Chemia żywności Tom 1

Przedmowa XIII 1. Zakres i rola chemii żywności – Zdzisław E. Sikorski 1 1.1. Zakres i rozwój chemii żywności 3 1.2. Rola chemii w gospodarce żywnościowej 3 1.2.1. Priorytety 3 1.2.2. Zagrożenia i korzyści 5 1.2.3. Rola chemii 7 1.3. Rola w kształceniu pracowników dla gospodarki żywnościowej i upowszechnianiu wiedzy o żywności 8 Bibliografia 10 2. Budowa surowców i produktów żywnościowych – Jolanta Tomaszewska-Gras 11 2.1. Surowce i produkty żywnościowe 13 2.2. Mięso 13 2.2.1. Wprowadzenie 13 2.2.2. Budowa tkanki mięśniowej 13 2.2.3. Skład chemiczny mięsa 17 2.3. Jaja 19 2.3.1. Wprowadzenie 19 2.3.2. Budowa jaja 19 2.3.3. Skład chemiczny jaja 21 2.4. Mleko 22 2.4.1. Definicja 22 2.4.2. Skład chemiczny mleka 22 2.5. Zboża 23 2.5.1. Wprowadzenie 23 2.5.2. Budowa zbóż 24 2.5.3. Skład chemiczny ziarna zbóż 25 2.6. Owoce jadalne 26 2.6.1. Definicje 26 2.6.2. Budowa 27 2.6.3. Skład chemiczny owoców 27 2.7. Warzywa 28 2.7.1. Definicje 28 2.7.2. Skład chemiczny warzyw 29 2.7.3. Ziemniak 30 2.8. Nasiona roślin strączkowych 31 2.9. Nasiona i owoce roślin oleistych 32 Bibliografia 33 3. Rola wody w żywności – Zbigniew Pałacha, Andrzej Lenart 35 3.1. Udział wody w surowcach i produktach spożywczych 37 3.2. Struktura wody 40 3.3. Stan wody w żywności 41 3.4. Aktywność wody 45 3.4.1. Izotermy adsorpcji 48 3.4.2. Modele izoterm adsorpcji wody 49 3.5. Wpływ wody na sensoryczne właściwości żywności 50 3.6. Aktywność wody a trwałość żywności 53 3.7. Woda pitna i wody mineralne 58 Bibliografia 64 4. Składniki mineralne – Anna Dołęga 67 4.1. Wprowadzenie 69 4.2. Wapń 75 4.2.1. Pierwiastek i jego funkcja w organizmie człowieka 75 4.2.2. Związki wapnia i ich wchłanianie w układzie pokarmowym – wpływ składników towarzyszących w żywności 76 4.2.3. Podstawowe źródła wapnia w żywności i jego suplementowanie 77 4.3. Fosfor 78 4.3.1. Funkcje w organizmie człowieka 78 4.3.2. Wchłanianie związków fosforu z żywności w przewodzie pokarmowym i jego transport w obrębie organizmu człowieka 80 4.3.3. Fosfor w żywności 80 4.4. Sód, potas i chlor 82 4.4.1. Funkcje sodu, potasu i chloru w organizmie człowieka 82 4.4.2. Wchłanianie jonów sodu, potasu i chlorków w przewodzie pokarmowym 83 4.4.3. Sód, potas i chlorki w pożywieniu 83 4.5. Magnez 85 4.5.1. Funkcje magnezu w organizmie człowieka 85 4.5.2. Wchłanianie magnezu w przewodzie pokarmowym 86 4.5.3. Magnez w pożywieniu 86 4.5.4. Skutki niedoboru magnezu w diecie i jego suplementy 87 4.6. Żelazo 87 4.6.1. Funkcje żelaza w organizmie człowieka i skutki jego niedoboru w diecie 87 4.6.2. Związki żelaza i ich wchłanianie 89 4.6.3. Żelazo w żywności 90 4.6.4. Suplementy żelaza 91 4.7. Fluor 91 4.7.1. Funkcje fluoru w organizmie człowieka 91 4.7.2. Wchłanianie fluoru w przewodzie pokarmowym 92 4.7.3. Fluor w napojach, suplementowanie fluoru i problemy zdrowotne związane z jego nadmierną podażą 92 4.8. Krzem 93 4.9. Cynk 94 4.9.1. Funkcje cynku w organizmie człowieka, objawy niedoboru i nadmiernego spożycia 94 4.9.2. Wchłanianie, transport i metabolizm cynku 96 4.9.3. Cynk w żywności. Biodostępność cynku w pożywieniu i suplementach 96 4.10. Pozostałe składniki mineralne 97 4.10.1. Mangan 97 4.10.2. Miedź 98 4.10.3. Selen 98 4.10.4. Jod 99 4.10.5. Molibden 100 4.10.6. Chrom 101 4.10.7. Kobalt 101 4.10.8. Bor 102 Bibliografia 102 5. Sacharydy – występowanie i znaczenie – Hanna Staroszczyk 105 5.1. Wprowadzenie 107 5.2. Sposoby oznaczania sacharydów w żywności 107 5.3. Zawartość sacharydów w żywności 109 5.3.1. Wprowadzenie 109 5.3.2. Monosacharydy 110 5.3.3. Oligosacharydy 112 5.3.4. Polisacharydy 115 5.4. Fizyczne i chemiczne właściwości sacharydów 120 5.4.1. Właściwości fizyczne 120 5.4.2. Właściwości chemiczne 121 5.5. Chemiczne i biochemiczne przemiany sacharydów w warunkach przechowywania i przetwarzania żywności 126 5.5.1. Reakcje nieenzymatycznego brązowienia 126 5.6. Celowe modyfikowanie skrobi 134 5.6.1. Wprowadzenie 134 5.6.2. Modyfikacje fizyczne 135 5.6.3. Modyfikacje chemiczne 136 5.6.4. Modyfikacje enzymatyczne 141 5.7. Rola sacharydów w tworzeniu sensorycznych cech żywności i żywieniu człowieka 144 5.7.1. Słodki smak sacharydów 144 5.7.2. Kształtowanie pożądanych cech sensorycznych artykułów żywnościowych w reakcjach Maillarda 145 5.7.3. Niepożądane efekty reakcji Maillarda 146 5.7.4. Strukturotwórcze właściwości sacharydów 148 5.7.5. Żywność funkcjonalna oparta na skrobi 149 Bibliografia 150 6. Lipidy – Anna Kołakowska 153 6.1. Wprowadzenie 155 6.2. Zawartość i rozmieszczenie lipidów w surowcach i produktach żywnościowych 156 6.3. Rola lipidów w organizmach roślinnych i zwierzęcych 159 6.3.1. Wprowadzenie 159 6.3.2. Zapasowy materiał energetyczny dla organizmu 160 6.3.3. Materiał budulcowy błon komórkowych 161 6.3.4. Przekaźnictwo sygnałów 167 6.3.5. Prekursory hormonów 168 6.4. Rola lipidów w żywności 171 6.4.1. Wprowadzenie 171 6.4.2. Właściwości sensoryczne i technologiczne 171 6.4.3. Emulsje 172 6.5. Występowanie głównych grup lipidów w żywności 173 6.5.1. Lipidy proste 173 6.5.2. Lipidy złożone 174 6.5.3. Kwasy tłuszczowe 175 6.6. Chemiczne i biochemiczne przemiany lipidów w warunkach przechowywania i przetwarzania żywności 180 6.6.1. Wprowadzenie 180 6.6.2. Hydroliza 180 6.6.3. Utlenianie 184 6.6.4. Wtórne produkty utleniania 187 6.6.5. Wskaźniki stopnia utlenienia 190 6.6.6. Czynniki wpływające na szybkość przemian 191 6.6.7. Obróbka cieplna 193 6.6.8. Skutki utleniania lipidów 195 6.6.9. Bioprzyswajalność utlenionych lipidów 198 6.6.10. Interakcje z innymi składnikami żywności 199 6.6.11. Zapobieganie niekorzystnym zmianom lipidów w żywności 201 6.6.12. Modyfikacja tłuszczów 204 6.7. Rola lipidów w żywieniu człowieka 206 6.7.1. Wprowadzenie 206 6.7.2. Cholesterol 207 6.7.3. SFA 207 6.7.4. MUFA 208 6.7.5. PUFA 208 6.7.6. Rola n-3 PUFA 209 6.7.7. Źródła n-3 PUFA 211 6.7.8. Bioprzyswajalność n-3 PUFA z różnych źródeł 213 6.8. Podsumowanie 213 Bibliografia 214 7. Białka – Zdzisław E. Sikorski 217 7.1. Zawartość i rola białka w żywności 219 7.2. Rola białek w tworzeniu funkcjonalnych cech żywności 221 7.2.1. Budowa białka a jego właściwości funkcjonalne 221 7.2.2. Rozpuszczalność białek 223 7.2.3. Utrzymywanie wody 225 7.2.4. Żelowanie 226 7.2.5. Emulgowanie 228 7.2.6. Powstawanie piany 231 7.3. Przemiany białek w przechowywanej żywności 232 7.3.1. Wprowadzenie 232 7.3.2. Procesy enzymatyczne 232 7.3.3. Utlenianie 233 7.3.4. Nieenzymatyczne brązowienie 235 7.4. Celowe modyfikowanie białek żywności 236 7.4.1. Wprowadzenie 236 7.4.2. Proteolityczne procesy w tradycyjnym utrwalaniu i przetwarzaniu żywności 236 7.4.3. Nowe zastosowania hydrolizy białek żywności 238 7.4.4. Modyfikowanie białek przy udziale transglutaminazy 240 7.4.5. Reakcje z aldehydami i nieenzymatyczne glikozylowanie (glikacja) 241 7.4.6. Acylowanie i oddziaływanie fosforanów(V) 243 7.5. Zmiany białek zachodzące w czasie obróbki cieplnej 245 7.6. Biologiczna rola białek żywności 249 7.7. Białka roślinne 252 7.7.1. Białka roślinne w światowej gospodarce żywnościowej 252 7.7.2. Białka ziarniaków zbóż 252 7.7.3. Białka nasion roślin strączkowych 256 7.7.4. Białka wiążące metale i białka słodkie 261 7.8. Białka jaja kurzego 263 7.8.1. Wprowadzenie 263 7.8.2. Białka części białkowej jaja 263 7.8.3. Białka żółtka jaja 267 7.9. Białka mleka 268 7.9.1. Wprowadzenie 268 7.9.2. Kazeiny 270 7.9.3. Białka serwatki 273 7.9.4. Endogenne enzymy mleka 274 7.10. Białka mięśniowe 276 7.10.1. Wprowadzenie 276 7.10.2. Białka miofibrylarne 276 7.10.3. Kolagen 279 7.10.4. Białka sarkoplazmatyczne 280 7.11. Białka organizmów jednokomórkowych 285 Bibliografia 286 8. Niebiałkowe związki azotowe – Edyta Malinowska-Pańczyk 289 8.1. Wprowadzenie 291 8.2. Wolne aminokwasy 291 8.2.1. Aminokwasy białkowe 291 8.2.2. Aminokwasy niebiałkowe 294 8.3. Peptydy 296 8.3.1. Smak peptydów 296 8.3.2. Peptydy o aktywności biologicznej 297 8.4. Kwasy nukleinowe i nukleotydy 303 8.5. Aminy 307 8.5.1. Wprowadzenie 307 8.5.2. Warunki wpływające na powstawanie BA 309 8.5.3. Występowanie amin biogennych w wybranych produktach 311 8.5.4. Lotne aminy 314 8.5.4. Nitrozoaminy i heterocykliczne aminy aromatyczne 315 Bibliografia 316 9. Interakcje składników żywności – Zdzisław E. Sikorski, Agata Witczak 317 9.1. Wprowadzenie 319 9.2. Reaktywne grupy 319 9.2.1. Reaktywne grupy lipidów, sacharydów i białek 319 9.2.2. Interakcje małocząsteczkowych składników 320 9.3. Rodzaje wiązań i przemian 322 9.3.1. Wprowadzenie 322 9.3.2. Niszczenie struktury 322 9.3.3. Krystalizacja 323 9.3.4. Emulgowanie, pienienie się i żelowanie 323 9.3.5. Reakcje enzymatyczne i chemiczne 324 9.4. Czynniki wpływające na reakcje w żywności 325 9.4.1. Wprowadzenie 325 9.4.2. Temperatura 326 9.4.3. Odczyn środowiska 330 9.4.4. Inne czynniki 331 9.5. Skutki reakcji składników w żywności 332 9.6. Interakcje składników żywności z lekami 334 9.6.1. Wprowadzenie 334 9.6.2. Wpływ żywności na wchłanianie leku 335 9.6.3. Wpływ składników żywności na metabolizm leku 336 9.6.4. Wpływ leków na składniki odżywcze 337 9.7. Podsumowanie 338 10. Naturalne barwniki roślinnych surowców żywnościowych – Anna Podsędek 339 10.1. Wprowadzenie 341 10.2. Biosynteza barwników i ich funkcje biologiczne 341 10.3. Barwniki chlorofilowe 343 10.3.1. Budowa i występowanie chlorofili 343 10.3.2. Przemiany barwników chlorofilowych 344 10.4. Barwniki karotenoidowe 346 10.4.1. Budowa i występowanie karotenoidów 346 10.4.2. Przemiany barwników karotenoidowych 347 10.5. Barwniki betalainowe 349 10.5.1. Budowa i występowanie betalain 349 10.5.2. Przemiany barwników betalainowych 350 10.6. Barwniki antocyjanowe 351 10.6.1. Budowa antocyjanów 351 10.6.2. Występowanie antocyjanów 354 10.6.3. Przemiany barwników antocyjanowych 355 Bibliografia 358 11. Substancje zapachowe i smakowe w żywności – Henryk Jeleń 361 11.1. Zapach i smak żywności a wybór konsumenta 363 11.2. Specyfika związków zapachowych 363 11.3. Tworzenie aromatu żywności 365 11.3.1. Lipidy jako prekursory związków zapachowych 366 11.3.2. Związki zapachowe tworzone z białek 373 11.3.3. Sacharydy jako prekursory związków zapachowych 377 11.3.4. Inne szlaki tworzenia związków zapachowych 380 11.3.5. Nielotne prekursory związków zapachowych 382 11.3.6. Obce zapachy w żywności 383 11.4. Specyfika percepcji związków zapachowych i smakowych 385 11.5. Związki o podstawowych smakach 386 11.5.1. Związki o smaku słodkim 386 11.5.2. Związki o smaku gorzkim 388 11.5.3. Związki o smakach słonym i kwaśnym 391 11.5.4. Związki o smaku umami 391 11.6. Związki generujące inne wrażenia sensoryczne 392 11.7. Związki modulujące smak 394 11.8. Podsumowanie 396 Bibliografia 396 12. Składniki i reakcje wpływające na reologiczne cechy żywności – Zenon Kędzior 399 12.1. Definicja właściwości reologicznych 401 12.2. Podstawowe zależności i metody badań 402 12.2.1. Definicja naprężenia, odkształcenia i szybkości odkształcenia w ścinaniu prostym 402 12.2.2. Podstawowe sposoby odkształcenia materiałów, modele liniowe ciała sprężystego, lepkiego i lepkosprężystego 404 12.2.3. Wydłużanie i ścinanie proste ciała stałego w zakresie bardzo małych odkształceń 404 12.2.4. Przepływ płynów lepkich 405 12.2.5. Lepkosprężystość liniowa 412 12.2.6. Podstawowe typy reometrów 421 12.3. Rola białek, sacharydów i lipidów oraz ich interakcji w tworzeniu reologicznych cech żywności 424 12.4. Wpływ parametrów obróbki na reologiczne cechy produktów żywnościowych 430 12.5. Udział właściwości reologicznych w ogólnej jakości surowców i produktów żywnościowych 434 Bibliografia 436 Skorowidz 437