Витамин D (Кальциферол). Из продуктов для консервирования очень немногие содержат этот витамин, например, грибы, сельдерей, шпинат, капуста и некоторые другие. Его главным источником является рыбий жир, из обычных продуктов это такие как масло и молоко. Провитамин D, из которого получается собственно витамин под воздействием облучения, содержится в большом количестве в дрожжах, далее в желтке утиных яиц, мозге, коже и т. д. В отношении нагревания и в отношении окисления витамин D и его провитамины очень устойчивы. Дневная потребность в витамине D для взрослого человека составляет около 800 ME. При его недостатке происходит нарушение метаболизма (обмена веществ) минеральных веществ, в основном кальция и фосфора, от чего кости размягчаются, изгибаются, и возникает болезнь, называемая рахит.
Недостаток витамина D в продуктах легко скомпенсировать облучением кожи солнечными лучами или кварцевой лампой. Избыточное потребление витамина D приводит к гипервитаминозу, вследствие этого кальций переходит к другим тканям и одновременно поражается система пищеварения, наступает похудение, невралгия и т. п.
Витамин Е (Токоферол). Витамин Е в природе широко распространен главным образом в злаках, арахисе, овощах, масле, молоке, яйцах и т. п. Он термоустойчив (выдерживает длительный нагрев) и не поддается окислению. Принадлежит к хорошо известным антиоксидантам, которые предохраняют от окисления целый ряд важных веществ, таких как каротины, ненасыщенные жирные кислоты и т. п. Дневная потребность взрослого человека составляет около 20 мг. Авитаминоза у людей обнаружено не было, у животных он проявляется в нарушениях в системе размножения.
Витамин К. Встречается очень часто в царстве растений наравне с хлорофиллом, главным образом в шпинате, капусте, помидорах, шиповнике, землянике, в животных продуктах, таких как печень, селезенка, желток, свиное сало и т. п. Является чувствительным к высокому нагреву. Разрушается под влиянием света, кислорода и щелочей. Витамин К синтезируется в достаточном количестве кишечной микрофлорой, так что человеческий организм не зависит от его наличия в продуктах. Дневная потребность взрослого человека около 0,1 мг витамина К. В организме активно влияет на свертываемость крови и его авитаминоз проявляется в подкожных кровотечениях.
Витамин В. Группа растворимых в воде витаминов В содержит в себе согласно некоторым авторам 12, а, по мнению других есть еще больше этих важных веществ, из них каждый оказывает определенное действие в обмене веществ. Их недостаток является причиной разнообразных важных расстройств в человеческом организме. В следующих разделах мы расскажем о значении некоторых из них.
Витамин В1 (Тиамин). Главным источником тиамина являются дрожжи, злаки, бобовые растения, орехи, желток, мясо, из овощей наиболее богатые брюссельская капуста и горох. Отсутствует или в очень малом количестве в белом хлебе без дрожжей, лущеном рисе, макаронных изделиях, сахаре, крахмале, молоке, жирах и т. д. В кислой среде витамин В1выдерживает нагрев до 120 °С, зато в нейтральной и щелочной среде быстро разрушается. Поэтому приготовление бобовых принципиально требует нескорой добавки пищевой соды. При консервировании фруктов и овощей происходит его потеря в размере 10—25%, значительно лучше сохраняется при сушке фруктов на солнце. Важным свойством тиамина является его защитное действие в отношении витамина С. Дневное потребление витамина В1составляет 2 мг. Витамин В1участвует в ряде важных реакций обмена веществ, главным образом в обмене сахаридов и в последней фазе обмена жиров и аминокислот. Авитаминоз приводит к тяжелому заболеванию бери-бери, оно встречается, главным образом, у населения Дальнего Востока, питающегося преимущественно лущеным рисом. Характеризуется рядом поражений нервной системы в соединении с атрофией мышечных тканей, нарушением сердечной активности.
Витамин В2 (Рибофлавин). Некоторые из продуктов для консервирования известны как источники рибофлавина, главным образом шпинат, капуста, горох, фасоль, груша и т. д. В большом количестве, однако, содержится в дрожжах, требухе, сырах и т. д. В отношении вредных влияний, главным образом нагрева, витамин В2 менее чувствительный, чем тиамин, но очень быстро разрушается под воздействием света. Это один из доводов за то, чтобы консервированные продукты хранились в темном месте. Дневная потребность взрослого человека составляет 1,8 мг рибофлавина. Авитаминоз проявляется в воспалительных изменениях слизистых оболочек и кожи и может привести к нервным расстройствам.
Витамин В6 (Пиридоксин). Витамин В6 широко распространен в продуктах. Его больше всего содержится в дрожжах, мясе, печени, овощной зелени, хлебе и т. д. Он устойчив к влиянию кислорода, все разрушающих ультрафиолетовых лучей. Его дневное потребление составляет 2 мг. Витамин В6 поддерживает нормальное функционирование кожи и рост волос, он нужен для нормальной работы скелетной мускулатуры, центральной нервной системы и обновления красных кровяных телец.
Витамин РР (Ниацин). Ниацин обнаружен как в растениях (шпинате, зеленом горошке, финиках, арахисе, зерновых и т. д.), так и в животных продуктах (печень, почки, мясо), затем в дрожжах и т. д. Имеет значительную устойчивость к высоким температурам, как в кислой, так и в щелочной среде, а также имеет значительную устойчивость к окислению. Дневная потребность в витамине РР для человека оценивается в 10—20 мг. Авитаминоз приводит к развитию пеллагры, выражающейся в нервных и кожных заболеваниях.
Витамин С (L-аскорбиновая кислота). Очень важным качеством фруктов и овощей является то, что даже при коротком времени их изъятия из рациона часто обнаруживается недостаток витамина С. Значительное количество витамина С находится в шиповнике, перце, укропе, зелени петрушки, черной смородине, цитрусовых фруктах, ягодах и т. д. Всякий может припомнить, что витамин С очень чувствителен к воздействию высокой температуры и влиянию кислорода.
Его окисление ускоряется прямо или косвенно различными ферментами, присутствующими в тканях растений и присутствием некоторых металлов, главным образом железа и меди. Первые продукты окисления L-аскорбиновой кислоты являются участниками уже ранее упомянутого неферментативного окрашивания, затем продукты этого окисления легко полимеризуются (взаимно соединяются) с образованием равномерно окрашенных продуктов. Дальнейшая связь сырья с водой легко приводит к их выщелачиванию. Витамин С также быстро убывает при хранении фруктов и овощей, особенно при высоких температурах. При значительно низких температурах (-18 °С и ниже) витамин С значительно лучше сохраняется, но уничтожается при медленном размораживании.
Сахар в высоких концентрациях (в джемах и мармеладах) помогает его сохранению в объеме до 80—95%. Из-за упомянутых причин вытекает необходимость проводить обработку материалов очень бережно. Принципиально консервирование свежего сырья следует проводить быстро и такими методами, чтобы избежать долгого контакта сырья с воздухом, не использовать железную или медную посуду. При выборе теплового режима отдают предпочтение краткому воздействию высоких температур перед длительным прогревом на низкой температуре. Стабильность L-аскорбиновой кислоты является указателем бережливости в обращении с консервированными продуктами в процессе их обработки. Витамин С является известнейшим веществом из потребляемых живыми организмами. Его дневное потребление оценивается в 100—170 мг. Авитаминоз проявляется в болезни, называемой скорбут (цинга). При дальнейшем недостатке витамина С в пище начинается кровоточивость, утомление, склонность к инфекционным болезням и т. п.
Ферменты.Ферменты – это такие вещества, которые катализируют (т. е. специфически ускоряют) биохимические реакции как в живых организмах, так и в мертвых, например, в собранном урожае. Ферменты складываются из белковых частей (так называемые апоферменты) и функциональных групп (так называемые коферменты). Для оптимального функционирования одних ферментов требуется достаточное содержание воды, для других ферментов обязательная реакционная среда – кислая, нейтральная, щелочная – и соответствующий нагрев. Большинство ферментативных реакций идут при температуре около 45 °С. Все ферменты имеют высшую температуру – обычно выше 60 °С – при которой денатурируют белки. При температурах ниже точки замерзания ингибируют (снижают активность).
Из большого количества ферментов нас будут интересовать только те, которые находятся в сырье для консервирования. К ним принадлежат, прежде всего, ферменты класса оксиредуктаз (L-аскорбиназа, пероксидаза, фенолоксидаза и другие), которые во фруктах и овощах катализируют (ускоряют) окислительно-восстановительные реакции. В сырье, собранном для консервирования, дыхательные процессы не прекращаются, а находятся в равновесии, что не дает происходить явным изменениям вещества. Но любое механическое мероприятие, например, резание, чистка, измельчение, помол материала приводят к дезорганизации ферментативной системы, разрушению витамина С и других веществ и вследствие окисления некоторых органических материалов приводят к окрашиванию в коричневый цвет.
В некоторых случаях можно предотвратить такие изменения сырья при домашнем консервировании. Так, например, при обработке фруктов с белой мякотью на компот можно замочить готовые плоды в слабом растворе лимонной кислоты, таким вмешательством можно ограничить доступ кислорода к продуктам и тем самым снизить скорость ферментативных реакций. Добавка лимонного сока к тому же приводит к предохранению от быстрого окисления витамина С, что могло бы привести к коричневой окраске продуктов. В измельченных фруктах, предназначенных для приготовления мармелада, инактивация (снижение активности) ферментов достигается своевременным и быстрым нагревом.
Окрашивание некоторых видов нарезанных овощей (сельдерея, петрушки), предназначенных для дальнейшей стерилизации или сушки, снижается быстрым обвариванием в кипящей воде. Другая интересная для нас группа ферментов – это пектолитические ферменты, которые постепенно отнимают пектиновые вещества от пектоцеллюлоз и через протопектины переходят собственно в пектин с сокращенной молекулярной цепью. Пектолитические ферменты могут быть опасными, например, при несвоевременной стерилизации сырья, залитого горячей водой. Примерная температура обработки изделий составляет 35—40 °С, что близко к оптимальной для деятельности ферментов.
Вследствие этого может произойти быстрое разложение пектиновых веществ, что приведет к нежелательному размягчению фруктов в компоте или стерилизованных овощей. Другие последствия может иметь продление обработки размолотых фруктов, предназначенных для приготовления мармелада. Пектиновые вещества при этом распадаются на пектины с короткой молекулой, которые имеют меньшую желеобразующую способность, что, кроме побурения продуктов, приводит еще к тому, что не будет происходить желеобразование. Подобные явления происходят при приготовлении томатного пюре.
С разрушением пектиновых веществ при несвоевременной обработке измельченных небланшированных помидоров теряется часть элементов, которые придают пюре необходимую консистенцию. В некоторых случаях, однако, пектолитические ферменты применяют при промышленной обработке фруктов и овощей. Так, например, при очистке фруктовых соков, когда под воздействием разрушаются коллоидные растворы пектинов, чем улучшается внешний вид сока. Другое применение пектолитические ферменты находят при производстве жидких овощных продуктов. Здесь они нужны для получения соответствующей текучести.
Минеральные вещества. Минеральные вещества являются известными составными частями фруктов и овощей. Фрукты их содержат около 0,3—1%, немного больше их содержат овощи (0,5—2%). Очень много минеральных веществ содержат семена шиповника и орехов. Среди других в человеческом организме обязательно присутствуют кальций, фосфорная кислоты, железо, калий, сера и магний. Также присутствуют, но в значительно меньшем количестве так называемые сопутствующие элементы, такие как бор, медь, цинк, мышьяк, олово и йод. Минеральные вещества не имеют никакой энергетической ценности, но все они, несомненно, нужны для обмена веществ и способствуют поддержанию так называемого кислотно-щелочного равновесия организма, т. е. регуляции равновесия между кислотами и щелочами. Некоторые из них, в основном кальций, фосфорная кислота и железо, участвуют в строительстве тканевых систем.
Газы.Кроме воды и твердых тканей, растения содержат в незначительном количестве и газы, из них наиболее распространенные азот, кислород и углекислый газ. Больше всего газов содержат яблоки, их количество там достигает 40 объемных процентов. При обработке таких плодов, особенно на компоты, содержащиеся газы приводят к нежелательным последствиям, так как снижают количество вещества, и фрукты будут плавать в сиропе. Именно поэтому в таких продуктах получается мало сиропа, а вовсе не из-за того, что его наливали с низким уровнем. Действенной контрмерой здесь будет бланширование фруктов, особенно яблок, что в домашних условиях можно с выгодой провести прямо в сиропе будущего компота.
Факторы, ухудшающие качество фруктов и овощей
Микробиологические изменения. Микробиологические изменения – это изменения вещества, вызванные плесенью, дрожжевыми грибками и бактериями, которые растут за счет питательных веществ фруктов и овощей. Действие этих микроорганизмов по большей части основано на глубоком разложении сырья и продуктов, с которыми они входят в контакт. Продолжение их хранения тогда зависит от того, в какой мере удастся уберечь их вещество от нежелательных микробиологических изменений. Это проявляется обычно в изменении окраски, вкуса, запаха и консистенции фруктов и овощей.
Последствия глубокого разложения продуктов сочетается с существенной утратой питательных веществ и с выраженными изменениями внешних свойств. Микроорганизмы, которые способствуют действительному разложению продуктов, обычно легко обнаруживаются, отличаются значительной приспособляемостью и в благоприятных условиях очень быстро размножаются.
Одна их клетка производит все основные жизненные функции, т. е. принимает пищу, выбрасывает продукты своей жизнедеятельности, размножается, реагирует на внешние сигналы и способна изменить окружающие вещества, за счет которых она растет. Эти изменения в действительности способны разлагать органическую материю фруктов и овощей и это бывает необязательно неблагоприятным (например, спиртовое брожение).
С ботанической точки зрения эти микробы можно разделить на бактерии и грибки. С практической точки зрения, конечно, необходимо рассмотреть их разновидности по отношению к условиям жизненной среды.
По требованиям к температуре различаются микробы:
– психрофильные – хладолюбивые, оптимальная температура вегетации 15 °С, диапазон от -10 до +30 °С;