Растения играют исключительно важную роль в питании человека, снабжая организм всеми необходимыми веществами. Практически все многообразие веществ, содержащихся в растениях, образуется из углеводов, которые, в свою очередь, образуются из диоксида углерода и воды под действием солнечной энергии в процессе фотосинтеза. Азотистые и минеральные вещества поступают в растения из почвы.

Отдельные виды плодов и овощей различаются между собой качественным и количественным составом входящих в них химических компонентов, но все они характеризуются незначительным содержанием сухих веществ и, соответственно, высоким содержанием воды, что и определяет их поведение при хранении и переработке. В плодах содержится сухих веществ больше (10...20%), чем в овощах (5...10%). Лишь некоторые виды овощей характеризуются сравнительно высоким содержанием сухих веществ (зеленый горошек - до 20 %, картофель - до 25 %). Особое значение имеют содержащиеся в значительных количе- лвах в плодах и овощах незаменимые компоненты пищи - во до- и жирорастворимые витамины, макро- и микроэлементы и в меньших - незаменимые жирные кислоты и аминокислоты.

Углеводы. В плодах и овощах углеводы составляют 80...90% сухой массы. Для человека углеводы служат основным источником энергии, необходимой для жизнедеятельности всех тканей и органов, а также пластическим материалом.

Из углеводов в плодах и овощах содержатся моносахариды (в основном глюкоза и фруктоза) и полисахариды (полиозы) первого (в основном дисахарид сахароза) и второго (крахмал, целлюлоза, гемицеллюлоза, пектиновые вещества) порядков. Кроме того, в небольших количествах в них содержатся моносахариды манноза, арабиноза, сорбоза, ксилоза, рибоза, галактоза и многоатомные спирты (сорбит и маннит), которые при окислении могут образовывать глюкозу, фруктозу и др.

Моносахариды и полисахариды первого порядка называют просто сахарами. Содержание сахаров в плодах составляет в среднем 8...12%, но в отдельных видах достигает 15...20% (виноград, хурма, бананы). В овощах сахаров содержится в среднем 2...6 %.

Сахара хорошо усваиваются организмом человека и при избыточном потреблении углеводов (особенно сахарозы) приводят к резкому подъему уровня глюкозы в крови. Потребление фруктозы замедляет этот процесс, поэтому она имеет важное значение для питания больных сахарным диабетом, так как в ее обмене принимают участие ферменты, активность которых не зависит от наличия инсулина. Питание продуктами, являющимися источниками фруктозы, предпочтительнее еще и потому, что глюкоза и фруктоза имеют различную степень сладости. Если принять показатель сладости сахарозы за 100, то для фруктозы он будет составлять 173, а для глюкозы 74. Поэтому для получения одного и того же вкуса продукта фруктозы надо значительно меньше, чем глюкозы или сахарозы.

Существует понятие порога ощущения сладости, т. е. минимальной концентрации, при которой ощущается сладкий вкус. Для глюкозы порог ощущения сладости составляет 0,55%, для сахарозы - 038 %, а для фруктозы - 0,25 %. К плодам, в которых фруктоза преобладает над глюкозой, относятся яблоки, груши, арбузы, дыни, черная смородина и др. Из овощей таким источником является земляная груша (топинамбур), содержащая полисахариды инулин (около 14%),синантрин и др., которые при гидролизе дают фруктозу. Так, при гидролизе инулина образуется 94...97 % фруктозы и 3...6 % глюкозы.

Вкус плодов и овощей зависит не только от содержания сахаров, но и от присутствия в них других компонентов - кислот, фенольных соединений, эфирных масел, гликозидов, алкалоидов и других веществ. Существует показатель вкусовых качеств плодов и овощей - сахарокислотный индекс, под которым понимают отношение процентного содержания сахара к процентному содержанию кислоты.

Сахара по сравнению с другими компонентами плодов и овощей, например витаминами, считаются сравнительно стабильными. Но и они претерпевают изменения в процессе технологической переработки. Дисахарид сахароза может подвергаться гидролизу в водных растворах в присутствии кислоты с образованием инвертного сахара - смеси глюкозы и фруктозы.

Сахара хорошо растворяются в воде и обладают гигроскопичностью, особенно фруктоза, что предполагает хранение их в герметичной упаковке или в условиях пониженной влажности воздуха. Потери сахаров вследствие их хорошей растворимости могут возникать при мойке, замочке, бланшировании сырья.

Крахмал в растениях находится в амилопластах клеток в виде крахмальных зерен, которые различаются по химическому составу и свойствам. Крахмальные зерна имеют овальную, сферическую или неправильную форму размером 0,002...0,15 мм. Крахмал накапливается главным образом в клубнях и зернах овощей. В картофеле содержание крахмала составляет в среднем 18%, в зеленом горошке - около 7, в бобах - 6, а в большинстве остальных плодов и овощей - менее 1 %.

Углеводная часть крахмала представлена двумя типами полисахаридов - амилозой (около 20 %) и амилопектином (около 80 %), которые различаются по своему химическому строению и свойствам. Содержание амилозы и амилопектина колеблется в зависимости от сорта и части растения, из которой получен крахмал. Крахмал яблок, например, состоит только из амилозы. При кислотном гидролизе крахмал распадается с присоединением воды, образуя глюкозу:

(С 6 Н 10 О 5) п + (п-1 ) Н 2 О → п С 6 Н 12 О 6

Амилоза легко растворяется в воде и дает растворы сравнительно невысокой вязкости. Амилопектин растворяется лишь в теплой воде и дает очень вязкие растворы.

При ферментативном гидролизе под действием фермента амилазы крахмал осахаривается с образованием мальтозы. В качестве промежуточных продуктов образуются различные декстрины (амилодекстрин, эритродекстрин и др.), мало чем отличающиеся от крахмала по размерам молекулы и свойствам. Мальтоза под действием фермента мальтазы превращается в глюкозу.

Крахмал в холодной воде нерастворим. С повышением температуры крахмал набухает, образуя вязкий коллоидный раствор. При охлаждении этот раствор дает устойчивый гель, который называется клейстером. Клейстеризация растворов крахмала ухудшает условия теплообмена и влияет на продолжительность технологических процессов, связанных с тепловой обработкой продуктов.

Целлюлоза (клетчатка) - это полисахарид, который является основной составной частью клеточных стенок плодов и овощей. Содержание целлюлозы зависит от вида растений, составляя у большинства плодов и овощей 1..2%, а в бобах, кабачках, огурцах, арбузах, дынях, вишне - всего 0,1...0,5 %.

Целлюлоза нерастворима в воде. При полном кислотном гидролизе целлюлозы образуется практически только глюкоза, при неполном - целлобиоза и другие продукты распада.

Целлюлоза не переваривается ферментами кишечника человека, но играет важную роль в качестве стимулятора перистальтики кишечника. Она входит в комплект веществ, составляющих исключительно важную часть пищи человека - пищевые волокна. Основными компонентами пищевых волокон в плодах и овощах являются полисахариды (целлюлоза, теми целлюлоза, пектиновые вещества) и лигнин. Целлюлоза и другие балластные вещества способствуют связыванию и выведению из организма некоторых метаболитов пиши, например стеринов, в том числе холестерина, нормализации состава микрофлоры кишечника, препятствуют всасыванию ядовитых веществ.

Вместе с тем высокое содержание целлюлозы в пище делает ее грубой и хуже усваиваемой. Сырье для производства детских и диетических консервов подбирают с меньшим содержанием целлюлозы (кабачки, тыква, рис). Высокое содержание целлюлозы мешает также проведению ряда технологических процессов (протиранию, увариванию,стерилизации).

Целлюлоза обладает влагоудерживающей и сорбционной способностью. Продукт частичного гидролиза целлюлозы - микрокристаллическая целлюлоза, состоящая из агрегатов макромолекул, имеющих высокое отношение длины к толщине (длина 1 мкм и толщина 0,0025 мкм), используется для осветления сока цитрусовых, экстракции эфирных масел из растений и др.

Гемицеллюлозы образуют стенки растительных тканей. В группу гемицеллюлоз входят различные ксиланы, арабинаны, маннаны и галактаны. Содержание гемицеллюлоз в плодах и овощах составляет в среднем 0,1...0,5 %, несколько больше в свекле (0,7 %) , винограде (0,6%).

Гемицеллюлозы нерастворимы в воде, но хорошо растворяются в щелочных растворах и гидролизуются в водных растворах кислот. При гидролизе образуют сахара (маннозу, галактозу, арабинозу или ксилозу). Как и целлюлоза, гемицеллюлозы входят в состав пищевых волокон.

Пектиновые вещества содержатся во всех частях растений, входя в состав клеточных стенок и межклеточных образований (срединных пластинок) тканей плодов и овощей. Обнаружены они также в цитоплазме и соке вакуолей растительных клеток. В клеточной стенке пектиновые вещества ассоциированы с целлюлозой, гемицеллюлозами и лигнином. В плодах и овощах содержится в среднем 03 -1 % пектиновых веществ. Больше всего их содержится в яблоках (1,0%), черной смородине (1,1 %), крыжовнике (0,7 %),свекле (1,1 %).

Пектиновые вещества в основном состоят из остатков галактуроновой кислоты, которые образуют длинную молекулярную цепь. В зависимости от степени этерификации пектин может быть высоко- и низ- коэтерифицированным, т. е. представляет собой частично или полностью метоксилированную полигалактуроновую кислоту. Для яблок, например, характерна высокая степень этерификации.

В растениях пектиновые вещества присутствуют в виде нерастворимого протопектина, который представляет собой метоксилированную полигалактуроновую кислоту, связанную с галактаном и арабаном клеточной стенки растения. Протопектин играет роль склеивающего клетки вещества, входя в состав срединных пластинок; в набухшем состоянии предохраняет цитоплазму клетки от обезвоживания. По мере созревания большинства плодов количество протопектина уменьшается и он переходит в растворимый пектин, чем объясняется размягчение ткани плодов.

Как гидрофильный коллоид, растворимый пектин повышает влагоудерживающую способность клетки, состояние ее тургора. Технологические свойства пектина обусловлены его способностью растворяться в воде. Растворимость пектина зависит от степени полимеризации (размера молекулы) и этерификации. Пектин с меньшей молекулярной массой (короткой цепью) и большим количеством метоксильных групп растворяется легче.

Из протопектина под действием фермента протопектиназы или разбавленных кислот образуется растворимый пектин, состоящий из частично метоксилированных остатков полигалактуроновой кислоты. Растворимый пектин в присутствии сахара и кислоты дает студни, благодаря чему его используют в пищевой промышленности для производства желе, повидла, мармелада, конфитюров, конфет.

При щелочном или ферментативном гидролизе растворимый пектин легко теряет почти все метоксильные группы и превращается в свободную пектиновую (полигалактуроновую) кислоту, которая уже практически нерастворима в воде и не способна давать студни в присутствии сахара. При полном деметоксилировании пектины превращаются в полностью нерастворимые пектиновые кислоты.

Пектин обладает важными биологическими свойствами, которые обусловлены наличием свободных карбоксильных групп галактуроновой кислоты, способных связывать тяжелые металлы, в том числе радионуклиды, с образованием нерастворимых комплексов, которые выводятся из организма. Именно эта способность пектиновых веществ адсорбировать тяжелые металлы определяет их ценность в профилактическом и диетическом питании.

Пектиновые вещества регулируют также содержание холестерина, повышают устойчивость к аллергическим факторам. Для изготовления пектинсодержащих продуктов диетического, профилактического и лечебного питания используют различные плоды и ягоды (яблоки, айву, клубнику и др.) с добавлением сухого пектина или пектинового концентрата (яблочного, цитрусового, свекловичного). В то же время наличие пектиновых веществ в плодах затрудняет некоторые технологические процессы, например осветление и фильтрование плодовых соков.

Белки и другие азотистые вещества. В плодах и овощах содержится сравнительно небольшое количество белков. Биологическая ценность белков определяется наличием в их составе незаменимых аминокислот, которые не синтезируются в организме и должны поступать с пищей. Из 20 природных аминокислот незаменимыми являются восемь: лизин, метионин, триптофан, фенилаланин, лейцин, изолейцин, треонин, валин. В настоящее время к ним причислены также гистидин и аргинин, которые не синтезируются в детском организме.

Наряду с белками в плодах и овощах содержатся свободные аминокислоты, нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), гликозиды, аммиачные соли и другие небелковые азотистые вещества. Содержание последних в овощах выше (в среднем 2...5 %), чем в плодах (менее 1 %). Сравнительно много белков в бобах (6 %), зеленом горошке (5) , брюссельской капусте (4,8), петрушке (зелень 3,7%). Белки во многих овощах содержат все незаменимые аминокислоты.

Строение и физико-химические свойства белков влияют на технологические процессы переработки плодов и овощей. Являясь высокомолекулярными гидрофильными соединениями и амфотерными электролитами, белки образуют стойкие коллоидные растворы, затрудняя процессы получения и осветления соков. Разрушение коллоидной системы белков можно вызвать действием факторов, способствующих дегидратации белковых глобул и нейтрализации зарядов на их поверхности. Для этого применяют нагрев, обработку кислотами, солями, спиртом, таннином, электрическим током и др.

Липиды. Содержание липидов (жиров) в плодах и овощах в отличие от продуктов животного происхождения незначительно, поэтому они не могут считаться источником этих веществ для человека. Вместе с тем липиды выполняют ряд важнейших функций в организме: являются источниками энергии и растворителями витаминов A, D, Е, К, способствуя их усвоению.

Жиры накапливаются в больших количествах в семенах растений, которые используются для получения растительных масел. Растительные масла содержат до 99,7 % жира, обладают низкой температурой плавления, поэтому легкоусвояемы (97...98 %).

Органические кислоты. В плодах и овощах органические кислоты находятся в свободном виде или в виде солей, придавая им специфический вкус и способствуя лучшей усвояемости. Кислый вкус продукта зависит не только от общего содержания кислот, но и от степени их диссоциации, т. е. от значения pH (активной кислотности), который для большинства плодов и ягод составляет в среднем около 3-4, для овощей - 4-6,5. В зависимости от величины pH свежие плоды и овощи делят на кислотные (pH 2,5-4,2) и некислотные (pH 43-6,5).

Кислотность плодов и овощей влияет на проведение ряда технологических процессов - выбор режима стерилизации консервов, варку желе, производство соков и др. Например, консервы из некислотного сырья, в которых могут развиваться бациллы и клостридии, необходимо стерилизовать при температуре выше 100 °С.

Кислотность - один "из показателей доброкачественности плодов и овощей. От значения этого показателя зависит гармоничный вкус продукта, его сахарокислотный индекс (отношение процентного содержания сахара к процентному содержанию кислоты). В организме человека кислоты, кроме щавелевой, растворяют нежелательные соли и выводят их из организма.

В плодах и овощах чаще всего встречаются яблочная, лимонная и винная кислоты, в меньших количествах присутствуют щавелевая, янтарная, салициловая, бензойная и др. Яблочная кислота преобладает в косточковых и семечковых плодах (0,4...13%); из овощей наибольшее количество ее содержится в томатах (0,24%). Лимонной кислоты много в цитрусовых, особенно в лимонах (5,7%), черной смородине и клюкве (1...2%). Винная кислота содержится в большом количестве в винограде (до 1,7 %). Щавелевой кислоты много в щавеле, ревене, шпинате и незначительное количество ее обнаружено в томатах, черной смородине, луке, моркови.

Большинство из перечисленных кислот и их солей хорошо растворяются в воде. Плохо растворимы в воде средняя кальциевая соль лимонной кислоты и кислый гидротартрат калия (винный камень); кальциевая соль щавелевой кислоты (оксалат кальция) нерастворима в воде, поэтому она может выпадать в осадок, образуя камни (оксалаты). Из летучих кислое в плодах и овощах в небольших количествах обнаружены уксусная и муравьиная.

Полифенольные соединения. В плодах и овощах содержатся разнообразные полифенольные вещества, в том числе мономерные (флавоноиды, производные коричной и фенол карбоновой кислот) и полимерные (дубильные вещества).

Ф л а в о ноиды, которые включнот ряд производных флавана (катехины, лейкоантоцианы, антоцианы, флавоны, флавонолы, флаваноны), содержатся в плодах и ягодах. Полимерные формы флавоноидов, а также низкомолекулярные соединения, обладающие терпким вяжущим вкусом. В технической биохимии и технологии их часто называют дубильными веществами. Содержание дубильных веществ в большинстве плодов и ягод 0,05...0,2 %, в овощах их еще меньше. Много дубильных веществ находится в терне (до 1,7%), айве (до 1), кизиле (до 0,6), черной смородине (03-0,4%), в плодах дикорастущих яблонь и груш.

Дубильные вещества подразделяются на гидролизуемые и конденсированные. Гидролизуемые дубильные вещества в кислой среде распадаются до более простых соединений. Например, галлотаннин расщепляется на глюкозу и галловую кислоту. Конденсированные дубильные вещества изучены недостаточно. В отличие от гидролизуемых дубильных веществ они не гидролизуются, при нагревании в кислой среде подвергаются дальнейшему уплотнению, являются производными катехинов или лейкоантоцианов.

Наиболее полно изучены катехины. Их характерная особенность- присоединение остатков галловой кислоты, большая P-активность. В большом количестве катехины обнаружены в чайном листе, много их также в яблоках, боярышнике, клюкве, чернике.

Дубильные вещества, несмотря на сравнительно небольшое содержание в плодах и ягодах, существенно влияют на их технологические особенности. Они легко окисляются при участии полифенол оксид аз в присутствии кислорода воздуха с образованием сначала хинонов, а затем темноокрашенных веществ - флобафенов. Чтобы предотвратить это нежелательное явление, необходима инактивировать ферментные системы плодов, изолировать их от кислорода воздуха или обработать диоксидом серы.

Потемнение мякоти плодов или сока может быть также следствием взаимодействия дубильных веществ с солями железа, оловом, цинком, медью и другими металлами. При длительном нагревании дубильные вещества могут конденсироваться с образованием соединений красного цвета. Способность дубильных веществ давать с белками нерастворимые соединения и осаждать их используется при производстве соков.

Пигменты. В составе плодов и овощей содержатся различные пигменты, придающие им окраску (красящие вещества), особенно наружным слоям и покровным тканям. Многие пигменты относятся к флавоноидам и хорошо растворяются в воде (антоцианы, флавоны, флавонолы).

Антоцианы - красящие вещества растений, придающие им окраску от розовой до черно-фиолетовой. В отличие от хлорофилла они сосредоточены не в пластидах, а в вакуолях клеток, присутствуют в тканях в виде гликозидов, которые при гидролизе дают сахар и окрашенные агликоны - антоциацидины.

Из этой группы красящих веществ известны цианидин, входящий в состав яблок, слив, вишен, винограда, краснокочанной капусты, керацианин - вишен и черешни, энин - винограда, идеин - брусники, бетаин - свеклы. Антоцианидины обладают амфотерными свойствами и чувствительны к pH: чем ниже pH среды, тем лучше сохраняется натуральный цвет перерабатываемых плодов.

На окраску антоцианов влияют некоторые металлы: под действием олова вишни, сливы, черешни приобретают фиолетовый оттенок; железо, олово, медь, никель изменяют окраску винограда. Длительный нагрев плодов также может привести к разрушению антоцианов и потере цвета (земляника, черешня).

Флавоны и флавонолы - желтые красящие вещества, образуют много различных гликозидов, которые при гидролизе дают окрашенные агликоны: апигенин (петрушка, апельсин), кверцитрин (виноград) , кверцитрин (лук) и др.

Хлорофиллы - пигменты, нерастворимые в воде, но растворяющиеся в жирах. Хлорофиллы играют исключительно важную роль в процессе фотосинтеза, придают зеленую окраску растениям, сосредоточены в пластидах (хлоропластах) клеток. Содержание хлорофилла достигает 0,1 %. У высших растений и зеленых водорослей найдены два вида хлорофилла - хлорофилл а и хлорофилл в.

Превращение хлорофиллов при консервировании плодов и овощей также может влиять на изменение их цвета. При нагревании в кислой среде магний хлорофилла замешается водородом с образованием фео- фитина, имеющего зелено-бурую окраску. При нагревании в щелочной среде образуются хпорофиллиды интенсивного зеленого цвета. Аналогично действуют ионы металлов: железо придает хлорофиллу коричневую окраску, олово и алюминий - серую, медь - ярко-зеленую.

Каротиноиды - это пигменты, придающие плодам и овощам желтую, оранжевую и красную окраску. К ним относятся прежде всего каротин, ликопин и ксантофилл. Содержание каротиноидов в плодах и овощах различно: в зрелых томатах в среднем 0,002...0,008 %, среди них преобладает ликопин красного цвета. Много каротиноидов в моркови, абрикосах, персиках, лиственных овощах, где они маскируются хлорофиллом. Ксантофилл обнаружен в кожуре цитрусовых, кукурузе.

В растениях каротиноиды сопутствуют хлорофиллу и защищают его от разрушения. Энергия, поглощаемая каротиноидами, используется для фотосинтеза. Для каротина характерно наличие в молекуле β-иононового кольца, обусловливающего его витаминные свойства. В организме человека каротин превращается в витамин А.

Гликозиды . В растениях гликозиды представляют собой соединения типа простых эфиров, образованных моносахаридами за счет соединения своего гликозидного гидроксила со спиртом неуглеводной природы (агликоном). В качестве агликона могут быть самые разнообразные соединения (спирты, альдегиды, фенолы, серо- и азотсодержащие вещества и др.), от которых зависят свойства гликозидов. Некоторые из агликонов сильно токсичны.

Гликозиды растворимы в воде и спирте. При гидролизе в кислой среде или с участием ферментов они расщепляются на сахар и соответствующий агликон. Многие из гликозидов имеют горький вкус или специфический аромат. В плодах и овощах гликозиды чаще всего находятся в кожице и семенах, реже в мякоти.

Известны следующие гликозиды: амигдалин (в семенах косточковых и семечковых плодов), гесперидин и нарингин (в мякоти и кожуре цитрусовых), соланин (в картофеле, баклажанах, томатах) , вакцинин (в бруснике, клюкве) , апиин (в петрушке), глюкоянтарная кислота (в крыжовнике, яблоках, сливах, вишне и др.). К гликозидам относятся также дубильные (гидролизуемые) и красящие вещества плодов - антоцианы.

Амигдалин(С 20 Н 27 NO 11) является одним из наиболее токсичных представителей гликозидов. Ядовитые свойства амигдалина проявляются после его кислотного или ферментативного гидролиза (с участием эмульсина, содержащегося в семенах) и образования синильной кислоты. Для предотвращения отравления амигдалином необходимо ограничить потребление ядер косточек в сыром виде или подвергать их тепловой обработке.

Соланины (глюкоалкалоиды) - это гликозиды, содержащие агликон стероидной природы. В состав соланинов картофеля (С 45 Н 71 NO 15) входит один и тот же агликон соланидин, а сахара могут быть разными (остатки глюкозы, галактозы или рамнозы).

Гесперидин - флаваноновый глюкозид - обусловливает очень высокую Р-витаминную активность цитрусовых плодов. Нарингин придает плодам цитрусовых, особенно недозрелым, горечь. Удалить горечь можно нагреванием плодов в кислой среде. В результате гидролиза нарингина образуется аглюкон нарингенин, не имеющий горького вкуса.

Ароматообразующие вещества. Из таких веществ в растениях чаще всего присутствуют кислородсодержащие производные терпенов - альдегиды и спирты, а также другие летучие соединения, которые составляют так называемые эфирные масла. Они образуются и выделяются главным образом в железистых волосках (чешуйках) кожицы плодов, придавая им характерный аромат.

Эфирные масла в большинстве случаев нерастворимы в воде, но растворяются в органических растворителях. Они летучи и поэтому могут теряться при тепловой обработке сырья.

Наиболее распространены следующие эфирные масла: лимонен (цитрусовые плоды, укроп), карвон (тмин, петрушка, укроп), линалоол (цитрусовые, кориандр). Некоторые эфирные масла обладают бактерицидными свойствами и образуются лишь после механического повреждения тканей (аллицин чеснока и лука). До этого они находятся в виде гликозидов и физиологически неактивны. После повреждения клеток ранее разобщенные гликозиды и гидролитические ферменты вступают в контакт, в результате чего и освобождаются эфирные масла.

Минеральные вещества. Плоды и овощи являются существенным источником минеральных веществ в питании человека. Многие элементы входят в состав живой материи в качестве пластического материала, принимают участие в кроветворении, являются составными частями ряда витаминов, ферментов и гормонов.

Все минеральные вещества в зависимости от содержания в организме и потребности в них подразделяют на макро- и микроэлементы. Потребность в макроэлементах (натрий, калий, кальций, магний, фосфор, хлор, сера и др.) исчисляется в граммах, а в микроэлементах (железо, кобальт, цинк, йод, фтор, медь, марганец и др.) - в миллиграммах или микрограммах в сутки. Содержание микроэлементов в плодах и овощах находится в пределах тысячных долей процента.

Минеральные вещества в плодах и овощах находятся в форме, легкоусвояемой организмом человека. Содержание минеральных веществ в плодах и овощах определяют по количеству золы, образующейся после их сжигания. Оно колеблется от 0,2 до 2,3%- Из овощей больше всего золы дают укроп (2,3 %) и шпинат (13%).

Витамины. Плоды и овощи являются поставщиками витаминов для человека. Витамины представляют собой группу органических веществ разного химического строения, различающихся по биологической активности.

По растворимости витамины подразделяются на водорастворимые и жирорастворимые. Из водорастворимых в плодах и овощах содержатся витамины С, B 1 , В 2 , В 3 , В 5 (витамин РР), В 6 , В с (фолиевая кислота), Н (биотин); из жирорастворимых-А, Е, К; из витаминоподобных веществ - витамины Р (цитрин), В 4 (холин), В 8 (инозит), U (метилметионин сульфоний).

Витамин С (аскорбиновая кислота) принимает участие в процессах обмена веществ как переносчик водорода, легко превращаясь из гидроформы в дегидроформу (дегидроаскорбиновую кислоту). Процесс этот обратимый и обе формы физиологически активны. Но дегидроаскорбиновая кислота менее стойка и при дальнейшем окислении превращается в дикетогулоновую кислоту, которая физиологически неактивна.

Аскорбиновая кислота предупреждает заболевание цингой, способствует окислению холестерина, укреплению иммунной системы организма. Содержание витамина С в большинстве плодов и овощей составляет в среднем 20...40 мг/100 г. Особенно много его в перце сладком (150...250 мг/100 г), черной смородине (до 200 мг/100 г). Богаты витамином С петрушка (зелень), капуста, цитрусовые, земляника (садовая), бедны - корнеплоды, бахчевые.

Витамин С очень лабилен и легко разрушается в результате окисления, особенно в щелочной среде, при нагревании, сушке, на свету; окисление ускоряется в присутствии железа, меди, а также с участием окислительных ферментов, в частности при измельчении сырья, способствующего высвобождению ферментов.

Для снижения потерь витамина С при консервировании сырье подвергают бланшированию, проводят обработку под вакуумом, кратковременную стерилизацию токами высокой частоты, сульфитацию. Большой эффект дает замораживание сырья и хранение при отрицательной температуре, обеспечивающее сохранение около 90 % витамина С.

Витамин U (противоязвенный фактор) также чувствителен к длительной тепловой обработке. Богаты витамином U соки из сырых овощей, особенно капусты (16,4...20,7 мг/100 г), а также соки из плодов.

Витамин А (ретинол) влияет на рост организма, зрительную функцию глаза, содержится в плодах и овощах в виде провитаминов- каротиноидов. Из нескольких изомеров каротина (α, β, γ) физиологической активностью обладает β-каротин. β-Каротином богаты оранжевые или красные овощи, плоды и ягоды (морковь, абрикосы, томаты, тыква, смородина), а также зелень петрушки, зеленый горошек, шпинат и др.

При консервировании сырья 0-каротин сравнительно термоустойчив, однако чувствителен к окислению, особенно при нагревании и действии света; неустойчив в кислой среде. Так как β-каротин не растворяется в воде, то он практически не теряется при мойке и бланшировании сырья.

Витамины группы В и витамин К более устойчивы к нагреванию, действию кислорода воздуха, но разрушаются в щелочной среде. Витамин В 3 (пантотеновая кислота) стабилен в нейтральной среде, но быстро разрушается в горячих кислых и щелочных растворах. Витамины В 2 , В 6 , В с (фолиевая кислота), К разрушаются при длительном воздействии света, витамины В 2 и Е чувствительны к ультрафиолетовому облучению.

Для максимального сохранения витаминов при переработке растительного сырья сокращают длительность высокотемпературного воздействия на продукт, удаляют воздух из продукта, предотвращают контакт продукта с металлами, катализирующими процесс окисления (медь, железо), инактивируют ферменты, создают соответствующую реакцию среды (pH), применяют стабилизаторы витаминов, антиокислители, сульфитацию, сокращают технологический цикл производства. Каждый из этих приемов реализуется в зависимости от вида сырья и конечного продукта. Особенно эффективен способ сохранения витаминов путем замораживания сырья и хранения его при низких температурах.

Большинство витаминов плодов и овощей, являясь источниками пектиновых веществ, калия и др., также выступают в роли защитных компонентов, обеспечивающих функции барьерных тканей (витамины А, С, Р, группы В, Е, U) , в качестве компонентов, проявляющих антиканцерогенный эффект (витамины (С, А, Е, К), в качестве веществ, улучшающих функцию печени (витамины B 1 , В 2 , С Р, РР). Основными источниками защитных компонентов являются морковь, свекла, тыква, капуста, листовые овощи, черная смородина, крыжовник, шиповник, цитрусовые, другие фрукты.

Ферменты. Эти соединения представляют собой биологические катализаторы, регулирующие жизненные процессы в живых организмах. Наряду с белком в состав многих ферментов входит небелковая часть (кофермент). В качестве коферментов выступают многие витамины, (С, В 1 , В 2 , В 6 , Е и др.).

В плодах и овощах содержатся ферменты, которые играют положительную роль, например, при созревании плодов. Но есть и такие, которые при хранении и переработке сырья могут вызывать ухудшение качества или порчу продукта, разрушение витаминов. Так, некоторые окислительные ферменты (аскорбиноксидаза, полифенолоксидаза и др.) выступают как антивитамины для аскорбиновой кислоты, особенно при измельчении сырья. Фермент полифенолоксидаза действует на полифенолы, тирозин, в результате чего образуются темноокрашенные соединения, продукт темнеет и т. д. Очевидно, каталитическую активность ферментов, которая приводит к ухудшению качества продуктов, необходимо подавлять, применяя для этого различные технологические приемы (нагревание, изменение pH и др.).

Химический состав свежих овощей и плодов

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 %).

В состав фруктов и овощей входят разнообразные органические и неорганические вещества - вода, минеральные вещества, углеводы, органические кислоты, витамины, ферменты, азотистые, дубильные, пектиновые вещества и другие.

Вода

Свежие фрукты и овощи содержат 72-95 % воды, исключение составляют орехи (5-8 %). Вследствие высокого содержания воды свежие фрукты и овощи имеют невысокую калорийность, но в то же время обладают высокой биологической ценностью, так как вещества, растворенные в воде, хорошо усваиваются организмом. Высокое содержание воды определяет сочность, свежесть фруктов и овощей. Кроме того, вода является средой, в которой протекают основные биохимические процессы, характерные для фруктов и овощей. В некоторых биохимических процессах вода сама принимает непосредственное участие. При потере 5…7 % воды многие фрукты и овощи увядают, теряют свежесть и товарный вид. Некоторые овощи (листовые) увядают при потере 2…3 % воды.

Сухие вещества

Сухие вещества подразделяют на нерастворимые и растворимые в воде.

К нерастворимым веществам относятся целлюлозаи сопут­ствующие ей гемицеллюлозаи протопектин, нерастворимые в воде азотистые соединения, крахмал, жирорастворимые пиг­менты. Все эти вещества определяют главным об­разом механическую прочность тканей, их консистенцию, ино­гда цвет кожицы. Содержание нерастворимых сухих веществ в ово­щах и фруктах невелико, в среднем 2…5 %. Количество растворимых сухих веществ в овощах и фруктах колеблется от 5 до 18 %. К ним относят растворимые углево­ды, азотистые вещества, кислоты, дубильные и другие веще­ства фенольной природы, растворимые формы пектинов и витаминов, ферменты, минеральные соли. Большая часть этой группы соединений представлена углево­дами – главным образом, сахарами.

Важность плодоовощной продукции определяется не толь­ко присутствием в ней сахаров, поскольку она ценится не за калорийность и питательные вещества, а за высокоароматиче­ские свойства, наличие витаминов, минеральных и других ве­ществ которых либо нет в других пищевых продуктах, либо их значительно меньше, чем в овощах и фруктах.

Углеводы

Углеводы фруктов и овощей довольно разнообразны как по своим физико-химическим свойствам, так и по значимости для человека. Наиболее часто встречаются следующие виды углеводов: сахара, крахмал, инулин, клетчатка и пектиновые вещества.

Количество углеводов в свежих фруктах и овощах изменяется в зависимости от почвенных и климатических условий их выращивания, агротехнических приемов, частоты полива, условий и сроков уборки, степени зрелости, условий перевозки, хранения и т.д. Например, в картофеле при хранении в условиях низкой температуры (0 °С) увеличивается содержание сахара (иногда до 6 %) и уменьшается количество крахмала; в яблоках в процессе созревания на дереве сначала происходит увеличение количества крахмала, а затем в период дозревания – увеличение сахара.

Сахара - это углеводы, наиболее распространенные в фруктах и овощах. Различают моносахариды (глюкоза, фруктоза) и дисахариды (сахароза).

Глюкоза, или виноградный сахар, находится в свободном виде во фруктах и овощах. Фруктоза, или фруктовый сахар, из всех сахаров наиболее сладкая на вкус, хорошо растворяется в воде. Остатки молекул глюкозы и фруктозы образуют одну молекулу сахарозы.

Из дисахаридов в плодах и овощах наиболее распространена саха­роза - основной сахар, содержащийся в корнеплодах сахарной свеклы и стеблях сахарного тростника. Сахароза, или свекловичный сахар, содержится в сахарной свекле (12-24 %), сахарном тростнике (14-26 %), яблоках (2-6 %) и других фруктах и овощах: хорошо растворяется в воде и под воздействием фермента сахаразы или кислот расщепляется с образованием равных количеств глюкозы и фруктозы, т.е. инвертного сахара.

Полисахариды в сочной продукции представлены крахма­лом, инулином, целлюлозой (клетчаткой ), гемицеллюлозой, лиг­нином, пектиновыми веществами.

Крахмал находится в картофеле, овощах и фруктах в виде мелких зерен различной формы и величины, видимых под микроскопом. В значительном количестве он содержится в картофеле (15-25 %), батате (до 20 %), зеленом горошке (до 6 %), сахарной кукурузе (до 10 %). В зрелых фруктах, за некоторыми исключениями (орехи до 3,5 %, бананы до 2 %), крахмал практически отсутствует, так как по мере созревания и хранения фруктов крахмал подвергается ферментативному осахариванию и постепенно гидролизуется. В фасоли, зеленом горошке, бобах количество крахмала может возрастать до нескольких процентов, причем особенно резко при их перезревании. Одновременно сокращается количество сахаров, продукт огрубевает, вкус его ухудшается. По темпам убывания крахмала можно су­дить о созревании яблок: в недозрелых плодах зимних сортов яблок и груш его может быть 4-5 %, а при полной зрелости – менее 1 %. Кулинарные свойства картофеля во многом определяются содержанием в нем крахмала: чем его больше, тем лучше развариваемость клубней.

Инулин является близким к крахмалу веществом, состоящим из остатков молекул фруктозы, растворяется в воде; в земляной груше (топинамбуре) его 11-13% и корнях цикория - до 17 %. Крахмал и инулин играют роль запасных веществ растительной ткани.

Клетчатка (целлюлоза) содержится в овощах в количестве от 0,2 до 2,8 %, фруктах - от 0,5 до 2,0 %. Она нерастворима в воде, органических растворителях, слабых кислотах и щелочах. Организмом человека клетчатка не усваивается, но она усиливает перистальтику кишечника и тем самым способствует лучшему усвоению пищи. Повышенное содержание целлюлозы связывают с механи­ческой прочностью тканей, транспортабельностью и лежкостью фруктов и овощей.

Гемицеллюлоза (или полуклетчатка) участвует в построении тканей наряду с клетчаткой и являются запасными веществами фруктов и овощей. В овощах и фруктах содержится от 0,2 до 3% гемицеллюлоз. Общее содер­жание гемицеллюлозы в овощах и фруктах, как правило, тем выше, чем больше в них клетчатки.

Пектиновые вещества, относящиеся к высокомолекулярным соединениям, находятся в овощах и фруктах в пределах от 0,8 до 2,5 %. Они содержатся в яблоках (0,82-1,3%), сливе (0,96-1,14 %), черной смородине (0,5-1,52 %), клюкве (0,5-1,3 %), абрикосах (1,03 %), моркови (2,5 %), ревене (0,8-2,0 %) и других фруктах и овощах. В пектиновом комплексе различают пектин и протопектин. Протопектин содержится в межклеточных пространствах и в клеточных стенках, не растворяется в воде и определяет твердость незрелых фруктов и овощей. Пектин является продуктом расщепления протопектина и составляет основную массу пектиновых веществ, содержащихся в зрелых фруктах и овощах. Он растворяется в холодной воде и входит в состав клеточного сока фруктов и овощей. Пектин обладает способностью образовывать желе в присутствии сахара и кислоты, благодаря чему его широко используют в производстве мармелада, джема, фруктовых карамельных начинок, пастилы и т. п.

Азотистые вещества

К ним относятся белки, аминокислоты, амиды, нитраты, нитриты и другие азотсодержащие вещества. Большинство фруктов содержит до 1 % азотистых веществ и только некоторые (виноград, абрикосы, вишни, малина, смородина, гранаты, бананы) - до 1,5 %; исключение составляют орехи (18-20 %), маслины (6 %), финики (до 3%). В овощах обычно содержится азотистых веществ больше, чем во фруктах: в бобовых - 4,5-5,5 %, шпинатных - 2,7-3,7 %, капустных - 2,5-4,5 %, чесноке - 6,5 %, картофеле, моркови, луке - 1,5-2 %, тыквенных и томатных - 0,5-1,3 %. Большую часть азотистых веществ фруктов и овощей составляют белки. Белки многих растительных продуктов не могут считаться полноценными с точки зрения аминокислотного состава. Во время хранения и при переработке плодов и овощей комплекс азотистых веществ подвергается существенным из­менениям.

Особую группу азотистых веществ белковой природы, регулирующих обмен веществ в живых клетках, составляют ферменты. Они играют важную роль в процессах, протекающих во время хра­нения и переработки продукции, и часто определяют ее каче­ство.

Ферменты. В овощах и фруктах находятся особые белковые вещества, которые участвуют во всех биологических процессах, происходящих в организме. Эти вещества получили название ферментов или энзимов . Дыхание и созревание фруктов и овощей, прорастание семян – ферментативные процессы. В ряде случаев ферменты могут играть отрицательную роль, например под действием ферментов происходит перезревание и разрыхление тканей, скисание вина, порча консервов. Каждый фермент действует только на определенное вещество или группу веществ. Такое свойство ферментов называется специфичностью действия. Все ферменты проявляют свою активность даже в малых концентрациях. Высокая активность каждого фермента проявляется при определенных условиях внешней среды. Для большинства ферментов оптимальная температура находится в пределах от 20 до 50 °С, при температуре 60-70 °С ферменты инактивируются. При охлаждении продуктов до 0 °С активность ферментативных процессов сильно снижается, поэтому фрукты и овощи хранят при температурах, близких к 0 °С.

Воски и жиры - это соединения, покрывающие поверхность фруктов, листьев. Они выполняют защитную роль: предохраня­ют органы растений от испарения влаги, внедрения болезне­творных организмов, проникновения излишнего количества воды.

Воски - жироподобные вещества; они покрывают кожицу яблок, ягод винограда, листья капусты и другие органы сочной продукции. Все воски химически устойчивы и плохо растворимы. Они растворяются в щелочах при нагревании. Это учитывается при подготовке к сушке слив, винограда. Продукт, обработанный в горячей щелочи, быстрее высыхает, так как нарушается целостность воскового налета, на кожице образуются трещинки, так назы­ваемая сеточка, благодаря чему влага испаряется быстрее.

Жиров во фруктах и овощах очень мало, они в основном сопут­ствуют воскам, покрывающим поверхность. В значительном ко­личестве жиры присутствуют в семенах, например в косточковых и бахчевых культур. Поэтому семена таких культур используют для получения масел. Особый интерес представляет облепиховое масло. В плодах облепихи его от 2,5 до 8 %, в семенах - от 10 до 12 %. В мякоти других фруктов и овощей жира содержится до 1 %, а в семенах – от 4 до 51 %. Богаты жиром орехи (50-68 %), ядро абрикосов (30-58 %), мякоть маслин (до 55 %).

Органические кислоты

Вкусовые свойства фруктов, некоторых овощей и продуктов их переработки в значительной степени определяются соотношением сахаров и органических кислот, которые содержатся в них как в свободном виде, так и в виде солей. Кислоты оказывают существенное влияние на степень сладости фруктов и овощей, которую выражают как отношение общего количества сахара к общему количеству кислот. Большинство овощей, за исключением томатов, щавеля и ревеня, содержат меньше органических кислот, чем фрукты. В некоторых фруктах содержится до 2,5 % кислот (вишне, кизиле), в черной смородине - до 3,5 %, лимонах - до 8 %. Наиболее часто в овощах и фруктах встречаются яблочная, лимонная и винная кислоты, реже щавелевая, бензойная, муравьиная, янтарная, салициловая.

Яблочная кислота содержится почти во всех фруктах. Она преобладает в семечковых и косточковых. Хорошо раство­рима в воде, безвредна для организма человека, ее широко при­меняют при изготовлении сладких вод и кондитерских из­делий. Много ее в рябине садовой (до 2,2 %), в черноплодной (до 1,3 %), кизиле (до 2 %) и облепихе (до 2 %), а также в ревене (до 1 %), томатах (до 0,5 %). Вкус имеет слабокислый.

Лимонная кислота обычно встречается во фруктах вместе с яблочной и иногда с винной кислотами. Содержится главным образом в цитрусовых плодах (в лимоне – до 6 %, в других цитрусовых 1…2 %) и клюкве (3 %). Вкус имеет мягкокислый.

Винная кислота содержится в винограде (0,3-1,7 %), где она находится в виде кислой калиевой соли, называемой винным камнем, а также в небольшом количестве в свободном состоянии. В других фруктах и ягодах ее или мало (крыжовник, брусника, земляника, черешня, слива), или она совсем отсутствует.

Бензойная кислота содержится в ягодах клюквы (до 0,01 %) и брусники. Свободная бензойная кислота является антисептиком, и поэтому брусника и клюква хорошо сохраняются в свежем виде.

Щавелевая кислота встречается во многих фруктах и овощах, но в малых количествах. Много ее в щавеле (до 0,7 %) и ревене (до 0,2 %), шпинате (до 0,2 %), землянике содовой (до 0,01 %), чернике (0,06 %) где она содержится большей частью в виде щавелевокислого калия. Щавелевая кислота, будучи сильной кислотой, даже в неболь­ших концентрациях в растворах раздражает слизистые оболочки в организме человека.

Янтарная кислота содержится в очень небольшом количестве в незрелой вишне, (в зрелой отсутствует), красной смородине, крыжовнике, винограде, яблоках, черешне. Янтарная кислота, даже в виде 3 %-ного раствора, не оказывает раздражающего действия на слизистую оболочку желудка, но имеет неприятный вкус.

Салициловая кислота обнаружена в землянике (0,0001 %) и малине (0,00011 %), обладает жаропонижающими свойствами. Культурные сорта этих ягод со­держат больше салициловой кислоты, чем дикорастущие.

В состав плодоовощной продукции в незначительных ко­личествах входят также кофейная, хинная и хлорогеновая кислоты.

Витамины

Фрукты и овощи, особенно при потреблении их в свежем виде, - важный источник витаминов, а в отношении витаминов С, Р, фолиевой кислоты (витамин В 9) - единственный источник, что дает ос­нование считать фрукты и овощи необходимой и незаменимой частью пищевого рациона человека.

Витамины подразделяются на водорастворимые и жирора­створимые.

Водорастворимые витамины. Витамин В 1 (тиамин) в небольшом количестве содержится в овощах и фруктах (0,01-0,34 мг на 100 г), тепловая обработка вызывает незначи­тельное разрушение этого витамина.

Витамин В 2 (рибофлавин) в основном поступает в организм человека с продуктами животного происхождения. В плодоовощной продукции этот витамин содержится в грушах (0,05 мг на 100 г), персиках (0,02 мг на 100 г), томатах (0,04 мг на 100 г), моркови (0,02-0,07 мг на 100 г), свекле (0,04 мг на 100 г) и других фруктах и овощах. Рибофлавин очень чувствителен к воздействию ультрафиолетовых лучей, поэто­му продукты следует хранить в защищенном от прямого сол­нечного света месте.

Основным источником витамина С (аскорбиновой кисло­ты) являются овощи, фрукты и ягоды. Наиболее богаты этим витамином шиповник свежий (до 650 мг на 100 г, сушеный до 2000 мг на 100 г), сладкий перец (зеленый 150 мг на 100 г, красный 250 мг на 100 г), черная смородина (250 мг на 100 г), облепиха (60 мг на 100 г), лимон (40 мг на 100 г), петрушка зелень (150 мг на 100 г), укроп (100 мг на 100 г) и др. На содержание витамина С в пищевых продуктах значи­тельное влияние оказывают продолжительность их хранения и вид кулинарной обработки. При различных способах стерилизации плодоовощной продукции значи­тельное количество витамина С разрушается, осо­бенно в присутствии кислорода и на свету. Данному разруше­нию способствует наличие металлов. По этой причине при консервировании не следует использовать металлическую и не покрытую лаком посуду. Особенно велики потери витами­на при сушке – до 70 %. Лучше сохраняется витамин при бы­стром замораживании и последующем хранении плодов, ово­щей и ягод при отрицательной температуре. В таких продук­тах сохраняется до 90 % первоначального содержания вита­мина С.

Жирорастворимые витамины. В растениях содержится провитамин А (ретинол) – пигмент каротин. Богаты каротином морковь 8 мг на 100 г, абрикосы и персики 1,7…9,0 мг на 100 г, тыква (1,5 мг на 100 г), шиповник свежий (2,6 мг на 100 г), петрушка (5,7 мг на 100 г), укроп (1,0 мг на 100 г). Каротин до­вольно термоустойчив и хорошо сохраняется при консервиро­вании продуктов.

Витамином D (калъциферол) называют несколько соединений, близких по химической структуре (витамины D 2 , D 3). Во фруктах и овощах витаминов группы D очень мало, но присутствуют их провитамины - стеролы или стерины.

Витамин Е (токоферол) - это группа, состоящая из семи витаминов. Важным источником витамина Е являются расти­тельные масла, облепиха, салат и другие зеленные и капустные овощи. Токоферолы обладают высокой устойчивостью и не разрушаются при нагревании и под действием ультрафиолето­вых лучей.

Существуют и другие незаменимые органические веще­ства, поступающие с пищей и обладающие специфическим биологическим действием. К числу таких веществ относятся витамин К, витамин Р, витамин F. В настоящее время их при­нято называть витаминоподобными веществами.

Минеральные вещества

Количество минеральных веществ определяют по со­держанию золы, остающейся после сжигания навески сырья. Большинство фруктов и овощей имеет зольность от 0,25 до 2,50 %. Специфическая особенность минеральных веществ фруктов и овощей – щелочная реак­ция, в то время как минеральные вещества зерновых и жи­вотных продуктов питания отличаются кислой реакцией.

В овощах и фруктах содержится от 0,5 до 2 % минеральных веществ. Все они делятся на макроэлементы - составляют калий, кальций, натрий, магний, фосфор, сера, хлор; микроэлементы - составляют железо, йод, фтор, хром, бром, марганец, цинк, никель, кобальт, селен, медь и др.; ультрамикроэлементы - золото, свинец, ртуть, серебро, радий, рубий. Макроэлементы содержатся в сравнительно больших количествах, измеряются в долях процента или миллиграммах на 100 г продукта.

Плодоовощная продукция содержит соли калия (тыква, ка­бачок, арбуз, яблоко), кобальта (свекла, клубника, красная смо­родина), йода (фейхоа), железа (зеленные и капустные овощи (0,6…1,4 мг на 100 г), томаты (0,9 мг на 100 г), земляника (1,2 мг на 100 г).

Лигнин и кутин

Лигнин и кутин очень распространены в растениях. Лигнин – сложное вещество, пропитывающее клеточные стенки и способствующее их одревеснению. Иногда лигнин накапливается в мякоти фруктов и овощей, делая ее грубой, например в одревесневших корнеплодах, каменистых грануляциях мякоти некоторых груш и айвы. Кутин относится к воскообразным веществам, покрывающим поверхность фруктов и овощей. Такой восковой налет предохраняет их от увядания, от действия микроорганизмов и от смачивания водой.

Дубильные вещества

В овощах и фруктах дубильные вещества встречаются очень часто, но в небольших количествах. Богаты этими веществами терн, алыча и хурма, в которых содержание их достигает 2 %; много дубильных веществ в айве, кизиле и рябине (до 0,6 %). Однако, несмотря на незначительное содержание, дубильные вещества придают вяжущий вкус фруктам (особенно при содержании свыше 0,5 %). В незрелых фруктах обычно содержится больше дубильных веществ, но по мере созревания фруктов количество их уменьшается, так как они расходуются на дыхание наряду с сахарами и кислотами. Под действием ферментов в присутствии кислорода дубильные вещества легко окисляются, и при этом образуются темноокрашенные соединения – флобафены. Этой реакцией объясняется потемнение мякоти яблок, груш, айвы и других фруктов, а также картофеля при разрезании.

Гликозиды

Содержатся гликозиды в овощах и фруктах в очень малых количествах, например в картофеле от 0,002 до 0,1 %. Они безвредны в небольших дозах, по опасны в больших количествах. Многие гликозиды придают фруктам и овощам горький привкус или специфический аромат. Гликозиды могут быть локализованы в кожице, мякоти или семенах фруктов и овощей. Наиболее часто в овощах и фруктах встречаются следующие гликозиды:

· амигдалин – гликозид, содержащийся в семенах косточко­вых и семечковых плодов.

· вакциниин - гликозид, содержащийся в бруснике и клюкве, вместе с бензойной кислотой обусловливает высокую устойчи­вость этих ягод к действию микроорганизмов: брусничный и клюквенный соки не сбраживаются.

· гесперидин содержится в кожице цитрусовых фруктов, обладает свойствами витамина Р.

· соланины содержатся в картофеле, баклажанах, томатах. В картофеле они находятся главным образом в кожице и наружных слоях, которые удаляются при очистке.

· синигрин содержится в хрене и в семенах черной горчицы. В семенах белой горчицы содержится глюкозид синальбин .

Из других глюкозидов следует отметить глюконастурцин , находящийся в репе, а также капсаицин , придающий жгучий вкус перцу.

Красящие вещества

Красящие вещества (пигменты) придают фруктам и овощам различных видов и сортов ту или иную окраску. По окраске можно определить зрелость фруктов и некоторых овощей, например цвет томатов по мере созревания изменяется от зеленого до красного, цвет яблок - от зеленого до желтого разных оттенков. Различают несколько групп растительных пигментов.

Хлорофилл - зеленый пигмент растений, придающий многим фруктам и овощам зеленую окраску; играет большую роль в процессе усвоения зеленым растением углекислого газа из воздуха под действием солнечного света. Этот процесс получил название фотосинтеза.

Каротиноиды - группа пигментов, придающих фруктам и овощам оранжевую, желтую, иногда красную окраску. К каротиноидам относятся: каротин, ликопин, ксантофилл и др.

Каротин придает оранжевую окраску моркови и абрикосам; находится в томатах, персиках, цитрусовых плодах, а также в овощной зелени, но в ней цвет каротина маскируется хлорофиллом.

Ликопин представляет собой изомер каротина; он обусловливает красную окраску зрелых томатов, но витаминной активностью не обладает.

Ксантофилл - желтый пигмент, но светлее каротина. Ксантофилл совместно с хлорофиллом и каротином содержится в зеленых овощах и вместе с каротином и ликопином - в томатах.

Антоцианы - это красящие вещества, придающие фруктам, овощам, лепесткам цветов самую различную окраску - от розовой до черно-фиолетовой. Они находятся либо в кожице фруктов (виноград), либо в кожице и мякоти одновременно (малина, черника, смородина, некоторые сорта винограда, свекла и др.). В овощах и фруктах наиболее распространены следующие антоцианы: энин (красно-коричневый цвет) (виноград), идеин (брусника), керацианин (вишня), бетаин (свекла). Антоцианы хорошо растворяются в воде; при длительном нагревании разрушаются. Накопление антоцианов во фруктах может служить одним из признаков спелости.

Флавоны и флавонолы - вещества, обеспечивающие желтой окраской фрукты и овощи, встречаются в виде гликозидов. К флавонолам относится апигенин, который содержится в петрушке, плодах апельсина. К флавонолам относится, например, кверцетин - красящее вещество сухих чешуй лука.

Эфирные масла

Жирорастворимые летучие вещества, придающие аромат фруктам и овощам. Содержание эфирных масел возрастает по мере роста и созревания плодов растений. Многие фрукты и овощи, в том числе цитрусовые (лимоны, ман­дарины) и пряные овощи (лук, чеснок, редька, сельдерей, пе­трушка, укроп, хрен и др.), содержат значительное количество эфирных масел. Эфирные масла пряных растений не только обусловливают специфический вкус и аромат солено-кваше­ных и маринованных продуктов, но и препятствуют развитию процессов гниения при молочнокислом брожении, а также при мариновании.

Наиболее богаты эфирными маслами цитрусовые плоды (от 1,2 до 2,%), пряные овощи (зелень петрушки, сельдерея, укропа - в среднем 0,05-0,%), а также чеснок (0,01 %) и хрен (0,0%).

Фитонциды

Само название означает, во-первых, что это вещества растительного происхождения, а во-вторых, что они обладают губительными для других организмов свойствами. Фитонцидными свойствами обладают многие растения. Одни растения выделяют в окружающую среду большое количество летучих, токсических для многих микроорганизмов веществ, а другие выделяют ничтожное количество фитонцидов, но часто их тканевые соки обладают очень сильными бактерицидными свойствами. Наибольшими фитонцидными свойствами обладают лук и чеснок. Однако многие микроорганизмы приспособились к фитонцидной среде и поэтому могут вызывать заболевания растений.

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.

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.

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 В 1 (тиамин) содержится в бобовых и зерновых растениях.

Витамин В 2 (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.

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.

Эфирные масла (ароматические вещества). Они придают плодам и овощам характерный аромат. Особенно много ароматических веществ в пряных овощах (укроп, петрушка, эстрагон), а из плодов - в лимонах, апельсинах и других цитрусовых.

Эфирные масла сосредоточены главным образом в коже плодов и овощей, в мякоти их мало. Максимальное накопления эфирных масел проходит при созревании плодов. При хранении и переработке плодов и овощей эфирные масла улетучиваются.

Фитонциды обладают бактерицидными свойствами, губительно действуют на микрофлору, выделяя токсичные летучие вещества. Наиболее активны фитонциды лука, чеснока, хрена. Фитонциды, защищая растения, повышают их устойчивость против бактериальных и грибковых болезней.

Азотистые вещества содержатся в овощах и плодах в незначительном количестве; больше всего их в бобовых-(до 6,5%), в капусте (до 4,8%).

При переработке плодов и овощей азотистые вещества могут играть положительную и отрицательную роль. При производстве вин наличие азотистых веществ способствует развитию дрожжей, лучшему сбраживанию соков. При варке варенья, если не снять пену, в ней может развиться плесень.

Жиры. В большинстве плодов и овощей находится очень мало жиров (0,1-0,5%). Много их в ядрах орехов (45-65%), в мякоти маслин (40-55%), а также в косточках абрикосов (20-50%), в ягодах облепихи (8%), в семенах плодов (23-60%).

Фрукты, ягоды и овощи играют большую роль в питании человека. Благодаря содержанию в них углеводов, главным образом сахаров, органических кислот, витаминов, дубильных веществ и пр. они представляют собой ценные продукты питания. Все плоды и овощи в зависимости от их строения делят на несколько групп, которые значительно различаются по пищевым свойствам и по стойкости в хранении.

Овощи подразделяются на плодовые (семечковые) и вегетативные, фрукты - на семечковые, косточковые и ягоды. Фрукты и плодовые овощи - это сочные плоды растений. Основную часть их составляет плодовая мякоть, содержащая в большей или меньшей степени клеточный сок. Поэтому плоды, особенно зрелые, быстро теряют свою устойчивость и подвергаются порче под действием самых разнообразных микроорганизмов.

Другая группа - вегетативные овощи: листовые, луковичные, капустные - представляют собой развитые в различной степени побеги растения или его листья (шпинат, щавель, лук, чеснок, капуста). Корнеплоды и клубнеплоды - измененные разросшиеся и наполненные резервными питательными веществами корни и подземные стебли овощных растений (морковь, свекла, картофель).

Овощи, относящиеся к клубнеплодам и корнеплодам, являются органами растения, цикл развития которых не закончен, так как в будущем они должны дать плодоносящие растения (образовать семена), поэтому их естественная сопротивляемость (естественный иммунитет) воздействию микроорганизмов значительно выше, чем у плодов.

Химический состав плодов и овощей довольно сложен. Так, овощи и фрукты содержат много воды - от 65 до 95% в зависимости от степени зрелости и сорта. Вода составляет основную массу клеточного сока, в ней растворены сухие вещества - органические и минеральные соединения.

Содержание сухих веществ в плодах и овощах колеблется в пределах 10-20%. Исключением являются некоторые сорта винограда, способные накапливать много сахара и заизюмливаться. Содержание сухих веществ в соке таких сортов винограда может достигать 30% и выше. Сравнительно много сухих веществ содержат овощи: морковь (в среднем 14%), зеленый горошек (до 20%), кукуруза (25% и выше).

Важнейшей составной частью клеточного сока является сахар (моно- и дисахариды - глюкоза, фруктоза, сахароза). Плоды накапливают от 8 до 12% сахара, лишь виноград, как указывалось, может накапливать гораздо больше: в среднем 16-18%, а некоторые сорта (например, Мускаты) до 25-30%. Овощи содержат сахара значительно меньше - в среднем 4%. Более высокой сахаристостью обладают корнеплоды (морковь, свекла).

Значительная часть сухих веществ в плодах и овощах приходится на долю крахмала. К моменту полной зрелости в ягодах и фруктах крахмал исчезает, а во многих овощах, наоборот, накапливается. Так, богаты крахмалом картофель (12-15%), зеленый горошек и другие бобовые культуры, а также сахарная кукуруза. Как сахар, так и крахмал являются энергетическими материалами пищи, расходуемыми при дыхании, и играют в жизни человека исключительно важную роль. Из других углеводов, встречающихся в плодах и овощах, следует отметить целлюлозу, пентозы, пентозаны, пектиновые вещества, входящие в состав клеточных оболочек.

Очень важной составной частью плодового сока являются и органические кислоты, содержание которых сильно колеблется в зависимости от сорта и степени зрелости плодов. В диких яблоках содержание яблочной кислоты достигает 2%, тогда как в некоторых сладких (культурных) сортах содержание ее не превышает 0,05%. Наиболее распространены яблочная и лимонная кислоты. Винная кислота в большом количестве обнаружена только в винограде, а в других фруктах и ягодах обычно отсутствует либо содержится в незначительных количествах.

Многие плоды и овощи накапливают ароматические вещества (эфирные масла), определяющие их аромат и, по-видимому, влияющие на вкус. Очень богаты ароматическими веществами пряные овощи - петрушка, сельдерей, укроп, а также луковые овощи - лук, чеснок и, наконец, цитрусовые плоды - лимоны, апельсины и пр. Содержание ароматических веществ в овощах колеблется от 0,05 до 0,5%: Так, например, в луке их содержится 0,05%, в чесноке - около 0,01%, в кожице мандаринов эфирного масла содержится от 1,8 до 2,5%.

Если учесть, что плоды и овощи содержат различные ферменты и витамины, способствующие нормальному протеканию жизненных и пищеварительных процессов, то их пищевая ценность еще более возрастет. Если продукты животного происхождения являются поставщиками белков, то плоды и овощи являются поставщиками витаминов - исключительно важных, жизненно необходимых для человека веществ. Недостаток витаминов в пище животных и человека вызывает нарушение обмена веществ в организме, а полное их отсутствие приводит к различным тяжелым заболеваниям (авитаминозам). Многие витамины, соединяясь с белками, образуют ферменты, способствующие пищеварению. Лук, например, содержит протеолитический фермент, способный расщеплять белки до пептонов. Капуста и некоторые корнеплоды содержат фермент, подобный трипсину. Почти все овощи содержат амилазу, осахаривающую крахмал, богаты оксидазой, каталазой. Достаточное количество оксидазы и каталазы содержится и во фруктах.

Красящие вещества, придающие плодам и овощам тот или иной цвет, также имеют большое значение. Имеются данные, свидетельствующие о том, что яркоокрашенные плоды обладают большей сопротивляемостью к действию микроорганизмов.

Соки различных высших растений содержат и некоторые летучие фракции - фитонциды, обладающие бактерицидным действием. У отдельных растений присутствие фитонцидов связано с наличием сильно выраженного запаха и вкуса (лук, чеснок), у других растений этого не наблюдается (томаты, морковь).

Помимо органических соединений, в растительных тканях содержатся и минеральные вещества. Минеральных, или зольных, элементов плоды содержат от 0,2 до 1,8%. Минеральные вещества имеют большое физиологическое значение и являются необходимыми составными элементами пищи. Так, железо входит в состав гемоглобина крови, кальций - в состав костей, фосфор необходим для нормальной деятельности нервных тканей и пр. Благодаря своему химическому составу плоды и овощи являются превосходным питательным субстратом для многих микроорганизмов.