Главная Закуски

Реферат: Вода в продуктах питания. Вода в продуктах питания

Вода – основа жизни. Когда ее нет, все замирает. Но как только она становится доступной всем живым существам, и в большом количестве, - жизнь вновь начинает бить ключом: расцветают цветы, порхают бабочки, роятся пчелы… При достаточном количестве воды в организме человека также происходят процессы оздоровления и восстановления многих функций.

Для того чтобы обеспечить организм жидкостью, необходимо не только употреблять воду в чистом виде, либо в виде компотов, чаев и прочих жидкостей, но также и в качестве продуктов, содержащих воду в максимальном количестве.

Продукты богатые водой

Указано ориентировочное количество в 100 г продукта

Общая характеристика воды

Вода представляет собой жидкость, не имеющую вкуса, цвета и запаха. По химическому составу она представляет собой оксид водорода. Помимо жидкого состояния, вода, как мы знаем, имеет твердое и газообразное состояние. Несмотря на то, что большая часть нашей планеты покрыта водой, но доля воды, пригодной для организма, составляет всего лишь 2,5%.

А если учесть, что 98,8% от общего количества пресной воды находится в виде льда, либо скрыто под землей, то запаса питьевой воды на Земле совсем немного. И только бережное использование этого ценнейшего ресурса поможет нам сохранить жизнь!

Суточная потребность в воде

Что касается суточной потребности организма в воде, то она зависит от пола, возраста, конституции тела, а также от места проживания человека. Например, для человека, проживающего на побережье, количество потребляемой воды может быть снижено, по сравнению с жителем Сахары. Это связано с тем, что часть необходимой организму воды может усваиваться организмом прямо из влаги воздуха, как в случае с жителями прибрежных районов.

Согласно последним исследованиям в области физиологии, для человека необходимое количество воды составляет 30 мл на 1 килограмм массы тела.

То есть, если вес взрослого человека составляет 80 кг, то их стоит умножить на полагающиеся 30мл жидкости.

Таким образом, мы получим следующие результаты: 80 х 30 = 2400 мл.

Тогда получается, что для полноценной жизнедеятельности человеку весом в 80 кг необходимо выпивать не менее 2400 мл. жидкости в день.

Потребность в воде возрастает при:

В случае высокой температуры воздуха и его низкой влажности. В таких условиях тело нагревается, и чтобы не допустить превышения предельно-допустимой для человеческого организма температуры в 41°С, человек начинает потеть. Таким образом, уменьшается температура тела, но теряется большое количество влаги, которую необходимо восполнять.
Потребность в воде увеличивается при употреблении избыточного количества соли. В этом случае организму требуется больше влаги для нормализации состава крови.
Испытывая разного рода недомогания (например, повышение температуры), организму необходима дополнительная жидкость для охлаждения организма, а также для быстрого выведения вредных веществ.

Потребность в воде снижается при:

В первую очередь, это проживание в климате, наполненном водными испарениями. Примерами такого рода климата могут быть прибрежные районы, например, балтийское побережье, а также районы тропиков.
Во-вторых, это невысокая температура воздуха. Зимой ведь пить всегда нам хочется меньше, чем летом, когда организм нуждается в дополнительной влаге для охлаждения организма.

Усваиваемость воды

Во-первых, для полноценного усвоения воды, необходима чистая, неутяжеленная молекула воды. В воде, предназначенной для питья, не должно присутствовать различных вредных примесей. «Тяжелая вода» или дейтерий по своему химическому составу является изотопом водорода, но вследствие структуры, отличной от обычной воды, все химические процессы в организме при ее употреблении проходят в несколько раз медленнее.

Поэтому стоит вспомнить о талой воде, которая является более легкой и полезной. Такая вода способствует улучшению работы сердечно-сосудистой системы, ускоряет регенеративные процессы в организме, стимулирует обмен веществ.

Вторым фактором, влияющим на усвоение воды, является готовность организма к данному процессу. Физиологами описаны примеры, когда поверхностные слои кожи, лишенные влаги, препятствовали ее проникновению вглубь. Примером такой несправедливости является кожа пожилых людей. В результате обезвоживания, она становится дряблой, морщинистой и лишенной тонуса.

Третьим фактором, влияющим на усваиваемость воды, является состояние здоровья человека. Так, например, при обезвоживании, отмечается снижение усваиваемости жидкости. (Обезвоживанием считается потеря организмом большого количества влаги. У взрослых критический показатель - 1/3 от общего объема жидкости в организме, у детей до 1\5). В этом случае, для борьбы с общим обезвоживанием организма, используют внутривенное вливание физ-раствора. Также хорошие результаты показал раствор Рингера-Локка . Этот раствор, помимо поваренной соли, содержит хлорид калия, хлорид кальция, соду и глюкозу. Благодаря данным компонентам, восстанавливается не только общий объем циркулирующей в организме жидкости, но и улучшается структура межклеточных перегородок.

Полезные свойства воды и ее влияние на организм

Вода нужна нам для того, чтобы в ней растворялись полезные вещества, необходимые для транспортировки к различным органам и системам. Кроме того, вода играет важную роль в формировании и функционировании всех систем человеческого организма.

Без воды все процессы жизнедеятельности будут сведены к минимуму. Так как выведение продуктов обмена невозможно без присутствия достаточного количества жидкости в организме. Во время дефицита воды страдает и обмен веществ. Именно недостаток влаги становится виновником лишнего веса и невозможности быстро обрести желаемую форму!

Вода увлажняет кожу и слизистые, очищает организм от шлаков и токсинов, является основой суставной жидкости. При недостатке воды суставы начинают «скрипеть». Кроме того, вода защищает внутренние органы от повреждений, поддерживает постоянной температуру тела, помогает преобразованию пищи в энергию.

Взаимодействие воды с другими элементами

Вы наверняка знакомы с выражением: «Вода камни точит». Так вот, вода, по своей природе является уникальным растворителем. В мире нет вещества, которое бы могло противодействовать воде. При этом, растворенное в воде вещество, как бы встраивается в общую структуру воды, занимая пространство между ее молекулами. И, несмотря на то, что растворенное вещество вплотную контактирует с водой, вода является для него лишь растворителем, способным донести большую часть вещества до той или иной среды нашего организма.

Признаки недостатка и переизбытка воды

Признаки нехватки воды в организме

Первым и самым главным признаком низкого содержания в организме воды является загущение крови . Без достаточного количества влаги кровь не в состоянии выполнять возложенные на нее функции. В результате этого, организм недополучает питательные вещества и кислород, а продукты обмена не могут покинуть организм, что способствует его отравлению.

Но этот признак могут выявить только результаты лабораторных исследований. Поэтому определить наличие нехватки жидкости по этому признаку могут только медики. Следующие сигналы недостатка влаги в организме можно обнаружить у себя самостоятельно.

Вторым признаком нехватки воды в организме является сухость слизистых . В нормальном состоянии, слизистые должны быть слегка увлажненными. Но в случае нехватки жидкости, слизистые могут подсыхать и трескаться.

Третий симптом, о котором стоит упомянуть, это сухость, бледность и дряблость кожных покровов , а также ломкость волос.

Рассеянность, раздражительность и даже головные боли могут также возникать в результате недостаточного приема жидкости в течение дня и являются четвертым по важности признаком недостатка жидкости.

Угревая сыпь , налет на языке и запах изо рта являются важными сигналами нехватки жидкости и могут свидетельствовать о нарушении водного баланса в организме.

Признаки избытка воды в организме

Если человек склонен к избыточной полноте, при этом имеет повышенное артериальное давление и лабильную нервную систему, а также страдает обильным потоотделением, это все говорит о том, что у него имеются признаки избытка жидкости в организме.

Быстрое увеличение веса, отеки в различных частях тела и нарушения в работе легких и сердца могут стать следствием избытка жидкости в организме.

Факторы, влияющие на содержание воды в организме

Факторами, влияющими на процентное содержание воды в организме, являются не только пол, возраст и среда обитания, но и конституция тела. Исследования показали, что содержание воды в организме новорожденного достигает 80 %, организм взрослого мужчины содержит, в среднем, 60 % воды, а женский – 65%. Образ жизни и привычки питания также могут влиять на содержание воды в организме. В теле людей с избыточной массой тела содержится намного больше влаги, чем у астеников и людей с нормальным весом тела.

Для защиты организма от обезвоживания медики рекомендуют употреблять ежедневно соль . Суточная норма - 5 гр. Но это совсем не означает, что ее нужно употреблять как отдельное блюдо. Она входит в состав различных овощей, мяса, а также готовых блюд.

Для защиты организма от обезвоживания в сложных природных условиях следует уменьшить избыточное потоотделение, которое нарушает баланс влаги. Для этого, у бойцов спецподразделений, имеется следующий состав:

Поваренная соль (1.5 г) + аскорбиновая кислота (2,5 г) + глюкоза (5 г) + вода (500 мл)

Этот состав не только предотвращает потерю влаги с потом, но и поддерживает организм в наиболее активной фазе жизнеобеспечения. Также, этим составом пользуются путешественники, отправляясь в дальние походы, где наличие пригодной для питья воды ограниченно, а нагрузки максимальны.

Вода и здоровье

Для того чтобы поддержать свой организм и не допустить чрезмерной потери влаги, необходимо выполнять следующие требования:

1 Выпивать стакан чистой воды перед каждым приемом пищи;
2 Спустя полтора-два часа после еды необходимо также выпивать по стакану воды (при условии отсутствия медицинских противопоказаний);
3 Питание всухомятку может негативно отразиться на здоровье, и поэтому, в виде исключения, во время такой еды также рекомендуется пить воду.

Вода для похудения

Если замечаете, что у вас начались проблемы с избыточным весом, воспользуйтесь советами диетологов и выпивайте по стакану теплой воды каждый раз, когда «хочется чего-нибудь вкусненького». Согласно утверждениям медиков, мы часто испытываем «ложный голод», под маской которого проявляется элементарная жажда.

Поэтому, когда в следующий раз проснетесь среди ночи, чтобы наведаться к холодильнику, выпейте лучше стакан теплой воды, которая не только избавит вас от жажды, но и поможет в будущем обрести изящную форму. Считается, что процесс похудения ускоряется в случае потребления в день оптимального количества жидкости, рассчитываемого по формуле, приведенной выше.

Чистота воды

Иногда бывает так, что «питьевая» вода становится опасной для здоровья и даже жизни. Такая вода может содержать тяжелые металлы, пестициды, бактерии, вирусы и прочие загрязняющие элементы. Все они служат причиной возникновения заболеваний, лечение которых весьма затруднительно.

Поэтому, чтобы не допустить в свой организм подобных загрязняющих агентов, следует позаботиться о чистоте воды. Для этого существует огромное количество способов, начиная от чистки воды кремнием и активированным углем, и вплоть до фильтров, в которых применяются ионообменные смолы, серебро и т.д.

Ничто не утоляет жажду так хорошо, как обыкновенная вода. Хорошо подходят для решения этой задачи и фрукты, поскольку они содержат много этой жидкости — в среднем около 80%. Кроме того, дары природы являются источником клетчатки, многих витаминов и минералов. Однако не стоит забывать, что в них немало и сахара, поэтому лучше есть не больше 3 порций в день. Итак,

Какие фрукты содержат больше всего воды

Апельсин

Он отлично утоляет жажду и освежает, является щедрым источником витаминов и минералов — не только С, но и кальция. Два апельсина могут поставить его в организм столько же, сколько стакан молока. Вместо того чтобы пить магазинный сок, выжмите его сами из свежих апельсинов — это гораздо полезнее и вкуснее. Кроме того, он не будет искусственно подслащен и лучше утоляет жажду. Делайте .

Апельсины стоит есть целиком, потому что большинство питательных веществ обнаружено в белой кожице, покрывающей плод. Это богатый источник пектина и витамина Р, помогающего снизить уровень «плохого» холестерина и улучшающего пищеварение.

Дыня

Этот фрукт на 91% состоит из воды. Сок дыни — это отличный напиток для жарких дней, а сам плод — незаменимый компонент фруктовых салатов. Не все знают, что дыня может быть подана и в качестве соленого лакомства. Например, итальянцы подают ее завернутой в пармскую ветчину. Есть дыню стоит не только из-за ее уникального вкуса, но и потому, что она является богатым источником калия, витаминов А и С а также бета-каротина, оказывающего неоценимое влияние на состояние кожи.

Арбуз

Недаром в английском языке арбуз называется watermelon: он на 92% состоит из воды. Все остальное — это сахар, но его опасаться не стоит, если не превышена суточная порция употребления фруктов. Правда, эта ягода имеет высокий гликемический индекс, но зато гликемическая нагрузка ее низкая.

Некоторые люди утверждают, что нет ничего более освежающего, чем порция свежего охлажденного арбуза в жаркий летний день. Кроме того, благодаря сладкому вкусу он на долгое время удовлетворяет потребность в сладком. Также нужно помнить о его сильном мочегонном эффекте.

Клубника

Лучше всего местные ягоды, поэтому есть смысл пользоваться «родными» ресурсами так долго, насколько это возможно. Клубника — богатый источник витаминов, в частности, C, A, B1, B2 и РР. Она рекомендована людям, которые хотят похудеть. Содержащиеся в ягодах минеральные соли улучшают обмен веществ, а пектин очищает кишечник. Кроме того, они обладают «умением» очищать организм. Клубника прекрасно освежает как легкий перекус или ингредиент коктейлей.

Яблоко

85% яблок — это вода. К тому же они сладкие, сочные, хрустящие. Какие питательные вещества в них можно найти? В первую очередь, это пектины, которые оказывают положительное воздействие на пищеварение, а также витамин С, А, магний, калий, кремний. Хотя наиболее ценны плоды в свежем виде (именно в этом случае они являются богатейшим источником и воды, и питательных веществ), яблоки прекрасно чувствуют себя в десертах, в термически обработанных блюдах.

Груша

Спелые, сладкие, тающие во рту плоды на 85% состоят из воды. Но нужно помнить, что по мере созревания уменьшается количество пектина и фруктовых кислот, зато увеличивается содержание сахара. В грушах много калия, фосфора, магния, кальция, цинка, железа, йода и бора. Они являются источником многих витаминов: A, B1, B2, B5, РР и клетчатки. Вопреки расхожему мнению, груши не относятся к тяжело перевариваемой пище и, что важно, очень редко вызывают аллергию.

Слива

Сливы полны антиоксидантов, обладающих противовоспалительным действием. Также это богатый источник клетчатки, стимулирующей перистальтику кишечника. Плоды слив рекомендуются людям с высоким уровнем холестерина и повышенным давлением. Но нужно помнить, что это довольно калорийный перекус: 100 грамм — 80-120 ккал. Слива содержит около 83% воды — равно как вишня и виноград.

Смородина

Смородина, особенно черная и красная, — это один из самых богатых источников витамина C, пектина и витамина PP. Ягоды нейтрализуют действие свободных радикалов, оказывают легкое слабительное действие. В кожице черной смородины содержатся антибактериальные вещества — танины, которые убивают бактерии E.coli, способствующие кишечным заболеваниям. Также эти вещества оказывают противовоспалительное действие, благотворно влияют на сердце, мягко понижают давление.

Черешня

Эти ягоды состоят из воды на 80%. Их систематическое употребление благотворно влияет на кожу, подтягивает и разглаживает ее. Хотя эту культуру считают «родственницей» вишни, в черешне гораздо больше йода, кальция и железа. Лучше всего есть ягоды в сыром виде, хотя их часто пускают на компоты, варенье или желе.

Манго

Этот тропический плод относится к самым здоровым фруктам в мире. В меню манго должен присутствовать не только из-за большого количества воды, но и потому, что является богатым источником бета-каротина.

Если вы плохо представляете себе, как есть манго, знайте, что плод вносит замечательное разнообразие в салаты и является одним из основных компонентов традиционного индийского напитка — ласси. Если смешать манго с натуральным йогуртом, обезжиренным молоком, небольшим количеством сахара и шафрана, то получится очень освежающий напиток с неповторимым вкусом.

Вы наверняка уже слышали, что следует выпивать восемь стаканов воды в день. На самом деле наукой это не подтверждается: человеку требуется жидкость в любом виде, а не только вода. Если вы регулярно сильно потеете, вам нужно больше пить. Если вы едите много продуктов, содержащих воду, вам можно выпить и меньше. Недостача жидкости — это большая проблема. Вода помогает контролировать вес, очищает организм от токсинов, помогает функционировать почкам. Исследования показывают, что она даже нужна для хорошей концентрации. Тем не менее важно знать: одна пятая объема жидкости поступает в организм из еды. Ешьте продукты, богатые водой, чтобы увлажнить организм.

Огурец

В огурцах впечатляющее содержание жидкости — около девяноста пяти процентов. Кроме того, в этом овоще много калия, который помогает предотвратить сердечный приступ. Огурцы также содержат противовоспалительные вещества, полезные для здоровья мозга. Перекусывайте огурцами, добавляйте их в салат или просто смешивайте с помидорами, оливковым маслом и бальзамическим уксусом для максимально простого блюда. Это очень удобный способ добавить в свое питание жидкость!

Цуккини

Это великолепный овощ, который подходит даже как альтернатива макаронам без лишних углеводов и калорий. В нем девяносто пять процентов воды, так что это очень хорошо увлажняющий продукт. При этом цуккини можно добавлять даже в выпечку. Просто поэкспериментируйте и найдете тот рецепт, который будет идеально подходить вам.

Арбуз

Арбуз отлично помогает вам поддерживать в жаркий день достаточный уровень увлажнения. Он на девяносто два процента состоит из воды, к тому же он полон питательных веществ вроде витаминов А, В 6 , С, а также ликопена и антиоксидантов. Можно использовать арбуз и для того, чтобы ароматизировать воду, и для приготовления полезного фруктового льда. Когда начинается сезон арбузов, обязательно воспользуйтесь такой возможностью наполнить организм жидкостью!

Сельдерей

Сельдерей прекрасно помогает в борьбе с раком, к тому же в нем содержится девяносто пять процентов воды. Лютеолин, вещество, содержащееся в сельдерее, способно прекращать рост раковых клеток, особенно в поджелудочной. Апигенин может останавливать развитие раковых клеток в груди. К тому же сельдерей богат клетчаткой, которая обеспечивает долгое ощущение сытости.

Морковь

Морковь на девяносто процентов состоит из воды, кроме того, в ней много клетчатки. Морковь очень полезна для глаз. Увеличьте ее количество в рационе, измельчив морковь и добавив в салат. Можно также перекусывать морковкой с хумусом или гуакамоле. Вариантов целое множество, причем любой из них будет вам полезен.

Редис

Этот овощ на девяносто пять процентов состоит из воды. Вы можете спокойно перекусывать редисом! Этот продукт помогает охлаждать тело: его острота помогает справиться с излишним жаром. Кроме того, редис является источником витамина С, фосфора и цинка, ключевых минералов и антиоксидантов, защищающих клетки и питающих ткани. Добавляйте такой компонент в салаты, на бутерброды, ищите новые рецепты — ваш организм вас только поблагодарит.

Киви

Обычно все знают только о том, что апельсины являются отличным источником витамина С. При этом в киви этого витамина больше, к тому же они на восемьдесят пять процентов состоят из воды и содержат столько же калия, сколько и средний банан. У киви низкий гликемический индекс, что позволяет получить медленный подъем уровня сахара в крови. Эти тропические фрукты порадуют сладкоежек и прекрасно дополнят салат. Витамин С важно сочетать с цинком, чтобы укрепить иммунитет в сезон простудных заболеваний.

Персики

В этих фруктах содержится восемьдесят восемь процентов жидкости, к тому же они невероятно вкусные. Они способны предотвращать связанные с лишним весом заболевания, к примеру диабет и болезни сердечно-сосудистой системы. Почаще употребляйте персики. С таким сладким фруктом в рационе вредных десертов даже не захочется!

Картофель

В картофеле содержится восемьдесят процентов воды, к тому же это хороший источник калия, ключевого минерала для здорового кровяного давления. Разновидности с красной кожурой содержат больше воды. Запекайте картофель в кожуре, чтобы сохранить внутри калий, а потом ешьте с брокколи, сыром, фасолью или нежирным белком. Это превосходное блюдо, которое приносит пользу и гарантирует сытость надолго.

Брокколи

Это один из самых полезных овощей. Брокколи содержит фитонутриенты, антиоксиданты, клетчатку, витамины, минералы, к тому же это на девяносто один процент вода. Постарайтесь почаще добавлять этот компонент в разные блюда: салаты, кремовые супы, омлеты. Это принесет вам неоценимую пользу и весьма приятный вкус.

Дыня канталупа

Это хороший компонент для фруктового салата, но и просто с сыром дыню тоже вкусно есть. В ней девяносто процентов жидкости, а также бета-каротин и витамин С. Это вкусно и очень полехно, так что постарайтесь на забывать о данном продукте при составлении своего рациона.

Баклажан

Баклажаны бывают множества расцветок и содержат около восьмидесяти девяти процентов воды. Обязательно включите этот низкокалорийный продукт в свою диету. Баклажан является источником меди, витаминов группы В, магния, витамина К и калия. Все эти питательные вещества поддерживают здоровый метаболизм, укрепляют иммунную и сердечно-сосудистую системы. Не жарьте баклажаны, лучше запекайте или используйте в качестве альтернативы мясу. Можно даже применять баклажаны для приготовления пиццы — используйте тонкие ломтики вместо основы из теста.

Джикама

Этот редкий овощ отличается хрустящей текстурой и сладковатым вкусом. Джикама на девяносто процентов состоит из воды, она содержит много витамина С, железа и калия. На улицах Мексики продаются фруктовые салаты с джикамой, приправленные соком лайма и порошком чили. Это вкусно, но еще и удивительно полезно.

Томаты

Томаты почти на девяносто пять процентов состоят из воды, это один из наиболее увлажняющих вариантов. К тому же в них очень много питательных веществ. Они являются богатым источником ликопена, вещества, известного противораковыми свойствами, а также содержат витамины А и С. Вы можете даже готовить томаты на гриле, полив их оливковым маслом. Они подходят для очень многих блюд, так что ваш организм будет наполнен жидкостью без всяких дополнительных усилий.

Клубника

Эти ягоды — натуральная альтернатива конфетам. В клубнике содержится девяносто два процента жидкости, что делает ее наиболее увлажняющей ягодой. Добавьте клубнику в воду вместе с мятными листьями, чтобы получился аппетитный напиток, сделайте салат или просто ешьте ягоды без всяких дополнений.

Салат «айсберг»

Этот салат считается наименее питательным, зато в нем много воды. Он на девяносто шесть процентов состоит из жидкости, к тому же там мало калорий, достаточно клетчатки, витаминов А и С. Добавляйте салат в бутерброды или роллы, чтобы придать им приятную хрустящую текстуру.

Цветная капуста

Если вы считаете, что в этом продукте не хватает вкуса, вам стоит изменить свою точку зрения. Цветная капуста может впитывать ароматы продуктов, дополняющих ее в блюде, так что она прекрасно подходит для супов и блюд с сыром. При этом она на девяносто два процента состоит из воды. В одной порции еще и три с половиной грамма клетчатки, что тоже приносит организму большую пользу.

Вода принимает участие во всех процессах жизнедеятельности живого организма. Содержание воды в организме человека составляет в среднем 2/3 массы тела. Суточная потребность человека в воде зависит от физической нагрузки и климатических условий и составляет 1,5-2 л.

Организм человека более чувствителен к недостатку воды, чем к недостатку других пищевых веществ. Без пищи человек может существовать около месяца, тогда как без воды - не более 10 дней.

В пищевых продуктах вода может быть в свободном и в связанном состоянии. Свободная вода находится в виде мельчайших капель на поверхности или в массе продукта. В свежих овощах, плодах, мясе, рыбе свободная вода находится в клеточном соке и между клетками, а в таких продуктах, как сушеные плоды, овощи, сухое молоко, чай - в микрокапиллярах. Свободная вода легко удаляется из продукта при замораживании, высушивании, прессовании, отжатии. Плотность свободной воды около единицы, температура замерзания 0°С, в ней нормально развивается микрофлора. За счет свободной воды происходят усушка, потеря массы и качества продуктов.

Связанной водой называют воду, молекулы которой более или менее прочно соединены с другими веществами продукта. Связанная вода с трудом удаляется из продуктов. Вода свободная и связанная при хранении и переработке пищевых продуктов может переходить из одного состояния в другое и вызывать изменение их свойств. Например, во время хранения хлеба связанная вода частично переходит в свободное состояние, в результате чего происходит его черствение.

Вода содержится во всех пищевых продуктах, но в разных количествах. Минимальное ее количество в сахаре (0,1-0,4%), в растительном масле, в кулинарных жирах (0,2-1,0%), в леденцовой карамели, сухом молоке, чае (0,5-5,0%), в муке, крупе, сушеных плодах и овощах (12-17%). Воды в свежих плодах и овощах 65-95%, молоке - 87-90, мясе - 58-74, рыбе - 62- 84, пиве- 80-89%.

Содержание воды в продуктах существенно влияет на их пищевую ценность, потребительские свойства, условия хранения. Чем больше в продуктах воды, тем ниже их питательная ценность и меньше срок хранения. Пищевые продукты с большим количеством воды нестойки в хранении, так как в них легко развиваются микроорганизмы и активно проходят ферментативные процессы. Такие товары, как молоко и молочные продукты, овощи и фрукты, мясо и рыба, являются скоропортящимися. Продукты сушеные, а также содержащие меньшее количество влаги, например крупа, макароны и пр., хранятся значительно дольше.

В каждом пищевом продукте содержание воды должно быть определенным: увеличение содержания воды в печенье, крупе, муке, чае вызывает плесневение, в варенье, меде - брожение, а его уменьшение в овощах, плодах приводит к их быстрой порче.

Некоторые продукты обладают высокой гигроскопичностью, т.е. легко поглощают пары воды из воздуха. Например, большой гигроскопичностью обладают чай, соль, сахар, сушеные овощи, плоды, сухое молоко.

Определенные требования предъявляются к качеству питьевой воды. Она должна быть бесцветной, прозрачной, без запаха, посторонних привкусов и вредных микроэлементов и иметь соответствующий химический состав. Вода не должна быть заражена вредными микроорганизмами.

Вода природных водоемов содержит в растворенном состоянии различные вещества, преимущественно соли. В воде пресной преобладают соли кальция и магния, которые обусловливают жесткость воды. В жесткой воде плохо развариваются овощи, мясо. Высокая жесткость воды способствует образованию мочевых камней в организме человека.

Вкус, запах и прозрачность воды могут изменять содержащиеся в воде химические вещества: марганец, медь, железо, цинк, хлор и др.

Вода в пищевых продуктах играет, как уже отмечалось, важную роль, т. к. обусловливает консистенцию и структуру продукта, а ее взаимодействие с присутствующими компонентами определяет устойчивость продукта при хранении.

Общая влажность продукта указывает на количество влаги в нем, но не характеризует ее причастность к химическим, биохимическим и микробиологическим изменениям в продукте. В обеспечении его устойчивости при хранении важную роль играет соотношение свободной и связанной влаги.

Связанная влага - это ассоциированная вода, прочно связанная с различными компонентами - белками, липидами и углеводами за счет химических и физических связей.

Свободная влага - это влага, не связанная полимером и доступная для протекания биохимических, химических и микробиологических реакций.

Рассмотрим некоторые примеры.

При влажности зерна 15-20% связанная вода составляет 10-15%. При большей влажности появляется свободная влага, способствующая усилению биохимических процессов (например, прорастанию зерна).

Плоды и овощи имеют влажность 75-95%. В основном, это свободная вода, однако примерно 5% влаги удерживается клеточными коллоидами в прочно связанном состоянии. Поэтому овощи и плоды легко высушить до 10-12%, но сушка до более низкой влажности требует применения специальных методов.

Большая часть воды в продукте может быть превращена в лед при -5°С, а вся - при - 50°С и ниже. Однако определенная доля прочно связанной влаги не замерзает даже при температуре - 60°С.

"Связывание воды" и "гидратация" - определения, характеризующие способность воды к ассоциации с различной степенью прочности с гидрофильными веществами. Размер и сила связывания воды или гидратации зависит от таких факторов, как природа неводного компонента, состав соли, рН, температура.

Что же такое связанная вода? Надо сказать, что в ряде случаев термин "связанная вода" используется без уточнения его смысла, однако предлагается и достаточно много его определений. В соответствии с ними связанная влага:

Характеризует равновесное влагосодержание образца при некоторой температуре и низкой относительной влажности;

Не замерзает при низких температурах (-40°С и ниже);

Не может служить растворителем для добавленных веществ;

Дает полосу в спектрах протонного магнитного резонанса;

Перемещается вместе с макромолекулами при определении скорости седиментации, вязкости, диффузии;

Существует вблизи растворенного вещества и других неводных веществ и имеет свойства, значительно отличающиеся от свойств всей массы воды в системе.

Указанные признаки дают достаточно полное качественное описание связанной воды. Однако ее количественная оценка по тем или иным признакам не всегда обеспечивает сходимость результатов. Поэтому большинство исследователей склоняются к определению связанной влаги только по двум из перечисленных выше признаков. По этому определению, связанная влага - это вода, которая существует вблизи растворенного вещества и других неводных компонентов, имеет уменьшенную молекулярную подвижность и другие свойства, отличающиеся от свойств всей массы воды в той же системе, и не замерзает при - 40°С. Такое определение объясняет физическую сущность связанной воды и обеспечивает возможность сравнительно точной ее количественной оценки, т.к. вода, незамерзающая при - 40°С, может быть измерена с удовлетворительным результатом (например, методом ПМР или калориметрически). При этом действительное содержание связанной влаги изменяется в зависимости от вида продукта.

Причины связывания влаги в сложных системах различны. Наиболее прочно связанной является так называемая органически связанная вода. Она представляет собой очень малую часть воды в высоковлажных пищевых продуктах и находится, например, в щелевых областях белка или в составе химических гидратов. Другой весьма прочно связанной водой является близлежащая влага, представляющая собой монослой при большинстве гидрофильных групп неводного компонента. Вода, ассоциированная таким образом с ионами и ионными группами, является наиболее прочно связанным типом близлежащей воды. К монослою примыкает мульmислойная вода (вода полимолекулярной адсорбции), образующая несколько слоев за близлежащей водой. Хотя мультислой - это менее прочно связанная влага, чем близлежащая влага, она все же еще достаточно тесно связана с неводным компонентом, и потому ее свойства существенно отличаются от чистой воды. Таким образом, связанная влага состоит из "органической", близлежащей и почти всей воды мультислоя.

Кроме того, небольшие количества воды в некоторых клеточных системах могут иметь уменьшенные подвижность и давление пара из-за нахождения воды в капиллярах. Уменьшение давления пара и активности воды (a w) становится существенным, когда капилляры имеют диаметр меньше, чем 0,1 цм. Большинство же пищевых продуктов имеют капилляры диаметром от 10 до 100 ц,м, которые, по-видимому, не могут заметно влиять на уменьшение a w в пищевых продуктах.

В пищевых продуктах имеется также вода, удерживаемая макромолекулярной матрицей. Например, гели пектина и крахмала, растительные и животные ткани при небольшом количестве органического Matериала могут физически удерживать большие количества воды.

Хотя структура этой воды в клетках и макромолекулярной матрице точно не установлена, ее поведение в пищевых системах и важность для качества пищи очевидна. Эта вода не выделяется из пищевого продукта даже при большом механическом усилии. С другой стороны, в технологических процессах обработки она ведет себя почти как чистая вода. Ее, например, можно удалить при высушивании или превратить в лед при замораживании. Таким образом, свойства этой воды, как свободной, несколько ограничены, но ее молекулы ведут себя подобно водным молекулам в разбавленных солевых растворах.

Именно эта вода составляет главную часть воды в клетках и гелях, и изменение ее количества существенно влияет на качество пищевых продуктов. Например, хранение гелей часто приводит к потере их качества из-за потери этой воды (так называемого синерезиса). Консервирование замораживанием тканей часто приводит к нежелательному уменьшению способности к удерживанию воды в процессе оттаивания.

В таблицах 10.3 и 10.4 описаны свойства различных видов влаги в пищевых продуктах.

Таблица 10.3. Категории свободной влаги в пищевых продуктах

Свойства	Свободная	Вода в макромолекулярной матрице
Общее описание	Вода, которая может быть легко удалена из продукта. Вода- вода-водородные связи преобладают. Имеет свойства, похожие на воду в слабых растворах солей. Обладает свойством свободного истечения	Вода, которая может быть удалена из продукта. Вода-вода-водородные связи превалируют. Свойства воды подобны воде в разбавленных солевых растворах. Свободное истечение затруднено матрицей геля или ткани
Точка замерзания	Несколько ниже по сравнению с чистой водой
Способность быть растворителем	Большая
	Несколько меньше
	Без существенных изменений
Содержание в расчете на общее содержание влаги в продуктах с высокой влажностью (90% Н 2 О),%	~ 96%
	Вода в зоне III состоит из воды, присутствующей в зонах I и II, + вода, добавленная или удаленная внутри зоны III
	В отсутствие гелей и клеточных структур эта вода является свободной, нижняя граница зоны III нечеткая и зависит от продукта и температуры	В присутствии гелей или клеточных структур вся вода связана в макромолекулярной матрице. Нижняя граница зоны III нечеткая и зависит от продукта и температуры
Обычная причина порчи пищевых продуктов	Высокая скорость большинства реакций. Рост микроорганизмов

Таблица 10.4. Категории связанной влаги в пищевых продуктах

Свойства	Органически связанная вода	Монослой	Мультислой
Общее описание	Вода как общая часть неводного компонента	Вода, которая сильно взаимодействует с гидрофильными группами неводных компонентов путем вода-ион, или вода - диполь ассоциации; вода в микрокапиллярах (d < 0, 1 μм)	Вода, которая примыкает к монослою и которая образует несколько слоев вокруг гидрофильных групп неводного компонента. Превалируют вода- вода и вода- растворенное вещество- водородные связи
Точка замерзания по сравнению с чистой водой	Не замерзает при - 40 °С	Не замерзает при - 40 °С.	Большая часть не замерзает при - 40 °С. Остальная часть замерзает при значительно пониженной температуре
Способность служить растворителем	Нет	Нет	Достаточно слабая
Молекулярная подвижность по сравнению с чистой водой	Очень малая	Существенно меньше	Меньше
Энтальпия парообразования по сравнению с чистой водой	Сильно увеличена	Значительно увеличена	Несколько увеличена
Содержание в расчете на общее содержание влаги в продуктах с высокой влажностью (90% Н 2 О), %	<0,03	0,1-0,9	1-5
Зона изотермы сорбции (рис. 10.6)	Органически связанная вода показывает практически нулевую активность и, таким образом, существует в экстремально левом конце зоны I	Вода в зоне I изотермы состоит из небольшого количества органической влаги с остатком монослоя влаги. Верхняя граница зоны I не является четкой и варьирует в зависимости от продукта и температуры	Вода в зоне II состоит из воды, присутствующей в зоне I, + вода добавленная или удаленная внутри зоны II (мультислойная влага). Граница зоны II не является четкой и варьирует в зависимости от продукта и температуры
Стабильность пищевых продуктов	Самоокисление	Оптимальная стабильность при a w = 0,2-0,3	Если содержание воды увеличивается выше нижней части зоны II, скорость почти всех реакций увеличивается

АКТИВНОСТЬ ВОДЫ

Давно известно, что существует взаимосвязь (хотя и далеко не совершенная) между влагосодержанием пищевых продуктов и их сохранностью (или порчей). Поэтому основным методом удлинения сроков хранения пищевых продуктов всегда было уменьшение содержания влаги путем концентрирования или дегидратации.

Однако часто различные пищевые продукты с одним и тем же содержанием влаги портятся по-разному. В частности, было установлено, что при этом имеет значение, насколько вода ассоциирована с неводными компонентами: вода, сильнее связанная, меньше способна поддержать процессы, разрушающие (портящие) пищевые продукты, такие как рост микроорганизмов и гидролитические химические реакции.

Чтобы учесть эти факторы, был введен термин "активность воды". Этот термин безусловно лучше характеризует влияние влаги на порчу продукта, чем просто содержание влаги. Естественно, существуют и другие факторы (такие как концентрация О 2 , рН, подвижность воды, тип растворенного вещества), которые в ряде случаев могут сильнее влиять на разрушение продукта. Тем не менее, водная активность хорошо коррелирует со скоростью многих разрушительных реакций, она может быть измерена и использована для оценки состояния воды в пищевых продуктах и ее причастности к химическим и биохимическим изменениям.

Активность воды (a w) - это отношение давления паров воды над данным продуктом к давлению паров над чистой водой при той же температуре. Это отношение входит в основную термодинамическую формулу определения энергии связи влаги с материалом (уравнение Ребиндера):

ΔF = L = RT∙ln

POB

где P w - давление водяного пара в системе пищевого продукта; Р о - давление пара чистой воды; РОВ - относительная влажность в состоянии равновесия, при которой продукт не впитывает влагу и не теряет ее в атмосферу, %.

По величине активности воды (табл. 10.5) выделяют: продукты с высокой влажностью (a w = 1,0-0,9); продукты с промежуточной влажностью (a w = 0,9-0,6); продукты с низкой влажностью (a w = 0,6-0,0).

Таблица 10.5. Активность воды (а) в пищевых продуктах

Изотермы сорбции

Кривые, показывающие связь между содержанием влаги (масса воды, г Н 2 О/г С В) в пищевом продукте с активностью воды в нем при постоянной температуре, называются изотермами сорбции. Информация, которую они дают, полезна для характеристики процессов концентрирования и дегидратации (т.к. простота или трудность удаления воды связана с a w), а также для оценки стабильности пищевого продукта (что будет рассмотрено позже). На рис. 10.5 изображена изотерма сорбции влаги для продуктов с высокой влажностью (в широкой области влагосодержания).

Рис. 10.5. Изотерма сорбции влаги для продуктов с высокой влажностью

Однако, с учетом наличия связанной влаги, больший интерес представляет изотерма сорбции для области низкого содержания влаги в пищевых продуктах (рис. 10.6).

Рис. 10.6. Изотерма сорбции влаги для области низкого содержания влаги в пищевых продуктах

Для понимания значения изотермы сорбции полезно рассмотреть зоны I-III.

Свойства воды в продукте сильно отличаются по мере перехода от зоны I (низкие влагосодержания) к зоне III (высокая влажность). Зона I изотермы соответствует воде, наиболее сильно адсорбированной и наиболее неподвижной в пищевых продуктах. Эта вода абсорбирована, благодаря полярным вода-ион и вода-диполь взаимодействиям. Энтальпия парообразования этой воды много выше, чем чистой воды, и она не замерзает при - 40°С. Она неспособна быть растворителем, и не присутствует в значительных количествах, чтобы влиять на пластичные свойства твердого вещества; она просто является его частью.

Высоковлажный конец зоны I (граница зон I и II) соответствует монослою влаги. В целом зона I - соответствует чрезвычайно малой части всей влаги в высоковлажном пищевом продукте.

Вода в зоне II состоит из воды зоны I и добавленной воды (ресорбция) для получения воды, заключенной в зону II. Эта влага образует мультислой и взаимодействует с соседними молекулами через вода-вода-водородные связи. Энтальпия парообразования для мультислой-ной воды несколько больше, чем для чистой воды. Большая часть этой воды не замерзает при -40°С, как и вода, добавленная к пищевому продукту с содержанием влаги, соответствующим границе зон I и И. Эта вода участвует в процессе растворения, действует как пластифицирующий агент и способствует набуханию твердой матрицы. Вода в зонах II и I обычно составляет менее 5% от общей влаги в высоковлажных пищевых продуктах.

Вода в зоне III изотермы состоит из воды, которая была в зоне I и II, и добавленной для образования зоны III. В пищевом продукте эта вода наименее связана и наиболее мобильна. В гелях или клеточных системах она является физически связанной, так что ее макроскопическое течение затруднено. Во всех других отношениях эта вода имеет те же свойства, что и вода в разбавленном солевом растворе. ВоДа, добавленная (или удаленная) для образования зоны III, имеет энтальпию парообразования практически такую же, как чистая вода, она замерзает и является растворителем, что важно для протекания химических реакций и роста микроорганизмов. Обычная влага зоны III (не важно, свободная или удерживаемая в макромолекулярной матрице) составляет более 95% от всей влаги в высоковлажных материалах.

Состояние влаги, как будет показано ниже, имеет важное значение для стабильности пищевых продуктов.

В заключение следует отметить, что изотермы сорбции, полученные добавлением воды (ресорбция) к сухому образцу, не совпадают полностью с изотермами, полученными путем десорбции. Это явление называется гистерезисом.

Изотермы сорбции влаги для многих пищевых продуктов имеют гистерезис (рис. 10.7). Величина гистерезиса, наклон кривых, точки начала и конца петли гистерезиса могут значительно изменяться в зависимости от таких факторов, как природа пищевого продукта, температура, скорость десорбции, уровень воды, удаленной при десорбции.

Как правило, изотерма абсорбции (ресорбции) нужна при исследовании гигроскопичности продуктов, а десорбции - полезна для изучения процессов высушивания.

Рис. 10.7. Гистерезис изотермы сорбции влаги