Химический состав свежих плодов и ягод зависит от их вида, степени зрелости, сроков уборки, способов хранения и др.
Свежие плоды и ягоды отличаются высоким содержанием воды - 72 - 96%. Она обусловливает физиологические процес-сы в плодах и ягодах, а также способствует развитию различ-ных микробиологических процессов, которые приводят к их порче. При хранении плодов вода может испаряться, что при-водит к снижению лежкости и уменьшению срока их хранения.
Основным энергетическим материалом плодов и ягод явля-ются углеводы — сахара, крахмал, целлюлоза (клетчатка), пек-тиновые вещества, гемицеллюлоза. Калорийность углеводов невысока, но наличие в плодах и ягодах Сахаров из-за легкой усвояемости делает их особенно полезными для человека.
Из Сахаров в плодах и ягодах чаще всего и в наибольшем количестве содержатся глюкоза, фруктоза и сахароза. Общее количество Сахаров зависит от многих факторов: культуры, сорта, зоны выращивания, методов агротехники, почвенных и погодных условий и т. п. Соотношение же различных Сахаров в основном зависит от вида плодов и ягод. Например, в яблоках и грушах содержится 6 - 12% фруктозы, 1 - 5% глюкозы и 0,5 - 5,5% сахарозы; в абрикосах - соответственно 0,1 - 3,2, 0,1 - 3,2 и 4,5 - 10%, а в вишне - 3,3 - 4,4, 3,8 - 5,3 и 0 - 0,8 %. Содержание крахмала в плодах и ягодах достигает 1%. Больше всего крахмала содержится в недозрелых яблоках. По мере созревания плодов он гидролизуется с образованием сахаров и других веществ.
Оболочки клеток плодов и ягод построены в основном из целлюлозы (клетчатки), которая представляет собой поли-сахарид. Содержание ее в плодах и ягодах составляет около 1 - 2%. Клетчатка почти не усваивается организмом человека, но способствует нормальной деятельности кишечника.
Пектиновые вещества - это высокомолекулярные соедине-ния углеводной природы. В плодах и ягодах они встречаются в виде пектина, протопектина и пектиновой кислоты. Содержа-ние их в яблоках 0,8 - 1,3%, в сливах - 0,5 - 1,3, в малине - 0,1 - 0,7%. Протопектин содержится в межклеточных простран-ствах и в оболочках клеток, не растворяется в воде и обуслов-ливает твердость плодов. По мере созревания протопектин рас-щепляется с образованием пектина и гемицеллюлозы. Такой процесс идет при варке плодов, так как при температуре 80 - 85 °С протопектин гидролизуется. Это свойство используют при бланшировании плодов для удаления с них кожицы.
Распространенными органическими кислотами , содержащи-мися в плодах, являются яблочная, лимонная и винная. Реже и в небольшом количестве в плодах содержатся бензойная, салициловая, янтарная кислоты и др. Общая кислотность плодов и ягод колеблется от 0,4 до 8 %.
Отдельные виды и сорта плодов одновременно могут содер-жать одну, две и более кислот. В косточковых и семечковых плодах, например, встречаются яблочная и лимонная кислоты. Яблочной кислоты особенно много (до 6%) в кизиле и барба-рисе. Лимонная кислота содержится главным образом в лимо-нах (до 7%), клюкве и гранатах. В винограде преобладает вин-ная кислота (0,3 - 1,7%). Бензойная кислота содержится в не-большом количестве (0,1%) в бруснике и клюкве, салицило-вая - в малине и землянике. Благодаря тому, что бензойная кислота обладает антисептическими свойствами, клюква и брус-ника хорошо сохраняются. Мало кислот в черешне, грушах, аб-рикосах.
На вкусовое ощущение кислот в плодах значительное влия-ние оказывают сахара , дубильные вещества . Сахар, содержа-щийся в мякоти плодов, как бы маскирует ощущение кислого вкуса, а дубильные вещества, наоборот, подчеркивают его. Так, в плодах кизила 9% сахара, но они кажутся очень кислыми и терпкими, так как содержат сравнительно много яблочной кис-лоты и дубильных веществ.
Значительна роль кислот при консервировании или кулинар-ной обработке плодов. Так, количество кислот в сырье оказы-вает влияние на режим стерилизации: чем выше кислотность сырья, тем быстрее при прогревании консервов погибают в нем микроорганизмы.
Современная наука о питании рассматривает овощи и плоды как жизненно необходимые продукты, поскольку они являются основным источником многих витаминов, минеральных солей, органических кислот, ароматических веществ и легко усвояемых углеводов.
Многие вещества, содержащиеся в плодах и овощах, могут не иметь в пищевом отношении значения, но определяют такие важные свойства, как устойчивость к болезням, преждевременному прорастанию и быстрому созреванию. Химический состав плодов и овощей зависит от многих факторов: условий выращивания, агротехники, климатических условий, зоны выращивания и т.д.
Вода и сухие вещества. По содержанию воды различные виды плодов и овощей заметно отличаются: от 75% в картофеле, до 97% в огурцах, особо следует выделить орехоплодные - до 7-8%.
Способность сохранять определенную форму при высоком содержании воды объясняется присутствием белков и пектиновых веществ, способных удерживать большое количество воды.
Большая часть воды в плодах и овощах находится в свободном состоянии, и лишь незначительная часть - в связанном. По этой причине легко высушить плоды и овощи до 10-12% влажности. Дальнейшее удаление каждого процента сопряжено с определенными трудностями и может быть достигнуто с помощью специальных методов сушки.
Плоды и овощи испаряют воду как на материнском растении, так и после уборки урожая. Однако на материнском растении потеря влаги компенсируется корневой системой, а после уборки - не компенсируется. Поэтому испарение влаги во время хранения может оказать самое неблагоприятное влияние на нормальное течение процессов обмена веществ.
Испарение влаги вызывает ослабление тургора клеток, увядание тканей, усиление расхода питательных веществ, является основной причиной уменьшения их массы при хранении.
Для успешного хранения нужна эффективная защита плодов и овощей от увядания, поэтому в хранилищах необходимо поддерживать высокую относительную влажность воздуха -85-95%. В воде растворены многие химические вещества: углеводы, часть минеральных веществ, витаминов, кислоты, дубильные вещества. Они составляют растворимые сухие вещества и определяются рефрактометром.
При среднем содержании влаги в различных плодах и овощах от 75 до 95% воды на долю сухих веществ приходится от 5 до 25%, большая часть их представлена углеводами. Содержание сухих веществ зависит от сорта, климатических условий (в жаркое лето их больше чем в дождливое), степени зрелости (в незрелых меньше, чем в зрелых). Содержание сухих веществ учитывается при переработке плодов и овощей, по ним рассчитываются выход готового продукта, расход сахара и т.д.
Азотистые вещества включают белки и соединения небелкового азота - амиды, аминокислоты и другие соединения. Общее количество в плодах и ягодах невелико и колеблется от 0,2 до 1,5%. В овощах азотистых веществ больше - в среднем 1-2%, а в таких, как зеленый горошек - 6,6%, брюссельская капуста - 5,3%, цветная - 2,5%; в плодах меньше. Исключение составляют орехи - 15-22%, маслины - 7%, ежевика - 2%.
Большую часть азотистых соединений составляют белки, меньшую - небелковые азотистые соединения. Наиболее полно изучен белок картофеля - туберин. Соотношение аминокислот в нем приближается к яичному белку, что позволяет считать его полноценным. Полноценными считаются белки овощных бобовых культур, шпината, салата, капустных овощей.
Из амидов в плодах и овощах содержатся аспарагин и глу-тамин. Ничтожно малая часть приходится на нуклеиновые кислоты, гликозиды, витамины группы В, ферменты и другие соединения.
Важное биологическое значение имеют нуклеиновые кислоты и сложные белки - нуклеопротеиды.
Нуклеиновые кислоты - высокомолекулярные соединения, впервые выделенные из ядра клеток.
Представлены они двумя типами соединений: ДНК - де-зоксирибонуклеиновой кислотой (дезоксирибоза), РНК - рибонуклеиновой кислотой (рибоза).
Молекулы ДНК являются носителями наследственности и находятся в ядрах, РНК содержится как в ядре, так и в цитоплазме.
Важные превращения с нуклеиновыми кислотами происходят при хранении плодов и овощей. Прорастание почек картофеля сопровождается увеличением содержания нуклеиновых кислот.
Определенные превращения происходят с нуклеиновыми кислотами при формировании зародышей семян плодов и связанные с этим созреванием околоплодника.
К особым белкам относят и ферменты. Они играют важную роль при хранении и переработке плодов и овощей.
Так, под действием окислительных ферментов полифено-локсидазы, в хранящихся плодах могут окисляться полифенолы с образованием темно-окрашенных веществ (потемнение тканей).
Углеводы - основной энергетический материал плодов и овощей. Содержание их в расчете на сырую массу невысокое, поэтому и калорийность овощей не превышает 25-40 ккал в 100 г, плодов - 50-70 ккал.
Однако такие распространенные углеводы, как глюкоза, фруктоза, сахароза хорошо усваиваются организмом, что и обусловливает значение плодов и ягод в питании.
Из углеводов в плодах и овощах содержатся сахара, крахмал, клетчатка (целлюлоза), полуклетчатка (гемицеллюлоза), пектиновые вещества.
Сахара. Из моносахаров встречаются в плодах и овощах пектозы (арабиноза и ксилоза), гексозы - (глюкоза, фруктоза). Глюкоза (виноградный сахар) содержится в винограде, черешне, вишне, малине, смородине (в сочетании с фруктозой), фруктоза преобладает в семечковых плодах. Из дисахаридов в плодах и овощах содержится сахароза, она преобладает в абрикосах, персиках, сливах.
В плодах и ягодах довольно высокое содержание Сахаров -от 19 до 30% в винограде, от 3,2 до 12,8% - в плодах.
Все сахара растворимы в воде, сладкие на вкус, сбраживаются дрожжами и молочнокислыми бактериями, при сильном
и продолжительном нагревании карамелизуются, с аминокислотами и белками образуют меланоидины, что является причиной потемнения плодов и овощей при хранении.
Сахара имеют большое значение в обмене веществ в плодах и овощах. Они затрачиваются на дыхание, дают энергию и большое количество промежуточных продуктов, которые используются в послеуборочном дозревании плодов, определяют устойчивость к микроорганизмам.
Близки к сахарам и сахароспирты: сорбит - в рябине, абрикосах, сливе, яблоках; маннит - в ананасах, моркови, грушах, грибах. При их окислении образуются сахара.
Крахмал - основное запасное вещество в клубнях картофеля. Встречается в бобовых, зерновых, в незрелых семечковых плодах, в бананах.
Так в зеленом горошке по содержанию крахмала определяют ранний срок уборки, чтобы получить продукт высокого качества.
Клетчатка (целлюлоза) и полуклетчатка (гемицеллюлоза) составляют основную массу клеточных стенок. Содержание их значительно колеблется в хрене, укропе, шиповнике, орехах, малине, смородине, облепихе - от 2,5 до 5%, меньше - в огурцах, кабачках, патиссонах, салате, в вишнях, яблоках, сливах - от 0,5 до 8%.
Инулин содержится в чесноке - от 15 до 20%, топинамбуре - от 13 до 20%, заменяя в них крахмал. При гидролизе инулина образуется фруктоза.
Пектиновые вещества содержатся в плодах и овощах в виде протопектина (в основном в незрелых плодах и овощах), пектина и пектиновых кислот.
В овощах пектиновых веществ меньше - в моркови, тыкве -около 1%, капусте, дыне - до 0,4%, картофеле - до 0,2%.
Основной особенностью пектиновых веществ (пектина) является образование желе в присутствии сахара и кислоты. Это учитывается при приготовлении желе, джемов, цукатов, мармелада и т.д., когда получают продукт желеобразной консистенции. Пектин овощей желирует слабее.
Определенные изменения пектиновых веществ наблюдаются при созревании плодов.
Протопектин по мере созревания переходит в растворимый пектин клеточного сока, в результате изменяется консистенция плодов.
При хранении также происходит распад пектиновых веществ. С этим связано появление различного типа потемнений кожицы и мякоти плодов.
В настоящие время установлена важная роль пектиновых веществ как лечебно-профилактического фактора. Пектиновые вещества, легко образуя коллоидные растворы, обладают обволакивающими свойствами. Благодаря этому они способствуют локализации и заживлению язвенных поражений желудка и кишечного тракта.
Большое значение имеет свойство пектиновых веществ осаждать ионы двухвалентных металлов (нейтрализуют и удаляют из организма соли свинца, цинка и др.).
Установлено защитное действие пектиновых веществ при радиоактивном поражении.
Органические кислоты имеют важное значение в обмене веществ в плодах и овощах. В соотношении с сахарами они в значительной степени определяют вкус плодов и овощей.
Органические кислоты оказывают сильное действие на выделение пищеварительных соков в организме человека. Поэтому они способствуют лучшему усвоению компонентов пищи, в которых содержание кислот невелико (рыбные, мясные, мучные, крупяные изделия и т.д.).
Наиболее распространенными являются яблочная, лимонная и винная кислоты, менее распространены - щавелевая, салициловая, бензойная, янтарная, пировиноградная, хлороге-новая, уксусная и др.
Яблочная кислота преобладает в семечковых и косточковых плодах (в яблоках - до 1,5%, рябине - 1,5-3%), винная - в винограде До 1,7%, лимонная - в лимонах 6-8% и других цитрусовых, щавелевая - в щавеле, ревене, томатах, бензойная -в клюкве, бруснике.
Больше кислот содержится в плодах и ягодах, меньше -в овощах. Кислоты содержатся в таких овощах, как томаты, щавель, ревень.
Вкус плодов и овощей выражается сахарно-кислотным коэффициентом. Это отношение содержания Сахаров к содержанию кислот, выраженное в процентах.
Гликозиды представляют соединения Сахаров со спиртами (агликон) и другими веществами: фенольными, сернистыми, азотистыми. В растениях гликозиды широко распространены и часто обусловливают их специфический вкус и аромат, а также устойчивость к фитопатогенной микрофлоре. Наиболее распространены: амигдалин, пруназин, вакцинин, соланин, синиргин, глюконастурцин, апинин, гликонапирин.
Амигдалин содержится в семенах косточковых и семечковых плодов, у некоторых видов может достигать до нескольких процентов: в абрикосах - 0,37%, в вишнях - 1,3-2,4%.
В состав агликона амигдалина входит синильная кислота и бензойный альдегид. Под действием ферментов или при кислотном гидролизе амигдалин распадается на глюкозу, бензойный альдегид и синильную кислоту (сильнейший яд). Известны отравления настойками из вишни с косточками.
Пруназин имеется в черемухе.
Вакцинин содержится в бруснике и клюкве, состоит из глюкозы и бензойной кислоты, обладающей антибиотическими свойствами, обусловливает высокую устойчивость к микроорганизмам.
Соланин встречается в баклажанах, в незрелых томатах, в коре картофеля. С соланином связана устойчивость клубней к микроорганизмам. Озеленение клубней (выдержка на свету)
приводит к значительному увеличению соланина в коровой части, благодаря чему картофель хорошо сохраняется. Однако этот способ применим только к семенному картофелю, увеличение соланина в продовольственном картофеле нежелательно. Нормальное содержание соланина не превышает 0,002-0,01%, при увеличении до 0,02% и выше присутствие соланина заметно влияет на вкус (появляется горечь), а при более высоком может вызвать отравление.
Синиргин встречается в хрене. Его агликон содержит серу. Под действием ферментов отщепляется эфирное масло жгучего вкуса.
Глюконастурцин содержится в репе, апинин - в петрушке; гликонапин - в брюкве.
Красящие вещества. Красящиеся вещества делят на три группы: флавоновые пигменты, хлорофиллы. каратиноиды.
Флавоновые пигменты - водорастворимые фенольные гли-козиды широко распространены в листьях, стеблях, корнях, плодах, участвуют в процессе фотосинтеза, дыхания, росте растений, некоторые обладают бактерицидными свойствами.
К группе флавоновых пигментов относят антоцианы, фла-воны, флавонолы.
Антоцианы растворимы в воде, содержатся в клеточном соке плодов и овощей. Окраска их может меняться от красной до синей и фиолетовой. Содержание в плодах и овощах колеблется от 0,02 до 2,35%.
Наиболее распространены в плодах и овощах следующие антоцианы: малиновый цианидин (содержится в вишне, сливе, ежевике, черной смородине), красный пеларгонидин (в малине, бруснике), розово-лиловый дельфинидин (в чернике), мальвидин (в столовой свекле).
Цвет антоцианов может меняться при изменении рН среды. В плодах и овощах при созревании антоцианы накапливаются и служат признаком степени их зрелости.
Флавоны и флавонолы - желтые водорастворимые красящие вещества плодов и овощей содержатся в хурме, абрикосах, желтых томатах, облепихе, луке. Наиболее распространенным флавонолом является кверцетин, придающий золотистую окраску сухим чешуям лука.
Хлорофиллы окрашивают плоды и овощи в зеленый цвет. Хлорофиллы находятся в хлоропластах листьев. Наибольшим
При созревании плодов и овощей хлорофиллы в большинстве случаев разрушаются или переходят в хромопласты, что изменяет окраску плодов. При нагревании, при варке, при консервировании происходит изменение окраски до темно-бурой.
Каратиноиды - нерастворимые в воде, но растворимые в жирах пигменты желтого и оранжевого цвета. Подразделяют их на две группы: каротины и ксантофиллы.
Каротины придают плодам и овощам оранжевую окраску, исключение составляет ликопин (имеет красную окраску). Каротин является провитамином А, из него в организме человека образуется витамин А.
Наиболее распространен p-каротин. Им обусловлена оранжевая окраска моркови, персиков, абрикосов.
Ксантофиллы придают плодам и овощам желтую окраску. В эту группу входят: крипоксантин - пигмент кожуры мандарина, капсантин - пигмент перца, рубиксантин - пигмент плодов шиповника.
При переработке происходит разрушение каратиноидов в результате окисления кислородом, растворения в жирах. При хранении количество каратиноидов у большинства плодов и овощей уменьшается.
Дубильные вещества относятся к группе полимерных полифенолов, обладают высокой молекулярной массой, растворимы в воде, осаждают белки, обладают вяжущим свойством и придают характерный терпкий оттенок вкуса.
Дубильные вещества подразделяются на гидролизуемые (танины) и конденсированные (катехины). Дубильные вещества содержатся в терне (до 1,7%), хурме, кизиле, айве, черной смородине (0,4%).
Дубильные вещества обусловливают многие технологические особенности плодов и овощей.
С солями железа они дают черно-синее или черно-зеленое окрашивание. Поэтому не следует допускать контакта мякоти и сока плодов с железом, оловом, цинком, медью и другими металлами. Дубильные вещества легко окисляются с участием
ферментов, образуя флабофены, имеющие темную окраску. Это является причиной потемнения на воздухе разрезанных плодов.
Важное значение имеют дубильные вещества при производстве соков: они способны осаждать белки и другие вещества коллоидной природы и тем самым осветлять его.
Эфирные масла представляют смесь веществ различной природы: углеводородов, альдегидов, кетонов, ароматических спиртов, терпенов, фенолов и других соединений и обусловливают аромат плодов и овощей.
Эфирные масла накапливаются в цитоплазме и в межклетниках. Они являются вторичными продуктами обмена веществ.
Состав эфирных масел отдельных плодов и овощей неодинаков. Так, эфирные масла яблок состоят из спиртов, карбо-нилсодержащих веществ и эфиров, кожица цитрусовых включает лимонен, цитраль, октиловый, нониловый и другие альдегиды, листья петрушки - апноль, лук репчатый - аплилпро-пилдисульфид, адельгиды - уксусный и масляный, кетоны - бу-танон, пропанон.
Эфирные масла чеснока и лука обладают фитонцидным действием. Таким веществом является аллицин, придающий чесноку характерный острый запах.
Сосредоточены эфирные масла в основном в кожице, в мякоти их мало. Они содержатся в сотых и тысячных долях процента, исключение составляют пряные овощи, кожица цитрусовых. Их состав достигает от 1,2% до 2,5%.
Максимальное накопление эфирных масел происходит при созревании. На их накопление влияют погодные условия -в ясную солнечную погоду их образуется больше, чем в пасмурную дождливую. Эфирные масла улетучиваются при хранении и переработке, обладают антибиотическими свойствами.
Жиры и воск. Содержание жиров в плодах и овощах невелико. Значительно больше их в семенах (до 23-60%). Большим содержанием жиров отличаются орехи (до 70%), плоды маслин (до 55%), ягоды облепихи (до 8%).
В составе жиров плодов и овощей преобладают такие жирные кислоты, как олеиновая, линолевая. линоленовая, обнаружены также пальмитиновая и стеариновая.
Эпидермис кожицы плодов, листьев покрывают воск - жироподобные вещества, представляющие сложные эфиры многоатомных спиртов и жирных кислот.
Частично воск выполняет защитную функцию, предохраняя от испарения влаги, внедрения микроорганизмов.
Однако восковой защитный барьер у многих плодов и овощей развит слабо и не может эффективно выполнять защитную функцию.
При хранении на поверхности плодов и овощей наносят восковые и масляные эмульсии. Воск не растворим в воде, при обычной температуре плохо растворяется даже в органических растворителях, но при нагревании растворяется в щелочах, что используется при сушке слив, винограда.
Витамины. Плоды и овощи являются важнейшими источниками витаминов: С, Е, К, каротина, РР, группы В и др.
Наиболее распространен в плодах и овощах витамин С. Витамин С находится в трех формах:
♦ аскорбиновая кислота - восстановленная;
♦ дегидроаскорбиновая - окисленная;
♦ аскорбиноген - связанная форма аскорбиновой кислоты с белками, нуклеиновыми кислотами.
♦ с высоким - 100-2500 мг % (черная смородина - 100-400, грецкие орехи - 100-1000. шиповник - 100-2500, хрен -150-200, петрушка (зелень) - 100-190);
♦ со средним - 30-90 мг % - капустные овощи, лук - зеленое перо,земляника, цитрусовые;
♦ с низким - до 25 мг % - семечковые, косточковые, бананы, морковь, свекла и др.
Витамин С распределен в тканях неравномерно, больше содержится в кожуре и прилегающих тканях, в кочерыге капусты. Поэтому рекомендуют кочерыгу тщательно измельчать и использовать при квашении капусты.
В процессе хранения и переработки (сушке, консервировании) содержание витамина С уменьшается. Сравнительно хорошо витамин С сохраняется при квашении, быстром замораживании.
Витамин В1 (тиамин) содержится в горохе, шпинате, цветной капусте, витамин В 2 (рибофлавин) - в землянике, грушах,
зеленных овощах, цветной капусте, витамин Bз (пантотеновая кислота) - в пряных овощах, витамин В 5 (никотиновая кислота) - в значительном количестве в картофеле, витамин В 9 (фо-лиева кислота - в землянике, малине, вишне, моркови, капусте, витамин В12 - в зеленых овощах, ягодах, витамин Е - в зеленых овощах, облепихе, рябине, витамин К - в зеленых частях растений, в яблоках, винограде.
Р-витаминной активностью обладают многие вещества фе-нольной природы (антоцианы, флавонолы, каротиноиды, дубильные вещества). Высоким содержанием Р-активных веществ обладают черная смородина (1000-2140 мг %), черная рябина (1000-3000 мг %), брусника (320-800 мг %).
В плодах и овощах содержатся и витаминоподобные вещества: витамин U, инозит, тартароновая кислота.
Витамин U является антиязвенным фактором; наиболее богаты им листья белокочанной капусты, побеги спаржи.
Инозит нормализует жировой и холестериновый обмены, применяется для улучшения функций желудочно-кишечного тракта. Источниками инозита являются зеленый горошек, апельсины, яблоки, дыни, картофель.
Тартароновая кислота предотвращает отложения жира. Содержится в основном в свежих плодах и овощах.
Минеральные вещества. Содержание минеральных веществ в плодах и овощах небольшое и колеблется в пределах 0,25-3,0%. Минеральные вещества находятся в легкоусвояемой форме, имеют щелочную реакцию, содержат ряд микроэлементов, редко встречающихся в других продуктах: йод, бром, бор, цинк, кобальт, медь, свинец и др.
Из всех зольных элементов наибольший удельный вес занимает калий, затем идут с постепенным уменьшением кальций, фосфор, натрий, магний, марганец, алюминий, железо, в меньших количествах содержатся марганец, алюминий, сера, кремний.
Наиболее богаты кальцием, фосфором и железом ягоды, морковь, зеленый лук, салат. Капустные овощи, морковь богаты солями кальция, солей железа много в яблоках, землянике, малине, йод содержат в больших количествах хурма, фейхоа, яблоки, меди больше всего в вишне, айве, ежевике, фосфором богаты сушеные грибы, магнием - зеленые овощи, свекла, черная смородина.
Фитонциды. По химической природе фитонциды представляют совокупность различных соединений: эфирных масел, кислот, гликозидов, альдегидов, кетонов, углеводородов этилового ряда. Наиболее активные фитонциды обнаружены в луке, чесноке, хрене.
Фитонциды, угнетая или убивая микроорганизмы или даже насекомых (вредителей), повышают устойчивость растений против бактериальных и грибковых болезней. Однако многие микроорганизмы в процессе эволюции приспособились жить в фитонцидной среде, поэтому могут преодолевать фитонцидный барьер и поражать растения, в том числе плоды и овощи, богатые фитонцидами.
Фитонцидные свойства некоторых растений применяют для улучшения сохраняемости плодов и овощей. Положительные результаты получены при использовании фитонцидов хрена при хранении моркови, фитонцидов хрена и черной редьки для предотвращения шейковой гнили лука.
Таким образом, плоды и овощи являются важным источником легко усвояемых углеводов, органических кислот, витаминов, минеральных соединений, вкусовых и ароматических веществ. Играют большую роль в питании человека.
Биологически активные соединения, входящие в состав свежих плодов и овощей, определяют эффективность их применения для предупреждения и лечения заболеваний сердеч-но-сосудистой системы, болезней крови, нервной системы, нарушений обмена веществ и др. Свежие плоды и овощи улучшают пищеварение, вызывая обильное поступление в кишечник сока поджелудочной железы и желчи.
Современная наука о питании рассматривает овощи и плоды как жизненно необходимые продукты, поскольку они являются основным источником многих витаминов, минеральных солей, органических кислот, ароматических веществ и легко усвояемых углеводов. Химический состав плодов и овощей зависит от многих факторов: условий выращивания, агротехники, климатических условий, зоны выращивания и т.д. Вещества, входящие в состав плодов и овощей подразделяются на неорганические – вода, минеральные вещества и органические – белки, жиры, углеводы, витамины, ферменты, ароматические вещества.
Вода
По содержанию воды различные виды плодов и овощей заметно отличаются: от 75% в картофеле, до 97% в огурцах, особо следует выделить орехоплодные - до 7-8%.
Способность сохранять определенную форму при высоком содержании воды объясняется присутствием белков и пектиновых веществ, способных удерживать большое количество воды. Содержащаяся вода в плодах и овощах неравномерно распределяется по тканям: в покровных тканях ее меньше, чем в мякоти. Большая часть воды в плодах и овощах находится в свободном состоянии, и лишь незначительная часть - в связанном. По этой причине легко высушить плоды и овощи до 10-12% влажности. Дальнейшее удаление каждого процента сопряжено с определенными трудностями и может быть достигнуто с помощью специальных методов сушки. Плоды и овощи испаряют воду как на материнском растении, так и после уборки урожая. Однако на материнском растении потеря влаги компенсируется корневой системой, а после уборки - не компенсируется. Поэтому испарение влаги во время хранения может оказать самое неблагоприятное влияние на нормальное течение процессов обмена веществ. Испарение влаги вызывает ослабление тургора клеток, увядание тканей, усиление расхода питательных веществ, является основной причиной уменьшения их массы при хранении. Для успешного хранения нужна эффективная защита плодов и овощей от увядания, поэтому в хранилищах необходимо поддерживать высокую относительную влажность воздуха -85-95%.
В воде растворены многие химические вещества: углеводы, часть минеральных веществ, витаминов, кислоты, дубильные вещества. Они составляют растворимые сухие вещества и определяются рефрактометром. При среднем содержании влаги в различных плодах и овощах от 75 до 95% воды на долю сухих веществ приходится от 5 до 25%, большая часть их представлена углеводами. Содержание сухих веществ зависит от сорта, климатических условий (в жаркое лето их больше чем в дождливое), степени зрелости (в незрелых меньше, чем в зрелых).
Углеводы - это важнейшая составная часть плодов и овощей. На долю углеводов приходится около 90% от общего содержания сухих веществ. В плодах и овощах содержатся сахара, крахмал, клетчатка (от 0,3 до 4%). При созревании и перезревании некоторых овощей (фасоль, редис, бобы, огурцы) количество клетчатки увеличивается, что и придает им деревянистый вкус.
Белки – это органические высокомолекулярные соединения, состоящие из аминокислот. В молекуле белка аминокислоты соединены между собой пептидными связями. Разнообразие белков определяется последовательностью размещения остатков аминокислот в полипептидной цепи (первичная структура белка). Кроме того, существуют вторичная структура белка, характеризующая тип укладки полипептидных цепей (правая α-спираль, α-структура и β-изгиб), третичная структура белка, характеризующая расположение его полипептидной цепи в пространстве, и четвертичная структура, характеризующая белки, в состав которых входит несколько полипептидных цепей, связанных между собой нековалентными связями. Бобовые культуры содержат белков в зерне значительно больше, чем зерновые, но уступают им по количеству крахмала.
Крахмал накапливается в плодах и овощах во время их роста (в зеленом горохе, картофеле, сахарной кукурузе). По мере созревания массовая доля крахмала в плодах снижается, в овощах - увеличивается. Процесс расщепления крахмала называют осахариванием и применяют в пищевой промышленности при производстве пива, спирта.
Гликоген (животный крахмал) близок по строению к амилопектину, содержится в различных тканях грибов, зерне кукурузы. Гликоген растворяется в теплой воде, образуя коллоидный опалесцирующий раствор. При гидролизе превращается сначала в декстрины, затем в мальтозу и глюкозу.
Сахара
Из моносахаров встречаются в плодах и овощах пектозы (арабиноза и ксилоза), гексозы - (глюкоза, фруктоза). Глюкоза (виноградный сахар) содержится в винограде, черешне, вишне, малине, смородине (в сочетании с фруктозой), фруктоза преобладает в семечковых плодах. Из дисахаридов в плодах и овощах содержится сахароза, она преобладает в абрикосах, персиках, сливах. В плодах и ягодах довольно высокое содержание Сахаров -от 19 до 30% в винограде, от 3,2 до 12,8% - в плодах. В овощах содержание Сахаров ниже, но многие из них богаты сахарами: дыни - 7-17%, арбузы - 6-10%, свекла - 6-8%. В грибах содержится - трегалоза. Все сахара растворимы в воде, сладкие на вкус, сбраживаются дрожжами и молочнокислыми бактериями, при сильном и продолжительном нагревании карамелизуются, с аминокислотами и белками образуют меланоидины, что является причиной потемнения плодов и овощей при хранении. Сахара имеют большое значение в обмене веществ в плодах и овощах. Они затрачиваются на дыхание, дают энергию и большое количество промежуточных продуктов, которые используются в послеуборочном дозревании плодов, определяют устойчивость к микроорганизмам.
Близки к сахарам и сахароспирты: сорбит - в рябине, абрикосах, сливе, яблоках; маннит - в ананасах, моркови, грушах, грибах. При их окислении образуются сахара.
Витамины
Плоды и овощи содержат почти все известные в настоящее время витамины. Витамин С (аскорбиновая кислота) содержится в перце овощном, в зелени петрушки; черной смородине, шиповнике и др. По мере созревания плодов и овощей количество витамина С увеличивается, при хранении - уменьшается. Каротин (провитамин А) - каротином богаты морковь, томаты, листовые и зеленые овощи (салат, петрушка, лук-порей), абрикосы, дыни, персики. Витамин В1 (тиамин) содержится в бобовых и зерновых растениях. Витамин В2 (рибофлавин) - в зерновых, бобовых и относительно богаты им капустные овощи. Фолиевая кислота - наиболее богата фолиевой кислотой земляника. Фолиевая кислота участвует в кроветворении.
Минеральные вещества
Количество минеральных веществ колеблется в овощах и плодах от 0,25 до 2%. Овощи и плоды являются ценным источником минеральных веществ в рационе питания. Овощи и плоды содержат кальций, железо, магний, серу, фосфор, калий, цинк, а также йод, кобальт, мышьяк, медь и другие микроэлементы.
Общее содержание и качественный состав минеральных веществ овощей и плодов неодинаков. Так, например, яблоки содержат около 0,3%, абрикосы - 0,7, картофель - 1,0% минеральных веществ. Капустные, листовые овощи, морковь богаты солями кальция. Йод содержится в наибольших количествах в хурме, фейхоа, апельсинах, бананах, зеленом горошке. Медью богаты бананы, маслины, ежевика, айва, вишня.
Красящие вещества
Окраска овощей и плодов зависит от хлорофилла, антоцианов и каратиноидов.
Хлорофилл окрашивает овощи и плоды в зеленый цвет. Хлорофилл может образовываться только на свету. Высоким содержанием хлорофилла отличаются листья шпината и крапивы. Антоцианы окрашивают овощи и плоды от красного до темно-синего цвета. Они накапливаются в овощах и плодах по мере их созревания. Антоцианы обладают антибиотическими свойствами и защищают овощи и плоды от повреждения их микроорганизмами. Каратиноиды - пигменты окрашивают овощи и плоды в желтый и оранжевый цвета. В организме человека каратиноиды играют важную роль, там как являются исходными веществами, из которых образуются витамины группы А. Дубильные вещества имеют вяжущий, терпкий и чуть горьковатый вкус. Высокое содержание дубильных веществ в рябине, хурме, кизиле, терне (свыше 0,5%). Некоторые дубильные вещества обладают антибиотическими свойствами.
Пектиновые вещества
В овощах и плодах встречаются в виде протопектина (нерастворимое в воде вещество) и пектина (растворимое в воде). Пектин обладает коллоидными свойствами: при нагревании с сахаром и кислотой образует желе (гель). Наибольшей желирующей способностью обладает черная смородина, крыжовник, некоторые сорта яблок, цитрусовые, сливы. Желирующие свойства пектина широко используются в кондитерском производстве для получения мармелада, желе, джема, пастилы. Содержание пектина в овощах и плодах колеблется от 0,5 до 2,5%.
Пектиновые вещества (пектин, протопектин, пектиновая кислота) содержатся в плодах, ягодах и по своему составу близки к углеводам. По своей химической природе – это метиловый эфир полигалактуроновой кислоты. Пектин находится в клеточном соке плодов, ягод в виде коллоидного раствора. В присутствии сахара и кислоты пектин способен образовывать желе. Это его свойство используют при производстве кондитерских изделий: желе, мармелада и т.д. Разные продукты содержат разное количество пектина, а соответственно обладают разной желирующей способностью (наибольшей, г/100г – яблоки – 1,0, крыжовник – 0,7, черная смородина – 1,1, меньшей – вишня – 0,4, груша - 0,6).
Пектиновые вещества соков взаимодействуют с полифенольными и другими веществами клетки, образуя осадки.
Добавление ферментов, вызывающих распад пектиновых веществ до галактуроновой кислоты, предотвращает помутнение соков и вин. Пектин не усваивается организмом человека, однако, имеются данные об его благоприятной роли при отравлении человека токсичными веществами, радиоактивном облучении (при этом он выступает в качестве антидота, от латинского «anthidotum metalborum» – противоядие при отравлениях ме-таллами), в подавлении развития гнилостных бактерий. В незрелых плодах содержится протопектин, представляющий собой соединение пектина и целлюлозы, поэтому незрелые плоды имеют жесткую консистенцию. По мере созревания плодов протопектин переходит в пектин, а соответственно плоды становятся мягче. Протопектин в воде не растворяется. Пектиновая кислота образуется в перезревших плодах. С сахаром и кислотами желе не образует.
Клетчатка (целлюлоза) и полуклетчатка (гемицеллюлоза) – содержится в основном в стенках клеток растений. Содержание их значительно колеблется в хрене, укропе, шиповнике, орехах, малине, смородине, облепихе (2.5-55%), меньше – в огурцах, кабачках, патиссонах, салате, зеленом луке, вишнях, яблоках, сливах (0.5-0.8%). В воде не растворяется, организмом не усваивается, поэтому пищевой ценности не имеет (а, следовательно, уменьшает питательную ценность продукта), но способствует работе кишечника. Чем меньше ее в продукте, тем более нежная его консистенция. При гидролизе образуются простые сахара. Инулин содержится в клубнях и корнях некоторых растений: в чесноке (15-20%), топинамбуре (13-20%) и артишоках (1.9%), заменяя в них крахмал. Инулин легко растворяется в теплой воде, образуя при этом коллоидные растворы. При гидролизе инулина образуется фруктоза.
В питании человека овощи и плоды занимают исключительно важное место, так как представляют собой основной и часто незаменимый источник разнообразных витаминов, минеральных солей, легкоусвояемых углеводов, органических кислот, фитонцидов и других веществ.
Состав овощей и плодов зависит от их вида, сорта, зрелости, сроков уборки, способов хранения и других факторов. Химический состав также является важным идентификационным признаком при экспертизе.
Вода является главной составной частью свежих овощей и плодов: ее содержание колеблется от 70 до 95 % (кроме орехов - 5–8 %). Она придает растительной ткани сочность, упругость (тургор), в ней растворены органические и минеральные вещества. Вода является средой и активным участником различных ферментативных процессов, происходящих в тканях плодов и овощей. Значительная часть воды находится в свободном состоянии, содержится главным образом в клеточном соке и легко удаляется при обезвоживании свежих овощей и плодов. Часть воды (около 20 %) находится в связанном состоянии и трудно испаряется.
Из-за высокого содержания воды овощи и плоды представляют собой благоприятную среду для развития микроорганизмов, поэтому их часто относят к скоропортящимся товарам. Во время хранения овощи и плоды за счет испарения теряют некоторое количество воды. При потере воды свыше допустимых пределов (в основном 5–7 %) свежие плоды и овощи увядают, теряют свежесть и качество их резко снижается.
Минеральные вещества находятся в овощах и плодах в виде хорошо усвояемых солей органических и минеральных кислот (фосфорной, серной, винной и др.), а также могут являться составной частью некоторых высокомолекулярных соединений - витаминов, белков, пигментов и др.
Углеводы являются веществами, от содержания и изменчивости которых зависят вкус, консистенция, сохраняемость плодов и овощей. Среди сухих веществ овощей и плодов на долю углеводов приходится до 90 %.
Органические кислоты влияют на степень сладости и вкус плодов и овощей. В плодах обычно больше кислот, чем в овощах (кроме щавеля, ревеня и томатов). В среднем в овощах их находится около 0,1 %.Наиболее распространенными кислотами овощей и плодов являются яблочная, лимонная и винная. Реже и в небольшом количестве встречаются щавелевая, бензойная, салициловая, янтарная и др.
Азотистые вещества в составе плодов и овощей представлены в основном в виде белков, а также аминокислотами, ферментами, нуклеиновыми кислотами и др.
В целом, овощи более богаты белковыми веществами, чем плоды. Количество белков в овощах и плодах невелико, но они хорошо усваиваются. Больше всего (до 7 %) содержится в маслинах, в бобовых овощах (4–5 %), сравнительно богаты белком орехи, шпинатные и капустные овощи, чеснок.
Витамины. Плоды и овощи являются источниками витаминов С, Р, В 1 , В 2 , РР, К, Е, пантотеновой (В 3) и фолиевой (В 9) кислот, а также провитамина А (β-каротина). Содержание витаминов зависит от вида плодов и овощей, условий выращивания и хранения, степени зрелости и других факторов.
Красящие вещества (пигменты) находятся в пластидах клеток (в хлоропластах, хромопластах и др.), отличаются большим многообразием и обычно сопутствуют друг другу. Они подразделяются на следующие группы: хлорофиллы, каротиноиды, флавоновые пигменты и антоцианы.
Липиды. Содержание жиров в мякоти овощей и большинства плодов не превышает 1 %. Жиры носят ненасыщенный характер, преобладают олеиновая, линолевая и линоленовая кислоты. Много жира содержат орехоплодные (60 – 69 %), мякоть маслин (до 50 %) и облепихи (до 8,0 %).
С давних времён овощи используют не только в качестве пищи, но и как лечебное и диетическое средство. При этом растительная пища занимает одно из первых мест в питании большинства, а для некоторых она является основной.
Если правильно подобрать разнообразные растения, то можно обеспечить свой организм не только углеводами, жирами, витаминами и минералами, но и белками, содержащими необходимые аминокислоты. Правда, очень сложно сбалансировать свой рацион с помощью овощей, фруктов, орехов и бобов.
С овощами человеческий организм получает довольно большое количество витаминов, минералов, углеводов, органических кислот, азотистых и дубильных веществ.
Овощи возбуждают аппетит : при употреблении овощей с мясом, творогом, рыбой и другой белковой пищей вдвое увеличивается отделение желудочного сока. При этом намного лучше усваивается белок. Какие витамины в овощах содержатся, рассмотрим далее.
В зависимости от вида, сорта и зрелости химический состав овощей очень разнообразен: витамины в овощах способны предотвратить авитаминоз. Единственное, что общего среди всех видов - это высокое содержание воды - от 70 до 95%. Именно вода придаёт тканям сочность и упругость.
Минеральные вещества присутствуют в овощах в виде солей органических и минеральных кислот. Доминирующее место занимают калий, железо, медь, кальций, натрий и фосфор.
Железом богаты: салат, зелень петрушки, фасоль, горох, помидоры.
Медь можно отыскать в капусте, картофеле, баклажанах, зелёном горошке, шпинате, петрушке, кабачках, брюкве, моркови. Медь очень важна при малокровии и для беременных, так как она является постоянной составляющей частью крови.
Кальций и его соли в достаточном количестве содержатся в петрушке, зелёном луке, луке-порее, салате, кабачках, репе, капусте, моркови. Этот элемент необходим для сложных процессов свёртывания крови, поддержания равновесия между возбуждением и торможением в центральной нервной системе.
90% веществ, содержащихся в овощах, составляют углеводы, крахмал, сахара, клетчатка и пектиновые вещества.
Сахара представлены глюкозой, фруктозой и сахарозой. Например, в арбузах преобладает фруктоза, в моркови и дыне - глюкоза, в сахарной свекле - сахароза.
Клетчатка представляет собой основной материал растительных клеток. Наибольшее количество клетчатки содержится в укропе (до 3,5%) и в хрене (до 2,8%). Клетчатка, набухая в кишечнике, впитывает в себя аммиак, желчные пигменты. Недостаток клетчатки в организме может привести к различным заболеваниям ЖКТ, атеросклерозу и сахарному диабету.
Пектиновые вещества в в достаточном количестве содержатся в тыкве, кабачках, моркови, свекле, фасоли и редьке. Пектиновые соединения сорбируют в кишечнике избыток холестерина, ядовитые и токсичные вещества, выводя их из нашего организма.
Кислоты в овощах представлены щавелевой, яблочной, лимонной - они придают овощам характерный кислый вкус. Высоким содержание кислот обладает ревень, щавель, томаты. В сочетании с пектинами кислоты подавляют гнилостные процессы в кишечнике, а в сочетании с клетчаткой помогают кишечнику опорожняться.
Азотистые вещества входят в состав в виде аминокислот, белков и других соединений. Особенно много азотистых веществ в бобовых, капусте, шпинате, картофеле и в различных салатах.
Терпкий (вяжущий) вкус овощам придают дубильные вещества (но их немного - всего 0,1 - 0,2%).
Цвет овощам придают красящие вещества . Так, синюю и красную окраску овощам придают антоцианы, оранжевую и жёлтую окраску - каротиноиды, а хлорофилл окрашивает овощи в зелёный цвет.
Ещё овощи могут похвастаться содержанием особого вещества - тартроновой кислоты , которая является отличным средство от ожирения - она сдерживает процесс превращения углеводов в жиры в нашем организме.
Эфирные масла придают овощам различный специфический запах. Эфирные масла в небольших количествах возбуждают аппетит, повышают секрецию пищеварительных желез. А вот в больших количествах могут нанести вред - они раздражают стенки желудка, почки и кишечник.
Некоторым овощам антибактериальные свойства придают фитонциды . Эти вещества содержатся в чесноке, луке, хрене, редьке, пряной зелени. Недаром эти растения называют природными целителями.
Овощи являются богатым источником витаминов С (капуста, картофель, огурцы, томаты), Р (белокочанная капуста), А (морковь, тыква, листовые овощи), В1 (капуста, картофель, морковь, шпинат), В2 (шпинат). Витамины в овощах легче усваиваются, чем их аналоги в лекарственной форме.
Овощи необходимо включать в наш рацион ежедневно, но также нужно учитывать их свойства при составлении лечебных диет и правил питания.
