Пищевая химия вода это
По материалам периодической печати за 1917 год.
Вода, как пищевое вещество
Вода представляет главную составную часть не только нашего, но также и животного и растительного организмов. Вода растворяет пищу, придает тканям гибкость, уравновешивает температуру тела и регулирует химические процессы питания и обмена веществ. Лишение воды гораздо опаснее для организма, чем лишение пищи, и вредные последствия от лишения воды наступают скорее.
Замечено, что недостаток пищи переносится легче, если в организм вводится достаточное количество воды. При болезнях, проходящих с повышенной температурой, например, при лихорадке, предписывается обильное употребление воды. При повышенной наружной температуре летом недостаток воды, не говоря уже о томительном чувстве жажды и сухости слизистой оболочки рта, может привести к опасным последствиям.
Однако следует остерегаться слишком обильного питья воды, так как усиленное питье затрудняет переваривание твердых питательных веществ, и органы разбухают от слишком большого излишка воды. В особенности надо принять во внимание почки, сердце и кровеносные сосуды, преимущественная функция которых— удаление воды из организма, и в которых от усиленной работы могут развиваться болезненные изменения.
Какие требования следует предъявлять к хорошей питьевой воде?
Вода должна быть совершенно чистой, бесцветной, прозрачной, как хрусталь, и оставаться в таком виде при довольно долгом стоянии на воздухе.
Она должна „играть», т.-е. содержать атмосферный воздух и углекислоту, что можно узнать по пузырькам, появляющимся на стенках сосуда при стоянии воды.
Вода должна быть без всякого запаха, светлая, без какого-либо постороннего вкуса, летом несколько прохладнее, зимою теплее атмосферного воздуха. Теплота свежей колодезной воды бывает 6—10 гр. Р, но такой градус тепла слишком низок для людей со слабым желудком; поэтому, для урегулирования температуры воды для питья, ее следует держать летом в холодном, а зимою в более теплом помещении.
В больших городах, где имеются водопроводы, вода для питья бывает обыкновенно речною, и хотя она и проходит через фильтр, но все-таки часто не имеет тех качеств, которые делают ключевую воду таким приятным, освежающим напитком.
Если вода мутна и имеет какой-либо запах и вкус, то это служит признаком, что она идет из таких почвенных слоев, в которых встречается большое количество гниющих веществ, и что сама она может быть испорчена различными продуктами гниения.
К таким веществам принадлежат гнилостные зародыши и низшие грибки; нахождение таких телец в питьевой воде очень опасно для человека, так как они переносят на него гниение и разложение, которыми могут вызвать различные болезни.
Как исследуется питьевая вода?
Вредную воду прежде всего можно узнать по ее желтоватому цвету, также по легкому оседанию хлопьев, а еще более по образовавшемуся в бутылке, под влиянием солнечного света, отстою из зеленоватых частиц порослей. Кроме того, всякий малейший затхлый, гнилостный запах или вкус делают воду негодной к употреблению.
Как в речной, так и в колодезной воде иногда находятся вредные вещества органических составных частей или даже непосредственных возбудителей болезней.
Чтобы убедиться в чистоте воды, надо сделать следующую пробу: в аптечный пузырек наливают немного сомнительной воды, кладут кусочек неподсиненного сахара, плотно закупоривают пузырек, чтобы туда не попал воздух, и дают спокойно постоять несколько дней в светлом месте. Чем прозрачнее останется вода, тем она чище. Если же появится мутная молочная окраска, то такую воду следует употреблять осторожно, и каждый раз перед употреблением очищать ее тем или иным способом.
Как можно дезинфицировать загрязненную воду?
Загрязненную воду дезинфицируют, прибавив в нее самое незначительное количество марганцевого кали, причем вода должна быть только слегка им окрашена; или же в 4-х штофах воды размешивают 1 чайную ложку порошка квасцов; или же прибавляют сначала достаточное количество хлорной воды, а через короткий промежуток времени обезвреживают остаток хлора, прибавив к воде соответствующее количество антихлора.
Как можно сделать испорченную воду годной для питья?
В хозяйстве применяют обыкновенно кипячение, как самый простой способ сделать воду годной для питья.
Во время кипения воды ключом из нее улетучиваются все вредные частицы и погибают все микроорганизмы. Но так как от кипячения вода лишается воздуха и газов, то отварная вода становится невкусной; это можно до некоторой степени исправить, если в продолжение некоторого времени взбалтывать в закрытом сосуде воду вместе с воздухом или же прибавить в нее углекислой воды, рому, красного вина, кофе или зеленого чаю.
Самое лучшее прибавлять в воду красное вино (конечно, натуральное, без подделки), так как оно содержит в своей дубильной кислоте или танине такое вещество, которое даже в сильно разжиженном виде обладает способностью убивать микроорганизмы.
Как узнать не слишком ли жестка вода?
В чистой, блестящей внутри кастрюле кипятят в продолжение 5 минут один штоф воды, затем кастрюлю снимают с огня и, если через 1/4 часа вода на дне замутится настолько, что не станет видно блеска посуды, то это значит, что в воде много извести, следовательно, она не будет хорошей питьевой водой.
В штофе воды количество извести не должно превышать 1 1/2 — 2 лот. При кипячении жесткая вода дает много накипи на посуде. Испытывать вкус и запах воды надо при 24—28° Р., так как при этой температуре они обнаруживаются сильнее.
Мягкой водой называется такая вода, в которой находится мало солей и совсем нет угольной кислоты и извести.
Источник
Тема: «Вода в сырье и пищевых продуктах»
Физическая и термодинамическая характеристики воды, связанной с биомакромолекулами
Вода — одно из самых распространенных веществ на земле, она является необходимым условием жизни и входит в состав всех пищевых продуктов и материалов. Излишнее содержание влаги может привести к быстрой порче продуктов, и ,поэтому, продукты, предназначенные для длительного хранения, подвергаются сушке.
Вода представляет собой прозрачную бесцветную жидкость, обладающую целым рядом аномальных физических свойств. Например, она имеет аномально высокие температуры замерзания и кипения, а также поверхностное натяжение. Ее удельные энтальпии испарения (в расчете на 1 г) выше, чем почти у всех остальных веществ. Редкой особенностью воды является то, что ее плотность в жидком состоянии при 4 оС больше плотности льда. Поэтому лед плавает на поверхности воды.
Эти аномальные свойства воды объясняются существованием в ней водородных связей, которые связывают между собой молекулы как в жидком, так и в твердом состоянии. Вода плохо проводит электрический ток, но становится хорошим проводником, если в ней растворены даже небольшие количества ионных веществ.
Вода широко используется в качестве растворителя в химической технологии, а также в лабораторной практике. Она представляет универсальный растворитель, необходимый для протекания биохимических реакций. Способность воды хорошо растворять многие вещества обусловлена полярностью ее молекул. Молекула воды обладает сравнительно большим
дипольным моментом. Поэтому при растворении в ней ионных веществ молекулы воды ориентируются вокруг ионов, т.е. сольватируют их. Водные растворы ионных веществ являются электролитами.
Для объяснения структуры воды предложены различные модели. Считают, что вода обладает ажурной квазикристаллической структурой с тетраэдрической координацией соседних молекул, соединенных водородными связями, — эта решетка является каркасом, полости которого заполнены другой частью молекул.
Свободная и связанная влага в продуктах и сырье. Методы определения
Вода — очень важное с точки зрения ее связи с пищевыми продуктами вещество. Она обусловливает консистенцию и структуру пищевого продукта; ее взаимодействие с присутствующими в продукте химическими компонентами определяет устойчивость его при хранении. Степень взаимодействия воды с химическими компонентами и влияние на консистенцию пищевого продукта определяется как ее количеством в продукте, называемым содержанием влаги (г воды/100 г сухих веществ),(или свободной влагой), так и ее термодинамическим состоянием, называемым химическим потенциалом (связанная влага). Химический потенциал воды:
где о— стандартное состояние химического потенциала;
R — газовая постоянная;
T — абсолютная температура;
a — термодинамическая активность воды.
Для определения свободной влаги в сырье или продуктах используются относительно несложные методики с использованием рефрактометра, или методика высушивания до постоянной массы, или разделение двух или более компоненных жидкостей отгонкой более летучих компонентов и другие.
Источник
Вода в пищевом сырье и продуктах питания
Вода в пищевом сырье и продуктах питания находится в свободном и связанном состоянии. Вода является постоянной средой, в которой протекают все биохимические процессы в организме. Только в жидкой водной среде совершаются процессы пищеварения и усвоения пищи в желудочно-кишечном тракте.
Вода активно участвует в реакциях обмена. Она выполняет также важную механическую функцию, облегчая скольжение трущихся поверхностей (суставы, мышцы, связки). Испарение воды через поры кожи является мощным приспособлением, посредством которого в организме поддерживается постоянная температура, из организма выводятся продукты обмена (шлаки), а также частично микробы, вирусы и токсины.
Суточная потребность взрослого человека в воде обычно составляет 2,5–3,0 л, или 40 г/кг массы тела, у грудных детей – в 3–4 раза больше. При физической нагрузке или при высокой наружной температуре воздуха потребность в воде повышается до 3,5–5,0 л и более. Потребление воды человеком должно балансироваться с ее расходом. Потребность организма в воде удовлетворяется различными способами. Так, при употреблении человеком в сутки 2,6 л воды на долю питьевой воды приходится примерно 0,9 л; воды пищевых продуктов – 1,35; воды, образующейся в тканях при окислении различных веществ, – 0,35 л.
Выделение воды происходит разными путями: через почки выделяется в сутки около 1,5 л, через кишечник – 0,15, через кожу – 0,6 и через легкие – 0,35 л. В организме человека вода образуется при окислении различных органических соединений: при окислении 100 г белков – 41 мл, углеводов – 55 и жиров – 107 мл. Недостаток воды в организме приводит к усилению вязкости крови, а избыток – к усиленному вымыванию из организма солей, повышению нагрузки на сердце и почки.
При утрате воды в количестве 6–8 % массы тела человек впадает в полуобморочное состояние; потеря 10 % количества воды приводит к нарушению глотательного рефлекса, галлюцинациям, потери сознания, сердце оказывается не в состоянии проталкивать по кровеносным сосудам сгустившуюся кровь; потеря 12 % приводит к летальному исходу. Голодание переносится человеком до 21–35 дней при употреблении 300–400 мл воды в сутки, а при ее отсутствии – 4–5 дней. Излишняя вода в организме временно удерживается в мышечной ткани и в коже.
Водный обмен тесно связан с белковым, жировым, углеводным и другими видами обмена. Так, при избыточном употреблении воды происходит усиленный распад белков, и образовавшиеся продукты выводятся из организма. Соли натрия вызывают задержку воды в тканях организма, а соли калия и кальция способствуют ее удалению.
Структура и свойства воды в пищевых продуктах
Пищевые продукты сильно различаются по содержанию воды. Так, в зерне и муке ее содержится (в %) 12–15, хлебе печеном – 23– 48, крахмале – 13–20, сахаре – 0,15–0,40, в плодах сушеных – 12– 25, свежих – 75–90, в овощах свежих – 65–95, в говядине – 58–74, рыбе – 62–84, молоке – 87–90, пиве – 86–91. Из приведенных данных следует, что содержание воды в составе некоторых продуктов превышает 50 %.
Продукты с высоким содержанием воды не стойки при хранении, т. к. в них быстро развиваются микроорганизмы. Вода способствует ускорению химических, биохимических и других процессов в пищевых продуктах. Сырые мясо и рыба легко поражаются бактериями, а плоды и овощи – плесневыми грибами.
Продукты с малым содержанием воды лучше сохраняются. Так, зерно с повышенной влажностью при хранении может саморазогреваться, прорастать, плесневеть, тогда как сухое зерно хорошо сохраняется в сухом помещении годами. Также долго сохраняются мука, крупа, сушеные плоды, овощи и другие продукты. Свежие плоды и овощи при потере воды свыше известных пределов увядают, сморщиваются, перезревают, и качество их резко снижается.
Пищевые продукты представляют собой многокомпонентные системы, в которых влага связана с твердым скелетом. Обычное деление воды на связанную и свободную носит условный характер. Почти вся вода пищевых продуктов находится в связанном состоянии, но удерживается тканями с различной силой. Академик П. А. Ребиндер предложил классификацию форм связи воды с материалом. В основу этой классификации он положил природу образования различных форм связи и энергию связи. Связь воды с материалом определяется энергией, которую надо затратить на нарушение этой связи при удалении влаги из материала. По классификации Ребиндера, формы связи влаги с материалом в порядке убывающей энергии делятся на три группы: химическая, физикохимическая и физико-механическая.
Химически связанная вода может быть связана в виде гидроксильных ионов или заключена в кристаллогидраты. Такая вода является самой прочной и может быть удалена из продукта только путем химического взаимодействия или при прокаливании.
Физико-химически связанная вода делится на адсорбционно связанную и осмотически поглощенную.
При адсорбционном связывании первого мономолекулярного слоя воды с коллоидным телом происходит выделение теплоты адсорбции. Кроме того, происходит сжатие объема, при котором объем набухшего тела оказывается меньше суммы объемов материала и поглощенной воды.
Осмотически поглощенная вода связывается коллоидами пищевых продуктов с высокополимерным строением и прочно ими удерживается. При образовании геля часть воды захватывается внутрь скелета геля и находится там, как в полупроницаемом мешочке. Другая часть осмотически поглощенной воды проникает внутрь скелета геля через стенки клеток из окружающей среды в результате осмоса, т. к. внутри клеток геля концентрация растворимой фракции веществ больше, чем в наружной. Осмотически связанная влага поглощается без выделения тепла и без сжатия системы.
Физико-механически связанная вода удерживается в неопределенных соотношениях и обычно свободно выделяется из продуктов высушиванием или даже прессованием.
Физико-механически связанную воду делят на связанную макрокапиллярами и микрокапиллярами.
Различные виды связи воды в пищевых продуктах обусловливают механизм удаления этой воды при их сушке. Так, адсорбционно связанная вода прежде, чем будет удалена из продукта, должна быть превращена в пар. Осмотически связанная вода большей частью перемещается внутри материала в виде жидкости. Капиллярная влага при сушке перемещается в материале как в виде пара, так в виде и жидкости. Кроме связанной формы воды, на поверхности продуктов может содержаться свободная вода.
Пищевые продукты обладают гигроскопичностью. Под гигроскопичностью понимают свойства продуктов поглощать и удерживать водяные пары из окружающей атмосферы. Гигроскопичность зависит от физико-химических свойств продуктов, их строения, наличия в них связывающих воду веществ, а также от температуры, влажности и давления окружающего воздуха. Особенно высокой гигроскопичностью обладают продукты, содержащие много фруктозы (мед, инвертный сахар), сушеные овощи и плоды, чай, поваренная соль.
Для характеристики свойств воды в различных продуктах и материалах широко используют понятие «активность воды». Под активностью воды в продукте с влагосдержанием понимается отношение парциального давления равновесного водяного пара на поверхности продукта к парциальному давлению насыщенного пара свободной воды в окружающей среде, зависящему от температуры.
Источник
