Об уникальной пищевой и физиологической ценности плодоовощной продукции свидетельствует факт многовекового успешного существования вегетарианства. Первая вегетарианская ассоциация была создана Пифагором (570-470 гг. др н. э.), последователями которого были Платон, Сократ, Овидий, Диоген, Гиппократ, Сенека, Вольтер, Руссо, Байрон, Репин, Толстой и др. В настоящее время этой теории питания придерживаются около 1 млрд человек.
Плодоовощные продукты способны практически полностью обеспечить пищевой статус человека основными пищевыми, биологически активными веществами и энергией. В институте питания РАМН разработаны научно обоснованные нормы потребления плодоовощной продукции, в соответствии с которыми годовая потребность человека в картофеле составляет 110 кг, овощах -122, плодах и ягодах -106, бахчевых культурах - 31 кг. Энергетическая ценность в среднем составляет (на 100 г) для овощей - 25-40 ккал, для плодов и ягод - 50-70 ккал (1 ккал = 4,19 кДж).
Главной особенностью свежей плодоовощной продукции является высокое содержание воды в сочных растительных тканях - 80-90% от массы, а у некоторых видов, например, у огурцов и зеленных овощей может достигать 95-97% (исключение составляют орехоплодные, зернобобовые культуры, бананы, финики). В сочных плодах и овощах содержится 80-90% воды в свободном состоянии. В ней растворены органические и минеральные вещества, она легко удаляется при высушивании и переходит в лед при замораживании. Высокое содержание свободной влаги обуславливает упругость тканей, их тургор. При несоблюдении режимов и сроков хранения может происходить чрезмерное испарение влаги и продукция теряет свои потребительские свойства. Чем выше содержание свободной влаги в растительных тканях, тем активней в них протекают процессы жизнедеятельности.
Вода свежих плодов и овощей играет важную физиологическую роль в организме человека, она принципиально отличается от обычной водопроводной воды, т. к. имеет определенную структуру диполей в пространстве, аналогичную структуре воды в организме человека. И если бы плоды и овощи содержали только одну такую воду, на структурирование которой организм не затрачивает дополнительно энергию, то они являлись бы необходимыми и целебными для человека продуктами питания. Кроме воды, в состав плодов и овощей входят сухие вещества. Растворимые в воде сухие вещества составляют 5-20% и нерастворимые - 2-5%.
Структурированная вода с растворенными в ней питательными веществами представляет собой клеточный сок сочных растительных объектов. Химический состав растительных тканей определяет их высокую пищевую ценность, диетические и лечебно-профилактические свойства.
Углеводыв плодах и овощах образуются в результате фотосинтеза, они составляют основную массу органических веществ и находятся в легкоусвояемой форме. Они являются основным источником энергии, а также используются в качестве строительного материала клеток и растительных тканей. В организме человека сахара используются для синтеза энергии, которую все живые системы запасают в процессе дыхания в виде молекул АТФ. Количество и состав углеводов определяют вкусовые и структурно-механические свойства плодов и овощей, их устойчивость при хранении и пригодность к переработке.
Преобладают моносахара - глюкоза и фруктоза, которые входят в состав дисахарида сахарозы. По степени сладости они расположены в следующем порядке: глюкоза - 100%, сахароза -145% и фруктоза- 220%. В среднем в плодах и ягодах содержится от 4 (в лимонах и клюкве) до 23% (в бананах, финиках, винограде) Сахаров. В овощах - от 2 (картофель, огурцы) до 9% (дыня, лук репчатый острых сортов, свекла).
Глюкоза (виноградный сахар) - моносахарид, который находится в плодах и овощах в свободном виде, а также входит в состав важнейших ди- и полисахаридов - сахарозы, крахмала, гликогена, целлюлозы, инулина и др. Она лучше других Сахаров усваивается организмом и относится к наиболее легко- и быстроусвояемым источникам энергии. В этой связи глюкозу используют в медицине для внутривенных инъекций. Для усвоения глюкозы требуется инсулин. Глюкоза при поступлении в организм всасывается в кровь, откуда поступает в клетки органов, где происходит ее окисление с образованием энергии (молекул АТФ), она необходима для питания тканей мозга, мышц (в т. ч. сердечной мышцы миокарда), участвует в поддержании уровня сахара в крови, накоплении гликогена в печени, незаменима для восстановления сил при физических нагрузках и при тяжелых заболеваниях.
Фруктоза (плодовый сахар) - относится к легкоусвояемым углеводам, быстро выводится из крови, однако усваивается в кишечнике медленнее, чем глюкоза, при этом быстрее переходит в запасающее вещество "животный крахмал" - гликоген. Фруктоза лучше переносится больными сахарным диабетом, рекомендуется людям, ведущим малоподвижный образ жизни, при ожирении и при стрессах.
Сахароза (свекловичный сахар) - представляет собой наиболее распространенный дисахарид, под влиянием кислот и ферментов легко подвергается гидролизу до глюкозы, фруктозы.
Соотношение глюкозы, фруктозы и сахарозы является видовым признаком плодов и овощей. Например, в семечковых плодах преобладает фруктоза, в абрикосах, персиках, сливе - сахароза, в ягодах, вишне и черешне минимальное содержание сахарозы, а фруктоза и глюкоза находятся в равных соотношениях. Содержание Сахаров в плодах и овощах после сбора урожая постоянно уменьшается, т. к. они расходуются для обеспечения жизнедеятельности растительных тканей.
Высокомолекулярные полисахариды. Крахмал состоит из остатков молекул глюкозы, он является основным запасным питательным веществом некоторых плодов и овощей и откладывается в цитоплазме клеток в виде крахмальных зерен. Содержание крахмала зависит от вида и степени зрелости плодов и овощей. Высокое содержание крахмала в картофеле (12-25%), в зеленом горошке, бобовых овощах и сахарной кукурузе - 5%, в остальных овощах - в среднем 0,1-1,0%. Форма и размер крахмальных зерен зависят от вида культуры. Зерна крахмала картофеля наиболее крупные (1-100 мкм), яйцевидной формы, имеют внутри ярко очерченные концентрические окружности, наиболее часто встречается размер 20-40 мкм. Клубни с размером крахмальных зерен меньше 20 мкм при варке сильно набухают, разрываются и образуется мажущаяся консистенция. При хранении картофеля содержание крахмала и размер крахмальных зерен уменьшаются, в результате снижается развариваемость картофеля.
В плодах и ягодах крахмал практически отсутствует, в незрелых плодах яблок зимних сортов при уборке содержится около 2% крахмала, в процессе дозревания его содержание снижается практически до 0%, по скорости гидролиза крахмала судят о скорости дозревания яблок. Много крахмала содержится в зеленых бананах 16-20% сухого вещества (менее 1% сахара), в дозревших бананах соотношение этих веществ изменяется соответственно до 1-2% крахмала и 16-18% сахара. При созревании овощного гороха, фасоли и сахарной кукурузы происходит обратный процесс - превращение сахара в крахмал.
Инулин - полисахарид, который состоит из остатков фруктозы, выполняет функции запасающего вещества. В большом количестве содержится в клубнях топинамбура (до 20%), в чесноке, корнях цикория, артишоках (около 17%). Инулин легко подвергается гидролизу, поэтому его используют для производства фруктозы.
Пектиновые вещества - это высокомолекулярные соединения, представляют собой полимеры галактуроновой кислоты. В состав пектиновых веществ входят: пектин - водорастворимые, высокомолекулярные соединения, состоящие из частично или полностью метоксилированных остатков галактуроновой кислоты (метиловых эфиров галактуроновой кислоты); пектиновая кислота - полностью деметоксилированные пектины; пектаты - соли пектовых кислот; протопектин - нерастворимое в воде сложное соединение, включающее молекулы пектина, цепочки которых связаны между собой ионами Са+2, Mg+2 и фосфорными мостиками, может образовывать комплексы с целлюлозой, гемицеллюлозой и др.
Содержание пектиновых веществ в плодах и овощах довольно высокое: в яблоках, сливе, черной смородине, персиках, абрикосах, клюкве, крыжовнике содержится 1,0-1,8% пектина. В овощах пектиновых веществ содержится меньше, например в репе, свекле, тыкве, моркови - около 1%, в остальных овощах - 0,2-0,4%. Причем в кожуре большую часть пектиновых веществ представляет протопектин, а в мякоти - растворимый пектин.
Пектиновые вещества имеют коллоидную структуру, играют важную роль в обеспечении водного обмена, отвечают за влаго-удерживающую способность тканей. Пектиновые вещества определяют лежкоспособность и консистенцию плодов и овощей и свежем и переработанном виде. Протопектин обуславливает твердость незрелых плодов. Он находится в наружном слое клеточных стенок и в межклеточном пространстве и "цементирует" клетки растительных тканей, придавая им механическую проч-ность, а по мере созревания переходит в растворимый пектин клеточного сока и хорошо удерживает клеточную влагу. При этом связь между клетками ослабевает, стенки клеток становятся тоньше, ткани разрыхляются. В этот период продукция отличается самыми высокими потребительскими свойствами - сочностью и хорошей консистенцией. При перезревании происходит дальнейший гидролиз пектиновых веществ, полное обособление клеток, которое сопровождается размягчением тканей и потерей сочности. Например, при съеме с дерева яблоки осенних сортов жесткие, малосочные, в процессе хранения становятся сочными и вкусными, а перезревшие яблоки приобретают кашеобразную консистенцию и теряют потребительские свойства. У малолежких сортов этот процесс протекает быстрее. Аналогичные процессы протекают при термической обработке плодоовощной продукции, в результате гидролиза протопектина до пектина ткани приобретают мягкую консистенцию в вареном или жареном виде. Растворимые пектины в среде, содержащей сахар и кислоты, образуют желе (пектин : сахар : кислота - 1 : 60 : 1), это явление используется при производстве желе, мармелада и повидла.
Важную роль пектиновые вещества играют в питании человека как энтеросорбент экологически вредных веществ: радионуклидов, солей тяжелых металлов, многих токсичных органических соединений, которые сорбируются пектиновыми веществами и выводятся из организма.
Целлюлоза (клетчатка) - полисахарид с высокой степенью полимеризации остатков глюкозы. Молекулы целлюлозы объедены в переплетенные микофибриллы, имеют высокую химическую устойчивость - нерастворимы в воде, гидролиз молекулы происходит только при нагревании, при высоком давлении в присутствии сильных кислот. Лежкоспособность и транспортабельность плодоовощной продукции коррелирует с содержанием целлюлозы в продукции. Содержание целлюлозы составляет в плодах 0,5-2%, в овощах достигает почти 3%. К гемицеллюлозам относится большая группа высокомолекулярных соединений, которые совместно с клетчаткой образуют клеточные стенки. Гемицеллюлозы нерастворимы в воде, но растворяются в щелочах и подвергаются гидролизу в слабых кислотах. Содержание гемицеллюлоз коррелирует с содержанием клетчатки и составляет от 0,2 до 3%.
При созревании и переработке плодов и овощей гемицеллюлозы подвергаются частичному гидролизу, что приводит к размягчению тканей.
Пищевые волокна включают клетчатку, гемицеллюлозу, лигнин и пектиновые вещества, относятся к группе биополимеров, имеющих важное значение в рационе питания современного человека. Роль пищевых волокон в питании состоит в выведения целого ряда метаболитов пищи и загрязняющих ее веществ из организма человека, в регуляции водного обмена, уровня холестерина, они сорбируют и выводят из организма желчные кислоты, активизируют перистальтику и очистку кишечника от продуктов гнилостного разложения пищи, стимулируют процесс всасывания ряда минеральных веществ.
Органические кислотысодержатся во всех плодах и овощах и придают каждому виду свой специфический вкус. Органические кислоты активизируют секрецию поджелудочной железы, функции желудка, процессы пищеварения и усвоения разнообразной пищи, тормозят развитие гнилостных и патогенных микроорганизмов.
Все звенья обмена в живой клетке связаны с превращением органических кислот. Реакции обмена углеводов, белков, жиров происходят с образованием органических кислот. Суточная потребность в органических кислотах - 2 г, она удовлетворяется в основном за счет плодоовощной продукции.
Содержание кислот в плодах и ягодах колеблется в среднем от 0,5 (груша) до 3,0% (кизил, алыча), исключение составляет лимон - 7%. В овощах содержание кислот ниже и составляет в среднем 0,3-1%, исключение - щавель и ревень (1,5%). В растениях содержатся в основном органические кислоты. Кислоты могут быть летучие (муравьиная, масляная, уксусная), они в свободном состоянии или в виде эфиров участвуют в формировании аромата (например, метиловые эфиры муравьиной и масляной кислот участвуют в создании аромата яблок).
В плодоовощной продукции находится широкий спектр органических кислот, необходимых для обеспечения жизнедеятельности растительного организма, но в каждом растительном виде преобладает одна кислота. В этой связи содержание кислот выражают в пересчете на преобладающую кислоту. В яблоках 70% составляет яблочная кислота, лимонная - 20, янтарная - 7, остальные кислоты - 3%. Поэтому содержание кислоты в яблоках выражают в пересчете на яблочную кислоту.
В зависимости от вида плодов и овощей в них преобладают следующие кислоты: яблочная - в плодах семечковых и косточковых плодов; лимонная - в цитрусовых, клюкве, малине; винная кислота - в основном в винограде; щавелевая - в щавеле, шпинате, ревене, в незначительных количествах в ягодах и плодах; салициловая кислота - в малине и землянике; бензойная кислота - в бруснике, клюкве; янтарная кислота содержится главным образом в незрелых плодах, сорбиновая - в рябине. В овощах преобладает яблочная кислота, исключение составляет картофель, в котором преобладает лимонная кислота.
Салициловая кислота является природным жаропонижающим средством малины, а бензойная и сорбиновая кислоты - консервантами, поэтому брусника, рябина и клюква хорошо сохраняются. Порог ощущения кислого вкуса индивидуален для каждой кислоты и составляет для лимонной кислоты - 0,0154, для яблочной - 0,0107, для винной - 0,0075 г в 100 мл раствора. Вкус плодов и овощей обусловлен общим количеством кислот, содержанием и видом преобладающей кислоты, содержанием Сахаров с учетом их коэффициента сладости, наличием дубильных веществ, эфиров, гликозидов и других соединений, способных влиять на вкусовые ощущения.
В процессе дозревания и хранения плодов содержание кислот снижается. Снижение количества кислот происходит быстрее, чем снижение Сахаров, поэтому сахарокислотный коэффициент, характеризующийся отношением массовой доли Сахаров к массовой доле кислот, постоянно увеличивается, следствием чего является повышение ощущения сладкого вкуса.
Азотсодержащие веществавключают в свой состав белки, аминокислоты, ферменты, нитраты, амиды, нуклеиновые кислоты, другие соединения органической и неорганической природы. Значение этих соединений в жизнедеятельности растительных объектов и в питании человека играет большую физиологическую роль. Примерно половина азотистых веществ приходится на долю белков. Общее содержание белков в плодах и ягодах невелико и составляет 0,2-1,5% и в овощах - 1-2%. Наиболее богаты ими орехи - до 28%, плоды маслин - 7, брюссельская капуста и зеленый горошек - более 5, фасоль - 4%. В картофеле содержание белка составляет 1,5-2%, но потребление его в некоторых регионах достигает 150 кг/год, поэтому он приобретает значение как источник белка. В белке картофеля туберине аминокислотный состав приближен к полноценному яичному белку. При хранении картофеля в мякоти увеличивается содержание свободных аминокислот, в т. ч. тирозина, который может реагировать с редуцирующими сахарами и образует темноокрашенные соединения, чем объясняется потемнение сердцевины клубня при длительном хранении.
Особую роль в питании играют азотистые соединения белковой природы - ферменты, которые являются биологическими катализаторами всех реакций, протекающих во всех живых системах. Для нормального пищеварения организм должен обладать необходимым запасом полного комплекса ферментов. При термической обработке пищи ферменты теряют свою активность и вся нагрузка ложится на ферментативную систему самого организма. В свежих плодах и овощах содержится высокоактивный комплекс ферментов, которые сохраняют свою активность в кишечнике и включаются в процесс гидролиза и синтеза органических веществ. Это значительно облегчает работу кишечника и способствует лучшему усвоению зерномучных, кондитерских, жиросодержащих, мясных и рыбных продуктов.
Нитраты в растения поступают из почвы и не являются для них токсичными соединениями. Опасность представляет превышение содержания нитратов в продукции в результате повышения доз вносимых азотных удобрений. Способность к накоплению нитратов является генетически детерминированным фактором. По данному признаку все плоды и овощи делят на три группы: - остаточное содержание нитратов может достигать 200-4000 мг
NO3 мг/кг в продукции, например в свекле, редисе, шпинате,
кочанном салате, редьке, цикории;
- накапливается 300-600 мг NO3 мг/кг (цветная капуста, морковь, картофель, сельдерей);
- накапливается до 100 мг NO3 мг/кг (томаты, огурцы, перец, дыня, яблоки).
Для каждого вида плодоовощной продукции установлены допустимые безопасные уровни нитратов, например для томатов - 150 (открытый грунт) и 400 мг/кг (закрытый грунт), для зеленных и лиственных овощей - 2000 мг/кг. Токсичность нитратов обусловлена превращением их в организме человека под действием ферментов в нитрит-ионы, которые взаимодействуют с двухвалентным ионом железа гемоглобина крови и переводят его в трехвалентное с образованием метгемоглобина, в результате чего снижается количество переносимого кровью кислорода. Кроме того, установлено, что нитраты в организме превращаются в нитрозосоединения. В настоящее время выявлено около 300 нит-розосоединений, все известные нитрозосоединения обладают канцерогенным и мутагенным действием.
Гликозиды- это сложные эфиры моносахара (глюкозы) с соединениями не углеводной природы (агликонами) - спиртами, фенолами, кислотами, альдегидами и др. Они придают специфический аромат и вкус (как правило, характерный горький) плодоовощной продукции, являются запасающими веществами, т. к. при гидролизе образуется молекула моносахара. Гликозиды - сильнейшие антагонисты микроорганизмов, повреждающих плодоовощную продукцию. Накапливаются главным образом в кожуре и семенах, при неблагоприятных условиях хранения могут переходить в мякоть. При варке практически всегда разрушаются. Много гликозидов накапливается в овощах семейства крестоцветных (редька, капустные, хрен), которые при распаде дают горчичные масла. Наиболее распространенными гликозидами являются следующие.
Амигдалин содержится в ядрах горького миндаля, абрикосов (до 3%), вишни, слив (до 1%). При гидролизе образуется бензаль-дегид и синильная кислота, являющаяся сильнейшим ядом. Этим объясняется опасность использования домашних вин и настоек с косточками после длительного хранения. К цианогенным гликозидам относится также пруназин, содержащийся в черемухе. Нарингин обусловливает горький вкус незрелых плодов, кожуры и подкожного слоя грейпфрутов и томатов, при дозревании он частично или полностью разрушается. Лимонин содержится в семенах, в кожуре и подкожном слое лимона и других цитрусовых плодов. При подмораживании и загнивании, при нарушении целостности ткани может происходить реакция с лимонной кислотой, в результате чего плоды приобретают горький вкус. Гесперидин не имеет горького вкуса, содержится в кожуре цитрусовых плодов. Обладает выраженной Р-витаминной активностью. Соланины представлены а-, Р-, у-соланином и а-, Р-, у-чаконином, которые содержатся в картофеле, баклажанах и незрелых томатах. Соланины обусловливают устойчивость растений к фитопатогенам и повышают их сохраняемость. Соланины - ядовитые вещества, при концентрации в продукте более 20 мг/100 г могут вызывать гемолиз красных кровяных телец, отравление организма, рвоту. Высокое содержание соланина образуется при позеленении и прорастании картофеля. Синигрин содержится в семенах черной горчицы, хрене, при гидролизе образуется аллиловое масло, характерное для вкуса горчицы и хрена.,
Фенольные соединения- большой класс органических веществ, в молекулу которого входит бензольное кольцо, содержащее одну или несколько гидроксильных групп. Вещества фе-нольной природы играют важную роль в формировании потребительских свойств продукции: участвуют в образовании цвета, вкуса и аромата; защищают от повреждения фитопатогенными микроорганизмами. При внедрении патогена в клетке резко увеличивается синтез фенольных соединений, которые обладают антимикробными свойствами и могут либо убить, либо подавить жизнедеятельность микроорганизмов. Участвуют в регуляции продолжительности и глубины состояния покоя овощей в весенний период; активизируют реакции заживления раневых повреждений тканей; обладают Р-витаминной активностью, антисептическими и антиоксидантными свойствами и подавляют нежелательные радикально-окислительные процессы в организме человека. Фенольные соединения содержатся больше всего в покровных тканях, в паренхимных тканях, внутри клетки они находятся в вакуолях. В здоровой клетке строго определенное количество полифенолов поступает из вакуоли в цитоплазму и включается в последовательность биохимических реакций в клетках растения. При механическом повреждении клетки нарушается ее ультраструктура, в цитоплазму попадает большое нерегулируемое количество фенолов, которые не успевают окислиться и начинают конденсироваться между собой и с аминокислотами. В результате образуются темноокрашенные соединения (флоба-фены), этим объясняется потемнение тканей в результате ударов, нажимов, замораживания. Потемнение тканей может происходить в присутствии кислорода воздуха и в результате действия фермента полифенооксидазы с образованием темноокрашенных флобафенов, которые объясняют появление потемнения мякоти очищенных или нарезанных плодов и овощей.
Содержание фенолов зависит от вида и степени зрелости плодов и овощей: в хурме - 0,02-2,3%, в терне - 0,05-1,7%, много в терпких сортах груш, айве, кизиле. При созревании плодов общее содержание фенолов снижается, что сопровождается снижением их терпкости.
Красящие веществаобусловливают окраску плодов и овощей. Все пигменты плодоовощной продукции, обеспечивающие разнообразную палитру цветов и их оттенков, можно условно разделить на три класса соединений: флавоноиды, каротиноиды и хлорофилл. Содержание пигментов и их соотношение в клетке изменяется в зависимости от степени зрелости, условий хранения, транспортирования и технологии переработки.
Флавоноиды - водорастворимые пигменты, представляющие собой гликозиды фенольной природы. Они обладают высокой антимикробной активностью, повышают устойчивость растительных объектов к стрессовым ситуациям, многие отличаются антиоксидантной активностью, выполняют защитную функцию в растительных тканях. В зависимости от химического состава флавоновые пигменты делят на две группы - антоцианы и флаво-новые пигменты.
Антоцианы придают плодам и овощам все оттенки от красного до темно-фиолетового цвета. Антоцианы могут окрашивать только покровные ткани (слива, яблоки, виноград) или всю мякоть с покровными тканями. Накопление антоцианов в плодоовощной продукции происходит по мере их созревания и достигает максимума в потребительской стадии зрелости. Цвет антоцианов зависит от их химического состава, рН-среды (в кислой среде он красный, а в щелочной - синий), от наличия ионов металлов. Например, с ионами К, Na и Fe образуются соединения синего цвета, в присутствии олова - соединения от фиолетового до черного цвета. Повышение температуры в процессе хранения или консервирования может приводить к изменению окраски антоцианов вишни, черешни и земляники. Антоцианы могут разлагаться на свету, что приводит к частичному или полному обесцвечиванию свежей и переработанной продукции. Цвет основных представителей плодоовощной продукции обусловлен разными видами антоцианов, например, цанидин входит в состав пигментов сливы, краснокочан-ной капусты, яблок, картофеля; энин содержится в кожице и ягодах винограда; керацианин - в вишне; бетанин - в свекле и т. д. Однако цвет плодоовощной продукции чаще всего создается не одним пигментом, а целым комплексом антоцианов.
Флавоновые пигменты находятся в плодах с желтой окраской и могут придавать продукции все оттенки от желтого до оранжевого цвета, например, кверцетин - пигмент желтого цвета, содержится в больших количествах в чешуе репчатого лука. Аналогичные пигменты находятся в кожуре яблок и в других плодах.
Жирорастворимые пигменты хлорофилл и каротин наряду с флавоноидами участвуют в создании и изменении окраски плодов и овощей.
Хлорофилл находится в хлоропластах и обуславливает зеленый цвет. По химической структуре различают два вида хлорофилла - а и б. При созревании или дозревании многих видов плодов и овощей интенсивность зеленого цвета снижается, количество хлорофилла снижается, а каротиноидов возрастает, появляются желтые, оранжевые, красные и часто более темные тона. Хлорофилл очень не стоек в хранении и припереработке продукции.
В кислой среде и при нагревании в водной среде он переходит в феофитин, имеющий зелено-бурую окраску, ионы железа придают коричневую окраску, олова и алюминия - серую, меди - ярко-зеленую.
Каротиноиды окрашивают плоды и овощи в спектр красок от желтого до красного. Известно более 50 соединений, относящихся к группе каротиноидов, интенсивность их окраски зависит от химического строения и количества двойных связей. Наиболее значимы в формировании окраски следующие каротиноиды.
Каротин окрашивает в оранжевый цвет морковь, абрикосы, персики, облепиху, тыкву. В зеленых овощах каротин содержится совместно с хлорофиллом. Каротиноиды хорошо сохраняются при тепловой обработке, однако при сушке окисляются кислородом воздуха и разрушается под действием УФ-лучей.
Ксантофилл - желтый пигмент, продукт окисления каротина, совместно с другими пигментами содержится в зеленых овощах, кожуре цитрусовых, кукурузе, томатах.
Ликопин - изомер каротина красно-оранжевого цвета, наиболее распространен в зрелых томатных овощах, обладает антиканцерогенными свойствами. Оптимальными условиями синтеза ликопина является температура 22-24 °С и хорошая аэрация, что учитывается при хранении и транспортировании томатов разной стадии зрелости. Более высокие и низкие температуры замедляют синтез ликопина. Капсантин - желтый пигмент, входящий в состав пигментов красного перца. Цитроксантин - продукт окисления Р-каротина, окрашивает кожуру цитрусовых плодов.
Витамины - незаменимые пищевые вещества, которые не синтезируются в организме человека или синтезируются в недостаточном количестве, обладают высокой биологической активностью, участвуют в регуляции процессов жизнедеятельности. К витаминам относят 13 соединений или групп соединений. Существуют также девять витаминоподобных соединений. Как недостаток, так и избыток витаминов вызывает серьезные заболевания человека. В плодах и овощах обнаружены все известные витамины, кроме В12 и D. Наиболее богаты плоды и овощи витаминами С, В9, Р, А, Е, К и витаминоподобными соединениями В15, U.
К водорастворимым витаминам относится витамин С (аскорбиновая кислота). Рекомендуемые нормы потребления витамина С в России составляют 70-100 мг в сутки. При возрастании физических нагрузок, нервно-эмоциональном стрессе потребность в витамине возрастает, а при курении норма потребления должна быть увеличена на 50%.
Плоды и овощи являются основным источником аскорбиновой кислоты. В среднем содержание витамина С в зеленых грецких орехах составляет около 1000 мг/100 г, в плодах шиповника - 650 мг/100 г, черной смородине - до 300 мг/100 г, перце - до 250 мг/100г, облепихе-до 200 мг/100 г, зеленом луке-60 мг/100 г, землянике садовой - 50-100 мг/100 г, апельсинах - 30-70 мг/100 г, лимонах - 40-65 мг/100 г, яблоках - 10-30 мг/100 г. В овощах содержание аскорбиновой кислоты не высокое, но учитывая высокий уровень их потребления, они играют важную роль в удовлетворении организма человека витамином С, например, в сырой белокочанной капусте содержится 40-60 мг/100 г. В большинстве случаев содержание витамина С в кожуре и прилегающих к ней тканях выше, чем в мякоти. При хранении содержание витамина С уменьшается. Повышенные температуры, солнечный свет, механические повреждения, термическая обработка, особенно в присутствии кислорода, а также наличие тяжелых металлов ускоряют потери аскорбиновой кислоты.
Витамин Р (биофлавоноиды) - группа биологически активных соединений растительного происхождения, которые обладают способностью увеличивать прочность кровеносных сосудов и повышать их проницаемость. Потребность в витамине Р составляет около 30-50 мг/сутки. Считается, что витамин Р проявляет свою активность только в присутствии витамина С и усиливает биологический эффект последнего. Обычно оба витамина встречаются вместе, и содержание одного витамина пропорционально содержанию другого. Наиболее высокой Р-витаминной активностью обладают черноплодная рябина (до 3000 мг/100 г), черная смородина (до 2000 мг/100 г), слива, брусника, черника (до 600 мг/100 г), виноград, клюква, вишня (200-300 мг/100 г).
Витамин В9 (фолиевая кислота) широко распространена в природе, особенно в листовой зелени (в петрушке - 100 мг/100 г, салате - 50 мг/100 г), в капусте (10-20 мг/100 г). Фолиевая кислота и ее производные являются неустойчивыми соединениями и легко разрушаются при технологической и кулинарной обработке пищи. Суточная потребность составляет 0,2-0,4 мг.
Из жирорастворимых витаминов наиболее значимыми для плодоовощной продукции являются следующие.
Витамины группы А (ретинол) в растительной продукции находятся главным образом в форме провитаминов - каротино-идов, из которых наиболее активным является р-каротин. Нормы потребления витамина А составляют от 800 до 1000 ретиноло-вых эквивалентов. К продуктам, богатым Р-каротином, относятся морковь, сладкий перец, орехи, плоды шиповника, облепихи (до 15 мг/100 г), тыква, томаты, абрикосы, персики (2-8 мг/100 г), каротин сопутствует хлорофиллу и содержится во всех зеленых частях растений.
Витамин Е (соединения, обладающие активностью а-токо-ферола) является одним из самых сильных антиоксидантов. Основными растительными источниками витамина Е являются облепиха, орехи, зеленные и капустные овощи (1-15 мг/100 г), а в облепиховом масле содержание витамина Е достигает 150 мг/100 г. Рекомендуемая норма потребления - 10-15 мг/сутки.
Витамины группы К участвуют в процессе свертывания крови; к ним относятся витамин К(, синтезируемый в растениях, и К2, который продуцируется различными бактериями, в т. ч. микрофлорой кишечника человека. Наиболее богаты витамином К шпинат (до 40 мкг/г), капустные овощи, листья крапивы (до 30 мкг/г) и томаты (до 8 мкг/г).
Витаминоподобные вещества. Витамин В15 (пангамовая кислота) - биологически активное соединение, повышающее выносливость, устойчивость организма к недостатку кислорода, оказывает детоксицирующее действие при отравлении этанолом и синильной кислотой. Содержится во многих плодах и овощах. Инозит участвует в построении мембран клеток, нервных тканей, нормализует жировой обмен. Из растительных продуктов инозитом богаты апельсины, зеленый горошек (150-250 мг/100 г), остальные фрукты и овощи содержат 20-80 мг/100 г. Потребность человека составляет 0,5-1,0 г/сутки.
Витамин U (от лат. ulcus - "язва") обладает противоязвенным эффектом, в больших количествах содержится в спарже, капусте, зелени петрушки, репе, перце, моркови, томате, луке.
Минеральные вещества.Особенностью минеральных веществ плодов и овощей является преобладание в них щелочных ионов, благодаря чему они поддерживают кислотно-щелочное равновесие крови и тканевых жидкостей в организме человека.
Плоды и овощи являются богатейшим источником минеральных веществ, в них содержится более 60 макро- и микроэлементов, содержание их составляет 0,3-1,2% в плодах и 0,4-1,8% в овощах, при этом преобладают калий, кальций, фосфор, железо. На долю калия приходится более половины всех минеральных веществ (при низком содержании натрия), калий активизирует проницаемость мембран клетки, участвует в регуляции водного обмена, способствует выведению воды из организма, поэтому богатые калием курага, изюм, чернослив, картофель, бобовые, капуста, апельсины и др. рекомендуются при повышенном давлении и сердечной недостаточности.
Натрий, наоборот, способствует удержанию воды в организме.
Кальций и фосфор входят в состав костной ткани, участвуют в энергетическом обмене, мышечном сокращении. Соотношение (Са + Mg + Р) / (К + Na) обусловливает буферные свойства крови. Кальций защищает мембраны от разрушения, предупреждает старение организма, необходим для нормальной проводимости нервных волокон, сократительной деятельности мышц, системы свертывания крови, действия многих гормонов. Кальцием богаты салатно-шпинатные и зеленные овощи, морковь, ягоды.
Магний наряду с калием является преобладающим элементом в клетке, входит в состав многих ферментов, участвует в регуляции эластичности мышечной ткани, недостаток магния в организме увеличивает риск заболевания инфарктом миокарда и других заболеваний сердца, повышению утомляемости, депрессии. Магний входит в состав молекулы хлорофилла и в необходимом количестве содержится во всех зеленных и других видах овощей.
Фосфора много в винограде, картофеле, капустных овощах, моркови, салате и др.
Железо входит в состав гемоглобина крови, им богаты ягоды, капустные овощи, яблоки, салатно-шпинатные и зеленные овощи, томаты, редька, морковь, свекла. Особое значение для профилактики и лечения малокровия имеет земляника, эффективность которой усиливается наличием фолиевой кислоты.
Такие микроэлементы, как цинк, марганец, молибден, медь и др., входят в состав ферментов, гормонов, играют роль регуляторов процессов обмена веществ. Йод находится в структуре гормонов щитовидной железы, он содержится в плодах фейхоа, хурме, яблоках, апельсинах, бананах, салате, шпинате.
Селен в микроколичествах участвует в работе сложной анти-оксидантной системы организма, включающей также аскорбиновую кислоту, витамин Е, антоцианы, которые играют важную роль в защите человека от целого ряда заболеваний (атеросклероз, рак, СПИД). Селен также входит в состав ферментов, регулирующих содержание и обмен йодсодержащих гормонов щитовидной железы. Трехвалентный хром в микродозах необходим для нормальной утилизации глюкозы, для обеспечения процессов роста. Селен и хром поступают в растительные продукты из почвы.
Фитонциды и фитоалексины- химические соединения, обладающие способностью подавлять жизнедеятельность или вызывать гибель микроорганизмов, поражающих свежие плоды и овощи.
Фитонциды, как правило, легколетучие антибиотические соединения, постоянно находятся в растительных объектах и являются продуктами нормального обмена растительных тканей, к ним относится целый комплекс веществ - эфирные масла, гликозиды, кислоты и др. Бактерицидными свойствами обладают фитонциды лука, чеснока, горчицы, хрена, редьки, горького перца, петрушки, сельдерея и других овощей. Считается, что фитонцидной активностью обладают лимоны и некоторые сорта яблок. Например, настои из хвои, листьев черемухи, чешуи репчатого лука, сок хрена и алоэ, сухая луковая чешуя, чеснок подавляют развитие многих видов плесени.
Фитоалексины, как правило, отсутствуют или находятся в небольших количествах в целых, не поврежденных микроорганизмами тканях и активно начинают синтезироваться в растениях в ответ на внедрение фитопатогена. В настоящее время установлено около 20 соединений, выполняющих функции фитоалексинов.
Фитонциды и фитоалексины действуют в растительной ткани по принципу синергизма, т. е. усиливают действие друг друга. При возникновении микробиологического повреждения в растительных объектах дополнительно начинает работать целый комплекс защитных реакций, в т. ч. некротизация, суберинизация ткани, синтез комплекса полифенолов и др.
Жирысодержатся главным образом в небольших количествах в мякоти плодов и овощей, основное содержание жиров находится в кутикуле и семенах, наиболее богаты жирами орехи, оливки, облепиха.
Эфирные масла - летучие соединения, обуславливают разнообразие аромата, антимикробные свойства плодов и овощей и придают горький вкус луку, чесноку, горькому перцу, хрену. Наиболее богаты эфирными маслами пряные овощи, лук, чеснок, кожура цитрусовых плодов и др.
Кутикулярные вещества обычно включают кутин и воски, которые покрывают наружные стенки клеток эпидермиса (кожицы) и защищают плоды и овощи от испарения влаги, увядания, чрезмерного увлажнения водой, поражения микроорганизмами, а также регулируют состав внутритканевой газовой среды и интенсивность дыхания. Толщина воскового налета и его химический состав зависят от вида, сорта и степени зрелости плодоовощной продукции. При уборке, сортировке и транспортировании он может повреждаться или удаляться с поверхности, что приводит к снижению лежкоспособности продукции.
Лигнин- сложное полимерное вещество фенольной природы, обычно появляется в стареющих клеточных оболочках. При накоплении его мякоть становится грубой (мякоть свеклы с грубыми сосудистыми пучками, мякоть перезревшего редиса). В плодах лигнин находится в каменистых клетках незрелых груш и айвы, при созревании которых количество лигнина резко снижается и мякоть делается более нежной и сочной.