywność). Wykorzystywane jako związki stabilizujące napoje mleczne, spoiwa produktów mięsnych, środek żelującu.

Agar- pozyskiwany a alg czerwonych i brunatnych. Polisacharyd zbudowany z agarozy i agaropektyny. Polimer łańcuchowy. Nierozpuszczalny w zimnej wodzie, rozpuszczalny w gorącej. Po ochłodzeniu tworzy silne żele. Wykorzystywany jako podłoże wzrostowe w mikrobiologii, stabilizator przy produkcji, żele przy stężeniu 0,5%.

8.Polisacharydy- charakterystyka (przemysł spożywczy)

a)cukier spożywczy- sacharoza 99,5-99,9% (rafinoza i cukier inwertowany)

b)cukry ziarna zbóż

*glukoza i fruktoza 0,4%

*sacharoza i maltoza

*skrobia

c)cukrowce owoców i warzyw

*glukoza

*fruktoza

*sacharoza

*skrobia

Udział cukrowców uzależniony od stopnia dojrzałości

d)cukrowce mięsa

*glikogen 0,3-8% w zależności od rodzaju tkanki, magazynem jest wątroba

*cukry proste- glukoza

e)cukry mleka

*laktoza 4-5%

*glukoza 0,01%

*galaktoza 0,01%

f)cukrowce jaj

*glukoza w stanie wolny (w żółtku jaja)

*cukry proste związane z białkiem lub lipidami

Przemiany cukrowców w procesach technologicznych i przechowywaniu.

a)przemiany biochemiczne- oddychanie, metabolizm w tkankach podczas przechowywania. Intensywność procesów biochemicznych zależy głównie od temp. i warunków przechowywania

b)przemiany podczas obróbki hydrotermicznej- wymywanie cukrów podczas gotowania

c)rozkład i polimeryzacja podczas suszenia- nie zachodzą istotne przemiany

d)reakcja pomiędzy cukrami a związkami białkowymi- reakcja Maillarda

e)reakcja grup karboksylowych cukrów z grupami hydroksylowymi innych związków występujących w otoczeniu glikozydy:

*glikolipidy

*glikoproteiny

*glikozydy flawinoidów

*glikozydy saponin

*inne glikozydy

f)reakcje redukcji- alditiole (związki które powstają w reakacjach redukcji grup hemiacetalowych i karbonylowych cukrów)

*glukoza- glucitol (sorbitol), mannoza-mannitol - substancje słodzące nie są stabilizowane przez mikroflorę, produkcja żywności niskokalorycznej

g)reakcje utleniania- laktony (związki powstają w reakcjach utleniania grup hemiacetalowych i karbonylowych cukrów). Dodawane do mleka, wędlin powodują stabilizację pH na odpowiednim poziomie dzięki uwalniani β-laktonu.

h)reakcje wewnątrzcząsteczkowe i międzycząsteczkowe- poprzez grupy hydroksylowe (stabilizacja struktur przestrzennych)

i)hydroliza oligo i polisacharydów

j)ogrzewania w słabokwaśnych roztworach- pochodne furanu

*pentozy- furfural

*heksozy- 2-hydroksymetylofurfural

k)karmelizacja sacharydów- podczas ogrzewania tworzą brunatne związki o specyficznym smaku i zapachu

*karmelan

*karmelin

*karmelen

l)reakcje epimeryzacji (np. laktoza- laktuloza)

m) reakcje emolizacji- tworzenie reduktorów działających w żywności jak przeciwutleniacz

9.Skrobia- proces kleikowania

Jeżeli roztwór skrobi z wodą podrzejemy do temp. 60⁰C następuje zjawisko kleikowania skrobi. Cząsteczki wody usytuowana są w strukturze polimerowej. Gdy dostarczamy ciepło nowe cząsteczki wody wnikają do wnętrza skrobi. Ziarno skrobi zostaje rozerwane po nagromadzeniu się dużej liczby cząsteczek wody. Nąstepuje wylanie amylozy z ziarna, która rozpuszcza się w wodzie. Tworzy się kleik skrobiowy, który przy odpowiednim stężeniu daje strukturę żelową (struktura pseudokrystaliczna, niezbyt trwałą). Podczas przechowywania żeli skrobiowych następuje odpływ wody, ulegają one procesowi retrogradacji.

Retrogradacja- cząsteczki amylozy, łączą się tworząc kryształy, zostają one wycofane ze struktury żelowej, w formie osadu. Struktura pseudokrystaliczna struktury żelowej zostaje zaburzona ponieważ po wycofaniu amylozy pozostają wolne miejsca, struktura kurczy się, następuje wycofanie wody z kurczącej się struktury żelowej. Jest to proces niekorzystny nieodwracalne zmiany skrobi. Retrogradacja towarzysz synereza czyli wypychanie wody z żelu. Zjawisko to przebiega w niskich temp.

10.Reakcja Maillarda

Nieenzymatyczne brunatnienie- reakcja Maillarda

Reakcja Maillarda- powstawania wielkocząsteczkowych związków cukrowych zawierających azot o zabarwieniu brunatnym.

Etapy reakcji Maillarda:

a)kondensacja cukry redukującego z wolnymi grupami aminowymi aminokwasów, peptydów, białek - z aldoz tworzą się aldozyloaminy, z ketoz ketozyloaminy

b)aldozy aminy w obecności protonów przegrupowują się do 1-amino-1-deoksyketoz (przegrupowanie Amadori). Ketozyloaminy do 2-aminodeoksyaldoz (przegrupowanie Heyeusa)- powstałe związki są bezbarwne

c)Powstałe aminocukry reagują z kolejnymi obecnymi w środowisku cukrami redukującymi (aldozami, ketozami) tworząc diamino cukry

d)Degradacja aminocukrów z utratą jednej lub większej liczby cząsteczek wody prowadzi do tworzenia się między innymi hydroksymetylofurfuralu i innych związków pośrednich

e)Kondensacja związków aminowych z produktami pośrednimi czwartego etapu reakcji oraz polimeryzacja- tworzenie się związków o brunatnym zabarwieniu melanoidów

W ciągu reakcji Maillarda powstaje duża ilość związków pośrednich nisko i wysokocząsteczkowych kształtujących smak, zapach i barwę żywności, a także obniżających jej wartość odżywczą. Związki Maillarda są ciężkostrawne, nie są trawione prze nasz układ pokarmowy. W środowisku sacharozy reakcje Maillarda nie przebiegają, dopiero zaczynają się kiedy zostaje uwolniona fruktoza i glukoza (cukry redukujące).

Czynniki wpływające na tempo reakcji Maillarda:

*ketozy wchodzą łatwiej w te reakcje łatwiej niż heksozy

*cukry nie posiadające wolnych grup CHO i CO nie wchodzą w te reakcje

*temp.- wyższa wpływa na szybszy przebieg reakcji

*środowisko- zasadowe przyśpiesza reakcję, kwaśne hamuje

*zawartość wody- w produktach o niskiej zawartości wody (np. proszek mleczny) tempo nieenzymatycznego brunatnienia jest powolne, wzrost zawartości wody do pewnej granicy przyspiesza brunatnienie po czym stopniowo tempo maleje przy dużej zwartości wody (mleko pasteryzowane płynne)

*obecność białek i mała dostępność wody powoduje małe tempo reakcji

*Wit.C- jej obecność powoduje wytwarzanie produktów reakcji

---