Определение основных компонентов

Вода

Вода является основным компонентом большинства пищевых продуктов, обеспечивая среду для протекания химических и биохимических реакций. Содержание воды в продуктах варьируется от 5–10 % в сухих продуктах до 90–95 % в свежих овощах и фруктах. Вода выполняет несколько ключевых функций:

• Растворитель для минеральных солей, сахаров, витаминов и ферментов.
• Транспорт веществ, участвуя в перенесении питательных компонентов и метаболитов.
• Теплоёмкость, влияющая на термическую обработку продуктов.

Методы определения влажности включают термографический, сушильный и вакуумный анализ, а также более точные современные методы, такие как кариометрия и ядерно-магнитный резонанс (ЯМР).

Белки

Белки представляют собой полимеры аминокислот, соединённых пептидными связями. Они выполняют структурную, ферментативную, транспортную и защитную функции в пищевых продуктах. Основные характеристики белков, важные для пищевой химии:

• Амфотерность — способность взаимодействовать с кислотами и щелочами.
• Растворимость — зависит от pH, ионной силы и температуры среды.
• Термическая денатурация, приводящая к изменению структуры и функциональных свойств.

Методы количественного определения белков включают Кьельдаля (определение азота), Биуретовую реакцию, Lowry и Bradford. Качественные методы включают электрофорез и хроматографию для изучения аминокислотного состава.

Жиры

Жиры (триглицериды) — это сложные эфиры глицерина и жирных кислот. Они выполняют энергетическую функцию, служат носителями липофильных витаминов (A, D, E, K) и участвуют в формировании органолептических свойств продукта. Ключевые показатели жиров:

• Индекс йода — характеризует степень ненасыщенности.
• Кислотное число — показывает количество свободных жирных кислот.
• Перекисное число — отражает степень окислительной порчи.

Методы анализа включают экстракцию Сокслета, газовую хроматографию, титриметрию и ИК-спектроскопию для определения структуры жирных кислот.

Углеводы

Углеводы — это поли- и олигосахариды, а также моносахариды, выполняющие энергетическую и структурную функции. Основные виды:

• Моносахариды: глюкоза, фруктоза, галактоза.
• Дисахариды: сахароза, лактоза, мальтоза.
• Полисахариды: крахмал, гликоген, целлюлоза, пектины.

Методы определения углеводов: редукционные реакции с применением Fehling или Benedict, спектрофотометрические методы, тонкослойная и высокоэффективная жидкостная хроматография (ТШХ и ВЭЖХ).

Минеральные вещества

Минералы представлены макро- и микроэлементами, необходимыми для поддержания физиологического равновесия организма. Основные характеристики:

• Растворимость — большинство минералов находятся в ионной форме и легко растворяются в воде.
• Тепловая стабильность — минералы не разрушаются при кулинарной обработке, но могут теряться с технологическими жидкостями.
• Взаимодействие с органическими компонентами — образование комплексов с белками, пектином, витаминами.

Методы анализа включают пламенно-фотометрический, атомно-абсорбционный и индуктивно-связанную плазму (ICP) спектроскопию.

Витамины

Витамины — органические соединения, необходимые в малых количествах для жизнедеятельности, которые не синтезируются в организме человека в достаточном количестве. Важнейшие характеристики:

• Растворимость: водорастворимые (B, C) и жирорастворимые (A, D, E, K).
• Чувствительность к термической обработке и свету, окислению.
• Функциональная активность, определяемая биологическими и химическими методами.

Для анализа витаминов применяют спектрофотометрические методы, жидкостную и газовую хроматографию, а также биохимические тесты активности.

Органолептические и функциональные показатели

При определении состава пищевых продуктов учитываются не только количественные показатели компонентов, но и их влияние на качество продукта:

• Цвет, запах, вкус, консистенция — зависят от химического состава и взаимодействия компонентов.
• Текстура и вязкость — определяются содержанием белков, полисахаридов и воды.
• Стабильность продукта — определяется степенью окисления жиров, гидролиза белков и разложения сахаров.

Комплексный химический анализ позволяет не только определить содержание отдельных компонентов, но и прогнозировать технологические свойства продукта, его питательную ценность и срок хранения.