Pytania na egzamin z Chemii Żywności- ciąg dalszy
1.Wiązanie wodorowe:
Pojedyncze wiązanie wodorowe jest bardzo labilne, łatwo się tworzy i ulega zerwaniu. Okres półtrwania wiązania jest mniejszy niż 10-10 s. Dlatego pojedyncze cząsteczki wody mogą łatwo zmieniać połączenie z sąsiednimi cząsteczkami wykazując przez to molekularną rychliwość a ostatecznie małą lepkość wody.
Wiązania wodorowe decydują o spójności ciekłej wody (kohezja), jak też o zdolnościach zwilżających wody (adhezja). Dzięki zjawiskom kapilarnym siły adhezji i kohezji umożliwiają transport wody w roślinach.
Wiązanie wodorowe jest ważnym czynnikiem stabilizującym reakcje wewnątrzkomórkowe. Wydzielane podczas reakcji ciepło jest pochłaniane przez wodę (duże ciepło właściwe). W warunkach wysokiej temperatury otoczenia, organizmy żywe regulują swoją temperaturę wydalając niewielkie ilości wody (transpiracja – rośliny, perspiracja – zwierzęta). Odparowanie wody pochłania 500 razy więcej energii niż podniesienie jej temperatury o 1’C. Działanie buforujące można zauważyć w środowisku.
2.Woda strukturalna:
- woda strukturalna (krystaliczna, związana chemicznie, <0,03%) integralna część składników niewodnych, ulokowana w wolnych przestrzeniach makrocząsteczek lub związana w postaci wodzianów
3.Dostepnośc wody; (chyba o to chodzi)
Jako ciecz i lód pokrywa 70% powierzchni ziemi.
Woda słodka stnowi 3% całkowitej ilości wody na ziemi, a z tego tylko 0,003% uczestniczy w cyklu hydrologicznym (atmosfera-hydrosfera).
Główny składnik ilościowy organizmów żyjących na ziemi (60-80% masy).
Środowisko, w którym zachodzi przemiana materii i energii, transport substancji odżywczych i produktów odpadowych wewnątrz komórki oraz wymiana substancji ze środowiskiem wewnętrznym.
Poza nielicznymi wyjątkami, biologicznie czynne struktury białek i kwasów nukleinowych, a także struktury nadcząsteczkowe (m.in. błony biologiczne) powstają jedynie w środowisku wodnym.
Woda bierze udział w wielu reakcjach chemicznych jako substrat lub produkt.
Jest jednym z elementów międzycząsteczkowych oddziałowań (m.in. wiązania wodorowe, budowa jonowa).
Jest źródłem tlenu uwalnianego przez rośliny (fotoliza wody).
2 H2O = O2 + 4H+ + 4e-
(atomy wodoru służą do syntezy związków organicznych, a gradient protonów do produkcji do produkcji energii chemicznej)
4. Amyloza i amylopektyna:
Skrobia nie jest związkiem jednorodnym, lecz mieszaniną dwóch polimerów glukozy: amylozy i amylopektyny.
Amyloza zbudowana jest z długich, nierozgałęzionych łańcuchów reszt glukopiranozowych powiązanych ze sobą wiązaniami α-1,4-glikozydowymi.
W amylopektynie natomiast łańcuchy reszt glukozowych są rozgałęzione. Obok wiązań alfa-1,4-glikozydowych, w punktach rozgałęzień występują jeszcze wiązania α-1,6-glikozydowe.
5. Skrobia modyfikowana:
Dlaczego modyfikujemy skrobię???
· ograniczona rozpuszczalność w wodzie
· mała stabilność termiczna
· niska odporność na zmiany pH środowiska
· mała odporność na działanie sił mechanicznych
· niekorzystne cechy reologiczne kleików i żeli
· retrogradacja i mętnienie kleików i żeli
· synereza żeli
· mała stabilność w cyklach zamrażalniczych
Cechy skrobie ulegające modyfikacjom:
· struktura, ziarnistość i krystaliczność
· rozpuszczalność i zdolność wiązania wody
· parametry charakterystyki klepkowania
· właściwości reologiczne kleików i żeli
· podatność na retrogradację
· zdolności teksturotwórcze, emulgujące, zagęszczające
· zdolność do tworzenia błon
· przezroczystość kleików
· adhezyjność żeli
· reaktywność chemiczna
Skrobie modyfikowane jako dodatek do żywności (w Polsce):
· skrobia utleniona (E 1404)
· fosforan monoskrobiowy (E 1410)
· fosforan diskrobiowy (E1412)
· fosforanowy fosforan diskrobiowy (E1413)
· acetylowany fosforan diskrobiowy (E1414)
· skrobia acetylowana (E1420)
· acetylowany adypinian diskrobiowy (E1422)
· hydroksypropylskrobia (E1440)
· hydroksypropylfosforan diskrobiowy (E1442)
· sól sodowa oktenylobursztynianu skrobiowego (E1450)
· acetylowana skrobia utleniona (E1451)
Rozporządzenie ministra zdrowia z 23.04.2004r. w sprawie dozwolonych substancji dodatkowych i substancji pomagających w żywności.
6. Niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe:
- kwas linolowy
- kwas linolenowy
Ich niedobór może powodować:
- zmniejszenie przyrostu masy ciała
- zmiany skórne
- zwiększenie spożycia wody
- bezpłodność
- uszkodzenie nerek
- zmniejszenie ostrości wzroku
- osłabienie mięśnia sercowego
- zmiany w wielkości narządów
7. Zmainy białek pod wpływem temaperaury:
Rozpuszczalność a temperatura
Rozpuszczalność wielu białek wzrasta wraz z temperaturą (w zakresie do 40’C), dalsze ogrzewanie powoduje dentruację i strącanie białka z roztworu.
Kolagen natomiast w podwyższonej temperaturze rozpuszcza się wskutek przekształcania w żelatynę.
8.Cierpkość taniny:
- charakterystyczna dla tanin cierpkość jest związana z ich zdolnością do tworzenia kompleksów z białkami śliny i błon śluzowych, głównymi czynnikami odpowiedzialnymi za wiązanie się tanin z białkami jest hydrofobowa interakcja między aromatycznymi pierścieniami tanin i hydrofobowymi fragmentami występującymi w cząsteczkach białek oraz wiązania wodorowe między grupami hydroksylowymi tanin, a grupami karbonylowymi wiązań peptydowych białek, dodatkowo kompleksy te mogą być stabilizowane wiązaniami kowalencyjnymi
9. Barwniki:
Barwienie żywności budzi wiele kontrowersji. Są to obawy związane z :
- możliwą szkodliwością stosowanych barwników
- obawą o wprowadzanie konsumenta w błąd co do np. świeżości, składu itp.
Nie wolno barwić produktów w celu ukrycia zafałszowania lub wprowadzania konsumenta w błąd!
Akty prawne regulujące barwienie żywności zwykle zawierają:
- listę barwników dopuszczonych do stosowania
- określenie ilości dopuszczonych zanieczyszczeń
- listę produktów z podaniem barwników dopuszczonych do barwienia oraz maksymalnego ich stężenia
Barwniki dzielimy na:
- naturalne i identyczne z naturalnymi
- syntetyczne organiczne
- syntetyczne nieorganiczne
Uwaga
Stosowanie barwników w technologii żywności ma za zadanie przywracanie barwy naturalnej albo nadawanie nowej barwy
Barwniki naturalne
Mogą być pochodzenia roślinnego, zwierzęcego i mineralnego. Uzyskuje się je głównie przez ekstrakcję materiału roślinnego (korzenie, liście, kwiaty). Ekstrakty są koncentrowane i barwniki izolowane różnymi metodami. Barwniki naturalne ze względu na brak zastrzeżeń zdrowotnych (w większości) mają duże znaczenie w porównaniu z barwnikami syntetycznymi. Jednak są mniej stabilne i droższe. W wyniku syntezy ich analogów uzyskuje się barwniki identyczne z naturalnymi substancjami. Są to np. ryboflawina (B2), β-karoten
Syntetyczne barwniki organiczne
Są to głownie związki jedno i dwufazowe. Odznaczjąc się większą trwałością i odpornością na warunki środowiska w porównaniu z naturalnymi barwnikami, ponadto są one od nich tańsze.
10. Karetonoidy:
Karetonoiy
- Karoteny – karotenoidy nie zawierające tlenu
- Kstantofile – karetonoidy zawierające w cząsteczce tlen w postaci grup hydroksylowych, epoksydowych lub karbonylowych
E 160 karotenoidy
E 160b annato, biksyna, norbiksyna
E 160c ekstrakt z papryki (kapsantyna, kapsorubina)
E 160d ekstrakt z pomidorów (likopen)
Stanowią grupę barwników naturalnych (w skład cząsteczki wchodzi czterdziści atomów węgla). Zakres odcieni barwy karetonoidów obejmuje pasma od jasnożółtego przez pomarańczowy do czerwonego. Stosowane są do barwienia masła, margaryny oraz serów topionych, jogurtów i deserów.
11.Właściwości funkcjonalne białek:
Właściwości funkcjonalne – właściwości, przez które w produkci zawierającym białka powstają pożądane cechy sensoryczne po podaniu produktu obróbce w opymalnych warunkach.
- rozpuszczalność - tworzenie włókien
- utrzymywanie wody - tworzenie ciasta
- żelowanie - tworzenie błon
- pęcznienie - tworzenie pian
- zwilżanie - tworzenie emulsji
- lepkość - stabilizowanie emulsji
- rehydratacja
Rozpuszczalność
Rozpuszczalność białka zależy od:
- właściwości białka (jego budowy)
- właściwości roozpuszczalnika:
- temperatury
- charakteru chemicznego
- odczynu
- stężenia i łądunków innych jonów
- współdziałania z innymi białkami
- uwikłania białka w strukturze produktu (dostęp rozpuszczalnika)
Utrata rozpuszczalności wskutek obórbki żywności w drastycznych warunkach jest w wielu przypadkach wskaźnikiem denturacji i następczego sieciowania białka.
Utrzymywanie wody
Dzięki właściwościom hydrofilowym białek, produkty żywnościowe przejwaiają dużą wodochłonność, tj. zdolność utzrymania w swej strukturze wody (własnej lub dodanej)
Wodochłonność białek zależy od:
- hydrofobowości ogólnej białka
- konformacji białka
- uwikłania w struktury komorkowe i tkankowe
- interackji z innymi wielocząsteczkowymi związkami
- oddziaływania jonów
- odczynu środowiska
Wszystkie czynniki zacieśniające strukturę białek zmniejszają ich wodochłonność
Żelowanie
- polega na tworzeniu uporządkowanej struktury czastęczek polimerów, zdolnych do zatrzymania rozpuszczalnika i substancji rozpuszczonych(albo wypełniaczy). W produktach zywnościowych taka strukture mogą utworzyć polisacharydy lub białka lub obydwa polimery wspólnie. Zelowanie białek na ogól wystepuje dwustopniowo:
1. dysocjuja struktury IV˚ i rozfałduja się łańcuchy polipeptydowe w skutek denaturacji lub częsćiowej hydrolizy
2. zdenaturowane cząsteczki oddziałowując między sobą, tworzą trójwymiarową strukture, stabilizowaną zazwyczaj przez oziębianie układu.
Sieć przestrzenna żelu utrzymuje sie dzieki takim wiązaniom:
· Oddziaływania hydrofobowe (zapoczatkowujące tworzenie sieci)
· Wiązania wodorowe (stabilizujące strukturę)
przez zelowanie powstaje pożadana struktura wielu artykułow żywnościowych(np; drobnorozdrobnionych wędlin parzonych, galaretek mięsnych; wiązanie kawałków mięsa w przetworach)
Emulgowanie lipidów
– białka ułatwiają tworzenie emulsji niemieszających się cieczy i stabilizuja powstały układ
Tworzenie pian
Piana powstaje w produktach zywnosciowych wskutek zdyspergowania pecherzyków powietrza w ciekłej masie lub pólstałej masie zawierającej białko. Zdolnośc tworzenia piany wspóluczestniczy w powstawaniu pożądanych właściwości sensorycznych np; tekstury chleba,pieczywa cukierniczego, bitej śmietany i lodów. Pianowtwórcze właściwości można zwiększyć poprzez krótkotrwałe ogrzewanie.
12.Retrogradacja (skrobi)
- jest to zjawisko polegające na przemianie formy spiralnej skrobi w liniową i porządkowaniu się wyprostowanych łańcuchów amylozy w zwarte micele, których struktura jest stabilizowana przez wiązania wodorowe.
Retrogradacja skrobi jest grupą zjawisk zachodzących podczas starzenia się żelu opartym na skrobi. W czasie starzenia się żelu tworzą się w nim coraz większe rejony krystaliczne, żel kurczy się, twardnieje i wydziela wodę.
13. Mutarotacja:
- polega na zmianie wartości liczbowej kąta skręcania płaszczyzny światła spolaryzowanego przechodzącego przez roztwory sacharydów, spowodowana stopniowym przechodzeniem anomeru α w β. Jest wynikiem tautomerycznych równowag, ustalających się w roztworach cukrów. Mutarotacja jest ogólnym zjawiskiem, występującym u większości sacharydów (nie występuje np. w roztworze sacharozy, gdyż w tym disacharydzie oba anomeryczne atomy węgla są zablokowane wiązaniem O-glikozydowym).
14. E150 – ( Karmel ):
E150 karmel
Zaliczany jest do barwników naturalnych. W zależności od sposobu otrzymywania jest cieczą lub zestaloną masą o barwie od ciemnobrązowej do czarnej, o zapachu przypalonego cukru. Do barwienia żywności stosuje się karmel jasny E150a (otrzymywany bez stosowania procesu amoniakalnego), karmel siarczanowy E150b, karmel amoniakalny E150c i karmel amoniakalno-siarczynowy E150d.
E 150a karmel jasny
Produkowany bez dodatku soli amonowych i kwasów stosowany w napojach alkoholowych np: rum, whisky
E 150b karmel siarczanowy
Otrzymywany w kontrolowanych warunkach termicznych Nie dokończone
E 150c karmel amoniakalny
Otrzymywany przy udziale amoniaku jako katalizatora, stosowany do barwienia piwa, wina i napoi wysoko-alkoholowych. Zawartość 4-metylo-imidazolu nie może przekraczać 15 mg/kg barwnika.
E150d karmel amoniakalno-siarczynowy
Otrzymywany w środowisku kawśnym z użyciem siarczanu amonowego jako katalizatora, stosowany do barwienia coca-coli, dżemów, galaretek, sosów i jogurtów.
(dodatkowo)
Pochodzenie:
Mieszanki o kompleksowej barwie brązowej. Wytworzone przez ogrzewanie na sucho lub palenie cukru w obecności zasad, amoniaku, siarczynu lub ich kombinacji.
Funkcje i cechy charakterystyczne: Kolory: od brązowego do czarnego. Rozpuszczalny w wodzie, o specyficznym, czasami gorzkim smaku.
Dopuszczalne dzienne spożycie: Do 200 mg/kg masy ciała dla E150c i E150d. Jednakże nie ma wyznaczonej dopuszczalnej dziennej dawki dla E150a i E150b
Efekty uboczne: Przy spożyciu dużych dawek E150c i E150d mogą ...
sylvtronix