Фрукти та ягоди, в яких найбільше води. Вільна та пов'язана волога у харчових продуктах
Вода в харчових продуктах відіграє, як зазначалося, важливу роль, тому що обумовлює консистенцію і структуру продукту, а її взаємодія з присутніми компонентами визначає стійкість продукту при зберіганні.
Загальна вологість продукту вказує на кількість вологи в ньому, але не характеризує її причетність до хімічних, біохімічних та мікробіологічних змін продукту. У забезпеченні його стійкості при зберіганні важливу роль відіграє співвідношення вільної та пов'язаної вологи.
Пов'язана вологаце асоційована вода, міцно пов'язана з різними компонентами – білками, ліпідами та вуглеводами за рахунок хімічних та фізичних зв'язків.
Вільна волога -це волога, не пов'язана полімером та доступна для протікання біохімічних, хімічних та мікробіологічних реакцій.
Розглянемо деякі приклади.
При вологості зерна 15-20% пов'язана вода становить 10-15%. При більшій вологості утворюється вільна волога, що сприяє посиленню біохімічних процесів (наприклад, проростання зерна).
Плоди та овочі мають вологість 75-95%. В основному це вільна вода, проте приблизно 5% вологи утримується клітинними колоїдами в міцно пов'язаному стані. Тому овочі та плоди легко висушити до 10-12%, але сушіння до нижчої вологості вимагає застосування спеціальних методів.
Більшість води в продукті може бути перетворена на кригу при -5°С, а вся - при - 50°С і нижче. Однак певна частка міцно пов'язаної вологи не замерзає навіть за температури - 60°С.
"Зв'язування води" та "гідратація" - визначення, що характеризують здатність води до асоціації з різним ступенем міцності з гідрофільними речовинами. Розмір та сила зв'язування води або гідратації залежить від таких факторів, як природа неводного компонента, склад солі, рН, температура.
Що таке пов'язана вода? Треба сказати, що у ряді випадків термін "пов'язана вода" використовується без уточнення його сенсу, проте пропонується і досить багато його визначень. Відповідно до них пов'язана волога:
Характеризує рівноважний вміст вологи зразка при деякій температурі і низької відносної вологості;
Не замерзає за низьких температур (-40°С і нижче);
Не може бути розчинником для доданих речовин;
Дає смугу у спектрах протонного магнітного резонансу;
Переміщається разом із макромолекулами щодо швидкості седиментації, в'язкості, дифузії;
Існує поблизу розчиненої речовини та інших неводних речовин і має властивості, що значно відрізняються від властивостей усієї маси води в системі.
Зазначені ознаки дають досить повне якісне опис пов'язаної води. Однак її кількісна оцінка за тими чи іншими ознаками який завжди забезпечує збіжність результатів. Тому більшість дослідників схиляються до визначення пов'язаної вологи лише за двома з перелічених вище ознак. За цим визначенням, пов'язана волога -це вода, яка існує поблизу розчиненої речовини та інших неводних компонентів, має зменшену молекулярну рухливість та інші властивості, що відрізняються від властивостей усієї маси води в тій же системі, і не замерзає при -40°С. Таке визначення пояснює фізичну сутність зв'язаної води та забезпечує можливість порівняно точної її кількісної оцінки, т.к. вода, що незамерзає при - 40°С, може бути виміряна з задовільний результат (наприклад, методом ПМР або калориметрично). У цьому дійсне зміст пов'язаної вологи змінюється залежно від виду продукту.
Причини зв'язування вологи у складних системах є різними. Найбільш міцно пов'язаною є так звана органічно зв'язана вода.Вона є дуже малою частиною води у високовологих харчових продуктах і знаходиться, наприклад, у щілинних областях білка або у складі хімічних гідратів. Іншою дуже міцно пов'язаною водою є довколишня волога,являє собою моношар при більшості гідрофільних груп неводного компонента. Вода, асоційована таким чином з іонами та іонними групами, є найбільш міцним типом прилеглої води. До моношару примикає мультишарова вода(вода полімолекулярної адсорбції), що утворює кілька шарів за водою. Хоча мультишар - це менш міцно пов'язана волога, ніж довколишня волога, вона все ще досить тісно пов'язана з неводним компонентом, і тому її властивості суттєво відрізняються від чистої води. Таким чином, пов'язана волога складається з "органічної", прилеглої та майже всієї води мультишару.
Крім того, невеликі кількості води в деяких клітинних системах можуть мати зменшені рухливість та тиск пари через знаходження води в капілярах. Зменшення тиску пари та активності води (a w) стає суттєвим, коли капіляри мають діаметр менше, ніж 0,1 цм. Більшість харчових продуктів мають капіляри діаметром від 10 до 100 ц,м, які, мабуть, не можуть помітно впливати на зменшення a w в харчових продуктах.
У харчових продуктах є також вода, яка утримується макромолекулярною матрицею. Наприклад, гелі пектину та крохмалю, рослинні та тваринні тканини при невеликій кількості органічного Матеріалу можуть фізично утримувати великі кількості води.
Хоча структура цієї води в клітинах і макромолекулярній матриці точно не встановлена, її поведінка в харчових системах і важливість якості їжі очевидна. Ця вода не виділяється з харчового продукту навіть за великого механічного зусилля. З іншого боку, у технологічних процесах обробки вона поводиться майже як чиста вода. Її, наприклад, можна видалити при висушуванні або перетворити на лід при заморожуванні. Таким чином, властивості цієї води, як вільної, дещо обмежені, але її молекули поводяться подібно до водних молекул у розведених сольових розчинах.
Саме ця вода становить головну частину води в клітинах та гелях, і зміна її кількості суттєво впливає на якість харчових продуктів. Наприклад, зберігання гелів часто призводить до втрати їхньої якості через втрату цієї води (так званого синьорезису). Консервування заморожуванням тканин часто призводить до небажаного зменшення здатності утримувати воду в процесі розморожування.
У таблицях 10.3 та 10.4 описані властивості різних видів вологи у харчових продуктах.
Таблиця 10.3.Категорії вільної вологи у харчових продуктах
| Властивості | Вільна | Вода у макромолекулярній матриці |
| Загальний опис | Вода, яка може бути легко вилучена з продукту. Вода-водо-водневі зв'язки переважають. Має властивості, схожі на воду у слабких розчинах солей. Має властивість вільного закінчення | Вода, яка може бути вилучена з продукту. Вода-водневі зв'язки превалюють. Властивості води подібні до води в розведених сольових розчинах. Вільне закінчення утруднене матрицею гелю чи тканини |
| Точка замерзання | Дещо нижче в порівнянні з чистою водою | |
| Здатність бути розчинником | Велика | |
| Дещо менше | ||
| Без істотних змін | ||
| Вміст у розрахунку на загальний вміст вологи у продуктах з високою вологістю (90% Н 2 Про),% | ~ 96% | |
| Вода в зоні III складається з води, що присутня в зонах I та II, + вода, додана або віддалена всередині зони III | ||
| За відсутності гелів та клітинних структур ця вода є вільною, нижня межа зони III нечітка і залежить від продукту та температури | У присутності гелів або клітинних структур вся вода пов'язана з макромолекулярною матрицею. Нижня межа зони III нечітка і залежить від продукту та температури | |
| Звичайна причина псування харчових продуктів | Висока швидкість більшості реакцій. Зростання мікроорганізмів |
Таблиця 10.4.Категорії пов'язаної вологи у харчових продуктах
| Властивості | Органічно зв'язана вода | Моношар | Мультишар |
| Загальний опис | Вода як загальна частина неводного компонента | Вода, яка сильно взаємодіє з гідрофільними групами неводних компонентів шляхом вода-іон, або вода – диполь асоціації; вода у мікрокапілярах (d< 0, 1 μм) | Вода, яка примикає до моношару і утворює кілька шарів навколо гідрофільних груп неводного компонента. Превалюють вода-вода і вода-розчинена речовина-водневі зв'язки |
| Крапка замерзання в порівнянні з чистою водою | Чи не замерзає при - 40 °С | Чи не замерзає при - 40 °С. | Більшість не замерзає при - 40 °С. Решта замерзає при значно зниженій температурі |
| Здатність служити розчинником | Ні | Ні | Досить слабка |
| Молекулярна рухливість у порівнянні з чистою водою | Дуже мала | Істотно менше | Менше |
| Ентальпія пароутворення в порівнянні з чистою водою | Сильно збільшено | Значно збільшено | Дещо збільшена |
| Зміст у розрахунку на загальний вміст вологи у продуктах з високою вологістю (90% Н 2 Про), % | <0,03 | 0,1-0,9 | 1-5 |
| Зона ізотерми сорбції (рис. 10.6) | Органічно зв'язана вода показує практично нульову активність і таким чином існує в екстремально лівому кінці зони I | Вода в зоні I ізотерми складається з невеликої кількості органічної вологи із залишком моношару вологи. Верхня межа зони I не є чіткою і варіює залежно від продукту та температури | Вода в зоні II складається з води, присутньої в зоні I + вода додана або віддалена всередині зони II (мультишарова волога). Кордон зони II не є чітким і варіює залежно від продукту та температури |
| Стабільність харчових продуктів | Самоокислення | Оптимальна стабільність при a w = 02-03 | Якщо вміст води збільшується вище за нижню частину зони II, швидкість майже всіх реакцій збільшується |
АКТИВНІСТЬ ВОДИ
Давно відомо, що існує взаємозв'язок (хоча й далеко не досконалий) між вмістом вологи харчових продуктів та їх збереженням (або псуванням). Тому основним методом подовження термінів зберігання харчових продуктів завжди було зменшення вмісту вологи шляхом концентрування чи дегідратації.
Однак часто різні харчові продукти з тим самим вмістом вологи псуються по-різному. Зокрема, було встановлено, що при цьому має значення, наскільки вода асоційована з неводними компонентами: вода, сильніше пов'язана, менше здатна підтримати процеси, що руйнують (псують) харчові продукти, такі як зростання мікроорганізмів та гідролітичні хімічні реакції.
Щоб врахувати ці фактори, було запроваджено термін "активність води". Цей термін, безумовно, краще характеризує вплив вологи на псування продукту, ніж просто вміст вологи. Природно, існують інші чинники (такі як концентрація О 2 , рН, рухливість води, тип розчиненої речовини), які у ряді випадків можуть сильніше впливати на руйнування продукту. Тим не менш, водна активність добре корелює зі швидкістю багатьох руйнівних реакцій, вона може бути виміряна та використана для оцінки стану води в харчових продуктах та її причетності до хімічних та біохімічних змін.
Активність води (a w) - це відношення тиску водяної пари над даним продуктом до тиску парів над чистою водою при тій же температурі. Це відношення входить до основної термодинамічної формули визначення енергії зв'язку вологи з матеріалом (рівняння Ребіндера):
ΔF = L = RT∙ln
| POB |
де P w - тиск водяної пари в системі харчового продукту; Р о - тиск пари чистої води; РІВ - відносна вологість у стані рівноваги, при якій продукт не вбирає вологу і не втрачає її в атмосферу, %.
За величиною активності води (табл. 10.5) виділяють продукти з високою вологістю (a w = 1,0-0,9); продукти із проміжною вологістю (a w = 0,9-0,6); продукти із низькою вологістю (a w = 0,6-0,0).
Таблиця 10.5.Активність води (а) у харчових продуктах
Ізотерми сорбції
Криві, що показують зв'язок між вмістом вологи (маса води, г Н 2 О/г С) у харчовому продукті з активністю води в ньому при постійній температурі, називаються ізотермами сорбції. Інформація, яку вони дають, корисна для характеристики процесів концентрування та дегідратації (бо простота або труднощі видалення води пов'язана з a w), а також для оцінки стабільності харчового продукту (що буде розглянуто пізніше). На рис. 10.5 зображено ізотерму сорбції вологи для продуктів з високою вологістю (у широкій області вмісту вологи).
Рис. 10.5.Ізотерма сорбції вологи для продуктів із високою вологістю
Однак, з урахуванням наявності пов'язаної вологи, більший інтерес становить ізотерма сорбції для низького вмісту вологи в харчових продуктах (рис. 10.6).
Рис. 10.6.Ізотерма сорбції вологи для низького вмісту вологи в харчових продуктах
Для розуміння значення ізотерми сорбції корисно розглянути зони І-ІІІ.
Властивості води в продукті сильно відрізняються в міру переходу від зони I (низькі вмісту вологи) до зони III (висока вологість). Зона I ізотерми відповідає воді, найбільш сильно адсорбованої та найбільш нерухомої в харчових продуктах. Ця вода абсорбована завдяки полярним вода-іон та вода-диполь взаємодіям. Ентальпія пароутворення цієї води набагато вища, ніж чистої води, і вона не замерзає при - 40°С. Вона не здатна бути розчинником, і не присутня у значних кількостях, щоб впливати на пластичні властивості твердої речовини; вона є його частиною.
Високовологі кінець зони I (кордон зон I і II) відповідає моношару вологи. В цілому зона I - відповідає надзвичайно малій частині всієї вологи у високовологому харчовому продукті.
Вода у зоні II складається з води зони I та доданої води (ресорбція) для отримання води, укладеної в зону II. Ця волога утворює мультишар і взаємодіє з сусідніми молекулами через водоводневі зв'язки. Ентальпія пароутворення для мультишарової води дещо більше, ніж для чистої води. Більшість цієї води не замерзає при -40°С, як і вода, додана до харчового продукту з вмістом вологи, що відповідає межі зон I та І. Ця вода бере участь у процесі розчинення, діє як пластифікуючий агент і сприяє набуханню твердої матриці. Вода в зонах II та I зазвичай становить менше 5% від загальної вологи у високовологих харчових продуктах.
Вода в зоні III ізотерми складається з води, яка була в зоні I та II, та доданої для утворення зони III. У харчовому продукті ця вода найменш пов'язана та найбільш мобільна. У гелях або клітинних системах вона є фізично пов'язаною, так що її макроскопічний перебіг утруднений. У всіх інших відношеннях ця вода має ті ж властивості, що й вода у розведеному сольовому розчині. Вода, додана (або віддалена) для утворення зони III, має ентальпію пароутворення практично таку ж, як чиста вода, вона замерзає і є розчинником, що важливо для протікання хімічних реакцій та зростання мікроорганізмів. Звичайна волога зони III (не важливо, вільна або утримувана в макромолекулярній матриці) становить понад 95% від усієї вологи у високовологих матеріалах.
Стан вологи, як буде показано нижче, має важливе значення для стабільності харчових продуктів.
На закінчення слід зазначити, що ізотерми сорбції, отримані додаванням води (ресорбція) до сухого зразка, повністю не збігаються з ізотермами, отриманими шляхом десорбції. Це називається гістерезисом.
Ізотерми сорбції вологи для багатьох харчових продуктів мають гістерезис (рис. 10.7). Величина гістерези, нахил кривих, точки початку і кінця петлі гістерези можуть значно змінюватися в залежності від таких факторів, як природа харчового продукту, температура, швидкість десорбції, рівень води, видаленої при десорбції.
Як правило, ізотерма абсорбції (ресорбції) потрібна при дослідженні гігроскопічності продуктів, а десорбція – корисна для вивчення процесів висушування.
Рис. 10.7.Гістерезис ізотерми сорбції вологи
Щоб відповісти на запитання, чи є вода у продуктах харчування, можна відкрити кухонну книгу та розглянути в ній кольорову таблицю з написом: «Поживна цінність продуктів». У ній, як і на глобусі, переважає блакитний колір водинад жовтим, коричневим, червоним та зеленим кольором «твердих мас» білка, жиру, вуглеводів та мінеральних речовин.
Найбільший відсоток води у рослинній їжі, А саме в , грибах, і фруктах - майже 90 відсотків. Тому сушені овочі та фрукти такі легкі. Якщо з'їсти кілограм овочів, то організм отримає кількість рідини, рівноцінну літру випитого молока.
Усі вчені, фахівці з харчування вважають найважливішим продуктом харчування для дітей. У ньому міститься все, що необхідно організму, що росте; білок і цукор, мінеральні солі, жир і вода. У молоці міститься 85-90 відсотків води, решта твердих речовин.
Усі знають, як ми отримуємо молоко. Кожен із нас бачив, як доять корову, козу чи вівцю. Але є і таке молоко, яке росте на деревах. Існують рослини-корови. Хоча їх і не можна доїти, вони дають молоко, олію, сир та інші продукти.
Молоко, яке росте на деревах, - це сік кокосового горіха. З м'ясистої частини горіха готують кокосову олію - «пальмін».
Рослина-корова, яка не має ні ніг, ні вимені, - це соєві боби. Батьківщина їхня - Китай. із зварених та перемелених соєвих бобів отримують соєве молоко. Його згущують та зберігають у консервних банках. Але найкраще з соєвих бобів отримувати олію, бо води в них лише 10 відсотків.
Наше масло, яке виготовляється з вершків, містить 14 відсотків води. Воду із вершків видаляють за допомогою сепаратора.
Про можна багато розповісти, але що стосується вміст води у м'ясних продуктахТо дослідження тарілки м'ясного супу дуже розчарувало б нас. У ній 20 ложок води та лише одна ложка поживних речовин! У коров'ячому м'ясі було стільки ж води, скільки в людському тілі. Але зате в ньому 20 відсотків білка, - удвічі більше, ніж у курячому м'ясі.
«Рідкий» хліб
З наших основних продуктів харчування хліб містить у два рази більше поживних речовин та вдвічі менше води, ніж картопля. Більшість води видаляється із зерна в сушилах. Недарма у старій німецькій приказці говориться: «Їж хліб із сіллю і будеш червонощоким».
Необхідно згадати і про «рідкому» хлібі. Він виготовляється із ячменю. Штучно пророщуючи його та додаючи воду, ячмінь перетворюють на коричневий сироп, солод. Солод- найважливіший продукт у пивоварінні, відомий з давніх-давен. Шість тисяч років тому у Стародавньому Вавилоні можна було пити 16 різних сортів «рідкого» хліба. Існує й інший, широко поширений вид «рідкого» хліба. солодова кава. Його роблять також із пророщеного ячменю.
З таким самим успіхом можна було б продовжувати огляд комори продуктів ще кілька годин. Адже немає жодного продукту харчування, який би не містив воду! Отже, дослідження показує, що більшість води, необхідної для нашого організму люди отримують з їжею.
Вода входить до складу всіх продуктів харчування. Найбільш високий вміст води характерний для плодів та овочів (72-95%), молока (87-90%), м'яса (58-74), риби (62-84%). Значно менше води знаходиться в зерні, муці, крупі, макаронних виробах, сушених овочах та плодах, горіхах, маргарині, вершковому маслі (12-25%). Мінімальна кількість води міститься в цукрі (0,14-0,4%), рослинній та топленій олії, кулінарних жирах (0,25-1,0%), кухонній солі, чаї, карамелі без начинки, сухому молоці (0,5 -5%).
| Зміст статті: |
Вода у натуральних продуктах
У натуральних продуктах вода є рухомим компонентом хімічного складу тканин. Так, вміст води в свіжому оселедці коливається в широкому діапазоні - від 51,0 до 78,3%, в тріскових рибах - від 70,6 до 86,2% залежно від віку, статі, району та часу лову. Кількість води в картоплі може бути в межах 67-83%, у динях – 81-93% та залежить від господарсько-ботанічного сорту овочів, району їх вирощування та погоди вегетаційного періоду.
У продуктах, виготовлених із рослинної та тваринної сировини, - цукрі, кондитерських, ковбасних виробах, сирах та інших - вміст води регламентується стандартами.
Нормальні функції організму тварин та рослини здійснюються лише за достатнього вмісту у тканинах води. Плоди та овочі при втраті води в кількості 5-7% в'януть і втрачають свіжість.
Втрата води тваринами не більше 15-20% призводить до їх загибелі. Вона бере участь у багатьох біохімічних реакціях за життя організму та у біохімічних посмертних змінах. Вода необхідна для хімічних та колоїдних процесів, що протікають у тварин та рослинних тканинах під час їх переробки.
У тілі дорослої людини перебуває 58-67% води. В середньому на добу людина споживає приблизно 40 г води на кожен кілограм маси тіла, і таку ж кількість вона втрачає у вигляді різних виділень. Без їжі людина може існувати близько місяця, тоді як без води не більше 10 днів.
Частину необхідної кількості води (близько 50%) людина одержує з їжею, іншу частину – при споживанні напоїв та питної води. 350-450 г води утворюється в тілі людини на добу при окислювальних процесах (при окисленні 1 г жиру утворюється 1,07 г води, 1 г крохмалю – 0,55 г та 1 г білка – 0,41 г води).
Властивості продуктів залежать не тільки від кількості води, що міститься в них, але і від форми зв'язку її з іншими речовинами.
Вода, що входить до складу харчових продуктів, знаходиться у трьох формах зв'язку з сухими речовинами: фізико-механічною (волога змочування, волога в макро- та мікрокапілярах), фізико-хімічною (волога набухання, адсорбційна) та хімічним (іонний та молекулярний зв'язок). Переважають перші дві форми зв'язку, хімічний зв'язок у продуктах трапляється рідко.
Волога змочування
Волога змочування - волога як дрібних крапель лежить на поверхні продуктів чи поверхні розрізу тканин продуктів. Вона утримується силами поверхневого натягу.
Макро та мікрокапілярна волога
Макрокапілярна волога - волога, яка знаходиться в капілярах радіусом більше 10-5 см, мікрокапілярна в капілярах радіусом менше 10-5 см. Макро-і мікрокапілярна волога є розчинами, що містять мінеральні та органічні речовини продукту. Вона утримується силою капілярності у проміжках структурно-капілярної системи продуктів.
При різанні м'яса, риби, плодів, овочів під механічним впливом може відбуватися часткова втрата структурно-капілярної вологи у вигляді м'язового, плодового та овочевого соку, що має високу харчову цінність.
Найбільш легко видаляється з продукту волога змочування, вона найменш міцно пов'язана із субстратом. Капілярна волога пов'язана із сухими речовинами продукту механічно та в невизначеній кількості. Мікрокапілярна волога з продукту видаляється складніше, ніж макрокапілярна.
Волога набухання
Волога набухання, звана також вологою, що осмотично утримується, знаходиться в мікропросторах, утворених мембранами клітин, фібрилярними молекулами білків та іншими волокнистими структурами. Вона утримуйся осмотичними силами.
Волога, що осмотично утримується, знаходиться в соку клітин, обумовлюючи їх тургор, впливаючи на пластичні властивості тварин тканин. Волога набухання пов'язана із сухими речовинами продукту неміцно, видаляється під час сушіння раніше, ніж мікрокапілярна волога.
Вологу змочування, мікро-, макрокапілярну та осмотичну називають вільною водою харчових продуктів. Вільна вода має звичайні фізико-хімічні властивості: щільність її близько одиниці, температура замерзання близько 0°, видаляється при висушуванні та заморожуванні продуктів, є активним розчинником. За рахунок неї головним чином відбувається природне зменшення маси - усушка продуктів при зберіганні та транспортуванні.
Адсорбційно-пов'язана вода
Адсорбційно-пов'язана вода знаходиться біля поверхні розділу колоїдних частинок з навколишнім середовищем. Вона міцно утримується молекулярним силовим полем і входить до складу міцел різних гідрофільних колоїдів, з яких найбільше значення мають водорозчинні білки. Тому цей вид вологи називають водою пов'язаною, або гідратаційною.
Вона не розчиняє органічні речовини та мінеральні солі, замерзає при низькій температурі (-71°), має знижену діелектричну постійну, не засвоюється мікроорганізмами.
Насіння рослин та суперечки мікроорганізмів переносять низькі температури, оскільки вода в них гідратаційна, не утворює кристалів льоду, здатних пошкодити клітини тканин.
До зв'язаної води з хімічною формою зв'язку відносять кристалізаційну вологу, яка входить до складу молекул у строго певній кількості, наприклад, до складу молочного цукру (С12Н22О11 НгО), глюкози (С6Н12О6 Н2О). Її видаляють прожарюванням хімічних сполук, внаслідок чого відбувається руйнування матеріалу.
Між пов'язаною та вільною водою продуктів не спостерігається різкої межі. Молекули води полярні (у молекулі води несиметрично розташовані електричні заряди: кисневий кінець її несе негативний заряд, а водневий - позитивний), тому найбільше міцно пов'язані ті молекули води, які орієнтовані залежно від знака і величини заряду колоїдної частки.
Молекули, розташовані відблиску до міцелли, міцніше утримуються електростатичними силами тяжіння. Чим далі віддалені молекули води від колоїдної частинки, тим слабший зв'язок. Молекули води крайнього шару менш пов'язані з міцелами і можуть обмінюватися з молекулами вільної води.
У рослинних та тваринних тканинах переважає вільна вода. Так у м'язах тварин і риб основна частина води пов'язана з гідрофільними білками за рахунок осмотичних (45-55%), капілярних (40-45%) сил, води змочування (0,8-2,5%), а на частку пов'язаної води припадає лише 6,5-7,5% - У плодах та овочах знаходиться до 95% вільної води. Тому ці продукти сушать до вмісту залишкової вологості 8-20%, оскільки вільна вода їх легко видаляється.
Вода в харчових продуктах при переробці та зберіганні може переходити з вільної у зв'язану, і навпаки, що викликає зміну властивостей товарів. Наприклад, при випіканні хліба, варінні картоплі, виробництві мармеладу, пастили, холодців і желе відбувається перетворення частини вільної води в адсорбційно пов'язану з колоїдними частинками білків, крохмалю та інших речовин, а також зростає кількість вологи, що осмотично утримується.
У соках із плодів, ягід, овочів змінюються форми зв'язку води порівняно з вихідною сировиною. При черственні хліба та відмоканні мармеладу, внаслідок старіння холодців, при розморожуванні замороженого м'яса та картоплі спостерігається перехід частини зв'язаної води у вільну.
Харчові продукти при зберіганні та перевезенні
Харчові продукти при зберіганні та перевезенні залежно від умов поглинають ззовні або віддають водяні пари. При цьому їхня маса збільшується або зменшується. Здатність продуктів до поглинання та віддачі водяної пари називається гігроскопічністю. Кількість води, що поглинає або віддає продукт, залежить від вологості, температури та тиску навколишнього повітря, хімічного складу та фізичних властивостей самого продукту, а також стану його поверхні, виду і способу упаковки.
Найбільш високою гігроскопічність має сухе молоко, яєчний порошок, сушені овочі та плоди, крохмаль та ін.
Умови та терміни зберігання ряду продуктів залежать від співвідношення в них вільної та зв'язаної води. Наприклад, зерно, борошно, крупа при вологості до 14% добре зберігаються, тому що майже вся волога в них перебуває у зв'язаному стані. При підвищенні вмісту у них води накопичується і вільна волога, посилюються біохімічні процеси, тому виникають труднощі у зберіганні.
Продукти з високим вмістом вільної води (м'ясо, риба, молоко та ін) погано зберігаються, є швидкопсувними. Для тривалого зберігання їх консервують.
Вологість продукту
Вологість продукту - це виражене у відсотках відношення вільної та адсорбційно пов'язаної води до його первісної маси.
Для багатьох продуктів харчування вміст води (вологість) є важливим показником якості. Знижений або підвищений вміст води проти встановленої норми продукту викликає погіршення його якості. Наприклад, борошно, крупа, макаронні вироби з підвищеною вологістю при зберіганні швидко пліснявіють, а зниження вологи в мармеладі та джемі погіршує їхню консистенцію та смак.
Втрата вологи свіжими плодами та овочами зменшує тургор клітин, тому вони стають млявими, в'ялими та швидко псуються.
Входить до складу всіх харчових продуктів. За займаним нею обсягом у загальній масі багатьох харчових продуктів вода - найбільш значний компонент, і вона впливає багато якісні характеристики їх, особливо в консистенцію і структуру. Найбільш високий вміст води характерний для плодів та овочів (72-95%), молока (87-90%), м'яса (58-74%), риби (62-84%). Значно менше води знаходиться в маргарині, вершковому маслі (15,7-32,6 %), крохмалі (14-20 %), зерні, борошні, крупі, макаронних виробах, сушених плодах, овочах та грибах, горіхах (10-14 %) ), Чаю (8,5%). Мінімальна кількість води міститься в сухому молоці (4,0 %), карамелі льодяниковій (3,6 %), кухонній солі (3,0 %), кулінарних жирах (0,3 %), олії та цукрі (0,1 %). ).
У тварин і рослинних тканинах вода є компонентом хімічного складу, що найбільш змінюється. Наприклад, у картоплі залежно від господарсько-ботанічного сорту, району вирощування, ґрунту, кліматичних умов та вегетаційного періоду кількість води коливається від 67 до 83 %.
У продуктах, виготовлених із рослинної та тваринної сировини, - цукрі, кондитерських виробах, сирах та ін. - вміст води регламентується стандартами.
Для багатьох продуктів харчування вміст води (вологість) є важливим показником якості. Знижений або підвищений вміст води проти встановленої норми продукту викликає погіршення його якості. Наприклад, зниження вологи в мармеладі та джемі погіршує їхню консистенцію та смак, втрата вологи свіжими плодами та овочами на 5-7 % зменшує тургор клітин, тому вони стають млявими, в'ялими, якість їх різко знижується і вони швидко псуються.
Продукти з високим вмістом води нестійкі при зберіганні, оскільки швидко розвиваються мікроорганізми. Вода сприяє прискоренню хімічних, біохімічних та інших процесів у харчових продуктах. Сирі м'ясо та риба легко уражаються бактеріями, а плоди та овочі – пліснявими грибами.
Продукти з малим вмістом води краще зберігаються, довго зберігаються борошно, крупа, макаронні вироби, сушені плоди та овочі та інші продукти, при підвищеній вологості ці продукти при зберіганні швидко пліснявіють.
Однак часто різні харчові продукти з тим самим вмістом вологи зберігаються по-різному. Було встановлено, що має значення, якими формами зв'язку пов'язана вода з основними речовинами харчових продуктів. Щоб зважити на ці фактори, на початку 50-х років минулого століття з'явилося нове поняття. активність води,що позначається знаком а w . Активність води а w виражається ставленням тиску парів води над цим продуктом до тиску парів води над чистою водою за однієї й тієї ж температурі. Активність води характеризує стан води в харчових продуктах та визначає доступність її для хімічних, фізичних та біологічних реакцій. Зазвичай, що більше води перебуває у зв'язаному стані, то менше її активність. Але навіть зв'язана вода за деяких умов може мати відому активність.
За активністю води харчові продукти ділять на три групи:
1. Свіжі харчові продукти, багаті на воду, у яких її активність становить 0,95-1,0. До них відносяться свіжі овочі, фрукти, соки, молоко, м'ясо, риба та ін;
2. Перероблені продукти харчування з активністю води 0,90-0,95. До них відносяться хліб, варені ковбаси, шинка, сир та ін;
3. Харчові продукти із активністю води до 0,90. До них відносяться сир, вершкове масло, копчені ковбаси, сухі фрукти та овочі, крупа, борошно, варення та ін. Активність води в цих продуктах частіше 0,65-0,85, а вміст вологи становить 15-30%.
Для попередження низки фізико-хімічних, біохімічних реакцій, що знижують якість харчових продуктів при зберіганні, їх мікробіологічного псування, ефективним засобом є зниження активності води в харчових продуктах. Для цього використовують сушіння, в'ялення, додавання різних речовин (сіль, цукор та ін), заморожування. Низька активність води стримує розвиток мікроорганізмів та фізико-хімічні та біохімічні реакції. Для кожного виду мікроорганізмів існує нижній поріг активності води, нижче за який їхній розвиток припиняється.
Крім впливу на процеси, що відбуваються при зберіганні харчових продуктів, активність води має значення і для текстури продуктів. Максимальна активність води, допустима у сухих продуктах без втрати бажаних властивостей – це 0,34-0,50, залежно від продукту (сухе молоко, крекери). Велика активність води необхідна для продуктів м'якої текстури, які не повинні мати крихкості.
Харчові продукти мають гігроскопічність . Під гігроскопічність розуміють властивості продуктів поглинати з навколишньої атмосфери та утримувати водяні пари. Гігроскопічність залежить від фізико-хімічних властивостей продуктів, їх будови, наявності в них речовин, що зв'язують воду, а також від температури, вологості та тиску навколишнього повітря .
У процесі зберігання харчових продуктів створюється рівноважний вміст вологи, при якому не відбувається поглинання вологи продуктами з навколишнього середовища, а з продуктів волога не переходить в навколишнє середовище. Такий стан настає тоді, коли тиск водяної пари над продуктами дорівнюватиме парціальному тиску водяної пари в навколишньому просторі при однаковій температурі навколишнього повітря і продукту.
Рівноважна вологість продуктів носить динамічний характер, тому що вона змінюється в залежності від зовнішніх умов - вологості, температури повітря та тиску, а також від фізико-хімічних властивостей продукту. При зміні зовнішніх умов рівноважна вологість продуктів змінюється, та був знову встановлюється новому рівні.
При виборі умов зберігання харчових продуктів рекомендується створювати таку відносну вологість повітря, при якій продукти не піддаються псуванню мікроорганізмами і не знижують своєї якості внаслідок усихання, в'янення або надто великого зволоження. Так, при зберіганні борошна відносна вологість повітря має бути 70%, свіжої картоплі та яблук – 90-95, зелених овочів – 100%.
Вода – основа життя. Коли її немає, все завмирає. Але як тільки вона стає доступною всім живим істотам, і у великій кількості, життя знову починає бити ключем: розквітають квіти, пурхають метелики, рояться бджоли... При достатній кількості води в організмі людини також відбуваються процеси оздоровлення та відновлення багатьох функцій.
Для того щоб забезпечити організм рідиною, необхідно не тільки вживати воду в чистому вигляді, або у вигляді компотів, чаїв та інших рідин, але також і як продукти, що містять воду в максимальній кількості.
Продукти багаті на воду
Вказано орієнтовну кількість 100 г продукту
Загальна характеристика води
Вода являє собою рідину, яка не має смаку, кольору та запаху. За хімічним складом вона є оксид водню. Крім рідкого стану вода, як ми знаємо, має твердий і газоподібний стан. Незважаючи на те, що більша частина нашої планети вкрита водою, але частка води, придатної для організму, становить лише 2,5%.
А якщо врахувати, що 98,8% від загальної кількості прісної води знаходиться у вигляді льоду або приховано під землею, то запасу питної води на Землі зовсім небагато. І тільки дбайливе використання цього найціннішого ресурсу допоможе зберегти життя!
Добова потреба у воді
Щодо добової потреби організму у воді, то вона залежить від статі, віку, конституції тіла, а також від місця проживання людини. Наприклад, для людини, яка проживає на узбережжі, кількість води, що споживається, може бути знижена, порівняно з жителем Сахари. Це з тим, що частина необхідної організму води може засвоюватися організмом безпосередньо з вологи повітря, як у випадку з жителями прибережних районів.
Згідно з останніми дослідженнями у галузі фізіології, для людини необхідна кількість води становить 30 мл на 1 кілограм маси тіла.
Тобто, якщо вага дорослої людини становить 80 кг, то їх варто помножити на 30мл рідини.
Таким чином, ми отримаємо такі результати: 80 х 30 = 2400 мл.
Тоді виходить, що для повноцінної життєдіяльності людині вагою 80 кг необхідно випивати не менше 2400 мл. рідини на день.
Потреба у воді зростає при:
- У разі високої температури повітря та його низької вологості. У таких умовах тіло нагрівається, і щоб не допустити перевищення гранично допустимої для організму людини температури в 41°С, людина починає потіти. Таким чином, зменшується температура тіла, але втрачається велика кількість вологи, яку необхідно заповнювати.
- Потреба у воді зростає при вживанні надлишкової кількості солі. В цьому випадку організму потрібно більше вологи для нормалізації складу крові.
- Зазнаючи різного роду нездужання (наприклад, підвищення температури), організму необхідна додаткова рідина для охолодження організму, а також швидкого виведення шкідливих речовин.
Потреба у воді знижується при:
- Насамперед це проживання в кліматі, наповненому водними випарами. Прикладами такого клімату можуть бути прибережні райони, наприклад, Балтійське узбережжя, а також райони тропіків.
- По-друге, це низька температура повітря. Адже взимку пити завжди нам хочеться менше, ніж влітку, коли організм потребує додаткової вологи для охолодження організму.
Засвоюваність води
По-перше, для повноцінного засвоєння води необхідна чиста, необтяжена молекула води. У воді, призначеній для пиття, не повинно бути різних шкідливих домішок. «Тяжка вода» або дейтерій за своїм хімічним складом є ізотопом водню, але внаслідок структури, яка відрізняється від звичайної води, всі хімічні процеси в організмі при її вживанні проходять у кілька разів повільніше.
Тому варто згадати про талу воду, яка є більш легкою та корисною. Така вода сприяє покращенню роботи серцево-судинної системи, прискорює регенеративні процеси в організмі, стимулює обмін речовин.
Другим фактором, що впливає на засвоєння води, є готовність організму до цього процесу. Фізіологами описані приклади, коли поверхневі шари шкіри, позбавлені вологи, перешкоджали її проникненню вглиб. Прикладом такої несправедливості є шкіра людей похилого віку. В результаті зневоднення вона стає в'ялою, зморшкуватою і позбавленою тонусу.
Третім фактором, що впливає на засвоюваність води, є здоров'я людини. Так, наприклад, при зневодненні відзначається зниження засвоюваності рідини. (Зневодненням вважається втрата організмом великої кількості вологи. У дорослих критичний показник – 1/3 від загального обсягу рідини в організмі, у дітей до 15). У цьому випадку для боротьби із загальним зневодненням організму використовують внутрішньовенне вливання фіз-розчину. Також хороші результати показав розчин Рінгера-Локка. Цей розчин, крім кухонної солі, містить хлорид калію, хлорид кальцію, соду та глюкозу. Завдяки цим компонентам, відновлюється не тільки загальний об'єм рідини, що циркулює в організмі, але й покращується структура міжклітинних перегородок.
Корисні властивості води та її вплив на організм
Вода потрібна нам для того, щоб у ній розчинялися корисні речовини, необхідні для транспортування до різних органів та систем. Крім того, вода відіграє важливу роль у формуванні та функціонуванні всіх систем людського організму.
Без води всі процеси життєдіяльності будуть зведені до мінімуму. Оскільки виведення продуктів обміну неможливе без наявності достатньої кількості рідини в організмі. Під час дефіциту води страждає обмін речовин. Саме недолік вологи стає винуватцем зайвої ваги та неможливості швидко набути бажаної форми!
Вода зволожує шкіру та слизові, очищає організм від шлаків та токсинів, є основою суглобової рідини. При нестачі води суглоби починають скрипіти. Крім того, вода захищає внутрішні органи від пошкоджень, підтримує постійну температуру тіла, допомагає перетворенню їжі в енергію.
Взаємодія води з іншими елементами
Ви, напевно, знайомі з виразом: «Вода каміння точить». Так ось, вода, за своєю природою, є унікальним розчинником. У світі немає речовини, яка могла б протидіяти воді. При цьому розчинена у воді речовина, як би вбудовується в загальну структуру води, займаючи простір між її молекулами. І, незважаючи на те, що розчинена речовина впритул контактує з водою, вода є для неї лише розчинником, здатним донести більшу частину речовини до того чи іншого середовища нашого організму.
Ознаки нестачі та надлишку води
Ознаки нестачі води в організмі
Першою і найголовнішою ознакою низького вмісту в організмі води є загущення крові. Без достатньої кількості вологи кров не може виконувати покладені на неї функції. Внаслідок цього організм недоотримує поживні речовини та кисень, а продукти обміну не можуть залишити організм, що сприяє його отруєнню.
Але це ознака можуть виявити лише результати лабораторних досліджень. Тому визначити наявність нестачі рідини за цією ознакою можуть лише медики. Наступні сигнали нестачі вологи в організмі можна виявити самостійно.
Другою ознакою нестачі води в організмі є сухість слизових. У нормальному стані слизові повинні бути злегка зволоженими. Але у разі нестачі рідини, слизові можуть підсихати та тріскатися.
Третій симптом, про який варто згадати, це сухість, блідість та в'ялість шкірних покривів, а також ламкість волосся.
Розсіяність, дратівливість і навіть головний біль можуть також виникати внаслідок недостатнього прийому рідини протягом дня і є четвертою за важливістю ознакою нестачі рідини.
Вугрі, наліт на язиці і запах з рота є важливими сигналами нестачі рідини і можуть свідчити про порушення водного балансу в організмі.
Ознаки надлишку води в організмі
Якщо людина схильна до надмірної повноти, при цьому має підвищений артеріальний тиск і лабільну нервову систему, а також страждає на потовиділення, це все говорить про те, що у нього є ознаки надлишку рідини в організмі.
Швидке збільшення ваги, набряки у різних частинах тіла та порушення в роботі легень та серця можуть стати наслідком надлишку рідини в організмі.
Чинники, що впливають вміст води в організмі
Факторами, що впливають на відсотковий вміст води в організмі, є не тільки стать, вік та місце існування, а й конституція тіла. Дослідження показали, що вміст води в організмі новонародженого досягає 80%, організм дорослого чоловіка містить у середньому 60% води, а жіночий – 65%. Спосіб життя та звички харчування також можуть впливати на вміст води в організмі. У тілі людей із надмірною масою тіла міститься набагато більше вологи, ніж у астеників та людей із нормальною вагою тіла.
Для захисту організму від зневоднення медики рекомендують вживати щодня сіль. Добова норма – 5 гр. Але це зовсім не означає, що її потрібно вживати як окрему страву. Вона входить до складу різних овочів, м'яса та готових страв.
Для захисту організму від зневоднення у складних природних умовах слід зменшити надлишкове потовиділення, яке порушує баланс вологи. Для цього у бійців спецпідрозділів є наступний склад:
Поварена сіль (1.5 г) + аскорбінова кислота (2,5 г) + глюкоза (5 г) + вода (500 мл)
Цей склад не тільки запобігає втраті вологи з потом, але й підтримує організм у найактивнішій фазі життєзабезпечення. Також цим складом користуються мандрівники, вирушаючи в далекі походи, де наявність придатної для пиття води обмежена, а навантаження максимальні.
Вода та здоров'я
Для того, щоб підтримати свій організм і не допустити надмірної втрати вологи, необхідно виконувати такі вимоги:
- 1 Випивати склянку чистої води перед кожним прийомом їжі;
- 2 Через півтори-дві години після їди необхідно також випивати по склянці води (за умови відсутності медичних протипоказань);
- 3 Харчування всухом'ятку може негативно вплинути на здоров'я, і тому, як виняток, під час такої їжі також рекомендується пити воду.
Вода для схуднення
Якщо помічаєте, що у вас почалися проблеми з надмірною вагою, скористайтеся порадами дієтологів і випивайте по склянці теплої води щоразу, коли хочеться чогось смачненького. За твердженнями медиків, ми часто відчуваємо «хибний голод», під маскою якого проявляється елементарна спрага.
Тому, коли наступного разу прокинетеся серед ночі, щоб навідатися до холодильника, випийте краще склянку теплої води, яка не тільки позбавить вас спраги, але й допоможе в майбутньому набути витонченої форми. Вважається, що схуднення прискорюється у разі споживання в день оптимальної кількості рідини, що розраховується за формулою, наведеною вище.
Чистота води
Іноді буває так, що питна вода стає небезпечною для здоров'я і навіть життя. Така вода може містити важкі метали, пестициди, бактерії, віруси та інші забруднюючі елементи. Усі вони спричиняють виникнення захворювань, лікування яких дуже важко.
Тому, щоб не допустити до свого організму таких забруднюючих агентів, слід подбати про чистоту води. Для цього існує безліч способів, починаючи від чищення води кремнієм та активованим вугіллям, і аж до фільтрів, у яких застосовуються іонообмінні смоли, срібло тощо.
Статті на тему
