1. Introducere: definiţie, compoziţie, funcţii şi caracterizarea alimentelor Aliment=materie care prin ingestie serveşte la întreţinerea şi dezvoltarea unui organism.Aliment = produs natural de compoziţie complexă, de origine vegetală sau animală.Nutrienţi=componente ale alimentelor.Nutrienţii=compuşi organici şi anorganici cu rol structural, energetic şi/sau funcţional (reglator metabolic), care asigură supravieţuirea şi reproducerea organismului. În condiţiile mediului social-economic actual, calitatea a devenit un instrument strategic al managementului global al întreprinderilor, precum şi un element determinant al competitivităţii acestora. De asemenea, prin importanţa pe care o are pentru consumatori şi cetăţeni, calitatea constituie un factor esenţial în slujba societăţii civile şi a mediului înconjurător. În acest context, managerii sunt interesaţi şi preocupaţi din ce în ce mai intens de problemele de calitate în relaţie cu profitabilitatea şi cu mediul extern al firmei, incluzând calitatea în cadrul proceselor de planificarestrategică. Noile orientări sunt cauzate de competiţia pe pieţele internaţionale, într-o economie care se globalizează în ritm accelerat, creşterea aşteptărilor şi exigenţelor clienţilor precum şi presiunile exercitate de diverse grupuri de interes social. Această schimbare de atitudine cu privire la abordarea calităţii depăşeşte graniţele unei companii sau ţări, regăsindu-se şi la nivelul diferitelor structuri regionale sau mondiale. În acest sens evidenţiem Politica Europeană în domeniul Calităţii (PEC) care este o prioritate a UE, reprezentând componenta esenţială a politicii de dezvoltare a competitivităţii industrieieuropene. Alături de Viziunea Europeană pentru Calitate (promovată de EOQ - European Organization for Quality şi sprijinită de Comisia Europeană - Directoratul General III), PEC stabileşte cadrul global necesar dezvoltării acelor condiţii tehnice şi politice care sunt indispensabile pentru ameliorarea calităţii produselor şi serviciilor, a competitivităţii organizaţiilor europene şi a calităţii vieţii oamenilor, adresându-se deopotrivă, întreprinderilor, autorităţilor publice şi consumatorilor.Noua Viziune Europeană pentru Calitate cultivă conceptul "MADE în EUROPE" care devine sinonim cu: standarde înalte, deșign excelent, etică în management, colaborare şi parteneriate de calitate între sectoarele publice şi private. Acest concept va fi emblema modernă a produselor şi serviciilor oferite de europeni întregului comerţ internaţional, o filozofie a calităţii şi respectului faţă de consumator şi faţă de protecţia consumatorului, prin produsul şi serviciul european oferit spre consum . În acest cadru general referitor la abordarea calităţii, produsele alimentare ocupă un loc deosebit de important în politica UE; exigenţele calitative impuse acestor produse sunt datorate pe de o parte perspectivelor creşterii numerice a consumatorilor odată cu acceptarea de noi membri (şi implicit creşterea substanţială a comerţului cu produse alimentare) iar pe de altă parte numeroaselor şi costisitoarelor crize din domeniul agroalimentar cu care s-aconfruntat (criza ESB-encefalopatiei spongiforme bovine, a nitrofuranilor, a hormonilor, a micotoxinelor etc.) şi care au periclitat încrederea în calitatea şi siguranţa alimentelor din UE.În acest context, Uniunea Europeană recomandă monitorizarea produselor alimentare începând cu etapa obţinerii materiilor prime şi până la consumatorul final. Această strategie are ca obiectiv protecţia şi recâştigarea încrederii consumatorilor din statele membre prin adoptarea unor acţiuni legislative concrete, bazate în primul rând, pe principiul precauţiei. De-a lungul existenţei sale, Uniunea Europeană a urmărit să asigure membrilor ei cu drepturi depline, avantaje pe care singuri nu le-ar fi obţinut, şi anume cele patru libere circulaţii: pentru persoane, mărfuri, capitaluri şi forţă de muncă. Produsele acceptate pe piaţă circulă liber, fără a mai fi supuse verificărilor multiple şi costisitoare ca timp şi bani. Pentru atingerea acestui deziderat însă, trebuie realizată şi dovedită conformitatea cu standarde armonizate la nivel european care conferă prezumţia de seriozitate în ceea ce priveşte realizarea calităţii şi mai ales menţinerea constanţei acesteia. În Uniunea Europeană vor fi înlocuite specificaţiile naţionale referitoare la calitate cu directive care au un caracter comun. Directivele UE stabilesc condiţiile minimale care trebuie îndeplinite de anumite produse şi servicii pentru a putea fi vândute pe piaţa europeană. Pentru produsele care intră sub incidenţa acestor directive, furnizorii trebuie să demonstreze concordanţa cu standardele în vigoare ale Uniunii Europene. Obiectivul urmărit prin iniţierea unei strategii naţionale de implementare a sistemelor calităţii în domeniul producţiei alimentare este satisfacerea cerinţelor consumatorilor şi implicit creşterea profitabilităţii firmelor. Implementarea sistemelor de management al calităţii şi implicit certificarea acestora presupune voinţă, eforturi, timp şi cel mai important, schimbarea mentalităţii faţă de conceptul de calitate. Salariaţii implicaţi în

3

implementarea acestor sisteme trebuie să perceapă calitatea ca pe un întreg, care include servicii, ordine, disciplină, atitudine faţă de muncă, faţă de colectiv şi, foarte important, atitudine faţă de furnizor şi faţă de client. De asemenea, instituţiile statului trebuie să aibă în vedere găsirea unor instrumente de sprijin material şi promoţional, pentru toate organizaţiile care depun eforturi susţinute şi obţin rezultate importante în direcţia dezvoltării propriei competitivităţi prin calitate. Aşadar, considerăm că educaţia pentru calitate şi implicarea activă, coerentă şi susţinută din partea statului, prin implementarea unei strategii pentru calitate la nivel naţional, constituie principalele "forţe" care pot contribui la generalizarea implementării şi certificării sistemelor de management al calităţii în domeniul agro-alimentar. În ansamblu, putem considera că certificarea calităţii se dovedeşte un succes ce trebuie administrat şi utilizat ca atare la toate nivelurile, şi în mod special la cel al agenţilor economici pentru care a fost conceput. Asigurarea unui cadru legislativ coerent şi creşterea interesului agenţilor economici pentru implementarea sistemelor de management al calităţii corespunzător orientărilor actuale ale standardelor internaţionale şi europene în domeniu contribuie substanţial la calitatea şi competitivitatea produselor alimentare autohtone.

Tema 1. Caracteristica generală a compoziţiei biochimice   a produselor alimentare

1.1. Sistematizarea componentelor biochimice din produsele alimentare Din punct de vedere chimic, produsele alimentare sunt constituite din substanţă uscată (SU) şi apă. În componenţa substanţei uscate intră substanţe anorganice, (minerale) şi substanţe organice (SO) reprezentate de proteine, lipide (grăsimi), şi glucide; în afara acestor macro-componente, în mod curent sunt evidenţiate o serie de substanţe care, din punct de vedere chimic fac parte din substanţele organice amintite, dar datorită importanţei lor sunt determinate/analizate distinctiv: vitamine, enzime, acizi organici şi altele. În funcţie de provenienţa lor, componentele unui produs alimentar pot fi:  substanţe originare (native), care se găsesc în mod natural în materiile prime şi care în general sunt cunoscute şi controlabile;  substanţe adăugate, reprezentate de regulă de aşa numiţii aditivi alimentari; adăugarea lor se face în scop tehnologic, nutriţional sau comercial, fiind admise în anumite doze şi la anumite categorii de produse, conform standardelor sau altor reglementări în domeniu; sunt substanţe controlabile, cunoscându-se cu exactitate ce produs a fost adăugat şi în ce cantitate. contaminanţi - substanţe străine produsului normal, care îi afectează negativ calitatea şi îndeosebi inocuitatea (calitatea produsului de a nu fi periculos pentru organism, de a fi inofensiv/sigur); sunt substanţe ajunse de regulă accidental în materii prime sau produse micotoxine, substanţe eliberate din utilaje sau ambalaje, substanţe medicamentoase, substanţe din aer cum ar fi: emisii de gaze, metale grele, pulberi etc.); unele dintre aceste substanţe se pot forma în procesele de degradare/alterare a produselor. De menţionat că există standarde şi reglementări care precizează nivelul maxim admis de astfel de substanţe. Exprimarea conţinutului unui produs alimentar într-o substanţă oarecare se poate realiza diferit, în funcţie de tipul acesteia: în valori relative (%)(echivalent a x grame substanţă în 100 grame produs);  gravimetric (g sau mg de substanţă în 100 grame produs); în părţi pe milion (ppm, echivalent a 0,1 mg substanţă în 100 grame produs ). Pentru unele substanţe se folosesc unităţi de măsură speciale, specifice: unităţi internaţionale (UI, pentru unele vitamine, substanţe medicamentoase etc.);în unităţi de activitate enzimatică, pentru enzime (după metoda folosită) etc.

1.2. Caracteristica generală a compoziţiei biochimice   a produselor alimentare Produsele alimentare se obţin din materiile prime de origine vegetală şi animală. Compoziţia chimică a alimentelor depinde în primul rând de speciile şi soiurile materiilor prime. Ca regulă, alimentele nu sunt rafinate. Ele conţin nu numai compuşi chimici necesari organismului uman, dar şi alte substanţe cu diferite proprietăţi fizico-biochimice şi nutritive. Compoziţia chimică a materiilor prime se formează sub influenţa mediului ambiant şi reflectă variabilitatea chimică a solului, a apei şi a aerului. Pe de altă parte alimentele obţinute prin tratament tehnologic, într-o măsură mai mare sau mai mică, se deosebesc de compoziţia chimică a materiei prime. Abaterea în compoziţia chimică apare în urma

4

Alimente combinate

Omul

Alimente de origine animală Substanțe secundare

Materii prime animale, pește, păsări

Alimente de origine vegetală

Preparate pentr tratarea plantelor, preparate veterinare

Materii prime vegetale

ÎngrășeminteTehnologii agricole

Prelucrarea tehnologică

Apă

Sol

Fig.1. Căile principale de acumulare a substanțelor accidentale în materii prime și în produsele alimentare

 modificărilor fizico-biochimice, chimice, biochimice care, în principiu, sunt prevăzute de tehnologiile aplicate. Excepţie prezintă doar produsele care se consumă în stare proaspătă (legume, fructe etc.). Compoziţia chimică a alimentelor este extrem de variabilă. Majoritatea produselor alimentare sunt compuse din sute şi mii de substanţe biochimice.  Ca excepţie, un număr separat de alimente conţine 2...5 substanţe, chiar şi de o singură substanţă chimică. De exemplu, zaharoza (zahărul), amidonul.

Valoarea şi proprietăţile materiilor prime variază în funcţie de condiţiile geografice, climaterice, de tehnologiile utilizate în producţie. În agricultură se folosesc preparate biochimice în calitate de îngrăşăminte a solului, pentru protecţia plantelor, pentru tratarea veterinară a animalelor.

Ca urmare, o parte din ele se acumulează în sol, apă, aer. În continuare, prin procese de difuzie şi sorbţie, reziduu de preparate biochimice şi derivatele lor pătrund în iarbă, frunze, cereale, legume, fructe. Utilizarea acestor surse vegetale în alimentaţie poate conduce la majorarea conţinutului derivaţilor preparatelor Biochimice în carne, lapte, peşte, produsele vegetale (fig.1).

  Prin urmare, ţinând cont de faptul că compoziţia chimică a alimentelor este complexă, se poate de formulat

o apreciere

generalizată a produselor alimentare în felul următor:produsele alimentare pot fi caracterizate ca compoziţii Biochimice alimentare, complexe, formate din mii de compuşi chimici de bază şi sute de mii de substanţe Biochimice secundare. Comp uşii chimici de   bază sunt   strict   necesari pentru organismul uman şi caracterizează valoarea nutritivă a alimentelor. Ei prezintă surse principale de substanţe   plastice, surse de energie, de substanţe biologic active. Compuşii chimici secundari nu manifestă valoare nutritivă, însă   ele  

5

Microntrienți

Produse alimentare

Substanțe secundare

Proteine, glucide, lipide, apa

Substanțe secundare

Vitamine, provitamine, substanțe minerale, microelelemente, aminoacizi esențiali, acizi grași neesențialiVitamine, provitamine, substanțe minerale, microelelemente, aminoacizi esențiali, acizi grași neesențialiFibre alimentare, adizivi alimentari, substanțe străine, substanțe toxice

Substanța parafarmaceuticăPolifenoli, bioflavonoizi, alcoloizi, glicozizi, acizi organici, peptide, uleiuri esterice și altele

Fig.2. Clasificarea compuşilor chimici principali a produselor alimentare

influenţează   asupra   proprietăţil or   fizico-biochimice   şi senzoriale a alimentelor prin diverse combinaţii şi interacţiuni cu compuşi chimici de bază. Substanţele biochimice de bază care prin diferite căi de metabolism asigură activitatea vitală al organismului au fost numiţi nutrimente sau substanţe nutritive. Substanţele nutritive a produselor alimentare se clasifică în două grupe:macronutrimeţi şi  micronutrimeţi (fig.2)

6

Produsele alimentare conţin un număr extrem de mare de compuşi chimici care nu aparţin substanţelor nutritive. Cele mai răspândite substanţe secundare în alimente sunt fibrele alimentare, substanţele străine, aditivii alimentari, substanţele toxice. Compuşii organici de origine naturală celuloza, lignina, substanţe pectine, gume vegetale este o grupă de polizaharide nedigestive care se numesc fibre alimentare. Moleculele nutrimentelor conţin circa 40 de elemente biochimice.(C,H, O, N, P, Na, K, S, Mg, Fe, Cl etc.). Majoritatea nutrimentelor a produselor alimentare sunt compuşi organici: glucide, proteine, substanţe azotate, lipide, acizi organici, pigmenţi, substanţe fenolice, enzime, vitamine şi altele. De asemenea alimentele conţin nutrimenţi de origine minerală. Macronutrimentele sunt substanţe organice: glucide, proteine, lipide . Conţinutul lor în alimente este în cantităţi mari - g/kg. Ele sunt substanţe biochimice de bază ale alimentelor care asigură activitatea vitală a organismului. Macronutrimentelor prezintă baza raţionului zilnic a omului. Se consumă ele în cantităţi relativ mari de la un gram până la sute de grame pe zi) și formează 99,0% din masa organismului, din care cauză se numesc și elemente plastice.. Micronutrimenţi sunt compuşi chimici de origine organică şi anorganică.  - macroelemente: Na, K, Ca, P, Mg, Cl, S; mg/kg - microelemente:  Mn, I, Cr, Co, F, Zn, Fe, Cu, Se, Mo;μkg/kg . Intr-o grupă specială de micronutrimenţi se includ compuşi chimici care manifestă activitatea biologică sporită cu proprietăţicurative: polifenoli, bioflavanoizi, alcaloizi, glicozizi, aciziorganici, uleiuri eterice şi altele. Această grupă de micronutrimenţi este cunoscută sub denumirea de substanţe parafarmaceutice, reieşind din faptul că ele se folosesc pentru obţinerea preparatelor farmaceutice. Prin   urmare,   se   poate   de   constatat   că   un   criteriu   principal a compoziţiei   biochimice   a   produselor   alimentare   este   conţinutul   în   macro-   şi   micronutrimenţi,   conţinutul   în substanţe biologic active. Micronutrimenţilor   le   aparţin:   vitamine,   aminoacizi, amide, alcaloizi, glicozizi, enzime, substanţe minerale,microelemente şi altele. Micronutrimenţii sunt substanţe Biochimice de bază a alimentelor. Ele se conţin în alimente în cantităţi relativ mici în mg/kg sau μg/kg. O mare parte din ele manifestă capacităţi sporite de activitate biologică asupra diferitelor organe ale organismul omului. De asemenea în grupa micronutrimenţilor se includ unii compuşi chimici  care se conţin în moleculele macronutrimenţilor. Din acest număr de compuşi cele mai importante   sunt   aminoacizii   esenţiali   în   compoziţia   proteinelor, acizii graşi nesaturaţi, fosfolipidele în compoziţia lipidelor, unele oligozaharide   în moleculele poliglucidelor. Substanţele anorganice, s-au minerale, se conţin în compoziţii Biochimice a produselor alimentare sub formă de cationi a sărurilor minerale, combinaţii complexe cu diferite substanţe organice. Ele se numesc macro- şi microelemente in funcţie de concentraţia lor în alimente. Elementele care se conţin în cantităţi relativ mari, în miligrame, sunt macroelemente. Microelementele se conţin în micrograme. macroelemente: Na, K, Ca, P, Mg, Cl, S; (mg/kg) ; microelemente: Mn, I, Cr, Co, F, Zn, Fe, Cu, Se, Mo(μkg/kg) 

1.3. Valoarea nutritivă şi   proprietăţile senzoriale a produselor alimentare Hrana omului este constituită din alimente. Alimentele conţin o gamă mare de substanţe Biochimice care formează compoziţii alimentare nutritive necesare pentru creşterea, reînnoirea şi funcţionara normală a organismului uman. Compoziţia chimică este baza produselor alimentare. Proprietăţile alimentelor se apreciază prin conţinutul compuşilor chimici care determină valoarea nutritivă, calităţile senzoriale.Valoarea nutritivă a produselor alimentare se bazează pe concepţia alimentaţiei echilibrate. În conformitate cu acest concept urmează, că activitatea vitală a organismului uman în regim optimal trebuie să fie asigurat cu macro- şi micronutrimenţi: substanţe plastice, vitamine, macro-şi microelemente. Aprecierea alimentelor în conformitate cu principiile concepţiei alimentaţiei echilibrate se fac cu ajutorul unor criterii. Primul criteriu caracterizează valoarea nutritivă a alimentelor.

7

Valoarea nutritivă reprezintă calitatea unui produs alimentar de a satisface necesităţile nutritive ale organismului uman. Valoarea nutritivă a alimentului este cu atât mai mare cu cât asigură într-o măsură mai mare necesară de substanţe nutritive, sau cu cât compoziţia chimică corespunde unei alimentaţii echilibrate. Se consideră, că alimentaţia echilibrată ideală se realizează când consumul de nutrimente corespunde adecvat (va fi egal) utilizării lor de organismul uman.Valoarea nutritivă a alimentelor se evidenţiază prin conţinutul lor în proteine, glucide, lipide,  vitamine, macro- şi microelementele sub aspect cantitativ şi calitativ, inclusiv substanţele biochimice care se formează din diferite substanţe nutritive (tabelul 1).Tabelul 1. Necesităţile medie de macro- şi micronutrimenţi de un om matur în conformitate cu concepţia alimentaţiei echilibrate.

Denumireasubstanțelor Biochimice

Necesitatea pe zi

Denumireasubstanțelor Biochimice

(ioni)

Necesitatea pe zi

Apă (g) 1700-2200 Substanțe minerale (mg)

Proteine(g , inclusiv:

Proteinele alimentare)

80-10050

CaPNaKClMg

800-10001000-15004000-60002500-50005000-7000300-500

Aminoacizi esențiali Micoelemente (mg)Triptofanul 1,0 Fe 15

Lecitina 4-6 Zn 10-15Izoleucina 3-4 Mn 5-10

Valina 3-4 Cr 0,2-0,25Treonina 2-3 Cu 2,0

Lizina 3-5 Co 0,1-0,2Metionina 2-4 Se 0,5

fenilalanina 2-4 F 0,5-0,1I 0,1-0,2

Glucidele (g), inclusiv:

400-500 V i t a m i n e (mg)

Amidon, mono și

dizaharide

400-50050-100

Acid ascarbic (C)Tiamina(B1)

50-701,5-2

Acizi organici (g)

(citric, lactic, etc.)

2,0 Riboflavina (B2),

Nicotina (PP)

2,0-2,515-25

Fibrele alimentare(g)

(celuloza, pectina)

25 Acid pantotemic

(B3),Rutina (P)

5-1025

Lipidele (g), inclusiv

80-100 Folotină (B9)

0,2-0,4

Acizi grași nesaturați

3-6 Retinol (A) 0,5-2,5

Lipidele vegetale

20-25 Tocoferol (E)

18-15

Colesterol 0,3-0,6 Calțiferol 0,10

8

Fosfolipide 5,0 Biotina (H)

Un indice important a alimentelor reprezintă calitatea nutriţională şi valoarea nutritivă a proteinelor. Se apreciază echilibrul aminoacizilor din structura proteinelor, conţinutul de aminoacizi esenţiali în macromolecule, asimilarea lor de către organizmul uman.Al doilea criteriu caracterizează valoarea energetică a alimentelor. Valoarea energetică constituie o parte integrată a valorii nutritive şi reprezintă un indice care caracterizează cantitate de energie formată în urma oxidării biologice a alimentului în organismul uman.Energia formată în urma proceselor biochimice de oxidare biologică a alimentelor se foloseşte pentru acoperirea funcţiilor fiziologice ale organismului. Cele mai importante substanţe Biochimice cu un potenţial energic majorat sunt lipidele, proteinele şi glucidele. În urma oxidării biologice energia se eliberează şi din alte substanţe native ale alimentelor: din acizi organici, glicerină, alcool etilic.Cantitatea de energie se determină prin calcul, înmulţind masa substanţei respective al alimentului cu coeficientul caloric şi se exprimă în Kcal sau Kj(tabelul 2).După valoarea energetică unele surse bibliografice prezintă divizarea produselor alimentare în patru grupe :I- alimente cu valoarea energetică foarte înaltă. . . .400 – 900Kkal/100gII- alimente cu valoarea energetică înaltă. ... . . . . . . 250 - 400Kkal/100gIII- alimente cu valoarea energetică medie . . . . . . . . 100 - 250Kkal/100gIV- alimente cu valoarea energetică inferioară . . . până la 100Kkal/100

Tabelul 2. Valoare energetică şi coeficientul caloric a unor substanţe Biochimice

Notă: coeficienţii calorici arată valoarea energiei

eliberate prin oxidarea biologică a 1,0g. de substanţă. (1 Kcal = 4,184 Kj).

De exemplu, din prima grupa (I) fac

parte următoarele alimente: ciocolate, grăsimi, halva, unt etc. Din grupa (IV) – fructe, legume, produse lactate, peşte, vin sec etc. In prezent se recomandă necesarul zilnic de calorii în limitele 2200 - 3000 în funcţie de sex, vârsta omului, modul de activitate şi altele.  In ultimii ani a fost elaborată o nouă concepţie despre alimente şi alimentaţie. Concepţia nouă a fost numită – alimentaţia optimizată (se foloseşte încă termenul – alimentaţia adecvată).Scopul general al concepţiei constă în ameliorarea calităţii vieţii omului prin alimentaţie cu alimente noi, optimizate în conţinutul substanţelor biologic activi. Destinaţia acestor produse alimentare este orientată la protejarea activităţii normale a diferitelor funcţii organismului uman, prevenirea riscului de dereglări fiziologice, sporirea rezistenţei organismului în activitatea fizică şi intelectuală. Pe baza rezultatelor cercetărilor au fost elaborate principiile ştiinţific argumentate de standardizare a produselor noi. Prin urmare, a fost apreciată o categorie nouă de produse alimentare sub denumirea - produse alimentare funcţionale.Alimentele, suplimentele cu un conţinut determinat de micronutrimenţi biologic activi, care influenţează pozitiv sănătatea omului, suplimentar la valoarea lor nutritivă, pot fi numite alimente funcţionale.

9

Denumirea substanței

Cantitatea de

energie, Kcal/g

Coeficient caloric

Kcal/g Kj/g

Proteine 5,65 4,00 16,9Glucide 9,35 9,00 37,7Lipide 3,75 3,75 15,7

Alcool etilic 7,07 7,00 29,3Acid acetic 3,49 3,49 14,6Acid malic 2,39 2,39 10,0Acid lactic 3,62 3,62 15,1Acid citric 2,47 2,47 10,3Glicerina 4,31 4,31 18,0

Trecerea de la concepţia alimentaţiei echilibrate la concepţia alimentaţiei optimizate este un pas progresiv în direcţia protejării sănătăţii consumatorilor prin elaborarea şi iniţierea fabricării a unei game de alimente noi cu proprietăţi funcţionale. Actualmente, în conformitate cu criteriile concepţiei alimentaţiei optimizate, produsele alimentare se repartizează în cinci categorii în funcţie de valoarea nutritivă, şi în special de conţinutul în micronutrimenţi,   în substanţe biologic   active(substanţe   parafarmaceutice): • Alimente tradiţionale şi alimente noi de consum curent;• Alimente fortificate cu macro- şi micronutrimenţi;• Alimente funcţionale;• Suplimente alimentare funcţionale;• Alimente dietetice cu proprietăţi curative.CLASIFICAREA ALIMENTELOR

  Criteriile de clasificare a alimentelor sunt deosebit de variate. Din multitudinea de clasificări, am ales câteva mai concludente, pentru ca oricine să poată desprinde o idee în legătură cu această temă.  După origine, alimentele formează două mari categorii; hrană de natură vegetală, respectiv animală. Mai departe, fie hrană de origine vegetală, fie aceea de origine animală, se poate divide în mai multe grupe. Luate împreună sau separat, aceste alimente au fost categorisite de-a lungul timpului, sub diverse forme, pe baza cărora s-au construit nenumărate diete.  Dintre clasificările mai cunoscute realizate după criteriul provenienţei, amintim aici, categorisirea alimentelor  în 10 grupe principale, aşa cum se poate vedea în tabelul de mai jos.

GrupaAlimente  care alcătuiesc grupa

    1   Carne şi derivatele din carne    2   Lapte şi derivatele din lapte    3   Ouă

    4  Grăsimi alimentare (lipide vegetale şi animale)

    5   Pâine şi făinoase    6   Legume    7   Fructe    8   Dulciuri    9   Băuturi nealcoolice  10   Condimente

  O altă clasificare cunoscută, care stă la baza cunoscutei piramide alimentare, este alcătuită din 6 grupe. După cum se poate vedea mai jos, alimentele din grupa 6 stau la baza piramidei predominând, în timp ce hrana din grupa 1 se află în vârf, ceea ce însemnă că trebuie să fie cel mai slab reprezentat în raţia alimentară zilnică.

10

Grupa

Alimente  care alcătuiesc grupa

Aport principal

 1

  Grăsimi şi dulciuri

  Nimic esenţial, cu excepţia uleiurilor vegetale care conţin acizi esenţiali.

 2

  Carne şi derivatele,peşte, ouă

  Proteine,fier

 3

  Lapte, lactate, brânzeturi

  Vitamine(A, D, B2), aminoacizi esenţiali

 4

  Fructe

  Glucide sănătoase,enzime, vitamina C

 5

  Legume

  Fibre, vitamine , sărurimin

11

erale

 6

  Amidonoase (produse şi derivate din cereale şileguminoaseuscate)

  Vitamina B1, glucide cu absorbţie lentă

  Alimentele nu au fost clasificate doar după originea lor, ci şi după alte criterii, care se referă în special la valoarea nutrienţilor. Luând în considerare aminoacizii din compoziţia proteinelor (vezi şi proteinele alimentare), I Gonţea, citat de G. Niac, stabileşte trei clase de alimente:  -Clasa I, care cuprinde alimente ce au în compoziţie proteine în care toţi aminoacizii esenţiali sunt suficient de bine reprezentanţi,  -Clasa a II-a, care cuprinde alimente în care proteinele sunt sărace în unii aminoacizi esenţiali,  -Clasa a III-a,  care cuprinde alimente cu proteine din care lipsesc în totalitate anumiţi aminoacizi esenţiali.  Din unele surse de hrană (zahăr, uleiuri vegetale, grăsimi animale, băuturi) lipsesc cu totul proteinele. Alimentele de acest tip, ar putea forma o clasă distinctă, aceea a alimentelor lipsite de proteine.  În tabelul de mai jos, este prezentată în detaliu această clasificare (cu anumite completări).

ClasaGrupa

Avantajenutriţionale

Dezavantajenutriţionale

Nr. de ordine

componenţă

  I.(a alimentelor cu proteine complete)

   1.

  Laptele şi derivatele (lactate, brânzeturi)

  - conţin proteine uşor digestibile, care au componenţa lor toţiaminoacizii esenţiali în limite optime,  - sunt bogate în vitaminele A, D, B2, şi acid pantotenic,  - conţin mult calciu şi lactoză.

 - nu conţin fibre.  - sunt sărace în vitamina C,  - au un conţinut scăzut în unele minerale (fier, magneziu, cupru),  - au în componenţă grăsimi bogate în acizi saturaţi şi relativ sărace în acizi polinesaturaţi.

   2.

  Ouăle   - au în componenţă cele mai digestibile şi mai asimilabileprotide,  - conţin

  - nu conţin fibre,  - sunt sărace în vitamina C,  - la

12

fosfolipide,  - pe lângă vitaminele din grupul B, au în compoziţie lipsolubilele A şi D,  - sunt bogate în fier şi în fosfor.

persoanele sensibile pot produce alergii,  - sunt acidifiante

   3.

  Carnea şi peştele

  - conţin proteine care au componenţa lor toţiaminoacizii esenţiali în limite optime,  - sunt bogate în vitamine din complexul B (B2, B6, B12, PP, acid folic ),  - conţin fier uşor asimilabil, care împreună cu ceilalţi compuşi, stimuleazăeritropoieza,  - peştii conţin mult potasiu, fosfor şi acizi omega.

  - au multe grăsimi saturate şi conţin colesterol,  - sunt relativ greu digerabile (carnea de mamifere şi cea de pasăre),  - au în compoziţie puţin calciu,  - sunt acidifiante prin predominanţa anionilor,  - pot încărca organismul cu cataboliţi azotaţi iritanţi (acid uric şi sărurile lor, uree, creatină).

  II.(a alimentelor cu proteinesemicomplete)

   4.

  Legumele şi ciupercile comestibile

  - conţin fibre,  - sunt bogate în potasiu şi în magneziu,  - au din belşug caroten (provitamina A) şi vitamina C,  - prezintă proprietăţi alcalinizante.

  - sunt sărace în proteine (cu excepţia ciupercilor) şi nu conţin toţi aminoacizii esenţiali în limitele necesităţilo

13

r,

   5.

  Leguminoasele

  - sunt bogate în proteine cu digestibilitate ridicată.  - conţin glucide sănătoase, cu absorbţie lentă,  - sunt bogate în săruri minerale.

  - conţinutul unor aminoacizi (metionină, cisteină, triptofan) este insuficient,  - conţin multă celuloză dură care îngreunează digestia şi balonează,  - prezintă unele substanţe indigeste.

   6.

  Cerealele şi derivatele (cu excepţia porumbului şi a orezului decorticat)

  - sunt surse importante de energie cu eliberare treptată (ar trebui să asigure cca.. 50% din necesarul energetic),  - conţin fibre vegetale (cerealele integrale),  - au în coaja lor cantităţi importante de vitamine, între care predomină vitamina B1,

  - conţin proteine cu un grad mediocru de absorbţie şi care, la persoanele sensibile, pot cauza alergii,  - conţin prea puţină lizină (aminoacid esenţial),  - sunt sărace în calciu, şi ca o consecinţă a prezenţei acidului fitic, furnizează puţin fier, magneziu şi zinc,  - prezintă acţiune acidifiantă,  - făinurile rafinate nu

14

conţin aproape nimic în afară de amidon.

  III.(a alimentelor cu proteine incomplete)

   7.

  Porumbul şi orezul decorticat

  - idem, în plus, se mai poate spune, că nu cauzează niciodată fenomene alergice.

  - nu conţin lizină şi triptofan (aminoacizi esenţiali),  - porumbul este lipsit de niacină (provitamina PP) iar orezul decorticat de tiamină (vitamina B1), care, în mod curios, se află în cantităţi impresionante în tărâţele  de  orez  - cu tărâţele de orez se tratează beri-beri (avitaminoza  B1).

   8.

  Fructele   - sunt bogate în monoglucide şi în diglucide, care furnizează relativ rapid energie,  - conţin multă apă, hidratând organismul,  - sunt surse bogate în potasiu,  - au un conţinut ridicat de vitamina C,  - conţin acizi

  - nu conţin toţi aminoacizii esenţiali,  - sunt sărace în vitaminele din complexul B,  - conţinutul de lipide este nesemnificativ la fructele zemoase

15

organici slabi, care hidrolizează bazic (formează săruri alcaline cu potasiul, calciul sau magneziul; malaţi, citraţi, etc.) şi enzime care stimulează digestia,  - au fibre vegetale, mai ales în coajă.

(cu excepţia măslinei şi a cătinii albe),  - în cantitate mare, pot produce fermentaţii digestive.

   9.

  Seminţele oleaginoase şi derivatele nerafinate

  - sunt bogate în lipide nesaturate, amidon şi proteine,  - conţin material de balast,  - nu au în compoziţie colesterol şi acizi graşi nesaturaţi,  - au valoare energetică ridicată.

  - nu conţin toţi aminoacizii esenţiali,  - sunt sărace în vitamina C,  - în cantitate mare îngraşă

  IV.(a alimentelor lipsite de proteine)

  10.

  Grăsimi alimentare de origine animală şi uleiuri vegetale rafinate

  - sunt surse de lipide.

  - sunt foarte sărace în principii nutritive,  - au o valoare energetică foarte ridicată, exclusiv pe seama grăsimilor,  - sunt acidifiante.

  11.

  Zahărul şi zaharoasele

  - sunt surse care furnizează rapid energie,

  - au multe calorii,  - conţin glucide care se absorb rapid (produc

16

hiperinsulinism , îngraşă, suprasolicită pancreasul endocrin),  - nu conţin deloc proteine, minerale, vitamine sau lipide.  - induc hipovitaminoză  B1, hipocalcemie şi hipomagnezemie.

  12

  Băuturile nealcoolice

  - asigură hidratarea corespunzătoare a organismului,  - în funcţie de sursă (vezi surse de apă) aduc corpului o serie de substanţe benefice.

  - sunt sărace sau nu conţin deloc nutrienţi.  - pot fi obţinute din substanţe sintetice nesănătoase.

  Există şi clasificări care urmăresc valoarea altor nutrienţilor (glucide, lipide), atât sub aspect cantitativ, cât şi ca putere de asimilaţie.  De asemenea s-au alcătuit clasificări bazate pe valoarea energetică (calorică) a hranei. Deşi, din acest punct de vedere, există categorisiri de-a dreptul savante, în care, avem de-a face cu o împărţire a mâncării după consistenţă. Avem, astfel, alimente uşoare (gustări) şi alimente consistente (mâncare cu valoare energetică ridicată)

Concluzii care se pot desprinde din clasificarea alimentelor

  Aruncând o privire de ansamblu peste categoriile de alimente, putem observa că nu există niciun aliment complet, fiecare categorie prezentând neajunsurile sale. Aceste surse de hrană trebuie să se completeze reciproc, într-un mod cât mai armonic şi chibzuit.  Oricât de naturală ar fi mâncarea, o dietă unilaterală sau o alimentaţie nediversificată, face mai mult rău decât bine, aducând întotdeauna, mai repede sau mai târziu, stări carenţiale.  Astăzi există tendinţa de a renunţa la dietele tipar, mai ales la acelea cu puţine opţiuni, tocmai ca o consecinţă a dezavantajelor provocate de lipsa diversităţii. Se vorbeşte tot mai des de diete personalizate, care trebuiesc ajustate după particularităţile fiecăruia.  Alimentaţia personalizată se alcătuieşte ţinându-se cont de mai multe criterii,

17

dintre care cele mai importante sunt:  - starea individuală de sănătate (niciodată meniul unui om sănătos nu va fi similar cu regimul de hrană a unei persoane bolnave),  -  predispoziţiile individuale şi familiare fiziologice şi psihologice (cu cât mai puţin subiectivism trebuie să se evalueze înclinaţiile privitoare atât la comportamentul alimentar, cât şi la anumite tulburări existente în familie, care pot fi corectate, cel puţin într-o anumită măsură, printr-o hrănire corespunzătoare),  - tipul de efort depus (trebuie să existe o legătură directă între alimentaţie şi preponderenţa tipului de activitate - fizică sau intelectuală),  - solicitarea fizică (este sănătos, din punct de vedere al metabolismului energetic, să nu se consume mai mult decât organismul utilizează).  În alcătuirea raţiei zilnice, este bine să se mai ţină cont de raportul optim dintre nutrienţi şi de compoziţia alimentelor. De asemeni hrana sănătoasă trebuie să predomine în orice alimentaţie.  Celor care se întreabă; de ce dietele, fie şi ele savante, nu dau rezultatele scontate?, le răspundem că, nu este firesc să se aştepte totul de la alimentaţie, hrănirea adecvată fiind doar una din laturile, deșigur foarte importante, a unei vieţi sănătoase.

Tema 2. Apa în alimente: structură, activitatea apei şi transformări de fază în alimente.

Apa reprezintă un component important al produselor alimentare de origine vegetală şi animală. Ea se găseşte în proporţii foarte variabile (0,1...peste 95 %) în toate produsele alimentare. Astfel: zahărul conţine 0,1-0,15 % apă; untura, untul topit: sub 1 % (dar untul de masă are 15-40% apă); produsele deshidratate (uscate artificial): 2-5 % (ex. lapte praf, praf de ouă etc.); seminţele (cereale, leguminoase, oleaginoase): 10-15 %; pâinea: 25-45 %; carnea şi preparatele din carne: 55-75 %; legumele şi fructele: 65-95 %; laptele, berea: 87-90 %; ceaiurile, băuturile răcoritoare: 95-98 % apă etc.

2.1. Apa din produsele alimentare are ca surse de provenienţă materiile prime, vaporii din atmosferă şi adaosurile tehnologice. În procesele tehnologice trebuie folosită apă potabilă, care să întrunească anumite condiţii precum: să fie incoloră, inodoră, relativ insipidă, clar transparentă, fără substanţe toxice şi bacterii patogene, cu un conţinut admis de impurităţi (inclusiv săruri minerale, gaze dizolvate) şi microorganisme. Țesutul vegetal, ca și țesutul animal este format din apă, care uneori este conținută în cantitate foarte mare, și din materie uscată. Apa este un component nelipsit al organismului; conținutul sau variază însăcu natura, organul și cu vârsta fiecărei specii vegetale sau rase animale. Apa apare în țesutul vegetal și animal în 3 forme și anume, ca apă care intră în constituția chimică a compușilor organici (apa legata), ca apa care asigură starea coloidală a materiei vii protoplasmatice (apa absorbita) și ca apa liberă (apa de îmbibiție). Apa are in or ganism  un rol multiplu și complex.  Ea es te  dizolvant pentru numeroase substanțe, servind  în același timp și ca agent de transport al acestora în organism. Are rol chimic, provocând numeroase fenomene de hidratare, de hidroliză, de oxido-reducere, de sinteza . Servește la menținerea presiunii osmotice și la reglarea concentrației ionilor de hidrogen și de hidroxil în organism, constituind un factor important de legătură intre organism si mediu. Determinarea apei în diferite țesuturi sau organe se efectuează în general prin încălzirea acestora la temperatura de 105oC, adică la o temperatură la care apa libera, ce îmbibă țesutul, se poate evapora fără ca materia organică să se altereze.  Prin această operație, în unele cazuri se pierde însa și mici cantități din unele substanțe ale țesutului, care sunt volatile la această temperatură sau care sunt antre nate de vaporii   de apă; acesta   fiind cazul   uleiurilor eterice, amoniacului, etc .

18

In afara de apă, organismele vii sunt constituite din materie uscata(substanța uscata). Se poate pune în evidență prezență substanțelor organice și minerale din materia uscată prin incinerarea(arderea) acesteia la o temperatură de circa 500oC. Prin ardere ea dă naștere la substanțe volatile (C02, H2O, NH3) și la substanțe fixe (cenușa).    Materia  vegetală și animală este, deci, formată din apă, substanțe minerale, a căror proporție este în general mică și din substanțe organice, care constituie principalele componente ale materiei vii. Apa reprezintă o substanţă de bază a produselor alimentare. Umiditatea alimentelor variază în limitele largi de la 3,0...5,0% până la 92...96%(Tabelul 2.1). Datorită structurii specifice moleculele de apă posedă o activitate chimică sporită. Procesele Biochimice, biochimice se desfăşoară predominant în faza lichidă a alimentelor. Prin hidratare, deshidratare, interacţiuni hidrofobe apa influenţează asupra stabilităţii alimentelor, proprietăţilor fizico-biochimice şi senzoriale. Din punct de vedere chimic apa poate fi caracterizată ca o substanţă activă a alimentelor. În prezent s-a acumulat un volum mare de date privind variabilitatea proprietăţilor apei în produsele alimentare. În acest scop se vor prezenta în conținuare principalele proprietăţi fizico-biochimice ale apei, în special starea şi activitatea apei, dependenţ a proceselor biochimice, biochimice de activitate a apei în alimente.

Tabelul 2.1. Limitele conţinutului în apă a unor produse alimentareDenumirea substanței Apa

%Denumirea substanței

Apa%

Făina 9 – 14 Peşte 62 – 82

Crupe 12 – 14

Legume 72 – 96

Pâinea 37 – 47

Fructe 70 – 92

Paste făinoase 13 – 15

Gem, magiun 26 – 40

Pesmeţi 9 – 10 Fructe uscate 18 – 25

Lapte pasteurizat 89 - 92

Legume uscate

7– 14

Unt de vacă 16 - 25

Lapte praf 3,5-4,0

Brânzeturi 39 - 55

Ceai 7,0 – 8,5

Margarină 15 - 17

Cafea – Nes 4 – 6

Carne (de bovină, porcină)

48 – 76

Ciocolată 0,8 – 1,5

Carne de pasăre 49 - 71

Vin sec 88 – 92

Mezeluri fierte 63 - 72

Bere 88 – 92

Mezeluri afumate 29 –54

Băuturi răcoritoare

88 – 928

Apa influenţează direct calitatea produselor, atât prin cantitate cât şi prin starea în  care se găseşte; în produsele alimentare apa se găseşte în stare liberă şi în stare legată.

19

.. .. ..H-O: ---H-O:---H-O--- / / / H H H / / / .. .. ..H-O: ---H-O:---H-O--- / / / H H HFig. 2.2 Cele trei liniuțe intre protonul de hidrogen al unei moleculeși anionul deoxigen al altei molecule de apă reprezintă legătura de hidrogen

Având rolul de a dizolva în masa ei celelalte substanţe Biochimice, apa reprezintă un mediu nutritiv necesar activităţii enzimelor bacteriene. De aceea, conţinutul în apă al produselor alimentare este urmărit şi precizat în standarde, ca element esenţial în funcţie de care sunt stabilite condiţiile şi durata de păstrare a alimentelor.

De asemenea, conţinutul în apă influenţează percepţia consumatorului faţă de unele caracteristici ale produselor (ex: prospeţime).

Conţinutul în apă (respectiv, în substanţă uscată - prin diferenţă) este un indicator de calitate, îndeosebi pentru produsele la care corectarea umidităţii la valori optime este posibilă şi necesară (ex. cereale, brânzeturi, preparate din carne, produse zaharoase etc.).

Pentru organismul uman apa este indispensabilă (vitală), îndeplinind diverse roluri precum: solvent şi mediu transportor (permite absorbţia substanţelor solubile şi eliminarea unor produşi metabolici); participă la numeroase reacţii biochimice; rol în termoreglare; rol de lubrifiant (ex: lichidul sinovial); rol de protecţie (ex. lacrimi) etc.

2.2. Structura şi proprietăţile generale ale apei Structura moleculei de apă este foarte simplă. Molecula de apă este polară cu valoarea momentului de dipol de 1,84 D. Polaritatea apei se exprimă prin unghiul format între atomi de hidrogen cu sarcină pozitivă şi atom de oxigen cu sarcină negativă, centrele cărora sunt asimetrice.Doi atomi de hidrogen formează două legături covalente cu atomul de oxigen prin deplasarea puternică a norului electronic spre elementul electronegativ al oxigenului. Hidrogenul rămâne aproape deposedat de electroni şi se încarcă pozitiv. Asimetria între atomii de hidrogen şi oxigen (H-O) formează unghiul mediu de 104,05(figura. 2).

Fig. 2. Schema structurii a moleculei de apă. Datorită polarităţii apa manifestă forţe de orientare şi atracţie a ionilor, grupărilor funcţionale, forţe de atracţie a moleculelor proprii. Moleculele de apă sunt asociate prin legături de hidrogen care se formează între atomi de oxigen O2- cu sarcina negativă şi atomi de hidrogen H+ cu sarcina pozitivă. Apa lichidă prezintă un sistem conținuu. Fiecare moleculă de apă este coordonată prin legăturile de hidrogen de alte patru molecule vecine

de apă şi prezintă o reţea formată din moleculele respective. Concomitent, pe lângă molecule ordonate în reţea mediul de apa conţine şi molecule neasociate, libere, care sunt supuse schimbărilor permanente de poziţiile reciproce. (fig. 2.2) .Apa îngheţată, în stare solidă, ca regulă reprezintă structură cristalină cu reţele hexagonale. Legăturile de hidrogen joacă un rol important în procesele de interacţiune a moleculelor de apă cu diferiţi compuşi chimici a alimentelor. Legăturile de hidrogen care se formează între grupările polare chimice şi moleculele de apă sunt numite legăturii intermoleculare.De exemplu, capacitatea de formare a legăturilor de hidrogen manifestă următoarele grupări polare: hidroxil (-OH); carboxil (- COOH); aminogrupa (-NH2); iminogrupa (= NH) şi altele.Moleculele de apă formează legături de hidrogen cu anionii de Cl- ,Br-, I-, F-. Compuşii organici care conţin grupări polare glucide, proteine, polifenoli, alcooli, cetone, aldehide, aminoacizi, şi altele formează legături de hidrogencu moleculele de apă. De asemenea legături de hidrogen pot fi formate intre grupările polare a unei macromolecule, ca exemplu spiralizarea moleculei de proteine(leg[tura se formează între diferite grupe de NH2 și CO implicate în diferite legături peptidice).  

2.3.   Hidratarea compuşilor   chimici

20

Din conţinutul total de apă în alimente numai o parte foarte mică poate fi caracterizată ca apă pură. Cea mai mare parte a apei totale prin interacţiuni cu compuşii alimentului formează diverse structuri compoziţionale. Un fenomen semnificativ de interacţiune între moleculele de apă şi compuşi chimici prezintă procesul de hidratare. Hidratarea este un proces de interacţiuni fizico-biochimice a apei cu molecule polare sau grupări polare a compuşilor chimici. Astfel hidratarea se desfăşoară între moleculele de apă şi compuşii chimici polari, cationi şi anioni.  Cationii Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+, Ba2+ atrag dipolii de apă format din strat de hidratare din 4 – 6 molecule de apă. Majoritatea anionilor cu sarcină negativă Cl- Br -, I-,  NO3

-, IO3-cu câmp electric slab, parţial distrug

reţelele de apă structurată. Datorită diferitelor capacităţi  de  modificare a apei hidratate, cationii şi anionii puternic influenţează asupra stabilităţii soluţiilor coloidale, structurii biopolimerilor. Interacţiunea de tip dipol-dipol apare între moleculele de apă şi grupările polare (-COOH, -OH, –NH2, =CO, -HCO3) a compuşilor hidrofili. Orientarea şi aranjamentul apei în jurul grupărilor polare este similară interacţiunii de tip ion-dipol în conformitate cu sarcina grupărilor. De exemplu, alcoolul metilic (CH3-OH) alcoolul etilic (C2H5-OH) sunt hidratate prin interacţiunea H2O cu grupările hidroxil şi se dizolvă bine în apă. Un număr mare de compuşi organici care conţin grupări polare sunt supuși hidratării prin formarea legăturilor de  hidrogen cu moleculele de apă. Din aceşti compuşi organici fac parte mono-şi dizaharidele,  polizaharidele, acizii organici, alcoolii, aldehidele, cetonele şi altele. Grupările şi radicalii nepolari hidrocarbonici (-CH3; = CH2; ≡CH) nu formează legături de hidrogen şi reduc solubilitatea substanţelor organice. Cu creşterea radicalului hidrocarbonat al moleculelor organice hidratarea şi solubilitatea lor scade. De exemplu, alcoolul cetilic[CH3- (CH2)15-OH] conţine radicalul alchilic nepolar destul de mare şi practic este insolubil în apă. Hidratarea grupării de hidroxil de către moleculele de apă este prea slabă pentru a desprinde din reţea moleculele de alcool cu radicalul nepolar mare. Hidratarea compuşilor chimici polari cu masă moleculară mică conduc la dizolvarea lor şi formarea soluţiilor. Cu creşterea radicalului nepolar al moleculelor organice şi interacţiunea apei cu aceste substanţe este mai complicată, care va fi explicată mai departe. Produsele alimentare, solide sau lichide, în unele condiţii sunt supuse procesului de hidratare prin sorbţia apei din atmosferă în dependenţă de structura chimică, conţinutul de H2O, umiditatea  mediului ambiant, temperatura. Mecanismul de hidratare depinde de natura grupărilor polare a substanţelor Biochimice a al alimentelor. Ca regulă, sorbţia apei şi hidratarea alimentelor se realizează în condiţii când umiditatea  relativă din atmosferă este ridicată, iar produsele alimentare sunt deshidratate (zahăr tos, produsele uscate, sare de masă, etc.).

2.   3.   Interacţiuni   hidrofobe Interacţiunea apei cu compuşi chimici formaţi din mai multe grupări mixte, polare şi nepolare, este specifică şi nu poate fi explicată numai din punct de vedere a procesului de hidratare. Structura acestor compuşi şi stabilitatea lor în sisteme alimentare se asigură prin echilibru între diverse forţe din care interacţiunea hidrofobă joacă un rol important. Compuşii chimici formaţi din grupări polare cu un conţinut predominant de unele grupări nepolare , care practic nu se dizolvă în apă, se numesc substanţe   hidrofobe. In cazul când substanţele hidrofobe conţin grupări polare cu sarcini pozitive şi negative încă se   numesc   compuşi   amfoteri . Structura chimică a substanţelor hidrofobe pot fi prezentate prin următoarea formulă generală: RX+ Rn unde Rn– prezintă radicalul nepolar al moleculei, format numai din grupări nepolare; X±b– grupările polare a moleculei cu sarcină pozitivă sau negativă. De exemplu, compuşii amfoteri sunt aminoacizii, proteinele, lipidele, derivaţii proteinelor, lipidelor etc.

21

Spre deosebire de hidratarea grupărilor polare, fenomenele de interacţiuni hidrofobe se desfăşoară între grupările nepolare a compuşilor chimici şi moleculele polare de apă. Efectul principal al procesului de interacţiuni hidrofobe constă în respingerea grupărilor nepolare de către moleculele de apă. În mediul apos grupările nepolare nu formează legături de hidrogen cu moleculele de apă. De exemplu, catene de hidrocarburi alifatice, aromatice sunt respinse de  moleculele de apă. Prin urmare, în regiunea asociaţiilor compuşilor hidrofobi moleculele de apă se ordonează între ele prin legături de hidrogen în fel de carcasă. Apare strat de apă structurată La o concentraţie critică catenele hidrofobe în soluţii apoase se apropie la o distanţă de atracţie intermoleculară prin forţele lui Van der Waals. În volumul soluţiei moleculele hidrofobe formează structuri specifice ordonate care se numesc micele. Formarea micelelor se efectuează prin incorporarea în apa catenelor nepolare a moleculelor hidrofobe în rezultatul ruperii legăturilor de hidrogen a apei. Fiecare micelă conţine un număr de mii de molecule hidrofobe separate. Grupările (radicalii) nepolari se ordonează şi formează nucleul hidrofob al micelei. Concomitent grupările polare a moleculelor hidrofobe sunt orientate în exterior, la suprafaţa de separare a micelei, formând legături de hidrogen cu moleculele de apă. Prin astfel de interacţiuni se stabilizează structura micelei. Semnul din pătrat reprezintă lecitina, substanță hidrofobă, formată din două resturi de acizi grași, numită ,,coadă nepolară” și fragmentul polar de colin- fosfat a macromoleculei sub denumirea ,,cap polar”

2.5. Formele de legătură a apei în alimente Din punct de vedere fizico-chimic, se consideră că apa în alimente se conţine sub două forme: apă liberă şi apă legată.Apa liberă prezintă o parte componentă din conţinutul total a apei care nu este legată de moleculele compuşilor chimici, este accesibilă la interacţiuni Biochimice, biochimice şi la procesele vitale a microorganismelor.Apa legată este o parte a apei asociate şi reţinută de moleculele compuşilor chimici a alimentelor, cu activitatea chimică şi fizico-chimică limitată. În alimente apa există sub diferite forme de legături cu compuşii chimici a produselor alimentare. Clasificarea formelor de legătură a apei a fost propusă de savantul Rebinder. In baza clasificării sau utilizat proprietăţile fizico-biochimice a apei în funcţie de energia forţelor de legare a apei. După modul de legare apa există sub următoarele forme:apa legată chimic, fizico-chimic şi   fizico-mecanic. Apa legată chimic.Legăturile Biochimice a apei cu compuşii alimentelor sunt de două tipuri; ionice şi moleculare. Legăturile se formează în proporţii strict determinate. Astfel de legături sunt cele mai puternice şi pot fi distruse în urma unor reacţii Biochimice s-au prin calcinare.  Apa   legată   chimic   pierde   mobilitatea,   activitatea chimică şi fizico-chimică, nu poate fi eliminată din alimente fără a provoca degradarea lor.Apa   legată   fizico-chimic  cuprinde următoarele trei forme principale de legare în alimente:- legăturile de adsorbţie;- legăturile de solvatare;- legăturile de adsorbţie osmotică. Apa legată fizico-chimic este cea mai răspândită în alimente. Aceste legături se formează fără un raport strict determinat. Legăturile de adsorbţie se formează prin forţe de atracţie a moleculelor de apă de fragmentele polare a macromoleculelor de pe suprafaţa micelelor, corpurilor coloidale hidrofobe. Legăturile de solvatare şi adsorbţie osmotică ca regulă se formează între moleculele de apă şi compuşii structurilor celulare( citoplasma, membrane, vacuole) şi alte elemente structurale. Legăturile fizico-biochimice sunt de o intensit medie. Ele pot fi distruse prin tratament termic a alimentelor la temperaturi90...1050C, prin interacţiuni Biochimice. Eliminarea apei legată fizico-chimic practic nu conduce la   degradarea completă a   alimentelor. Proprietăţile fizico-biochimice a apei legate şi apei libere se deosebesc. De exemplu, temperatura de congelare a apei legate este sub zero de grade Celsius, temperatura

22

fierberii este mai mare de1000C, capacitatea de dizolvare este redusă. În prezent majoritatea savanţilor consider că fenomenul „apa legată” poate fi apreciată prin doi criterii;- capacitatea redusă de mobilitate a apei localizate în spaţiul compuşilor dizolvaţi la nivelmolecular:apa legată se congelează la temperatura – 400C. În conformitate cu aceşti criterii cantitatea de apă legată în alimente este foarte mică din conţinutul total de apă. Moleculele apei sunt strâns legate de fragmente polare a macromoleculelor deproteine, glucide şi altele, formând straturi de apă legată: strat monomolecular şi straturi polimoleculare. Mobilitatea moleculelor de apă in straturi este blocată, ce conduce la modificarea caracteristicilor fizico-biochimice: apa pierde proprietatea dedizolvant, temperatura fierberii depăşeşte nivelul de 1000C, iar temperatura de congelare se reduce până la - 400C. Apa legată fizico-mecanic este adiţionată în alimente prin forţe mecanice, denumită încă apă liberă reţinută în capilari, în pori. Ea se divizează în apă macro-capilară şi micro-capilară. Forţele de capilaritate sunt de o intensitate slabă. De aceea apa legată fizico-mecanic se consideră ca apă liberă care poate fi înlăturată prinacţiuni mecanice (prin presare, centrifugare, extracţie etc.). Proprietăţile fizico-biochimice a apei legate fizico-mecanic şi apei libere sunt identice. Cantitatea de apă reţinută fizico-mecanic depinde de structura alimentelor, de provenienţa materiei prime.

2.6. Activitatea apei Stabilitatea sau „viaţa” alimentelor este limitată în timp. Pierderea stabilităţii şi alterarea alimentelor se desfăşoară în urmamodificărilor Biochimice, biochimice şi microbiologice. Intensitatea acestor modificări depinde de umiditatea alimentelor şi într-o măsură mai mică de alţi indici: valoarea pH, conţinutul de oxigendizolvat, mobilitatea apei etc. Din conţinutul total a apei în alimente o influenţă decisivă are numai cantitatea de apă accesibilă la interacţiuni Biochimice şi biochimice. In funcţie de conţinutul în apă alimentele pot fi divizate în trei grupe: alimente cu umiditatea ridicată, cu umiditatea intermediară şi   umiditatea redusă   (alimente   deshidratate,   uscate).  Cele mai stabile sunt alimentele deshidratate. Acest fapt denotă că stabilitateaalimentelor depinde de conţinutul, mobilitatea şi implicarea apei în  procesele Biochimice, biochimice. Pentru aprecierea influenţei apei asupra stabilităţii alimentelor se foloseşte indicele numit activitatea apei care este un indice important pentru determinarea ptoprietăților tehnologice a alimentelor.

2.7. Influenţa apei asupra activităţii enzimelor În alimente cu umiditatea şi activitatea apei redusă suntposibile reacţii enzimatice, dacă enzimele n-au fost inactivate prin  tratament termic. Activitatea enzimelor se majorează începând de la un anumit nivel minimal de umiditate. În principiu există o corelare dintre activitatea apei şi viteza reacţiilor enzimatice, însă această corelare este destul de complicată. Reacţiile enzimatice se desfăşoară în straturile polimoleculare a apei legate, dacă formează microvolume de molecule mobile de apă . Este evident că apa lichidă este mediu necesar pentru difuzia substratului către enzime. Ţinând cont de cele expuse este clar de ce viteza reacţiilor enzimatice se limitează în medii cu activitatea mică a apei. În acelaş timp a fost constatat că desfăşurarea reacţiilor enzimatice sunt posibile şi în mediul lichid altor substanţe biochimice în afară de apă.  De exemplu, în starea lichidă, tripliceridele, favorizează mobilitatea compuşilor prin difuzie, pătrunderea lor în zona localizării enzimelor şi iniţierea reacţiilor biochimice cu enzima lipaza.Influenţa apei asupra reacţiilor enzimatice a fost examinată în sisteme model şi în unele produse alimentare, cum ar fi scindarea ATP (adenozin trifosfat) în carne uscată prin sublimare. Pe parcursul păstrării de trei luni în condiţii cuumiditatea relativă de= 25,0 % n-a fost înregistrată scindarea ATP. Cu majorarea umidităţii relative viteza de scindare a crescut. La 70 % hidroliza ATP a durat numai câteva zile. Reacţia enzimatică de scindare ATP s-a desfăşurat în urma majorării activităţii apei. În rezultatul creşterii umidităţii mediului s-a majorat adsorbţia vaporilor de apă pe suprafaţa produsului. Conţinutul de apă în stare lichidă în produs a crescut, s-a majorat şi a condus la creşterea activităţii apei.

23

În alimente ce conțin un număr mare de enzime pot fi inactivate prin reducerea activității apei sub nivel de 80%, dar unele enzime își păstrează activitatea catalitică . Ca exemplu, unele esteraze. A fost constatat și faptul că reacțiile biochimice pot fi desfășurate în alimente de unele enzime și la o scădere a apei de până la 25-30% din conținutul total alei.

2.7. Influența apei asupra reacțiilor de oxido-reducere Produsele alimentare includ un număr de compuși hidrosolubili cum a fi acidul ascorbic, flavonoidele, taninurile, antociane, caratenoizii etc. cu capacitate de oxidare și reducere a antocianelor, carotinoizilor,etc. Pe parcursul prelucrării tehnologice a materiilor prime și păstrării produselor finite predomin reacțiile de oxidare. Modificările apărute în urma reațiilor de oxidare influințază negativ asupra stabiității fizico-biochimice și aduc la pierderea calității alimentelor. Concomitent sunt posibile ți unele reacții de reducere a compușilor oxidați cu efecte pozitive asupra calității alimentelor. Majoritatea produselor vegetale, fructele, legumele manifestă proprietăți oxido-reducătoare care se apreciază prin potențialul redox.

2.8. Influenţa activităţii apei   asupra microorganismelor Activitatea fiziologică a microorganismelor depinde de conţinutul şi de activitatea apei în medii nutritive. În mod general multiplicarea microorganismelor depinde de specie şi este în funcţie de activitatea apei, compoziţia chimică şi potenţialul redox a alimentelor, temperatură şi alţi factori. Este bine cunoscut faptul că cu descreşterea activităţiiapei capacitatea de supravieţuire a microorganismelor scade. Lanivelul aw=0,3...0,5 celulele microbiene sunt supuse unor modificări profunde prin care o parte de celule se distrug, însă o altă parte se transformă în spori (stare de anabioză). Ca regulă în, medii nutritive, cu activitatea apei aw< 0,8, activitatea celulelor de bacterii, precum şi sinteza toxinelor elaborată de acestea microorganisme, este blocată. 

Majoritatea speciilor de drojdii şi fungi pierd capacitatea de reproducere în mediu cu aw =0,80...0,88. Capacităţi specifice manifestă drojdiile osmofile. În mediu cu aw=0,6 ele într-o măsură păstrează activitatea fiziologică.

Tabelul 2.2. Influenţa activităţii apei asupra supravieţuirii unor specii de microorganisme   Sporii microbieni sunt mai rezistenţi în comparaţie cu celulele.În medii cu activitatea apei aw= 0,2...0,4 sporii microbieni manifestă termorezistenţa extrem de mare. De exemplu, termorezistenţa sporilor C. botulinum E de 100000 ori mai mare faţă de celulele vegetale a acestei bacterii.

2.9. Activitatea apei în unele alimente Reieşind din cele expuse se poate de constatat că viteza reacţiilor Biochimice, biochimice, activitatea microorganismelor este în funcţie de activitatea apei. Prin urmare, activitatea apei este un factor important care influenţează asupra stabilităţii alimentelor.

24

Nr. ord. Denumirea microorganismelor

Limitele activității apei de supraviețuirea microorganismelor (celule)

1 Bacterii: Cl. Butulism A,B,C 0,89….0,95Pseudomonas 0.98Salmonela 0,92Stafphyloccus 0,86

2 Cl. Perfringens 0,93…0,973 B. Cereus 0,90…0,934 Lactobacillus 0,935 Fungi: Penicilium 0,8

Aspergilius 0,66 Drogdii: Candida 0,88

Saccharomyces 0,62…0,86

Cum a fost accentuat mai sus, stabilitatea produselor alimentare este în direct proporţională conţinutului şi activităţii apei. Alimentelele în care activitatea apei este mică sunt mai stabile(tabelul 2.3).  Tabelul 2.3. Activitatea apei în unele produse alimentare

Nr.ord Denumirea alimentelor Valoarea activităţii apei (aw)

1 1 Fructe, legume, carne, lapte, peşte ~1,022 Alimente cu conţinutul de

zaharoză40% şi alimente cu conţinutul 7,0%de sare,unele brânzeturi, pâinea

0,9...0,953

3 Alimente ce conţin 55% de zaharoză sau 12,0% de sare de clorură de natriu, făina,

ciocolate,şunca

0,8...0,854

4 Fructe congelate, lapte concentrat cu zaharoză, gem

0,75...0,85

5 Crupe, nuci, marmeladă 0,7...0,7566 Fructe uscate, bomboane, paste făinoase 0,6...0,6577 Lapte praf, ouă praf, cafea praf.  0,3...0,4

Pentru majorarea stabilităţii alimentelor pe baza reducerii activităţii apei au fost  elaborate diferite metode. În tehnologia alimentară se folosesc metode de deshidratare a alimentelor, metode de obţinere a alimentelor cu introducerea zaharozei în cantităţi 40...60%, (gem, marmeladă, confitiur etc.) cu introducerea clorurii de natriu (carne, peşte) 7,0...12,0%. La băuturile alcoolice activitatea apei se reduce cu ajutorul alcoolului etilic, sau combinaţii de zaharoză şi alcool etilic.

Tema 3.. Mineralitatea alimentelor şi organismului uman; procese redoc; pH şi rH

3.1. Substanțele minerale ale organismelorProdusele alimentare conţin substanţe minerale în cantităţi variabile atât în ceea ce priveşte felul elementelor cât şi proporţia faţă de celelalte componente biochimice. Substanţele minerale se găsesc în toate organismele vegetale şi în toate ţesuturile animale, rolul lor în metabolism fiind bine precizat.

Deşi reprezintă doar cca.. 6% din greutatea corpului omenesc, rolul lor în organism este foarte important, concretizându-se prin funcţii precum:

constituie suportul structural pentru schelet (îndeosebi Ca, P, Mg); asigură menţinerea echilibrului acido-bazic în organism; asigură presiunea osmotică specifică intra/extra celulară; asigură excitabilitatea neuro-musculară activează numeroase sisteme enzimatice etc.

Combinațiile minerale din organism apar mai ales în stare ionizabilă, cum ar fisărurile de sodiu, potasiu, magneziu, dar și sub formă greu solubilă sau de combinații complexe cu substanțe organice, de exemplu proteinele, care formează cu apa soluții coloidale. Originea substanțelor minerale o găsim în apa, pentru organismele care traiesc în mediu acvatic, în   sol și în sucul solului pentru plante,   și în alimente pentru   animale. Apa conține în mod obișnuit cantități relativ mari de calciu și de magneziu sub formă de bicarbonați; ea conține cantități apreciabile de sodiu, potasiu, fier și clor. De asemenea, ea aduce organismului și alte elemente, cum ar fi, de exemplu, iodul. Plantele absorb substanțele minerale din soluțiile apoase ale solului. La rândul lor, plantele, care sunt consumate sub formă de alimente, introduc în organismul animal substanțele minerale. Aportul în substanțe minerale adus de plante este mai mare decît acela adus de

25

alimentele de origine animală; astfel, fructele și mai ales epiderma lor, ca și făinurile, sunt cu mult mai bogate în calciu, magneziu, fier, decât laptele sau carnea. Studiile au arătat că necesitățile vegetalelor în substanțe minerale sunt practic aceleași cu ale animalelor. Aceleași elemente se dovedesc a fi indispensabile atât vieții plantelor cât și animalelor, înlocuirea unora dintre aceste elemente cu altele nefiind posibilă decât în valoare foarte mică. 

3.2. Substanţe minerale Substanţe minerale - compuşi neorganici care întră în componenţa celulelor organismelor vii şi sunt necesare pentru dezvoltarea şi activitatea lor vitală. Sunt componenţi obligatorii ai tuturor ţesuturilor şi  organelor, de acea prezenţa lor în hrană este tot atât de necesară, ca şi prezenţa proteinelor, lipidelor, glucidelor şi vitaminelor. Sunt substanţe minerale   apa şi numeroase  săruri, care îndeplinesc o serie de funcţii în organism: menţin la un nivel constant presiunea osmotică, participă la  reglarea echilibrului acido-bazic, activează un  şir de enzime, previn apariţia şi dezvoltarea unor afecţiuni (de ex., a guşii endemice) etc.   Substanţa vie conţine circa 100  elemente Biochimice (macroelemente şi microelemente). Mineralele sunt elemente nutritive necesare organismului pentru a funcționa corespunzător și pentru a se menține puternic. Mineralele, ca și vitaminele, sunt nutrienti importanți care se găsesc în produsele alimentare; principala diferență constă în faptul că vitaminele sunt substanțe organice (conțin elementul carbon) și mineralele sunt substanțe anorganice. De obicei, mineralele necesare organismului sunt furnizate dintr-un regim alimentar variat format din fructe, legume si oleaginoase.

Clasificare Fiecare mineral aduce anumite beneficii organismului, din aceasta cauza nu se va recurge la o clasificare după importanţa mineralelor. Mineralele sunt esențiale pentru funcționarea corecta a organismului, majoritatea fiind implicate în metabolizare, echilibrul apei din organism și sănătatea sistemului   osos . Mineralele se împart în două grupe: minerale esențiale și oligoelemente.  Minerale esențiale (macrominerale, macroelemente). Se recomanda asimilarea a 100 mg de minerale esențiale din alimentație, zilnic. Din aceasta grupa fac parte: calciul, magneziul, sodiul, potasiul, fosforul și clorul.(prezente sub formă de cationi) și de anioni (PO4

– , Cl - , SO 4

2– ), care condiţionează respectiv caracterul   alcalin sau acid al mediului. Între cationi  şi anioni există un anumit raport cantitativ, care contribuie  la menţinerea  la un nivel constant a concentraţiei  ionilor de hidrogen pH (7,35-7,40), necesară  pentru desfăşurarea tuturor reacţiilor biochimice. Orice abatere a pH va avea ca urmare apariţia şi dezvoltarea unor stări patologice, ca  acidoza sau  alcaloza. Echilibrul normal dintre anioni şi  cationi se menţine datorită alimentaţiei raţionale. Produsele bogate în  cationi (fructele, legumele, produsele lactate) condiţionează o reacţie  alcalină, iar carnea, peştele, grăsimea animală, ouăle, care conţin anioni – o reacţie acidă. Abundenţa alimentelor de origine animală  contribuie la apariţia acidozei - stare care, de obicei, reduce rezistenţa organismului faţă de diferiţi factori fizico-chimici, în deosebi – la persoanele de vârstă  înaintată. Fructele, legumele şi produsele  lactate, dimpotrivă, previn dezvoltarea acidozei. Aceste minerale se regăsesc în aproximativ toate celulele organismului, și sunt implicate în menținerea homeostazei generale și funcționarea normalț a organismului. Dezechilibrele acute ale acestor minerale pot avea potențial letal.  Conţinutul produselor alimentare în substanţe minerale se determină prin calcinare (ardere la +550 oC, timp de 8-10 ore). Cenuşa totală rezultată prin calcinare exprimă conţinutul global de substanţe minerale existente în produse; ea include pe lângă substanţele minerale native (proprii produsului alimentar) şi substanţe minerale încorporate sau de impurificare.

Calciul este elementul mineral care se găseşte în cantitatea cea mai mare în organism (1,5-2%, din care 99 % se află în ţesuturile osoase şi dentare).

Fixarea Ca în organism este dependentă de prezenţa vitaminei D şi influenţată negativ de prezenţa în hrană a unor acizi (ex. ac. oxalic, fitic, malic etc.) care conduc la formarea unor săruri din care calciul nu poate fi metabolizat (oxalaţi, malaţi etc.) şi de excesul de P. Eliminarea Ca din organism este accelerată în prezenţa unor substanţe cum este cofeina. Nivelul Ca din sânge este reglat prin intervenţia a doi hormoni: parahormon

26

şi calcitonină. Asimilarea normală a calciului de către organism depinde şi de cantitatea de fosfor existentă în hrana ingerată, raportul Ca/P trebuind să fie de 1,3...1,5 / 1.

Dintre principalele funcţii ale calciului în organism amintim:

component structural al oaselor şi dinţilor; insuficienţa calciului în alimente provoacă unele disfuncţii grave (rahitism, osteoporoză); rol în excitaţia şi contracţia musculară; insuficienţa sa conduce la hipocalcemie/spasmofilie, manifestată prin tetanie); rol în coagularea sângelui (carenţa în Ca creşte timpul de coagulare); rol în activitatea sistemelor enzimatice, la nivel celular.

Excesul de Ca (hipercalcemia) conduce la depuneri aberante de depozite minerale (calcúli biliari/renali, osteofite articulare etc)

Cele mai importante surse alimentare de calciu sunt laptele şi brânzeturile,  care conţin cantităţi mari din acest element şi care întrunesc condiţiile necesare unei bune asimilări; dintre produsele alimentare vegetale (care conţin cantităţi mai mici de calciu şi cu un coeficient de utilizare digestivă mai redus) mai importante sunt: seminţele de leguminoase, pătrunjelul, spanacul, varza, guliile, andivele etc.

Fosforul reprezintă circa 1% din greutatea organismului uman, aproximativ 80% din acesta fiind localizat în oase şi dinţi (conţin 17-18% P); restul de circa 20% se găseşte în ţesuturile moi, unde îndeplineşte un rol plastic şi numeroase roluri funcţionale.

Fosforul îndeplineşte numeroase funcţii în organism, dintre care menţionăm:

rol multiplu în structura ţesuturilor osoase; este constituent al acizilor nucleici (ADN - acid dezoxiribonucleic şi ARN - acid ribonucleic) care intervin în sinteza proteinelor, în multiplicarea celulară şi în transmiterea caracterelor ereditare; intră în componenţa ATP (adenozintrifosfat), principalul depozit de energie necesar în travaliul muscular, activitatea nervoasă, procesele vitale din organism; sub formă de fosfolipide intră în structura celulelor şi membranelor celulare reglând transportul soluţiilor prin acestea; intervine în metabolizarea glucidelor, a acizilor graşi şi aminoacizilor etc.

Fosforul este larg răspândit în produsele alimentare, riscul aportului insuficient în

acest element fiind destul de rar. Regimurile alimentare care satisfac necesarul de calciu satisfac şi necesarul de fosfor.

Peştele, tărâţa de grâu, laptele, brânzeturile, ouăle ficatul contribuie cu cantităţi mari de fosfor uşor asimilabil de către organismul uman.

Magneziul este un macroelement prezent în toate ţesuturile organismului uman, cea mai mare cantitate fiind regăsită în oase (cca.. 0,7%).

Magneziul catalizează numeroase reacţii metabolice: este activator al unor enzime care intervin în sinteza proteinelor, în metabolismul glucidelor şi lipidelor.

Cele mai bogate surse de Mg sunt legumele verzi (fiind constituent al clorofilei) dar şi  fructele, carnea, ficatul, uleginoasele, derivatele cerealiere etc.

Potasiul se găseşte concentrat mai ales în lichidele intracelulare. El este necesar pentru buna desfășurare a proceselor metabolice.

În condiţii obişnuite, alimentele furnizează suficient potasiu care este uşor asimilat de către organism. El este larg răspândit în produsele alimentare, mai bogate în acest element fiind: carnea, peştele, legumele (tomate, cartofi etc.),fructele (mere, struguri, portocale etc.), boabele de cereale, seminţele de floarea soarelui.

27

Sodiul se găseşte în special în spaţiul extracelular şi împreună cu potasiul participă la reglarea echilibrului apei în organism, la păstrarea echilibrului acido-bazic; contribuie la menţinerea presiunii osmotice; este un stimulator al tonusului neuromuscular.

Sodiul se găseşte în special în produsele alimentare de origine marină dar şi în unele legume cum sunt: sfecla, morcovul etc. Aportul suplimentar se sodiu se realizează prin suplimentarea alimentaţiei cu NaCl (sare de bucătărie).

Clorul este prezent numai în lichidele extracelulare. Participă la menţinerea echilibrului acidobazic, iar prin combinaţie cu hidrogenul formează HCl cu rol în digestie.

Clorul se găseşte în cantităţi relativ mari în algele marine precum şi în alte surse. Necesarul de Cl este acoperit printr-o alimentaţie obişnuită, mai ales în calitate de component al sării de bucătărie.

Sulful este un component important al organismului uman. El este necesar pentru sinteza aminoacizilor sulfuraţi (metionină, cistină), intrând în alcătuirea proteinelor, îndeosebi a cheratinelor (care se găsesc în păr, unghii); participă şi la sinteza unor vitamine (tiamină, biotină). Cele mai bogate surse de sulf sunt alimentele de origine animală, leguminoasele, cerealele, nucile.

Fierul - se găseşte în organism sub diverse forme şi combinaţii:

ca fier activ preponderent în sânge; intră în compoziţia hemoglobinei din eritrocite şi a unor enzime oxidante, îndeplinind rolul de transportor al O2 şi CO2; este un component al mioglobinei, miozinei şi actiomiozinei din muşchi; în plasma sanguină este transportat legat de o proteină specifică: transferina; este stocat - în ficat, splină, măduvă - sub formă de feritină, hemosiderină etc.

Insuficienţa fierului, datorată aportului alimentar deficitar sau pierderilor exagerate se manifestă prin anemie (scăderea numărului de globule roşii din sânge).

Cele mai bogate produse alimentare în fier sunt: organele (ficat), carnea macră, peştele, spanacul, urzicile etc.

Microminerale (oligoelementele)Sunt micronutrienti - elemente Biochimice - necesari organismului uman în cantități foarte mici (mai puțin de 100 mg/zi)  spre deosebire de macrominarele. Microelementele (cobaltul, cuprul, iodul, manganul, seleniul,zincul si molibdenul) se găsesc  în organism uman în cantităţi extrem de mici, întrând, de regulă,  în componenţa  unor substanţe organice. Cantitatea lor variază (de ex.,  conţinutul de iod în sânge este de 0,005-0,012 mg%, iar în glanda tiroidă – de 50 mg%). Deşi  necesarul de microelemente al organismului este de ordinul  minimilor sau chiar al  milionimilor de miligram,  lipsa lor din hrană duce la afecţiuni şi tulburări ale metabolismului.Cuprul se găseşte sub formă de urme în toate ţesuturile, cantităţile cele mai mari fiind concentrate în ficat, rinichi, măduva osoasă, inimă, creier.

Are rol în formarea melaninei, elastinei, colagenului, în protecţia sistemului nervos central etc.

Carenţa cuprului în organism se manifestă prin anemie hipocromică (pete depigmentate), deprecierea părului, încetinirea creşterii etc.

Cobaltul este constituent al vitaminei B12 (ciancobalamina), intervenind în hematopoeză şi în diverse procese metabolice.

Alimentaţia obişnuită furnizează cantităţi suficiente de cobalt în organism. Se găseşte în carne, lapte şi alte produse de origine animală.

Cromul este concentrat mai ales în păr, splină, rinichi. Principalul său rol în organism este cel de activitor al unor enzime implicate în metabolismul glucozei, în sinteza acizilor graşi şi ai colesterolului. Prezenţa şi asimilarea sa corespunzătoare în organism poate preveni diabetul, obezitatea etc.

Zincul este implicat în numeroase sisteme enzimatice din organismul uman. Sunt relativ bogate în zinc boabele cerealelor, seminţele de dovleac, drojdia de bere etc.

28

Seleniul este un element chimic descoperit în anul 1817 şi numit astfel după denumirea greacă a lunii, Selena. Anterior anului 1957 seleniul era considerat un element toxic. El este un component esenţial al enzimei glutationperoxidaza, care neutralizează peroxizii şi previne formarea radicalilor liberi, fiind unul dintre cei mai puternici antioxidanţi. Seleniul are şi un important rol în buna funcţionare a sistemului imunitar; de altfel, s-a confirmat faptul că suplimentarea hranei cu seleniu previne apariţia cancerului. Asociat cu vitamina E, seleniul intervine în susţinerea creşterii normale şi a fertilităţii; efectele sale benefice sunt amplificate şi atunci când este asociat cu aminoacizi sulfuraţi (ex. selenometionină),vitaminele E şi A.

Ca surse de seleniu menţionăm produsele de origine animală, unele legume şi fructe, derivatele cerealiere.

Iodul este un oligoelement necesar pentru sinteza hormonilor tiroidieni (tiroxina şi triiodotironina), cel mai important rol al său fiind de a asigura buna funcţionare a glandei tiroide. Prin intermediul hormonilor tiroidieni, iodul participă la stimularea ritmului metabolic (lipidic, bazal) la producerea de energie şi promovarea creşterii.

Carenţa de iod în organism se manifestă prin reducerea cantităţii de hormoni tiroidieni, glanda tiroidă îşi măreşte volumul (apare guşa endemică), se încetineşte ritmul

metabolic, funcţiile mentale scad (cretinism), apare obezitatea şi numeroase tulburări nervoase. Deficienţa iodului poate fi cauzată şi de prezenţa anumitor compuşi chimici (factori goitrogeni, care blochează utilizarea iodului în organism) în produsele alimentare consumate în stare crudă (ex: în varză).

Cele mai bogate surse alimentare de iod sunt produsele comestibile provenite din apa mărilor şi oceanelor: peştele, scoicile, algele marine.

Conţinutul în iod al produselor vegetale depinde de conţinutul solului pe care acestea au fost cultivate, respectiv în cazul produselor de origine animală, de conţinutul în iod al furajelor administrate animalelor. În România solul din zonele muntoase şi subcarpatice are un conţinut mai redus de iod, apa fiind şi ea săracă în acest element; pentru a corecta acest deficit se utilizează în alimentaţie sare iodată.

Fluorul este localizat aproape în întregime în oase şi dinţi, având rol în prevenirea cariei dentare dar şi a osteoporozei. Sursa principală de fluor este apa de băut.

Manganul este esenţial pentru sinteza matricei oaselor; de asemenea are rol de activator enzimatic, intervine în metabolismul lipidic (sinteza colesterolului, a acizilor graşi), în dezvoltarea urechii interne, funcţionarea normală a glandelor sexuale şi utilizarea corespunzătoare a vitaminei B1. Principalele surse de Mn sunt produsele alimentare cerealiere, leguminoasele, nucile, cafeaua etc.

Molibden. Rolul său în organism a fost evidenţiat după anul 1950, ca şi component al unor enzime, participând la procesele de oxidare a grăsimilor, de mobilizare a fierului din rezervele hepatice etc. Produse alimentare bogate în Mo sunt: ficatul, rinichii, leguminoasele şi derivatele cerealiere cu grad mare de extracţie.

3.3. Funcții biologice și beneficii Mineralele sunt elemente Biochimice inactive, asemeni fierului dintr-o tigaie sau calciului dintr-o stancă, dar in organism sunt necesare pentru construirea țesuturilor, pentru declanșarea contracțiilor musculare, reacțiilor nervoase sau pentru coagularea sângelui. De asemenea, mineralele ajuta la menținerea echilibrului acido-bazic care păstreaza pH-ul organismului neutru. Beneficii:- calciul si fosforul susțin creșterea structurii osoase;- potasiul este un mineral cu larga răspândire în natura, ce are un rol crucial în organismul uman: susține activitatea cardiacă și stimulează inima să bată cu o frecveță de peste o suta de mii de bătăi de-a lungul unei zile. Potasiul și sodiu  mențin echilibrul electrolitic; - fierul este principalul microelement  hematopoietic, a cărui insuficienţa  duce la dezvoltarea anemiei. Fiind un constituent   al   hemoglobinei, el participă activ la transportul gazelor (oxigenului de la plămâni spre

29

ţesuturi şi al bioxidului de carbon spre plămâni), la reglarea   echilibrului acido-bazic; întră în   componenţa enzimelor oxido-reducătoare (citocromilor, catalazei, peroxidazei), participând   la procesele   de respiraţie tisulară, contribuie la oxigenarea celulelor .Ca surse de fer pentru organism servesc:  ficatul ,brânza de vacă, cacao, făina de soe, fasolele, bobul, mazărea etc. Norma zilnică pentru adulţi este de 15 mg. - cromul contribuie la eliminarea glucozei   din sânge și convertește grăsimile, carbohidrații si proteinele în energie;- cuprul ajuta la folosirea fierului in organism;- iodul contribuie la buna dezvoltare fizica și mentala;- magneziul menține sănătatea și funcționalitatea mușchilor, nervilor și oaselor;- manganul produce enzime cu rol în metabolizarea proteinelor și grăsimilor;- cobaltul întră în componenţa vitaminei B12, care participă la hematopoieză.  Insuficienţa   sărurilor de cobalt duce la anemie. Sursele de cobalt sunt: carnea, ficatul, cartofii, sfeclă, peştele etc.- fluorul participă la procesele de  dezvoltare a dinţilor şi oaselor. Pentru organism  este dăunător atât accesul, cât şi  insuficienţa  de fluor. Excesul contribuie la dezvoltarea fluorozei, iar insuficienţa -  la dezvoltarea cariei dentare.- molibdenul este cofactor pentru o serie de enzime care catalizează importante transformări biochimice ale ciclurilor de carbon, azot și sulf.- zincul influenţează asupra activităţii  hormonilor sexuali şi gonadotropi ai  hipofizei, întră în componenţa  enzimelor oxidoreducătoare şi a carbonhidrazei, participând la  diverse  procese metabolice. Se găseşte în grâu, orez, ceapă, spanac, cacao, carne, ficat, rinichi. Necesarul zilnic  pentru maturi  este de 15-20 mg, pentru copii – de 4-6 mg. Peste 300 de enzime diferite cu funcții vitale în organism depind de aportul de zinc.În organism conţinutul de săruri minerale şi de apă este reglat de sistemul  nervos central  şi glandele endocrine (corticosuprarenală, tiroidă, pancreas, paratiroidă şi lobul posterior al hipofizei).

Tema 4. Lipide în alimente.1. Clasificări și structuri.2. Gliceride. Lipide simple. 3. Acizii grași neesențiali și esențiali, 3. Proprietăți senzoriale. 4. Mogificări biochimice ale acizilor grași și ale resturilor acil în alimente.

Definiții, clasificare. Lipidele sunt constituenți foarte răspândiți ai organismelor vii, plante sau animale, care se aseamănă prin caractere comune de solubilitate, sunt greu solubile în apă, dar se dizolvă ușor în solvenți nepolari (eter, benzen, cloroform, etc.). Această însușire este datorată prezenței în moleculele lipidelor a unor întinse regiuni hidrocarbonate, hidrofobe. Numele de lipide provine din grecescul lypos, care înseamnă grăsime. Lipidele, numite şi grăsimi, sunt substanţe esenţiale atât pentru plante şi animale cât şi pentru om. Ele ajung în organism fie pe cale exogenă (din grăsimile animaliere sau vegetale din hrană), fie pe cale endogenă (se sintetizează, în interiorul organismului din glucide sau din proteine).  Cele mai multe lipide sunt substanţe formate din două componente; una reprezentată de acizi grași, iar cealaltă de glicerina sau din alţi alcooli. Dinte acizii graşi, o parte din cei nesaturaţi sunt esenţiali pentru om, căci nu pot fi sintetizaţi de către organism. Ca şi în cazul proteinelor, la care doar aminoacizi esenţiali prezintă cu adevărat importanţă, şi în cazul lipidelor, contează asigurarea unui nivel optim de acizi grași esențiali (AGE) din sursele de hrană. Nu este atât de important câte lipide introducem în organism, căci corpul le poate fabrica singur, ci contează cantitatea şi felul de acizi graşi esenţiali, ce intră în organism odată cu hrană, deoarece aceştia nu pot fi sintetizaţi de către om, dar pe baza lor se pot construi toate lipidele de care organismul omului are nevoie.

4.1. Funcțiile lipidelor. Clasificarea și structuri

Lipidele îndeplinesc funcții foarte importante:- sunt principala formă de depozitare și de transport a rezervelor energetice ale organismelor;

30

- au rolul de izolatori electrici, termici și mecanici;- sunt constituenți structurali ai membranelor celulare și intracelulare;- unele lipide au roluri importante în procesele de comunicare și recunoaștere intercelulară;- sunt părți componnențe ale vitaminelor, hormonilor, etc.

Lipidele se pot clasifica după mai multe criterii. Astfel, după rolul biologic ce-l îndeplinesc în organism, ele se pot grupa în lipide de rezervă și lipide de constituție. Lipidele de rezervă - depozitate în celule și țesuturi, ca sursă energetică și funcțională primară a organismului sunt formate în principal, din lipide simple, respectiv din grăsimi bogate în acizi grași saturați. Lipidele   de constituție   - ca element constant între componenții celulari, nu-și schimbă compoziția în raport cu nutriția, deoarece funcția lor de bază este de natură fiziologică și nu energetica. Aceste lipide sunt constituite, în principal, din acizi grași nesaturați apți de asociere și structurare spațială în complexe, ce asigură permeabilitatea membranară în transportul de masa, corelat cu transportul de flux nervos și, implicit, în formațional. În alimente, lipidele sunt componente de nutriție și construcție, dar și cu important rol fiziologic în transportul compușilor cu fosfor, azot, sulf, oligoelemente, etc., la nivelul membranei celulare. Intr-o clasificare mai veche, după compoziția chimica, lipidele se împart în lipide simple (neutre) formate din C,H, si O si in lipide complexe (polare), care conțin în moleculă pe lângă C, H, O și N, P,S, etc.

I. Lipidele simple sunt esteri formați dintr-un alcool sau un polialcool și acizi carboxilici grași, saturați sau nesaturați sau acizi bibazici.

După natura alcoolului, lipidele simple(neutre) se clasifica în:a) gliceride – esteri ai glicerolului cu acizii grași;Giceridele sau grăsimile simple neutre in funcție de numărul grupărilor alcoolice esterificate se clasifica în mono, di sau trigliceride. Grăsimile naturale din țesutul adipos al animalelor și țesutul oleaginos al plantelor sunt în cea mai mare parte, trigliceride mixte.

CH2 ── OH         HOOC ── C15H31        CH2O ── CO ── C15H31

│ a. palmitic │HC ── OH    +  HOOC ── C17H35  → HC  ── O ── CO ── C17C35 +3H2O │ a. stearic │ CH2 ── OH          HOOC ── C17H33         CH2O ── CO ── C17H33 ( glicerol )         a. oleic      palmatostearooleina ( triglicerid mixt )

- ceride – esteri ai monoalcoolilor superiori cu acizii grași;- steride - esteri ai sterolilor cu acizii grași;- etolide – esteri rezultați prin esterificarea a doua combinații cu funcție mixtă de alcool și acid. Gruparea acidă a unuia esterifică gruparea alcoolică a celuilalt.II. Lipidele complexe conțin în molecula lor componentele lipidelor simple – glicerină și acizi grași – sau înlocuitorii lor – amino-polialcooli, polialcooli ciclici, monozaharide, acizi bibazici, etc. Grăsimile animale și vegetale sunt esteri ai glicerolului cu acizii grași și apar sub formă de   amestecuri de triesteri ai glicerinei. Acizii grași care intră în compoziția trigliceridelor naturale sunt monocarboxilici, saturați și nesaturați, cu una sau cu mai multe duble legături etilenice, cu catena moleculelor liniară, conținând, de obicei, un număr pereche de atomi de carbon. Acizii grași saturați importanți din punct de vedere biologic au între 14 si 24 atomi de carbon. Cei mai raspandiți, în lipidele izolate din țesuturi animale, sunt acizii grași cu 16 atomi de carbon (acidul palmitic) și 18 atomi de carbon în molecula (acidul stearic). Acidul cu 24 atomi de carbon (acidul lignoceric) se află în cantități apreciabile în unele lipide din substanța nervoasă. Primii doi acizi formează circa 50% din conținutul total în acizi grași ai grăsimilor consistente, restul fiind mai ales acid oleic. Pe măsură ce consistența grăsimilor scade, se micșorează proporția de acid palmitic și stearic și creste cea de acid oleic, astfel încât în uleiuri proporția primilor doi acizi este cu totul neînsemnată. In afara de acești acizi grași principali, grăsimile mai conțin și alții, a căror natură și proporție variază după substanța grasă.

31

Acizii butiric, capronic, caprinic, caprilic, laurinic și miristic apar în laptele rumegătoarelor și în unt. Graăimile din laptele uman cuprind doar urme din acești acizi. Gliceridele vegetale sunt, de asemenea, foarte diferite sub aspectul structurii în acizi grași, care se deosebesc prin lungimea lanțului atomilor de carbon cât și prin gradul lor de nesaturare. Aproximativ 60% din cantitatea totala a acizilor grași din untul de cocos o formează acizii laurinic și miristic; în compoziția uleiului de crucifere 50% este acid erucic, pe când uleiul linoleic se găsește în proporție de circa 50% în uleiul de floarea soarelui, de soia, de nucă, de mac, etc., iar împreuna cu acidul linolenic formează circa 80% din conținutul total în acizi grași ai unor uleiuri, ca cel de cânepa, de in, etc. Majoritatea gliceridelor animale conțin, mai ales, în diverse proporții, acizii palmitic, stearic, palmitoleic, oleic și linoleic. Gliceridele din diversele țesuturi ale aceluiași organism pot să se deosebească foarte mult din punct de vedere al compoziției lor. Astfel, gliceridele din țesutul adipos al omului sunt mai bogate în acizi grași saturați în comparație cu gliceridele din ficat, care conțin mai mulți acizi grași nesaturati. Acești acizi se găsesc în substanțele grase sub formă de amestecuri de trigliceride; în proporție mai mare se găsesc trioleina, tripalmitina și tristearina.

4.2. Lipide simple.Răspândirea gliceridelor. Gliceridele se găsesc în cantități mari în organismele animale sub formă de gliceride de rezervă, precum și în unele semințe și fructe. În cantități mici apar în structura celulei, ca gliceride de constituție. Gliceridele de rezerva se găsesc libere în celulă, constituind o sursă energetică importantă și imediată pentru organism. Surplusul de gliceride se depozitează în țesutul adipos. Gliceridele de constituție sunt legate de anumite formațiuni sau structuri celulare (membrane, particule subcelulare).Compoziția în trigliceride (%) din țesutul adipos al unor specii de animale:===============================================================

            Triglicerida                                                                 Specia                                                                        Bovine            Ovine              Suine________________________________________________________________________                                                                                                                                               Oleopalmitostearina                                           32                    27                    28Palmitodioleina                                                  23                    52                    47Oleodipalmitina                                                 14                      5                    12Stearodioleina                                                    11                     7                       7Dipalmitostearina                                                 8                      2                      3Palmitodistearina                                                 6                      2                      2  Compoziția trigliceridelor din țesutul adipos variază în funcție de specie, organ, vârstă și alimentația animalelor.  Gliceridele din lapte conțin în structura lor acizi grași cu catena scurta (C4-C12). Acești acizi grași inferiori provin din transformarea acizilor grași superiori (C18) în glanda mamara.  În regnul vegetal, grăsimile se acumulează în pericarpul unor fructe (măsline), iar cel mai des în cotiledoane (floarea-soarelui, în arahide) și în embrionii cerealelor, circa 2% în boabele de grâu, secara, orz și circa 4 – 5% în boabele de porumb.Semințele plantelor oleaginoase conțin 25 - 35% gliceride, și chiar până la 55% (semințele de susan). Gliceridele constituie un aliment de mare valoare și o prețioasă sursă de energie, căldura lor de ardere fiind de 9400 kcal/kg. La temperatura obișnuită se prezintă ca o masă solidă, semisolidă sau lichidă-uleioasă și se împart, după consistență, în grăsimi consistente și uleiuri lichide.

4.2.1. Conţinutul în lipide al diferitelor alimente

Lipidele alimentare apar sub douã forme:lipide “ascunse”, respectiv lipidele din compoziţia alimentelor şilipide “vizibile”, reprezentate prin grăsimile alimentare utilizate la pregătirea alimentelor sau consumate ca atare (uleiurile, untul, untura, margarinele).

32

Lipidele din compoziţia alimentelor, deci lipidele “ascunse”, reprezintă cca. 60% din aportul zilnic de lipide, aducând în alimentaţie acizi graşi saturaţi în detrimentul acizilor graşi polinesaturaţi.În tabelul I este prezentat conţinutul în lipide al diferitelor vegetale iar în tabelul II este prezentat conţinutul în lipide al produselor animale.În produsele alimentare de origine animală, lipidele au o distribuţie variată în funcţie de tipul de produse (ex. lapte, carne, ouă etc.) dar şi de provenienţă (ex. specia de animale – carne de găină, carne de gâscă etc.).

Tabelul I Conţinutul în lipide al vegetalelor

FructeLipide %

Legume, cereale Lipide %

Afine 0,60 Cartofi 0,11Alune 64,40 Castraveţi 0,20Ananas 0,15 Ceapă 0,25Arahide 49,00 Ciuperci 0,24Avocado 26,40 Conopidă 0,28Banane 0,18 Dovleac (seminţe) 47,40Caise 0,40 Fasole boabe 2,00Căpşuni 0,50 Floarea soarelui 32,30Cireşe 0,50 Grâu 2,00Coacăze 0,30 Mazăre verde 0,48Fistic 54,00 Măsline 50,00Gutui 0,50 Morcovi 0,20Măceşe 1,20 Muştar 29,00-36,00Mere 0,40 Porumb 3,00-5,00Migdale 54,10 Salată 0,22Mure 1,40 Secară, orz 2,00Nuci 60,00 Sfeclă roşie 0,10Nuci de cocos 48,80 Soia 20,00Pere 0,40 Spanac 0,30Piersici 0,11 Tomate 0,21Portocale 0,20 Ţelină 0,33Prune 0,17 Usturoi 0,12Smochine 1,20 Varză albă 0,20Struguri 0,28 Varză roşie 0,18Zmeură 1,60 Vinete 0,18

Tabelul II Concentraţia lipidelor în produse animaleSpecificare produs Lipide % Specificare produs Lipide %

PorcCarcasă 52,00

Pasăre

Găină 24,80Bacon 69,30 Raţă 28,60

Bovine Carcasă 21,00 Gâscă 31,50

LapteVacă 3,40 Curcă 14,70

Oaie 6,18

Peşte

Crap 4,20

Ou

Integral 9,50 Hering 2,60Gălbenuş

24,00 Cod 0,30

Albuş < 0,4Somon

13,40

Colesterolul este compusul sterolic reprezentativ. În tabelul III este prezentat conţinutul în colesterol al câtorva alimente.

33

Tabelul III Conţinutul în colesterol al alimentelorAliment mg % Aliment mg %Creier de vită 2 300 Untura de porc 70 – 100Inimă 2 100 Seu 80 – 140Ficat 320 Carne de porc 70 – 100Ou 468 Carne de pasăre 60 – 90Unt 280 Peşte 50 – 60Brânză 120 Lapte 12Carne de vită 125 Alimente vegetale 0

Lipide derivate care sunt compuşi rezultaţi din hidroliza lipidelor simple şi complexe, păstrând caracterul de solubilitate în solvenţi organici (de exemplu: acizi graşi, alcooli alifatici superiori, steroizi, carotenoizi).Lipoproteine Moleculă organică rezultată din asocierea unei proteine cu o lipidă specifică. L. constituie forma normală de transport a lipidelor în circulația sangvină. (legături necovalente) şi lipide conjugate (legături covalente)

Sfingolipide: sfingozina (aminoacid superior), acizi graşi, acid fosforic, baze azotate sau glucide.Sunt molecule tensioactive – surfactantul pulmonar.Sfingomielinele sunt componente ale tecii de mielină şi, în general, a membranelor celulare.Sfingomielinele din substanţa cenuşie din creier conţin mai ales acid stearic, iar cele din substanţa albă conţin acizi graşi mono-nesaturaţi cu catenă lungă şi mai rar acizi graşi saturaţi.Cerebrozidele sunt glicolipide. Se află în cantităţi mari în teaca de mielină .

4.2.2. Importanța fiziologică a gliceridelor. Gliceridele îndeplinesc în organismele animale o serie de funcții importante:- constituie rezerva principală de energie, întrucât prin degradarea lor se eliberează cea mai mare cantitate de energie/mol de substanță. Aceasta rezervă se consumă în condițiile unei alimentații sărace în glucide și se reface pe seama unui regim alimentar bogat țî glucide;- contribuie la izolarea mecanică și termică a diferitelor organe, deci la protecția acestora;- formează cu proteinele complexe de tipul chilomicronilor și lipoproteinelor circulante, care servesc la transportul acizilor grași în organism Acizii graşi sunt substanţe organice, cu caracter slab acid, care intră în constituţia majorităţii lipidelor. împreună cu glicerolul, acizii graşi formează cele mai răspândite grăsimi din natură; trigliceridele.  În natură se cunosc peste 300 de astfel de compuşi, care au fost identificaţi în microorganisme, plante, animale şi om .Structura acizilor graşi

  Substanţele reunite sub denumirea de acizi graşi, sunt alcătuite numai din carbon (c), hidrogen (h) şi oxigen (o), posedând, ca orice acid organic, gruparea carboxil. numărul  atomilor de carbon este întotdeauna par. cei mai mulţi acizi graşi sunt aciclici (au catena carbonică lineară) şi neramificaţi (acizii graşi ramificaţi apar în microorganisme). pentru exemplificare, prezentăm mai jos structura chimică a acidului butiric şi simbolul său.

34

CH3-CH2-CH2-COOH  (simbol: 4:0) sau, detaliat:

  Cele două cifre ale simbolului, reprezintă numărul atomilor de carbon (c), respectiv numărul de duble legături (=) stabilite între 2 atomi de c alăturaţi. astfel, acidul butiric este alcătuit din 4 atomi de carbon şi nu posedă nicio dublă legătură.  formula generală a acizilor graşi saturaţi este:Cn-H2n-O2

unde n este întotdeauna par şi mai mare decât 4.acizi graşi nesaturaţi şi acizi graşi saturaţi

  • Acizii graşi nesaturaţi

  Acizii graşi cu una sau mai multe duble legături sunt consideraţi a fi nesaturaţi. aceştia au catena lungă, fiind formaţi din 18 sau mai mulţi atomi de carbon, cu excepţia unor acizi mononesturaţi (miristioleic, palmitoleic) mai rar întâlniţi în natură, care au catena mai scurtă. dintre acizii graşi nesaturaţi, compuşii care posedă o singură dublă legătură, poartă numele de acizi graşi mononesaturaţi, iar cei cu mai multe astfel de legături duble, se numesc acizi graşi polinesaturaţi (mai multe despre acizii graşi mononesaturaţi şi polinesaturaţi).  cel mai cunoscut acid gras mononesaturat şi singurul care este destul de răspândit încât să poată asigura necesarul organismului, este acidul oleic, care se află în cantităţi mai mari în uleiul de măsline, dar care este prezent şi în seminţele oleaginoase, are formula:CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH  (18:1)

  Smbolul, în cazul acizilor nesaturaţi, se mai completează cu poziţia atomilor de carbon care realizează dubla legătură. numărătoarea atomului de carbon care se leagă de următorul  prin puntea c=c , se poate face în 2 feluri:  - dinspre gruparea carboxil spre gruparea metil se notează cu c sau cu δ).  - dinspre gruparea metil spre carboxil (se notează cu ω sau cu n), în cazul acidului oleic, de oriunde se porneşte, cifra va fi tot 9. astfel avem:← sens numerotare cCH3 (CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH (9c-18:1) (acid ω-9)sens numerotare ω →

  acizii graşi polinesaturaţi, prezintă 2 sau mai multe duble legături (uneori 5 sau 6). luând ca exemplu acidul linolenic, acid gras cu 3 duble legături, prezent mai ales în uleiul de in, acesta are formula şi simbolul:CH3-(CH2-CH=CH)3-(CH2)7-COOH (9c, 12c, 15c-18:3) (acid ω-3)

  Numerotarea omega (ω), în cazul acizilor polinesaturaţi, nu se mai conținuă după atomul de carbon prin intermediul căruia se realizează prima dublă legătură. respectând  structura generală,  unghiurile legăturilor Biochimice şi numărătoarea dublelor legături, molecula de acid linolenic (acid omega 3)  se prezintă ca în imaginea 1.

  • Acizii graşi saturaţi

H H H O

l l lll

H - c - c - c - c =OH

l l lH H H

35

  Acizii graşi saturaţi nu prezintă duble legături. de aceea simbolul lor prezintă, pe lângă numărul atomilor de carbon, cifra 0. aşa cum se poate observa mai jos.CH3-CH2-CH2-COOH  (4:0)acidul butiricCH3-CH2-CH2-CH2-CH2-COOH (6:0)acidul capronicFormula generală a acizilor graşi saturaţi este:cn-H2n-o2

unde n este întotdeauna par şi mai mare decât 4.

  • Reprezentanţi

  Principalii acizi graşi, sunt prezentaţi în tabelul de mai jos.

categorie denumire simbol

consistenţa (stare fizică la temperatura obişnuită)

surse

  acizi graşi mononesaturaţi (monoetenici)

  acid crotonic

  (2c-4:1) (acid ω-2)

  - lichidă

  - ulei de carbon

  acid laurinoleic

  (3c-12:1) (acid ω-9)

  - lichidă

  - lapte de capră

  acid miristioleic

  (5c-14:1) (acid ω-9)

  - lichidă

  - ulei de balenă  - unt

  acid palmitoleic

  (9c-16:1) (acid ω-7)

  - lichidă

  - în cantităţi mici, în grăsimile vegetale şi animale  - bacterii

  acid oleic (principalul furnizor de omega 9)

  (9c-18:1) (acid ω-9)

  - lichidă

  - ulei de măsline  - seminţe de dovleac- în cantităţi mici, apare în

36

toate seminţele oleaginoase  - untură de porc  - bacterii

  acid gadoleic

  (11c-20:1) (acid ω-9)

  - lichidă

  - uleiuri vegetale (în cantităţi mici)  - bacterii

  acid erucic

  (13c-22:1) (acid ω-9)

  - lichidă

  - ulei de rapiţă  - muştar  - conifere

  acizi graşi polinesaturaţi [vitamine f] cu lanţ scurt (acizi graşi esenţiali [age]) şi acizi omega 3 cu lanţ lung

  acid linolic [acid linoleic] (omega 6)

  (9c, 12c-18:2) (acid ω-6)

  - lichidă

  - ulei de in  - ulei de floarea soarelui  - seminţe oleaginoase

  acid 9-cis, 11 tarns- linolic (acid linolic conjugat, ) (omega 7)

  (9c, 11c -18:2) (acid ω-7 )

  - lichidă

  - grăsimi de ierbivore, mai ales unt şi seu de vită

  acid linolenic(omega 3)

  (9c, 12c, 15c-18:3) (acid ω-3)

  - sicativă (formează pelicule lucioase)

  - in  - peşti

  acid gama (υ) linolenic (omega 6)

  (6c, 9c, 12c -18:3) (acid ω-6 )

  - lichidă

  - arahide  - mac  - lapte matern  - seminţe de

37

struguri şi de coacăze negre

  acid elaeostearic (oleosteric) (izomer de tip omega 6 al acidului linolenic)

  (9c, 11c, 13c -18:3)(acid ω-6 )

  - sicativă

  - seminţe de dovleac şi de in

  acid arahidonic(omega 6)

  (5c, 8c, 11c, 14c-20:4) (acid ω-6)

  - solidă

  - arahide  - grăsimi animaliere  - ficat de porc

  acid eicosapentaeonic (omega 3)

  (5c, 8c, 11c, 14c, 17c-20:5) (acid ω-3cu lanţ lung)

  - solidă  - numai în peşte

  acid clupancdonic (omega 3)

  (4c, 8c, 12c, 15c, 19c-22:5) (acid ω-3cu lanţ lung)

  - solidă  - numai în peşte

  acid docosahexeonic (omega 3)

  (4c, 7c, 10c, 13c, 16c, 19c- 22:6) (acid ω-3cu lanţ lung)

  - solidă  - numai în peşte

  acizi graşi saturaţi

  acid butiric   (4:0)  - lichidă

  - unt

  acid capronic   (6:0)  - lichidă

  - unt de vacă  - ulei de palmier

38

  acid caprilic   (8:0)  - lichidă

  - unt  - cocos

  acid caprinic   (10:0)  - lichidă

  - unt  - cocos

  acid lauric   (12:0)  - lichidă

  - unt  - cocos

  acid miristic   (14:0)  - lichidă

  - unt  - cocos

  acid  palmitic

  (16:0)   - solidă

  - ulei de palmier  - ulei de bumbac  - seu  - untură  - ţesut adipos  - ceruri naturale

  acid stearic   (18:0)   - solidă

  - seu  - untură  - slănină  - carne grasă  - margarină

  acid arahic   (20:0)   - solidă

  - cacao  - ciocolată  - arahide

  acid behenic   (22:0)   - solidă

  - boabe de muştar  - boabe de rapiţă  - soia  - arahide

  acid lingoceric

  (24:0)   - solidă

  - grăsimi vegetale  - bacterii  - creier

  acid carnaubic

  (24:0)   - solidă  - intră în compoziţia ceridelor

  acid cerotic   (26:0)   - solidă   - ceară de albine  - ceară

39

de albine  - bacterii  - unele vegetale

  acid melistic   (30:0)   - solidă  - ceară de albine

Importanţa acizilor graşi pentru om

  Omul, ca şi toate celelalte vieţuitoare, îşi resintetizează lipidele proprii, în cea mai mare parte din grăsimile din alimente , dar şi din alte substanţe (glucide, protide). organismul uman, prin mijloacele metabolice pe care le are la dispoziţie, nu poate crea duble legături dincolo de carbonul 9, de aceea, acizii graşi polinesaturaţi, trebuiesc introduşi în mod obligatoriu în organism prin hrană. ei, pe acest considerent, sunt numiţi esenţiali (age) sau vitamine f ( g. niac ).   Toţi acizii graşi de care omul are nevoie, se pot sintetiza pe baza age, motiv pentru care, acizii graşi nesaturaţi sunt substanţe neesenţiale pentru om şi pentru animale. asigurarea acizilor esenţiali se poate face din surse exclusiv vegetale (oleaginoase, uleiuri), cu excepţia acidului ω-3, care se găseşte mai mult în peşte.  Grăsimile saturate nu numai că nu sunt necesare organismului, dar aduc şi deservicii sănătăţii, prin faptul că îngraşă şi cresc colesterolemia şi trigliceridemia. acizii graşi saturaţi cu lanţ lung (palmitic, stearic), în plus, se digeră şi se absorb greu, putând crea diverse probleme digestive. în schimb, acizii graşi saturaţi cu lanţ foarte lung (melistic, cerotic), prezenţi în ceara de albine, nu se absorb intestinal, comportându-se ca fibrele vegetale.  În cazul omului sănătos, lipidele trebuie să asigure aproximativ 15% din necesarul caloric (vezi cantitatea şi raportul dintre nutrienţi). din totalul acestor lipide, se recomandă ca peste 66% să provină din gliceride formate din acizi nesaturaţi.

Majoritatea produselor alimentare au o reacţie acidă datorită acizilor şi sărurilor lor.Acizii folosiţi în industria alimentară se împart în:acizi anorganici: acid fosforic, acid carbonic - folosiţi pentru acidularea unor băuturi;acizi organici: acid citric (în citrice), tartric (în struguri), succinic (fructe necoapte), acid formic (în fragi, zmeură, miere), acid acetic, acid lactic etc.Acizii organici sunt specifici unor produse alimentare. Felul acizilor depinde de natura produselor; astfel în produsele vegetale predomină acizii organici: malic, citric, tartric, oxalic, lactic etc. iar în produsele animale acidul lactic. Acizii anorganici nu se găsesc în mod natural în produsele alimentare.Efectul gustativ al acizilor este dat de gustul de acru (aciditatea gustativă). Cantitatea minimă de acid dizolvat în apă care provoacă percepţia de acru se numeşte prag de percepţie a gustului de acru, şi este specific pentru fiecare acid.Acizii se deosebesc între ei din punctul de vedere al efectului gustativ; astfel, cel mai puternic gust acru îl are acidul citric, urmat de acidul tartric, succinic, izosuccinic, lactic, acetic.Experienţele efectuate au demonstrat că există substanţe care intensifică gustul de acru, cum sunt taninurile, precum şi substanţe care atenuează această senzaţie, cum sunt mono şi diglucidele.Acizii sunt folosiţi în industria alimentară în scopuri precum:ca agenţi de conservare: acidul acetic pentru conserve în oţet), acidul lactic (de exemplu pentru murături) etc.;acidul lactic inhibă dezvoltarea microorganismelor nedorite, care preferă un mediu cu pH mai ridicat:

40

ca aditivi alimentari: acidul citric ("sare de lămîie"), acidul tartric;pentru gustul de "acid" : acidul fosforic sau acidul carbonic în băuturi răcoritoare.Procesele de fermentaţie nedorite care pot avea loc în unele produse alimentareconduc la creşterea anormală a acidităţii, respectiv la "acrirea" produselor (lapte, pâine, prăjituri etc.); acest proces este un indicator al noncalităţii produselor respective. De aceea, cunoaşterea unor limite normale de aciditate (prevăzute în standarde, norme) prezintă o mare importanţă în aprecierea calităţii produselor alimentare.În majoritatea produselor alimentare, conţinutul în acizi este redus (sub 1,5%): de exemplu, în tomate 0,45% (acid malic), în varza murată 1,2% (acid lactic) etc.

4.3. Conţinutul în acizi graşi al unor alimente

  Conţinutul în acizi graşi al unor alimente, este redat în tabelul de mai jos.

aliment (în ordine alfabetică)

conţinut total de lipide[%]

conţinutde acizi mono-nesaturaţi[%]

conţinut de acizi poli-nesaturaţi[%]

conţinut de acizi saturaţi[%]

observaţii

  margarina clasică

     82

   5-10

     2-5

  65-70

  - dintre acizii polinesaturaţi, se formează reprezentanţi cu duble legături nenaturale, unele dintre ele periculoase pentru sănătate  - nu conţine acid linolenic (omega 3), şi are foarte puţin acid omega 6  - este un produs sărac în acizi mononesaturaţi şi care conţine

41

multe grăsimi saturate

  seu de oaie

  100

   35- 45

     5  50 - 55

  - dintre acizii polinesaturaţi, apare doar acidul arahidonic  - concentraţia de acizi graşi saturaţi este prea mare

  seu de vacă

  100

   35- 45

     1-5

  55-60

  - dintre acizii polinesaturaţi, apare doar acidul arahidonic  - concentraţia de acizi graşi saturaţi este prea mare

  ulei de măsline

    99,9

   65-80

     5-15

  10-25

  - nu conţine acid linolenic (omega 3)  - este sărac în acizi omega 6

  ulei de floarea soarelui

    99,9

   10-30

   40-60

  20-40

  - conţine mult acid linoleic (omega 6), în defavoarea acidul

42

oleic (omega 9)  - nu conţine acid linolenic (omega 3)

  ulei de in

    99,9

    5-20

   65- 80

    5-10

  - conţine cca.. 50% acid linoleic (omega 6)  - are în compoziţie aproximativ 20% acid linolenic (omega 3)  - echilibrează excelent raportul dintre  acizii omega 6 şi omega 3, în alimentaţia globală.

  unt     80-85

  25-35

    1-5

  40-60

  - dintre acizii saturaţi, cam jumătate sunt cu lanţ lung (palmitic, stearic), restul având catena scurtă  - conţine acid linolic

43

conjugat (cla)  - acizii omega 3 şi omega 6 aproape că lipsesc

  untură de porc

  100

  40-50

    5-10

  45-65

  - dintre acizii polinesaturaţi, conţine doar acid arahidonic  - are un conţinut foarte ridicat de acizi saturaţi

Îzomerii cis şi trans (stereoizomerii)

  În cazul acizilor nesaturaţi, în funcţie de poziţia hidrogenilor de la nivelul atomilor de carbon învecinaţi, care se leagă printr-o dublă legătură, există izomeri cis (atomii H sunt pe aceiaşi parte a catenei carbonice) şi izomeri trans (atomii H sunt pe părţi diferite faţă de catena carbonică) [vezi imaginea 2].  În natură predomină formele cis. stereoizomerii trans, care provin din formele cis, apar sub acţiunea unor factori chimici sau fizici, mai rar enzimatici, mai ales în urma hidrogenării. deşi sunt tot acizi graşi nesaturaţi, majoritatea acestor forme trans, sunt dăunătoare organismului, fiind hipercolesterolemiante şi antagoniste energice ale acţiunii biologice ai acizilor omega 3. din acest motiv, acizii graşi trans, cresc riscul îmbolnăvirilor sau agravărilor cardiovasculare.  Deşi majoritatea acizilor trans sunt dăunători sănătăţii, între ei, există şi forme naturale deosebit de benefice, aşa cum este cazul acidului linoleic conjugat.

Hidrogenarea acizilor graşi nesaturaţi

  Hidrogenarea trigliceridelor de origine vegetală, se practică în industria alimentară şi cosmetică în scopul obţinerii unor produse sau preparate solide, pe baza uleiurilor fluide. după cum se poate vedea în tabelul de mai sus, uleiurile  nesaturate cu 16-18 atomi de carbon sunt lichide. ele sunt cele mai răspândite în natură. prin hidrogenare, reacţie prin care dublele legături se rup,  molecula primind doi atomi de hidrogen, materia primă îşi schimbă consistenţa, devenind solidă. acest fenomen are loc deoarece, după cum se ştie, acizii graşi saturaţi cu 16-18 atomi de carbon au starea solidă. reacţia de Hidrogenare se realizează cu catalizatori de nichel (vezi imaginea 3).  în industria cosmetică, prin hidrogenare se obţine glicerina, dar şi acizi graşi şi emolienţi, din care se fabrică săpunuri şi creme. însă, metoda se utilizează larg şi în industria alimentară, pentru obţinerea margarinei. deşi este un produs stabil (râncezeşte greu), margarina prin conţinutul mare de acizi saturaţi este un aliment nesănătos .

Saponificarea acizilor graşi

  În urma unor reacţii de hidroliză, în prezenţa unor săruri alcaline, trigliceridele,

44

după eliberarea glicerinei, prin acizii graşi, se saponifică. astfel, acizii trec în sărurile corespunzătoare metalului alcalin cu care a reacţionat glicerida, rezultând săpunurile (vezi imaginea 4).  Saponificarea, într-o oarecare măsură, alături de emulsionare, are loc în duoden sub influenţa sărurilor biliare.  În industrie, metoda este larg folosită în scopul obţinerii săpunului.

4. 4. Acizi graşi neeseţiali şi esenţialiOamenii de știinta și nutritionistii știu de multă vreme că acizii grași esențiali susțin sistemul cardiovascular,reproductiv,de imunitate și nervos. În ultimii zece ani au fost efectuate studii care au condus spre efectele pe care acizii grași esențiali le au asupra performantelor sportivilor, pe când culturiștii acum încep să realizeze cât de importanti sunt acizii grași în creșterea musculară. Ce sunt acizii grași esențiali ?

Acizii grași esențiali sunt grasimi necesare pe care corpul uman nu le poate sintetiza și care trebuie obținute din dietă. Ei sunt un lung lanț de grăsimi nesaturate derivate din acizi linolenici, linoleici și oleici.

Exista doua familii de acizi grași esențiali: Omega 3 și Omega 6. Omega 9 este ne-esențial deoarece corpul îl poate produce într-o cantitate destul de ridicata. Numărul care urmează după "Omega" reprezintă poziția primei legături duble începând de la sfarșitul grupului metil de pe moleculă. Acizii grași Omega 3 este derivat din acidul linolenic,Omega 6 din acidul linoleic și Omega 9 din acidul oleic.Ce fac acizi grași esențiali ?Câteva dintre rolurile pe care le joaca acizii grași în funcționarea corpului uman: - Transportă oxigen de la celulele roșii la țesuturi - Susține dezvoltarea creierului- Păstrează grăsimile saturate în mișcare prin fluxul sangvin- Sunt un anti-inflamator (poliartrita reumatoida, colita ulceroasa,)- Reglează presiunea în ochi, încheieturi și vasele de sânge - Reglează secrețille corpului și vâscozitatea lor- Dilată sau contractă vasele de sânge- Reglează rata de divizare a celulelor- Mențin fluiditatea si rigiditatea membranelor celulare- Reglează fluxul de intrare și ieșire a substantelor în celule- Direcționează hormonii endocrini la celulele țintă- Mențin funcționarea corectă a rinichilor- Nu permite celulelor din sânge să se uneascâ ( cheaguri de sânge care pot cauza infarct sau accident vascular cerebral)- Reglează reflexele autonome- Reglează transmisiile și comunicațiile celulelor nervoase- Susțin sănătatea cardiovasculară

Din care produse alimentare pot fi asimilați acizii grași omega-7? Plantele sunt principala sursă de omega-7, dar cel mai bine aceștia sunt dobândiți prin suplimente vitaminice. Totuși, pot fi obținute cantități mici din acest acid gras din pește și semințe de in.

Rolul acizilor grași neesențiali pentru organism

Acizii neesențiali sunt necesari pentru funcționarea adecvată a funcțiilor corpului și pentru dezvoltarea altor organe. 

4.5. Senzaţiile gustative și alte aspecte senzoriale

45

Organele gustului la om sânt receptori, localizaţi pe limbă, palatin, faringe. Pe suprafaţa limbii se află un număr mare de papile gustative în care sânt localizaţi aşa-numiţii bulbi, structuri celulare. Diferite senzaţii gustative apar în urma contactării şi acţiunii între compuşii chimici a alimentului şi anumiţi bulbi a limbii.

Calitatea produselor alimentare este conferită de ansamblul însușirilor fizice, chimice, organoleptice, tehnologice și proprii (intrinseci) ale produselor sau/și dobândite prin procesele de prelucrare. Principalele proprietăți ale mărfurilor alimentare sunt: organoleptice (psiho- senzoriale), fizice, chimice, tehnologice, biologice, estetice. Sânt patru noţiuni alimentare de bază a gustului: dulce, acru, sărat şi amar. Celelalte senzaţii gustative sunt combinaţii a celor patru gusturi de bază. Ca regulă, majoritatea alimentelor manifestă diferite aspecte de senzaţii gustative. De exemplu, gustul “metalic” şi “alcalin” în alimente se consideră ca gusturi secundare, care pot fi provocate de concentraţii slabe ale metalelor grele, metalelor alcaline. Una din cele mai importante probleme este aprecierea senzaţiilor gustative a compuşilor în funcţie de structura lor chimică. Corelaţia dintre structura şi gustul substanţelor Biochimice este extrem de complicată. Din acest punct de vedere au fost identificate trei grupe de substanţe în funcţie de structura chimică care manifestă următoarele proprietăţi senzoriale:- substanţele cu structura chimică asemănătoare şi cu gust identic;- substanţele cu structura chimică diferită şi cu gust identic;- substanţele cu structura chimică asemănătoare şi cu gust diferit.Proprietățile olfactiveProprietățile olfactive ale mărfurilor alimentare au o mare importanță n reglarea echilibrului psiho-fiziologic al omului, influențindu-i comportamentul prin stimularea sau respingerea consumului anumitor produse.Stimulii olfactivi sunt formați din moleculele substanțelor volatilizate, care sunt aspirate. Proprietățilee olfactive se datoresc grupelor osmofore existente în moleculele produselor, identificându-se peste 100 de componenți care influențează mirosul. Dintre aceștia amintim acidul formic si acidul acetic (miros pătrunzător), alcoolul metilic (miros neplăcut), alcoolul etilic (miros slab dulceag), esterii (miros pronunțat de flori și fructe), compușii cetonici (participă la formarea aromei substantelor mentolate), compușii cu sulf (participă la formarea aromei unor legume cum sunt ceapa, usturoiul, hreanul etc.).

Culoarea este o proprietate fizica importanta a produselor alimentare, fiind insa în același timp, în corelație si cu caracteristicile estetice și psihosenzoriale ale acestora.În colorarea diferitelor produse vegetale sunt implicați pigmenți clorofilieni (pentru culoarea verde), carotenoidici (galben portocaliu sau roșu), flavonici (culoarea galbena), antocianici (violet, albastru, roțu). În general, culoarea produselor vegetale prezintă mare importanță din punct de vedere tehnologic și comercial, remarcându-se preferinîe pentru anumite culori. Reacțiile diferite ale persoanei care percepe culoarea mărfurilor se explică printre altele, prin asociațiile pe care omul în cauza, le face cu anumite stari, însușiri, fenomene naturale etc. Aceste asociații sunt foarte importante în procesul de realizare a produselor, a ambalajelor, a materialelor de prezentare, deoarece, culoarea trebuie să se constituie intr-un mesaj pe care produsul îl transmite cumpărătorului. Proprietățile estetice ale produselor alimentare vizează în mod special aspectul acestora, ca factor important în conturarea primei impresii a consumatorului față de produs. Mesajul estetic poate fi transmis cumpărătorului în mod direct de către produs (ex. secțiunea salamului cu șuncă, cu măsline, brânza împletită etc.) sau indirect prin intermediul ambalajului. O contribuție deosebită la conturarea aspectului estetic, atrăgător este conferită de către elemente estetice precum culoarea, forma, armonia produsului sau ambalajului etc.Proprietăți psihosenzorialeProprietățile psihosenzoriale sunt foarte importante pentru mărfurile alimentare având rol de influențare a deciziei de acceptare (cumpărare) a produsului și de declanșare a apetitului. Consumatorul acceptă sau respinge un produs alimentar în funcție de caracteristicile senzoriale ale acestuia: aspect, miros, gust, consistență, culoare, apreciate prin intermediul organelor de simt, care transmit informații sistemului nervos central, determinând decizia.Proprietățile gustativeProprietățile gustative sunt determinate de proprietățilee chimice ale alimentelor, respectiv de componentele acestora care au gust și se pot dizolva. Gustul este o formă a sensibilității chimice, care servește la aprecierea

46

și selecția produselor alimentare și la crearea condițiilor psiho-fiziologice favorabile ingerării lor. Produsele se împart în sapide,cele care au gust și insipide, cele care nu au gust.Gusturile se împart în patru senzații de bază: sărat, acru, dulce   și   amar , provocate de substanțele pure și senzații derivate (mixte) provocate de amestecul substanțelor pure.Gustul dulce pur, este conferit de: glucoză, galactoză, fructoză, lactoză și zaharoză.Gustul sărat pur este conferit de clorura de sodiu. Celelalte substanțe sărate au și un gust amărui sau acru.Gustul acru pur este dat de soluțiile acizilor acetic, tartric citric, malic și depinde de prezența ionilor de hidrogen (pH<7).Gustul amar pur este propriu produselor care au gruparea nitro (-NO2), sărurilor de magneziu și chininei.Bulbii gustativi sunt situați pe diferite părți ale limbii, fiecare recepționând un anumit gust: gustul amar se percepe mai intens la baza limbii, gustul dulce la vârful limbii, gustul sărat la vârful limbii și pe părțile laterale, iar gustul acru se percepe mai bine cu partea mijlocie a limbii; de menționat, că există și zone de interferență.Limitele absolute ale sensibilității gustative (stabilite de Sreiber) diferă la cele 4 gusturi. Astfel, concentrațiile minime și maxime ale substanțelor, necesare receptorilor gustativi pentru perceperea senzațiilor specifice, sunt: 0,1-20% pentru gustul dulce; 0,05-10% pentru gustul sărat; 0,0025 – 0,28% pentru gustul acru; 0,0001 – 0,0007% pentru gustul amar.AromaAroma este o caracteristică complexă gustativ-olfactivă, specifică produselor alimentare. Ea este o senzație generată de proprietățile unor substanțe care stimulează unul sau ambele simțuri, pentru gust și miros. Aroma este conferita de o substanță chimică sau un amestec de substanțe naturale sau sintetice și are rol în particularizarea unor produse alimentare. Pe lângă componenții cu gust și miros, la formarea aromei participă și proteinele, peptidele, lipidele etc. Astfel, acidul glutamic, aminoacizii cu sulf, fosfopeptidele, acizii grași cu greutate moleculara mică etc. participă la intensificarea aromei. Cunoașterea aromei are o mare importanță în alimentația publică, pentru îmbinarea componentelor care o generează și crearea condițiilor de formare a ei în procesele tehnologice.Proprietățile tactileSensibilitatea tactilă a pielii este datorată terminațiilor nervoase libere și constituie o cale importanță de obținere a informațiilor privind unele caracteristici de calitate ale mărfurilor alimentare. Senzația tactilă este percepută după caz, prin intermediul pipăitului (palpării) sau prin masticație. Astfel:caracteristicile mecanice sunt apreciate prin noțiuni ca: fermitate (fragil, masticabil, moale, tare etc.), gumozitate etc.;conținutul de apa din produs se apreciază prin: uscat, umed, apos etc.;conținutul de grăsimi se apreciază ca: uleios, unsuros etc.Sensibilitatea tactilă se perfecționează prin exersare repetată, ajungându-se la aprecierea cu o anumită aproximație, a densitații siropurilor, uleiurilor sau fineții fainii etc.Datorită importanței fiziologice și comerciale a acestor caracteristici, tehnicile de analiză senzorială a calității produselor s-au dezvoltat foarte mult, tinând a se constitui într-o disciplină de sine stătătoare, numită “senzorică”.

Tema 5. Mono-, di- şi triacilgliceride. Grăsimi: compoziţie şi caracteristicile fizico-biochimice ale grăsimilor comestibile. Prelucrarea chimică a grăsimilor

5.1. Lipide simple. Gliceride

Lipidele simple sunt substante ternare, conținand C, H si O.ele   sunt   esteri   Formați   din acizi si alcooli. Sunt cele mai raspândite lipide, fiind componentele principale ale lipidelor de rezerva.1. GlicerideGliceridele sau acilglicerolii sunt lipide simple, în constituția cărora intră glicerol și acizi grași. Din punct de vedere chimic sunt esteri ai glicerolului cu diferiți acizi grași. Reacția de esterificare este:

47

După numărul grupelor – OH din glicerol esterificate, gliceridele sunt de 3 feluri:- monogliceride (monoacilgliceroli);- digliceride (diacilgliceroli);-  (triacilgliceroli).

Dacă la esterificare participa un singur acid gras, se formeaza gliceride simple. Trigliceridele conțin, în general, doi sau trei acizi grași diferiți, de aceea sunt gliceride mixte . Grașimile naturale sunt întotdeauna amestecuri de trigliceride mixte.Nomenclatura gliceridelor ține seama de felul și numărul acizilor grași, ce esterifică glicerolul. Astfel, tristearina conține trei resturi de acid stearic, oleodipalmitina conține un rest de acid oleic și doua resturi de acid palmitic, iar palmitoleostearina conține un rest de acid palmitic, unul de acid oleic și unul de acid stearic.

  Cei mai raspândiți acizi grași în structura gliceridelor sunt acidul oleic, acidul palmitic și acidul stearic.Răspândirea gliceridelor .

Gliceridele se găsesc în cantități mari în organismele animale sub formă de gliceride de rezervă, precum și în unele semințe și fructe. În cantități mici apar în structura celulei, ca gliceride de constituție. Gliceridele de rezervă se găsesc libere în celula, constituind o sursă energetică importantă și imediată pentru organism. Surplusul de gliceride se depozitează în țesutul adipos. Gliceridele de constituție sunt legate de anumite formațiuni sau structuri celulare (membrane, particule subcelulare).Compoziția în trigliceride (%) din țesutul adipos al unor specii de animale:

Grăsimea SpeciaBovine Ovine

Oleopalmitostearina 32 27

Palmitodioleina 23 52

Oleodipalmitina 14 5

Stearodioleina 11 7

Dipalmitostearina 8 2

48

Palmitodistearina 6 2

  Compoziția trigliceridelor din țesutul adipos variază în funcție de specie, organ, vârstă și alimentația animalelor.  Gliceridele din lapte conțin în structura lor acizi grași cu catena scurtă (C4-C12). Acești acizi grași inferiori provin din transformarea acizilor grași superiori (C18) în glanda mamara.  In regnul vegetal, grasimile se acumulează in pericarpul unor fructe (măsline), iar cel mai des în cotiledoane (floarea-soarelui, in, arahide) și în embrionii cerealelor.5.2.  Proprietăți fizice. Gliceridele sunt substanțe incolore, insolubile în apă, solubile în solvenți organici (acetonă, sulfură de carbon, eter, cloroform, benzen). Ele nu au gust și miros, cu excepția tributirinei.  Gradul de consistență al gliceridelor este diferit în funcție de natura și proporția acizilor grași costituenți. Astfel, gliceridele pot fi:-  uleiuri de origine vegetală, care sunt lichide la temperatura obișnuită, deoarece conțin cu preponderenta acizi grași nesaturati;-  grașimi și unturi de origine animală, cu punct de topire între 20o – 30o C;-seuri, de origine animala, solide, cu punct de topire peste 35o C și conțin cu preponderență acizi grași saturați.Gliceridele pot prezenta activitatea optica, când conțin în moleculă un carbon asimetric.

 Proprietăți biochimice. Gliceridele, fiind esteri, prezintă atât proprietați datorite legăturii esterice, cat și datorite constituenților (acizi grași și glicerol).a)     Proprietați datorită legăturii esterice 1) Hidroliza acidă sau enzimatică (lipaze) dă naștere la glicerol și acizi grași:

 b) Hidroliza enzimatică are loc sub influența lipazelor pancreatice în organismele animale, iar în plante și microorganisme, a lipazelor specifice. Procesul decurge în etape, formându-se următorii compuși:lipaze

lipaze lipaze lipaze

Trigliceride digliceride monogliceride acid gras acid gras acid gras

2) Saponificarea este procesul de hidroliză alcalină a gliceridelor în urma căruia rezultă glicerol și sărurile acizilor grași, numite săpunuri. Hidroxizii utilizați sunt cei alcalini (NaOH, HOH) și alcalino-pamantoși [Ca(OH)2 , Ba(OH)2].

   Triglicerida                               Glicerol                  Săpun                   

49

Săpunurile de sodiu sunt solide, iar cele de potasiu sunt moi, ambele fiind uțor solubile în apă. Săpunurile de calciu sau magneziu sunt insolubile în apă.  Săpunurile formează emulsii cu grăsimile și alte substanțe, proprietate datorită căreia sunt întrebuințate la spălat.  Pentru caracterizarea uleiurilor și grăsimilor se folosește indicele de saponificare, care reprezintă numărul de miligrame de Hidroxid de potasiu necesar saponificării unei cantități de 1 gram grăsime sau ulei. Cunoscând valoarea acestui indice, se poate calcula masa moleculară medie (M) a unei gliceride.b)     Reacții la nivelul catenei acizilor grași1. Hidrogenarea. Gliceridele care conțin în moleculă acizi grași nesaturați, adiționeaza hidrogen la dublele legături. Reacția se petrece la temperatură ridicată (200oC) și în prezența de catalizatori (nichel, paladiu). Prin Hidrogenare uleiurile se transformă, astfel, în tristearină:

  Pe acest procedeu se bazează obținerea margarinei din uleiuri vegetale (floarea-soarelui, soia, bumbac, etc.), iar corectarea proprietățileor organoleptice se realizează prin adăugarea unor ingredienți (lapte, sare, arome, vitamine).  2. Halogenarea. Gliceridele nesaturate pot adiționa halogeni la dublele legături etilenice. Pentru fiecare dublă legătură se adiționează doi atomi de halogen. Cantitatea de halogeni adiționată este direct proporțională cu gradul de nesaturare a gliceridei. De exemplu, trioleina adiționează 6 atomi de iod și se transforma în tristearina hexaiodurată:

                         Tristearina hexaiodurata  Indicele de iod (Ii) este o măsură a gradului de nesaturare a unei gliceride și reprezintă numărul de grame de iod fixate la 100 g de grăsime. Valoarea acestui indice ne permite să tragem concluzii asupra structurii Trioleina  acizilor grași ce intră în constituția gliceridei.  Uleiurile cu un grad mare de nesaturare au indice de iod foarte ridicat. Ele se numesc   uleiuri sicative, deoarece întinse într-un strat subțire se usucă repede, datorită formării unor produși de oxidare și polimerizare.  În tabelul de mai jos sunt redați indicii de saponificare (IS) și de iod (II) pentru câteva gliceride de diferite proveniențe:

Glicide IS (mg/g) II (g/100 g)

Slanina ( suine ) 191 – 202 54 – 69

Seu( ovine ) 190 – 196 32 – 50

Unt ( vacă ) 220 –240 26 – 38

Ulei de in 190 – 196 170 – 202

Ulei de soie 190 – 197 115 – 145

  3.   Râncezirea.  Gliceridele expuse timp îndelungat acțiunii unor agenți fizici (lumina, aer, căldura, umezeala) suferă un proces de degradare chimică care modifică proprietățile organoleptice ale acestora (miros și gust caracteristic, neplăcut) făcindu-le neutilizabile în alimentatie. Fenomenul poartă numele de râncezire și constă într-o  hidroliză parțială în glicerol și acizi grași, urmată de oxidarea ulterioară a acestor compuși.

50

  Râncezirea hidrolitică constă în hidroliza lentă a gliceridelor sub acțiunea umezelii și a enzimelor (lipaze) produse de bacteriile contaminante. În aceste condiții apar acizii grași liberi și crește indicele de aciditate a grăsimii.

HOH Glicerida R –OOH (acizi grași) + glicerol + monoacil- și diacil glicerol

  Râncezirea oxidativa are loc sub acțiunea oxigenului din aer și a luminii. În aceste condiții acizii grași nesaturați liberi sau cei din gliceride sunt oxidați la nivelul dublelor legături cu formare de peroxizi (autooxidare). Acești peroxizi sunt instabili ăi se descompun, dând naștere la o serie de reacții cu formare de hidroxiacizi, aldehide și cetone cu gust și miros neplăcut.

Importanța fiziologică a gliceridelor . Gliceridele îndeplinesc în organismele animale o serie de funcții importante:- constituie rezerva principală de energie, întrucât prin degradarea lor se eliberează cea mai mare cantitate de energie/mol de substanță. Aceasta rezervă se consumă în condițiile unei alimentații sărace în glucide și se reface pe seama unui regim alimentar bogat în glucide;- contribuie la izolarea mecanică și termică a diferitelor organe, deci la protecția acestora;-  formează cu proteinele complexe de tipul chilomicronilor și lipoproteinelor circulante, care servesc la transportul acizilor grași în organism.

5. 2.1. Steroli și steride  Steridele sunt lipide simple, larg răspândite în natură, fiind prezente în cantități mici în țesuturile animale și vegetale. Acizii grași care intră în alcătuirea steridelor sunt de obicei acidul palmitic, stearic și oleic. Sterolii naturali au structura steroidică și prezintă câteva caracteristici comune:-  în poziția 3 conțin câte o grupare hidroxilică;-  in pozițiile 10 și 13 au câte o grupare metil-CH3;-  in poziția 5 au dubla legătură (excepție lanosterolul);- in pozitia 17 se găsește o catenă laterală de lungime variabilă (8-10 atomi de C);-  unii steroli mai conțin duble legături, fie în ciclu B, fie in catena laterală.Formula unui sterol arată deci, astfel:

   Steridele se formează în urma reacției de esterificare dintre steroli și acizi grași:

         Sterol           Acid gras                          Sterida  î Diferitele tipuri de steride se deosebesc între ele prin:-  natura acidului gras;-   natura substituenților din policiclu, inclusiv a catenei laterale din C17;-  gradul de nesaturare al sterolului.Steridele se clasifica după proveniența lor în:

51

a) zoosteride ( din regnul animal );b) fitosteride ( din regnul vegetal );c) micosteride ( din drojdii si ciuperci ).a) Zoosterolii se găsesc în regnul animal în cantități mici în toate celulele. În cantitate mai mare apar în gălbenusul de ou, calculii biliari, icre, capsule suprarenale si în lanolină.Colesterolul este foarte răspândit în natură, atât liber cât și esterificat și a fost izolat pentru prima oară din calculii biliari, unde se găsește în proporție de până la 90%. Se găsește în toate celulele organismului animal, iar în cantitate mare in glandele suprarenale. In regnul vegetal a fost semnalată prezența colesterolului în anumite alge.Expus razelor ultraviolete colesterolul se transforma in vitamina D3 (antirahitica). Inițial se formează 7-dehidrocolesterolul în ficat sub acțiunea unei dehidrogenaze, care ajungând în piele se comportă ca o provitamină, transformându-se în vitamina D3 (antirahitică).  Cantitatea de colesterol din sânge variază la diferite specii de animale între 125-140 mg%, iar 80% din această cantitate este esterificat cu acizi grași.  Colesterolul are o serie de funcțiuni biochimice în organismele animale:-   contribuie la reglarea permeabilității membranelor celulare fiind un constituent al acestora;-  este antitoxic și antihemolitic neutralizând efectul unor toxine sau inhibând;-  contribuie la resorbția acizilor grași formând cu aceștia esteri;-  funcţionează ca activator al acizilor biliari și al hormonilor cu structură steroidică precum și al vitaminei D3.

5.   3. Acizii biliari . Rolul acizilor biliari.   Ficatul vertebratelor secreta o serie de acizi liposolubili, care se găsesc în bila (secreția internă a ficatului) și care se numesc acizi biliari. Ei sunt înrudiți cu sterolii din punct de vedere chimic, conținând în molecula un nucleu steranic. Au 24 atomi de carbon în moleculă, catena laterală este scurtată prin oxidare și posedă o grupare carboxil, iar în nucleu conțin una, doua sau trei grupe hidroxilice.  Cei mai importanți acizi biliari sunt acidul colic , acidul dezoxicolic, acidul litocolic și acidul chenodezoxicolic.Rolul acizilor biliari pentru organismele animale este multiplu și anume:-  acționează ca agenți de emulsionare a lipidelor la nivelul intestinului, facilitând hidroliza enzimatică a acestora precum și adsorbția;-  acționează secreția de enzime pancreatice, în special a lipazelor;-   stimulează eliberarea enterokinazei, enzima care transforma tripsinogenul in tripsina;-  intervin în controlul sintezei colesterolului la nivelul intestinului, deci, indirect influențează propria lor sinteză;-  stimulează secreția bilei de către ficat.Acizii biliari liberi sunt substanțe cristaline, greu solubile în apa. Ei se găsesc în bilă, conjugați cu glicocolul și taurina.   Sărurile acizilor biliari sunt substanţe tensioactive, micșorând tensiunea superficială dintre două lichide nemiscibile și au proprietatea de a emulsiona lipidele, favorizănd astfel digestia lor. Lipidele insolubile în apă formează cu acizii biliari particule fine cu interior hidrofob și cu exterior hidrofil.

Tema 6. Lipide

6.1. Ceruri şi diollipide. . Generalități

 Lipidele sunt esteri ai acizilor grași cu alcooli și reprezintă o grupă eterogenă de compuși organici prezente în toate țesuturile vegetale și animale ale materiilor prime agroalimentare și produsele finite în care îndeplinesc funcții nutriționale, organoleptice și tehnologice. Reprezintă, alături de proteine și de hidrații de carbon, principalii macronutrienți furnizori de energie vitală în organismul uman și în toate organismele vii, formând o grupă eterogenă de compuși naturali biologic activi din țesuturile vegetale și animale, unde îndeplinesc funcții biologice esențiale.  Lipidele reprezintă 2% din biomasă, în anumite țesuturi se concentrează între 50 -60% lipide, ceea ce face economică separarea lor sub forma grăsimilor comestibile plus a unor fracții lipidice indispensabile funcțiilor

52

biologice normale. Numele de lipide provine din grecescul LIPOS = grăsime, între lipide grăsimile reprezintă peste 90%, iar dintr-un gram de grăsime se obțin cam 9,3 calorii. Produsele alimentare care conțin cantități însemnate de lipide sunt:- brânzeturile grase (25-36%);- carnea grasă (28-35%);- salamurile (25-35%);- ouăle (12%);- uleiurile (98-100%);- untura (95-97%).  Lipidele se subdivid în mai multe categorii, după următoarele criterii:-fizice ( solubilitate în solvenți polari ( lipide polare) și nepolari ( lipide neutre ));-biochimice ( lipide simple și complexe;   hidrolizabile și nehidrolizabile ) ;-tehnologice ( prelucrare tehnologică: uleiuri și grăsimi; sicative și nesicative)

Clasificarea lipidelor după principii analitice și structurale1.a. Derivați   lipidici   simpli   - Hidrocarburi - Carotinoide - Steroide- Alcooli grași- Acizi grași- Vitamine liposolubile

Lipide

1.a. Simple 1.b. Complexe

Ceruri Glicerofosfatide:

Monolipide - Acizi fosforici

diollipide - Lecitine

triollipide - Cecaline

Lipoproteine

Sfingolipide:

-Sfingomieline

-Cerebrozite

-Gangliozite

 6 1.1. Grăsimi.

Clasificare Grăsimile sunt amestecuri de esteri ai glicerinei cu acizi graşi (acillipide) şi substanţe însoţitoare provenite din ţesuturile de origine: pigmenţi, steroide, tocoferoli etc. Sunt substanţe tehnice şi nu substanţe pure. Lichide: grăsimile vegetale – uleiuri. Solide: grăsimi de origine animală – grăsimi animale. Acillipide Toate lipidele hidrolizabile chimic şi/sau enzimatic sau saponificabile cu alcalii într-o componentă organică şi cel puţin un acid gras sunt acillipide.Acilgliceride Acilgliceridele sunt mono-, di- şi triesteri ai glicerinei cu acizii graşi (acillipide).Clasificare:1.Monogliceride. 2. Digliceride. 33. Trigliceride.Obţinerea grăsimilor. Clasificarea grăsimilor - grăsimi comestibile – consum şi prelucrare în produsele alimentare- grăsimi industriale – fabricarea de săpun, detergenţi, materiale plastice etc. Surse naturale de grăsimi- Ţesuturi adipoase. Fructe – măsline, fructe de palmier - Seminţe – floarea-soarelui, soia, rapiţă, susan, germeni – de porumb, de grâu.

6.1.2. Ceruri şi diollipide Prin definiţie, cerurile sunt esterii acizilor grzși cu alcooli monohidroxilici superiori.

53

Cerurile conţin pe lângă esteri, parafine, epoxizi, alcooli, acizi graşi liberi, steroli etc.După provenienţa, cerurile sunt de origine vegetală şi animală.Formula generalăCH3-(CH2)n-CO-O-(CH2)m-CH3 în care sunt prezenți acizii graşi: palmitic, stearic etc., alcoolii normali superiori C24 - C34.Reprezentanţi. În regnul vegetal şi animal cerurile au funcţie de protecţie. Plantele secretă ceruri care acoperă frunzele, tulpinile, florile şi fructele. Cerurile seminţelor oleaginoase se elimină prin vinterizare.

6.2.  Lipide în alimenteDefiniţii şi clasificarea lipidelor Lipidele reprezintă o grupă eterogenă de compuşi naturali, care au proprietatea comună de a fi insolubile în apă (hidrofobe) şi solubile în solvenţi organici (lipofile). Numele provine din grecescul lipos, care înseamnă   grăsime. Grăsimile sunt cele mai importante şi răspândite lipide, ceea ce înseamnă că nu toate lipidele sunt grăsimi.Din ţesuturile vegetal şi animale, lipidele trec în alimente, în care îndeplinesc funcţii tehnologice, structurale, nutriţionale şi senzoriale.

6.2.1. Lipide simple   Gliceride, acilgliceroli sau grașimi neutre  Sunt esteri naturali ai glicerolului cu acizii grași si sunt cele mai răspândite lipide (în semințele plantelor oleaginoase, în fructe (măsline, arahide, cătină).  Formula generala:

CH2-O-CO-R I CH –O-CO-R1

ICH2-O-CO-R2

  Clasificare după consistență) solide;  b) semisolide;  c) lichide.  Cele lichide predomină in regnul vegetal - acizi grași nesaturați.  După numărul grupărilor esterificate: a) monogliceride; b) digliceride; c) trigliceride.  Cele mai răspândite sunt trigliceridele:  simple și mixte.Monogliceridele  Monogliceridele esterificate la C1 sau C3 se numesc α gliceride, iar cele esterificate la carbonul secundar – α gliceride.  Digliceridele După poziția grupărilor esterificate sunt: a) simetrice; b) asimetrice. După felul acizilor grași  - simple - tripalmitina, trioleina, tristearina;   - mixte – palmitooleostearina;   După felul acizilor grași și poziția lor se pot prezenta în mai multe forme izomere.   După rolul lor biochimic sunt:    - de rezerva; - de constituţie.  Nomenclatura   Denumirea gliceridelor se formează din numele și numărul acizilor grași urmate de sufixul ina.  Obținerea gliceridelor   Gliceridele se sintetizează în organism în procesul de metabolism și se extrag din produse naturale.  Sursele cele mai importante de gliceride sunt: fructele de cătină, semințele de floarea soarelui, soia, arahidele din care se extrag prin presare și încălzire.           

A. Proprietățile gliceridelor  Gliceridele sunt substanțe semisolide sau lichide, insolubile în apă și ușor solubile în solvenți organici.

54

  In stare proaspătă gliceridele sunt incolore, inodore, insipide; sunt unsuroase și lasă pată pe hârtie; punctele de topire sunt joase și depind de natura și numărul acizilor grași, astfel se împart în : uleiuri, grăsimi și unturi, seuri.  Se râncezesc, sunt solvenți pentru vitamine, hormoni, pigmenți.Prezința activitate optica, se emulsionează. Hidroliza: a) acidă; b) bazică; c) enzimatică (lipaze).În urma hidrolizei rezultă glicerol și acizi grași.Aciditatea unei gliceride se apreciază prin indicele de aciditate care reprezintă cantitatea de acid, în miligrame, care se obţine prin hidroliza unui mol de gliceridă.  Saponificarea se efectuează cu hidroxizi alcalini . Indicele  de saponificare reprezintă cantitatea de NaOH necesară saponificării unei molecule gram de gliceridă. Hidrogenare  Trioleina +3H2→ Tristearina  Halogenarea Indicele de iod reprezintă cantitatea de iod necesară pentru halogenarea a 100 g gliceridă.In funcție de indicele de iod gliceridele se clasifică in : a) sicative - se usucă foarte repede, au indice de iod mare; b) semisicative;c) nesicative.  Râncezirea  Reacții de substituție   -alcooliză  - acidoliză   Formarea de săpunuri, lacuri , vopsele    Ceride sunt esteri naturali ai acizilor grași cu alcooli monohidroxilici superiori.  Ceridele predomina in regnul vegetal; constituie un înveliș pe suprafața fructelor, frunzelor, florilor, ingreunează evaporarea,căldurii, luminii excesive sau protecție mecanică. În filtrele plantelor textile, în sucul plantelor lactifere.   Cerurile  sunt amestecuri de ceride + hidrocarburi + aldehide, ., acizi superiori, gliceride, steride, în funcție de natura plantei. Principalele ceruri care se găsesc în organismele vegetale sunt:    Ceara de Carnauba Ceroatede miricil; se folosește pentru prepararea cremei de ghete sau pentru obșinerea unor substanțe folosite pentru curățarea obiectelor din lemn, piele, vinilin, autoturisme; este derivat dintr-un palmier sud american – Copernica cerifera.- Ceara de candelilă - parafine (trandafiri, tutun, varză).- Ceara de trestie - absenta acizilor grași superiori și conținut redus de parafine.- Ceara de montana  lignit, turba- Ceara de pisang - palmieri - lacuri, vopsele, hârtie- Ceara merelor - acizi grași: miristic, palmitic, stearic-  Cerurile cuticulare La plante se găsesc sub formă de straturi: subțiri, ceroase care acoperă organele. Se formează în celulele epidemice de unde migrează și se depun pe suprafața țesuturilor.  Rolul biologic la fructe Împiedica evaporarea apei în procesul de maturare și conservare.  Se recomandă să nu se spele decât înainte de folosire. La cald devin moi, la rece - rigide.    Etolide   Esterificare  intermoleculară a hidroxiacizilor grași (COOH a unuia, cu OH- a celuilalt). Se întâlnesc numai în regnul vegetal; Greutate – 2000 u.c. .Steride sunt esteri ai sterolilor cu acizi grași.  În toate organismele, dar mai mult în cloroplaste (>25%), mitocondrii, reticulul endoplasmatic. Contribuie la fluidizarea membranelor celulare. Solide, alb-gălbui, cu aspect ceros, insolubile în apă, greu solubile în alcool, solubile în solventi oganici. Sunt rezistente la factorii fizico-chimici, formează emulsii stabile.

55

6.3. Lipide complexe

A). Lipoproteine. Lipoproteinele sunt combinații de proteine și lipide(grăsimi) cu caracter hidrofil. Ele joacă un rol important înmetabolism, și anume la transportul de lipide în țesuturi și în sânge. Celulele lipoproteinice au ca înveliș exterior un strat de fosfolipide ce conțin colesterol liber și câteva molecule numite apolipoproteine. Interiorul lipoproteinelor conține trigliceride, esteri ai colesterolului și alte (cantități mici de) substanțe hidrofobe, între carevitaminele liposolubile (solubile în grăsime).

 Predomină în regnul animal, dar în regnul vegetal – semințele plantelor oleaginoase, mai mult în membrana celulară - nu se depun sub forma de lipide de rezervă.  Se găsesc în stare libera sau sub formă de lipoproteine. Conțin în moleculă: alcooli, aminoalcooli, acizi grași, H3PO4, aminoacizi, acid sulfuric, glucide. Au în moleculă N, P sau S. Sunt solubile în solvenți organici, insolubili în apă, formează emulsii stabile.  Unsuroase la pipăit - insolubile în acetonă, se deosebesc de lipidele simple.B). Glicerofosfolipide Diesteri ai acidului fosforic - cu excepția acizilor fosfatidici. Sunt formate din glicerol, acid fosforic, acizi grași, alcooli. Sunt optic active - at. C asimetric. Împreună cu gliceroaminofosfolipidele - cea mai mare raspândire în natură - cloroplaste.  Acizi fosfatidici: varză, spanac, arborele de cauciuc, glicerol, acizi grași și H3PO4 .Glicerofosfolipidele sunt lipide complexe, care derivă de la glicerol și conțin în moleculă fosfor. Unele conțin în moleculă și azot. Ele sunt esteri ai glicerolului cu acizi grași saturați și nesaturați și cu acid fosforic. În cele mai multe glicerofosfolipide, de acidul fosforic se leagă esteric un alcool (cu sau fără azot) sau un aminoacid. Structura generală a unei fosfolipide este urmatoarea:

56

  Dintre acizii grași care intra în alcătuirea fosfolipidelor, cei saturați (palmitic sau stearic) esterifică Hidroxilul de la C1-, iar cei nesaturați (oleic sau arahidonic) esterifica hidroxilul de la C2. Glicerofosfolipidele  sunt prezente în toate celulele organismului animal și au rol structural formând membranele celulare și intracelulare. Cantitați mari din aceste lipide se găsesc în țesutul cerebral, măduvă, ficat, eritrocite și gălbenuşul de ou.Glicerofosfolipide cu azot   (Cefaline, lecitine și serinfosfatide)   sunt lipide complexe alcătuite din glicerol, acizi grași, acid fosforic și un aminoalcool sau serina (aminoacid).  Aminoalcoolii sunt colamina și colina, care au caracter bazic. Între serină și aminoalcoolii amintiți există o stransă legătură metabolică; compușii amintiți pot să se transforme în organismul animal unii în alții. Astfel, serina prin decarboxilare se transformă în colamină, care poate să se transforme apoi în colină prin metilare:

  Serina                           Colamina                                    Colina         

Colina este o substanță de mare însemnatate biologică, întrucât este hormon tisular implicat în transmiterea impulsului nervos la mușchi.  Glicerofosfatidele se prezintă sub formă de mase unsuroase de culoare alb-galbuie. Întrucat conțin în moleculă o parte hidrofobă și una hidrofilă, proprietățile fizico-biochimice sunt diferite de a gliceridelor. Ele au proprietatea de a da emulsii stabile cu apa și prezintă proprietațile substantelor tensioactive. Datorită prezenței în moleculă a acizilor grași nesaturați, ele sunt ușor autooxidabile. Au caracter amfoter (reacționează atât cu acizii, cât și cu bazele). Glicerofosfatidele cu azot solubilizează substanțele cu caracter hidrofob. Cefaline   (fosfatidiletanolamine). Sunt raspândite în toate celulele organismului animal, fiind asociate cu lecitinele. În cantități mari apar în creier (13%), ficat (6%), rinichi (3%), mușchi (1%), gălbenuș de ou (10%) și embrionul semințelor de leguminoase (2%).   Cefalinele prin hidroliză dau naștere la glicerol, acizi grași (saturați sau nesaturați), acidul fosforic și colamina:

  Lecitine   (fosfatidilcoline). Sunt cele mai răspândite glicerofosfolipide, fiind prezente în toate celulele din organism, în special în mitocondrii și microzomi. Sunt compuşi biologic activi şi participă la construcţia membranelor celulare. Cele mai importante pentru industria alimentară sunt lecitinele.

57

Lecitina (E 322) este un ingredient alimentar utilizat pentru stabilizarea emulsiilor , adică a unui amestec de substanţe hidrofile (apă) şi hidrofobe (ulei). Cu toate că adaosul de lecitină în produsele alimentare reprezintă mai puţin de 1% din totalul costurilor de producţie, ea este esenţială în procesul industrial şi poate schimba radical calitatea produselor finite. Prepararea pastelor din carne (pate de ficat, crenvurşti, parizer etc.), a îngheţatei, a ciocolatei, a cremelor nu ar fi posibilă fără prezenţa lecitinei. Produs natural, lecitina este un produs secundar, rezultat în procesul de fabricare al uleiurilor, în special a celui de soia. În cantități mari apar în gălbenușul de ou (10%), țesutul cerebral (7%), măduva osoasă (5%) și ficat (3%), iar în semințele leguminoaselor, în special în soia (2%).    Lecitinele sunt constituite din glicerol, acizi grași saturați (acid palmitic sau stearic) și nesaturați (acid oleic sau arahidonic), acid fosforic și colina.

În organism lecitinele sunt scindate hidrolitic sub acțiunea unor enzime, numite fosfolipaze: - fosfolipaza A din veninul de șarpe și de albine, acționeazaă la nivelul legăturii esterice de la C2 cu eliberarea acidului gras nesaturat (R2 – COOH) și formare de lizolecitine. Acestea posedă o acțiune puternic hemolizantă, afectând membranele eritrocitare.

  fosfolipaza B prezentă în pancreas și serul sanguin, acționează la nivelullegăturii esterice de la C1, eliberând acidul gras saturat (R1 – COOH), anihilând astfel efectul hemolitic al lizolecitinei.        fosfolipaza C se găsește în microorganisme  fosfolipaza D este specifică plantelor.Ele au fost evidenţiate și în unele țesuturi animale (nervos, cerebral, hepatic). Aceste fosfolipaze eliberează glicerolul, colina și H3PO4. Fiecare dintre aceste enzime scindează o anumită legătură chimică:

58

Carotenoida este un pigment prezent în produsele vegetale portocalii-roșii. Este un fitonutrient liposolubil, folosit inițial pe post de colorant. Există aprox. 600 de carotenoide (pigmenți naturali).Carotenoide esențiale:beta-carotenul (vezi și Carotenul), alfa-carotenul, luteina, zeaxantina, licopenul. Carotenoidele au rol de antioxidanți, acționând contra radicalilor liberi (acționează contra îmbătrânirii premature și contra apariției petelor pe piele). Carotenoidele facilitează comunicarea celulară. Ele se transformă în Vitamina A când este necesar (mai ales beta-carotenul).Necesarul zilnic estimativ este de 2-4mg. Se recomandă să nu se depășească 20 mg de beta-caroten pe zi pe perioade prelungite.

Rolul glicerofosfolipidelor

1.   Glicerofosfolipidele conțin în moleculă două regiuni distincte: una hidrofobă (nepolară) reprezentată prin resturile de acizi grași și una hidrofilă (polară) reprezentată de radicalii fosforil, fosforilcolamina, fosforilcolina, etc. Se comportă ca agenți tensioactivi și participă la organizarea structurală a biomembranelor, unde sunt asociate cu proteinele.  Au un rol esențial în procesele de permeabilitate selectivă a biomembranelor, permițând intrarea sau ieșirea unor anumiți metaboliți sau ioni.   Glicerofosfolipidele contribuie la transportul gliceridelor pe cale sanguină sau limfatică. Ele participă activ la unele procese metabolice, funcționând ca donori de grupe fosfat.    2. Sfingolipide   Sfingolipidele sunt lipide complexe, care conțin în moleculă un aminoalcool cu 18 atomi de carbon, sfingozina.   În țesutul cerebral a fost izolat și omologul sau saturat dihidrosfingozina, iar din regnul vegetal fitosfingozina.            Sfingolipidele conțin obligatoriu N, iar unele și P. Acidul  gras care intră în constituția lor este legat amidic (R – NH – CO – R1) la nivelul grupării – NH2 a moleculei de sfingozină. Acizii grași participanți la structura sfingolipidelor conțin 24 atomi de carbon, fiind:-        saturați (lignoceric);-        nesaturați (nervonic);-        hidroxiacizi (cerebronic).Amidele sfingozinelor cu acizi grași se numesc ceramide și au următoareastructură:

Tema 7. Autooxidarea lipidelor: produşi primari şi secundari, modificări de aromă7.1.   Oxidarea   lipidelor

În comparație cu glucidele şi proteinele, lipidele sunt cei mai instabili compuşi chimici în compozițiile produselor alimentare. Calitatea produselor alimentare este determinată de modificarea calitativă şi cantitativă a lipidelor în procesele de conservare, congelare, deshidratare şi depozitare a produselor finite. Cauza principală de instabilitate constă în particularitățle structurii biochimice a lipidelor. Procesul de bază   al instabilită ț ii şi al autooxidarea. Pe parcursul depozitării uleiurilor, grăsimilor şi alimentelor cu conținut în lipide, sub influența oxigenului din aer, a enzimelor, a lumini şi altor factori, are loc inițierea procesului de autooxidareal lipidelor. În procesul de autooxidare se modifică

59

 valoarea nutritivă, în primul rând, proprietățile senzoriale ale lipidelor. Produsele alimentare imprimă un gust specific neplăcut, cunoscut sub denumirea de gust rânced . Modificarea gustului şi a mirosului depinde de natura lipidelor, particularitățile procesului de oxidare şi este dependent de acumularea diferitor compuşi chimici de descompunere a lipidelor. Senzațiile gustative a alimentelor se caracterizează, prin gust rânced, amar, gust metalic, senzații degust de peşte ş. a. Concomitent cu modificarea proprietățileor senzoriale în urma oxidării lipidelor, în compoziția alimentelor se acumulează compuşi chimici nocivi pentru organismul uman. Prin urmare se reduce valoarea nutritivă şi fiziologică a lipidelor. Produsele alimentare devin necomestibile.

Degradarea biologică a lipidelor, cunoscută și sub denumirea unor procese biochimice și biochimice complexe

În funcție de mecanismul   principal   al   procesului de   oxidare a   lipidelor   sunt   cunoscute două   tipuri de reacții:-   reacţii biochimice neenzimatice   de autooxidare   a lipidelor   ; -   reacţii biochimice de râncezire a lipidelor sub influenţa enzimelor lipolitice.

7.2 Autooxidarea neenzimatică   a lipidelor Inițierea procesului de autooxidare neenzimatică a lipidelor se desfăşoară sub influența absorbției de energie a radiației din mediul exterior şi acțiunea oxigenului din aer în stare activată. Se consideră că procesul de autooxidare a lipidelor se realizează după schema reacțiilor radicalilor în lanț. Lanțul reacțiilor de autooxidare poate fi divizat în trei faze:iniţiere, propagare şi faza finală de întrerupere a reacţiilor. Din compoziția chimică a lipidelor sunt supuşi oxidării acizii graşi liberi nesaturați sau resturile de acizii graşi în structura trigliceridelor. În conținuare, pentru a reflecta procesul de autooxidare a lipidelor vom nota prin simbol RH un acid grasnesaturat în stare neoxidată redusă. În faza de inițiere moleculele RH absorb din exterior radiații UV cu energie fotochimică care conduc la formarea radicalilor liberi a acizilor graşi nesaturați de tip R : 

RH

hΥ ⃗R+H+K1  (7.1)

unde h este constanta lui Plank; v –  frecvența radiațiilor absorbite. k 1 –constanta vitezei reacției. Reacția (7.1) reprezintă inițierea procesului de autooxidare. Radicalii liberi intermediari R ● manifestă o activitate reactivă destul de mare. Ei interacționează rapid cu oxigenul singlet care constituie o formă activă a oxigenului molecular:

R+ O2 k⃗ 2 ROO● (7.2)

RH+ROO k⃗ 3 ROOH+R●  (7. 3) unde k 2 şi k 3 sunt constantele vitezei reacțiilor (7.2) şi (7.3);.R ●- radicalul intermediar al acidului gras;ROO● – radicalul peroxid: ROOH–radicalul hidroperoxid. Reacțiile (7.2) şi (7.3) reprezintă faza de desfăşurare a reacției în lanț care se repetă de multe ori, prin implicarea moleculelor noi de acizi graşi neoxidați RH…Faza finală de întrerupere a reacțiilor în lanț poate fi prezentată schematic astfel.

R●+ R● k⃗ 4 RR :(7.4)

R●+ROO● k⃗ 5 ROOR(7.5)

2ROO● k⃗ 6 ROOR +O2 (7.6) Ca consecință a interacțiunii dintre radicali (reacțiile 5.4, 5.5, 5.6) se formează compuşi inerți, neactivi, care nu participă în reacțiile de autooxidare.Prin urmare, putem constata că mecanismul procesului de autooxidare neenzimatică a lipidelor se desfăşoară conform schemei reacțiilor biochimice radicalice în lanț.

60

Trigliceride + lipază

Schema generală de oxidare enzimatică a lipidelor

Glicerină mono și diglicerină

Acizi grași liberi +Lipohidrolază

Hidroperoxizi și peroxizi(compuși primari ai oxidării)

Aldehide, cetone(compuși secundari ai oxidării)

 Peroxizii   şi hidroperoxizii sunt produşii   principali   primari   ai   procesului   de autooxidare a lipidelor. Formarea peroxizilor şi hidroperoxizilor este rezultatul oxidării esterilor acizilor graşi nesaturați şi acizilor graşi nesaturați liberi. Agentul principal de oxidare este oxigenul molecular. Degradarea oxidativă   a   grăsimilor, uleiurilor din compozi ț ia produselor alimentare, are loc în   procesul de ob ț inere a alimentelor, pe parcursul depozitării lor şi se numeşte în general râncezirea lipidelor.

7.3. Autooxidarea   enzimatic ă   a lipidelor Modificarea oxidativă a lipidelor prin acțiunea enzimelor lipolitice a materiilor prime sau enzimelor sintetizate de microorganisme se numeşte autooxidare. Enzimele lipolitice se conțin sub formă activă în materii prime oleaginoase, făină, crupe, alimente de carne, peşte, lapte ş.a.. Inițial, prin acțiunea enzimei lipază la suprafața de separare lipide – apa, se petrece hidroliza gliceridelor cu formarea acizilor graşi liberi, mono-şi digliceridelor, glicerinei

În conținuare enzima lipoxigenază catalizează reacția dintre acizii graşi liberişi oxigen molecular. Produşii reacției sunt peroxizii şi hidroperoxizii – compuşii primari ai oxidării lipidelor. De exemplu reacția de oxidare a acidului linoleic poate fi prezentată astfel:La temperaturi ridicate (prăjire, frigere), trigliceridele grăsimilor pot fi scindate în glicerol şi acizi graşi respectivi. Glicerolul suferă o reacţie de deshidratare cu formare de aldehidă nesaturată(acroleină). La temperaturi ridicate, trigliceridele conţinând acizi graşi nesaturaţi suntscindate la locul unei duble legături, cu formare de hexanal :

61

Hexanalul se formează din acidul linoleic care este preponderent în uleiurile vegetale. Hexanalul participă la aroma arahidelor prăjite, în asociaţie cu aldehidele specifice formate prin reacţia Strecker. Din acidul linolenic se pot forma propanal şi alte molecule mici volatile.Hidroperoxidul acidului linoleicProcesul de oxidare enzimatică difer ă de autooxidare prin următoarele specificități:- reacția de oxidare enzimatică a acizilor graşi are loc numai în mediu diluat, sub formă de emulsie;-  particularitatea activității catalitice a enzimei lipoxigenază constă în activitatea asupra acizilor graşi nesaturați care conțin numai legături duble izolate;- viteza procesului de oxidare depinde în mare măsură de pH şi de temperatură.

7.4. Râncezirea lipidelor Oxidarea complexului lipidic în produsele alimentare într-o măsură mai mare s-au mai mică începe în materia primă, în procesul tratamentului tehnologic. Pe parcursul depozitării alimentelor în condiții nefavorabile, degradarea oxidativăa lipidelor conținuă. Prin urmare se formează un gust neplăcut şi în multe cazuri alimentele devin alterate şi ne comestibile. Procesul în ansamblu de autooxidare şi degradarea oxidativă a lipidelor se numeşte râncezirea lipidelor. Cum s-a men ț ionat mai sus, ini ț ial, autooxidarea lipidelor conduce la formarea peroxizilor şi Hidroperoxizilor - produşilor   primari   ai   procesului   de   oxidare . Peroxizii şi hidroperoxizii sunt compuşi fără gust şi miros. Pe măsura acumulării concentrației de produşi primari ai procesului de oxidare, hidroperoxizii, fiind relativ instabili, sunt  supuşi numeroaselor reacții de degradare, contribuind la formarea unor substațe cu masă moleculară diferită, cu miros şi gust nedorit. Produşii procesului de degradare a hidroperoxizilor se numesc compuşi secundari ai oxidării lipidelor. Prin modificări complexe din hidroperoxizi se formează produşii secundari ai procesului de oxidare: epoxizi, cetone,alcooli, acizi. Experimental s-a stabilit că pentru untul superior cu un conţinut de 80% grăsime şi 16% apă termenul de valabilitate în condiţii de refrigerare este de aproximativ 15 zile, iar în condiţii de congelare de aproximativ 30 zile chiar dacă fenomenul de oxidare nu s-a instalat încă, acesta trebuind exclus din circuitul alimentar datorită gustului şi mirosului de rânced produs de fenomenul de lipoliză în care se eliberează acizii saturaţi inferiori care sunt volatili. Pe baza rezultatelor obţinute s-a putut afirma faptul că untura de porc depozitată în condiţii de refrigerare este proaspătă până în ≈ luna a 2-a, până în luna a 3-a este relativ proaspătă prezentând gust şi miros uşor acid şi valoare ridicată a PV, din luna a 4-a se instalează alterarea avansată datorită formării compuşilor secundari de oxidare care modifică proprietăţile organoleptice în gust şi miros înţepător de rânced şi culoare galbenă, iar untura de porc depozitată în condiţii de congelare este proaspătă până în ≈ luna a 5-a de depozitare, în luna a 6-a prospeţimea este relativă, iar din luna a 7-a se instalează alterarea oxidativă. Seul depozitat în condiţii de refrigerare este proaspăt ≈ 3 luni şi 20 zile, până înluna a 5-a este relativ proaspăt prezentând miros uşor acid şi valoare ridicată a PV, din luna a 6-a se instalează alterarea avansată datorită formării compuşilor secundari de oxidare, iar seul depozitat în condiţii de congelare este proaspăt ≈ 8 luni, în lunile a 9-a şi a 10-a prospeţimea este relativă, iar din luna a 11-a se instalează alterarea oxidativă evidenţiată şi prin defectele de culoare, gust, miros.Untura de pasăre depozitată în condiţii de refrigerare este proaspătă ≈ 1 lună, înluna a 2-a este relativ proaspăt prezentând gust şi miros uşor acid, din luna a 3-a se

62

instalează alterarea avansată, iar untura de pasăre depozitată în condiţii de congelare este proaspătă ≈ 2 luni, în luna a 3-a şi a 4-a prospeţimea este relativă datorită gustului acrişor şi valorii ridicate a PV, iar din luna a 5-a se instalează alterarea oxidativăevidenţiată şi prin defectele organoleptice.Uleiul de peşte depozitat în condiţii de refrigerare este proaspăt ≈ 20 zile, până înziua a 35-a este relativ proaspăt, din ziua a 40-a se instalează alterarea avansată, iar uleiul de peşte depozitat în condiţii de congelare este proaspăt ≈ 1 lună, în luna a 2-a prospeţimea este relativă datorită gustului şi mirosului uşor acid, iar din luna a 3-a se instalează alterarea oxidativă evidenţiată şi prin defectele de culoare (galben-brun), gust (amar), miros (înţepător).Procesele de hidroliză s-au instalat mai devreme decât procesele oxidative atât larefrigerare cât şi la congelare, oxidarea fiind împiedicată de limitarea contactului cu oxigenul atmosferic şi intensitatea luminoasă.Temperatura de depozitare a avut un efect foarte semnificativ (P≤0.001), iar timpul de depozitare a avut un efect semnificativ (P≤0.05), asupra instalării proceselor avansate de Hidroliză şi oxidare, termenul de valabilitate în condiţii de congelare fiind aproape dublu faţă de cel în condiţii de refrigerare S-a urmărit contaminarea cu 6 metale grele: Cu, Ni, Co, Cd, Zn şi Pb dinurmătoarele tipuri de grăsimi animale la obţinere: unt, seu bovină, seu bubalină (vezi DEX pag. 253), untură porc, untură pasăre şi ulei peşte. Pentru determinarea conţinutului în metale grele principiul constă în calcinarea probelor la 450oC cu creşterea treptată a temperaturii, dizolvarea cenuşii în HCl şi evaporarea la sec a soluţiei obţinute, redizolvarea reziduului final în acid azotic (0,1 mol/L) şi determinarea conţinutului de metale prin spectrometrie de absorbţie atomică în cuptor de grafit.În mod sigur nivelul poluării zonei afectează calitatea materialelor vegetale utilizate în hrana animalelor, acestea putând fi o cauză în apariţia modificărilor fizico-biochimice şi a micşorării calităţii produselor de origine animală.

RezumatModificările lipidelor   la procesarea şi depozitarea substraturilor alimentare au la bază unul   din următoarele procese biochimice: • Râncezirea hidrolitică consecutivlipolizei• β-Oxidarea• Râncezirea aldehidică • Degradarea termicăEfectele oxidării lipidelor din substraturile alimentare •Pierderea aromei•Apariţia mirosului şi gustului de rânced • Modificări nefavorabile organoleptice (culoare, consistenţă şi textură) • Scăderea valorii nutriţionale prin afectarea acizilor graşi esenţiali şi a vitaminelor liposolubile• Formarea de compuşi toxici pentru sănătatea organismului • Tulburări de creştere• Boli de inimă Râncezirea hidrolitică consecutivă a lipolizei se realizează sub acţiunea   enzimelor lipolitice proprii   ţesuturilor   sau sub acţiunea   enzimelor lipolitice elaborate de microorganisme(bacterii,drojdii, mucegaiuri)Rezulatul procesului de lipoliză constă în eliberarea acizilor graşi şi apariţiaunui gust de iute, rânced.

Tema 8. Aminoacizi, peptide şi proteine. Clasificări, valoare biologică şi funcţională. Separări de monoacizi din hidrolizate proteice. Structuri peptidice şi modificări

biochimice ale acestora.Proprietăţile senzoriale ale peptidelor. Teorema Q. 2 h

Cuvinte - cheie: Aminoacizi, Aminoacid, Aminoacid   esenţial , Aminoacid neesenţial, 

63

Fenilalanina, Lizina, Leucina, Izoleucina, Metionina, Treonina, Triptofan,Valina, Histidina, Arginina, Serina, Ornitina, Cistina, Cisteina, Glicina, Prolina,Tirozina, Acid glutamic, Glutamina, Aspar agina , Acid aspartic, Alanina, Proteine

8.1. Amino-acizi naturaliDefiniţie, clasificare, nomenclatură Amino-acizii sunt compuşi organici cu funcţie mixtă, care conţin una sau mai multe grupe funcţionale amino- şi carboxil în aceeaşi moleculă.În funcţie de tipul radicalilor de hidrocarbură şi de poziţia reciprocă a celor două grupe funcţionale, amino-acizii se clasifică în mai multe tipuri:a). - amino-acizi mono-amino şi mono-carboxilici cu catenă alifatică liniară sau ramificată, cu grupele –COOH şi –NH2 în poziţii 1, 2 (α), 1, 3 (β), 1, 4 (γ):

b). amino-acizi diamino-monocarboxilici şi monoamino-dicarboxilici sau aminoacizi cu catenă ciclică, nesaturată, aromatică sau Heterociclică:

c).derivaţi funcţionali ai amino-acizilor: (Selectați formulele AA conform nomenclaturii )

Amino-acizii care se găsesc în organismele vii sunt amino-acizii naturali. Cei maiimportanţi sunt cei care se găsesc în peptide şi proteine, principalii compuşimacromoleculari care alcătuiesc organismele vii. Din acest punct de vedere amino-acizii naturali se clasifică în: - amino-acizi proteici (sau proteinogeni) care se găsesc în peptide sau proteine; - amino-acizi neproteici conţinuţi în alţi compuşi naturali; În peptide sau proteine s-au identificat un număr de aproximativ 23 de amino-acizi (în

64

funcţie de originea lor); dar, amino-acizi proteinogeni sunt consideraţi doar 20, şi anume cei care sunt codificaţi în moleculele de acizi nucleici sub forma codului genetic (vezi:acizii nucleici). Cei 20 de amino-acizi proteinogeni: Alanina (ALA), Arginina (ARG), Asparagina(ASN), Acidul asparagic(ASP), Cisteina(CYS), Glutanina(GLN), Acidul glutamic(GLU), Glicina 9GLY), Histigina(HIS), Izoleucina(ILE), Lizina(LYZ), Metionina(MET), Fenilalanina(PHE), Prolina(PRO), Serina(SER), Treonina(THR), Triptofan(TRP), Tirozina(TYR), Valina (VAL) sunt toţi α-amino-acizi şi cu o configuraţie S (sau L după convenţia Fiscer-Rosanoff) a atomului de carbon asimetric din poziţia 2. Structura generală şi configuraţia celor 19 amino-acizi proteinogeni, care sunt chirali, este următoarea:

NR. CRT

.

FORMULA DE STRUCTURA DENUMIRE UZUALA

PRESCURTARI IUPAC

DENUMIRE RAȚIONALA

1 2 3 4              AMINOACIZI CU RADICAL NEPOLAR

(HIDROFOB)

1. CH2-COOH

                     NH2

GLICINA

GLY, G

ACID -AMINOACETIC

2. CH3-CH-COOH

NH2

ALANINA

ALA, A

ACID -AMINOPROPIONIC

3. CH3-CH-CH-COOH

                      CH3 NH2

VALINA

VAL, V

ACID -AMINOIZOVALERIANIC

4. CH3-CH-CH2-CH-COOH

                  CH3         NH2

LEUCINA

LEU, L

ACID -AMINOIZOCAPRONIC

5. CH3-CH2-CH-CH-COOH

      CH3  NH2

IZOLEUCINA

ILE, I

ACID -AMINO--METIL VALERIANIC

6. C6H5-CH2-CH-COOH

        NH2

FENILALANIN

A

PHE, F

ACID -FENIL--AMINO PROPIONIC

1 2 3 49. CH3-S-CH2-CH2-CH-COOH

                  NH2

METIONINA

MET, M

ACID -AMINO -METILTIOBUTIRIC

                AMINOACIZI CU RADICAL POLAR,

  NEÎNCARCAT ELECTRIC LA

PH6

10. HO-CH2-CH-COOH

     NH2

SERINA

SER, S

ACID -AMINO -HIDROXIPROPIONIC

11. CH3-CH-CH-COOH

                      OH   NH2

TREONINA

THR, T

ACID -AMINO -HIDROXIBUTIRIC

12. HS-CH2-CH-COOH

    NH2

CISTEINA

CYS, C

ACID -AMINO -TIOPROPIONIC

13. HO-C6H4-CH2-CH-COOH TIROSINA P-HIDROXIFENIL ALANINA

65

              NH2 TYR, Y14. H2NOC-CH2-CH-COOH

            NH2

ASPARAGINA

ASN,N

ACID -AMINO -AMIDOSUCCINIC

15. H2NOC-CH2-CH2-CH-COOH

                    NH2

GLUTAMINA

GLN, Q

ACID -AMINO -AMIDOGLUTARIC

     AMINOACIZI CU RADICAL POLAR, ÎNCARCAT

NEGATIV LA PH6

16. HOOC-CH2-CH-COOH

          NH2

ACID ASPARTIC (ASPARAGIC),

ASP,D

ACID AMINOSUCCINIC

17 HOOC-CH2-CH2-CH-COOH

                  NH2

ACID GLUTAMIC

GLU, E

ACID -AMINO GLUTARIC

     AMINOACIZI CU RADICAL POLAR, ÎNCĂRCAT 

POZITIV LA PH=6

18. CH2-CH2-CH2-CH2-CH-COOH

       NH2                         NH2

LISINA

LYS,K

ACID ,-DIAMINO CAPROIC

19. H2N-C-NH-CH2-CH2-CH2-CHCOOH

          NH                              NH2

ARGININA

ARG,R

ACID -AMINO

-GUANIDINOVALERIANI

C

20.             N     C-CH2-CH-COOH

            CH   CH       NH2

                 NH

HISTIDINA

HIS, H

ACID -AMINO -IMIDAZOLIL PROPIONIC

TriptofanulTrp

prezintă resturi heterociclice,

  - se transaminează uşor.

Tabelul nr. 2                              Aminoacizi neproteinogeni  /5/ NR. CRT

.

FORMULA DE STRUCTURA DENUMIRE UZUALA

PRESCURTARI IUPAC

DENUMIRE RATIONALA

1 2 3 41. H2N-CH2-CH2-COOH -ALANINA ACID -AMINO

PROPIONIC

2. H2N-CH2-CH2-CH2-COOH ACID -AMINOBUTIRIC

3. H2N-CH2-CO-CH2-CH2-COOH ACID AMINOLEVULINI

C

66

4. H2N-CO-NH-(CH2)3-CH-COOH

                        NH2

CITRULINA ACID -AMINO -AMIDINOVALERIANI

C

5. H2N-(CH2)3-CH-COOH

          NH2

ORNITINA ACID ,-DIAMINO VALERIANIC

6. HS-CH2-CH2-CH-COOH

           NH2

HOMOCISTINA ACID -AMINO -TIOBUTIRIC

7. HO-CH2-CH2-CH-COOH

            NH2

HOMOSERINA ACID -AMINO -HIDROXIBUTIRIC

8. H2N-C6H4-COOH ACID P-AMINOBENZOIC

9. CH3-NH-CH2-COOH SARCOZINA N-METIL GLICINA

10. (CH3)3N+-CH2-COOH BETAINA

11. H2N-C-NH-O-CH2-CH2-CH-COOH

            NH                          NH2

CANAVANINA

12.HOOC-CH-(CH2)2-S-CH2-CH-

COOH

              NH2                        NH2

ACID DJENCOLIC

13.

N   C-CH2-CH-COOH

       NH2

-CIANOALANINA

Pe lângă aceşti 20 de α-amino-acizi proteinogeni care sunt codificaţi în acizii nucleici, în peptide sau proteine se mai găsesc şi alţi amino-acizi proteici care apar însă numai ca urmare a unor transformări biochimice ale amino-acizilor proteinogeni din macromoleculele de peptide sau proteine. Astfel, prin hidroliza acidă sau enzimatică a unor proteine se obţin, în amestecul de amino-acizi rezultaţi şi alţi amino-acizi care nu sunt codificaţi în acizii nucleici: hidroxiprolina şi hidroxilizina provin din oxidarea metabolică a prolinei şi lizinei din macromoleculele de proteine, iar ornitina rezultă prin hidroliza grupării guaninice din arginină. În organismele vii, mai ales în plante sau microorganisme se găsesc mulţi alţi amino-acizi care nu sunt proteici. Au fost identificaţi astfel aproape 400 de molecule de amino-acizi naturali care apar în diverse organisme vii, fie compuşi naturali secundari, fie produşi intermediari în diverse procese metabolice.Aşa cum s-a arătat mai sus, amino-acizii proteinogeni au întotdeauna o configuraţie S sau L la atomul de carbon asimetric. Cu toate acestea există proteine, care apar mai ales în membranele pereţilor celulelor unor bacterii sau fungii, care sunt alcătuite din macromolecule de proteine, în care amino-acizii proteinogeni au configuraţia R sau D. Astfel de proteine sunt mult mai rezitente la degradarea hidrolitică sau oxidativăcatalizată de enzimele obişnuite care sunt peptide sau proteine alcătuite din enantiomerii naturali S sau L grupei aminice. Amino-acizi neproteici şi cu configuraţie R sau D sunt şi componente ale unor compuşi naturali produşi de fungii ca mijloace de apărare împotriva bacteriilor şi care sunt cunoscute ca antibiotice.

Nomenclatura amino-acizilor naturali se face conform regulilor IUPAC, fiindconsideraţi derivaţi substituiţi ai acizilor carboxilici. Poziţia grupei aminice se stabileşte numerotând catena, grupa carboxil având întotdeauna poziţia 1. Se pot folosi şi literele greceşti: α,β,δ,γ....în ordine pentru a indica atomii de carbon vecini cu grupa carboxil:acid 2-amino-propionic sau acid α-amino-propionic;acid α,ε-diamino-hexanoic sau acid α,ε-diamino-capronic;

67

acid 2-amino-1,4-etandicarboxilic sau acid α-aminosuccinicCele mai folosite sunt însă denumirile tradiţionale sau empirice:α-alanina; lizina; acidul asparagic (acidul aspartic), etc. Aceste denumiri sunt prezentate în lista amino-acizilor proteinogeni de mai sus. Înbiochimie se folosesc exclusiv aceste denumiri. Pe de altă parte, pentru descriereastructurii primare a peptidelor şi proteinelor (care sunt produşii macromoleculari obţinuţi prin policondensarea amino-acizilor proteinogeni) se folosesc formule în care aminoacizii sunt codificaţi prin simboluri formate din trei litere (de obicei primele trei litere din denumirea tradiţională în limba engleză). Aceste codificări sunt prezentate de asemenea în lista de mai sus: Ala (mai exact α-Ala); Lys; Asp, etc. Pentru ca să fie posibil, din astfel de codificări, reprezentarea structurilor primare apeptidelor sau proteinelor este necesar să fie respectată convenţia conform căreiastructura α-amino-acidului codificat în acest fel este reprezentată întotdeauna cugrupa aminică (-NH2) în partea stângă şi grupa carboxil (-COOH) în parteadreaptă. Clasificarea aminoacizilor după posibilitatea biosintezei în organism:  - esențiali : Lizina, Leucin, Izoleucina, Metionina, Treonina, Triptofanul, Valina , Fenilalanina;  - neesențiali alții.

Aminoacizii în corpul omului  Pe baza aminoacizilor, se realizează sinteza protidelor în interiorul celulelor, în prezenţa unor fracţiuni speciale ale acidului ribonucleic (ARN) şi ale sistemelor enzimatice corespunzătoare.  Aminoacizii esenţiali sunt sintetizaţi numai de către plante, pe parcursul procesului de fotosinteză, din materie anorganică. Animalele şi omul, nu pot sintetiza astfel de substanţe, procurându-le din hrană. Importanţa lor în organism este foarte mare, motiv pentru care, alimentaţia trebuie să aducă un aport suficient de acizi aminaţi esenţiali. Prezenţa suficientă, insuficientă sau absenţa aminoacizilor din hrană, constituie unul din criteriile importante de clasificare a alimentelor.  Abuzul de proteine şi de aminocizi, esenţiali sau neesenţiali, produce diferite tulburări, în special pe termen lung, deoarece excesul rezidual azotat rezultat din catabolism este mai greu de convertit şi eliminat din organism.   În mod natural, aminoacizii din hrană, după digestie şi absorbţie, ajung în sânge şi de aici în celule, unde are loc metabolismul lor. S-a constat că aminoacizii liberi, aşa cum se găsesc în unele suplimente, provoacă tulburări în echilibrul acizilor aminaţi, deoarece se absorb înainte de eliberarea substanţelor similare din hrană. Acest decalaj, poate conduce la fenomene toxice. Este mai degrabă recomandat, să se recurgă la suplimente cu adevărat naturale, aşa cum este polenul, în care aminoacizii nu sunt liberi, dar sunt legaţi mai labil, eliberându-se cu uşurinţă.  Aminoacizii în corpul omului, trec printr-o serie de reacţii biochimice catalizate enzimatic, dintre care, cele mai importante sunt cele de dezaminare, de transaminare şi de decarboxilare (vezi şi digestia, absorbţia şi metabolismul proteinelor).

 

8.2.Aminoacizii esenţiali

Aminoacizii reprezintă elementele structurale de bază ale proteinelor, ca şi stadiul lor

final de scindare digestivă. Se   clasifică   în mod curent în :

a) Acizi esenţiali: aportul lor prin hrană este obligatoriu deoarece nu sunt sintetizaţi în organism în cantităţile necesare (sau în unele cazuri chiar deloc); la mamifere întâlnim 8 aminoacizi esenţiali: , fenilalanina,

68

izoleucina, leucina, lizina, metionina, treonina, triptofanul,valina; unele lucrări de specialitate recunosc doar 8 aminoacizi ca esenţiali, neincluzând în această categorie histidina şi arginina, pe motiv că în absenţa lor creşterea nu se opreşte (ca în cazul celorlalţi opt) ci doar încetineşte;

b) semiesenţiali: pot fi sintetizaţi în organism pe baza unor precursori esenţiali: cistina (se sintetizează pe baza metioninei) şi tirozina (pe baza fenilalaninei);

c) neesenţiali: aceştia pot fi sintetizaţi în organism în cantităţile necesare, fără restricţii: glicina, serina, prolina, alanina, acid aspartic, acid glutamic etc.

♦ Aminoacizii esenţiali sunt necesari pentru sinteza unor   substanţe biologice importante în organism: hormonii tiroidieni, catecolaminele (fenilalanina/tirozina), serotonina (triptofan), histamina (histidina) etc. Această caracteristică nu îi diferenţiază de aminoacizii neesenţiali, care sunt, la rândul lor, importanţi în funcţiile organismului şi substanţele care le îndeplinesc: neurotransmiţători (glutamina), mediatori intracelulari – NO (arginina) etc.♦ Sursele de aminoacizi esenţiali sunt proteinele din alimentaţie. Proteinele cu înaltă valoare biologică sau complete conţin toţi aminoacizii esenţiali (ex. proteinele din lapte, ou) în timp ce în proteinele incomplete (proteinele vegetale) lipsesc unul sau mai mulţi aminoacizi esenţiali. Acest lucru trebuie avut în vedere în alimentaţia vegetariană, care, pentru a corespunde criteriilor nutriţionale pentru o alimentaţie sănătoasă, trebuie să îndeplinească (printre altele) anumite cerinţe cu privire la aportul de aminoacizi esenţiali.

Tema 9. Proteine: structură primară, secundară, terţiară şi cuaternară, proprietăţi funcţionale .

9.1. Structura proteinelor După cum s-a văzut mai sus lanțurile peptidice sunt formate de grupările carboxil și aminice a aminoacizilor. Structura substanțelor proteice este încă insuficient cunoscută datorită dinamicității structurii proteinelor, deoarece ele sunt în permanență supuse unor procese de sinteză și de degradare. Pentru evidențierea succesiunii aminoacizilor în structura proteinelor se folosesc 2 metode:

Degradarea EdmanPrin degradarea Edman se poate identifica o secvenţă de până la 30 aminoacizi, cu o eficienţă de 98%/aminoacid. Un alt avantaj ar fi cantitatea de numai 10-100 picomoli de peptidă necesari pentru determinare.Degradarea Edman folosește ca reactiv izotiocianatul de fenil care evidențiază selectiv aminoacidul. Grupa amino terminală se adiționează la izotiocianat trecând printr-un derivat de tiouree. După ce se tratează cu un acid slab, aminoacidul marcat sub formă de feniltiohidantoină se detașează de restul polipeptidei. Aceasta cu noul său aminoacid terminal poate fi supusă la un nou ciclu de tratări pentru identificarea următoarei grupe amino.Degradarea Sanger are la bază tratarea polipetidei cu fluoro-2,4-dinitrobenzen, avind loc atacul reactivului asupra grupării amino a aminoacidului N-terminal. Metoda Sanger are dezavantajul degradării complete a polipeptidei.

Unghiul legăturii între C1 şi N este aproape de 1800, similar cu unghiul valenţei din molecula apei

69

S-a ajuns la concluzia că există 4 niveluri (structuri), care alcătuiesc edificiul proteic.

a) Structura primarăStructura primară este dată de aminoacizii care intră în lanȚul proteic prin formarea legăturilor pepetidice.

În structura primară se observă lanţul de aminoaciziÎn proteinele naturale legătura peptidică se stabilește între gruparea carboxilică de la C1 și gruparea aminică de la C2, încât lanțul peptidic va fi format dintr-o succesiune de unități CO-NH-CH, legate cap-cap.

La unul din capetele lanţului peptidic se găseşte o grupare -NH2liberă, iar la celălat capăt seaflă o grupare -COOH liberăLegătura peptidică -CO-NH- se găsește în același plan, iar carbonul -CH- se poate roti, putând să apară în planuri diferite. Datorită lungimii relativ mici a catenelor laterale, ele se pot aranja de o parte și de alta a lanțului proteic, astfel că lanțul proteic nu este ramificat.

Datorită deplasării alternative a unui electron de la gruparea -NH la C=O se produce oscilarea dublei legături de la atomul de carbon şi oxigen la atomul de azot, fomrându-se astfel cele 2 forme mezomere.Datorită numărului relativ mic de aminoacizi care intră în structura proteinelor, teoretic ar trebui să se formeze proteine cu masa moleculară în jur de 4200. Însă în realitate masele moleculare ale proteinelor au valori de peste 10,000 ceea ce a dus la concluzia că cel puțin o parte de aminoacizi se repetă de mai multe ori în cadrul unei molecule. Ipoteza că proteinele sunt formate din lanțuri lineare de aminoacizi a fost fomulată pentru prima dată în anul1902, la a 74-a reuniune a Societății Oamenilor de Stiință din Germania, ținută în orașul Karlsbad, de către Franz Hofmeister (ținând cont de reacția biuretului) și Emil Fischer (care aduce clarificări asupra scheletului proteic). Ipoteza că în molecula proteinelor există legături amidice fusese elaborată de chimistul francez E Grimaux încă din anul 1882. În ciuda evidențelor care demonstrau faptul că proteinele supuse acțiunii proteolitice se scindează în oligopeptide, ideea că lanțul proteic este liniar, au fost idei greu de "digerat". În perioada respectivă, numeroși savanți (William Astbury, Hermann Staudinger), punând la îndoială acest lucru, prin argumentarea că legăturile amidice nu sunt îndeajuns de puternice pentru a susține o moleculă proteică lungă.Cu timpul au apărut diverse ipoteze:Ipoteza coloidală care susținea ca proteinele sunt ansambluri moleculare coloidal formate din molecule mai mici - ipoteză contrazisă de măsurarea ultracentrifugării de către Svedberg care arată faptul că proteinele sunt molecule bine definite, au greutate moleculară, iar prin electroforeză Arne Tiselius demonstrează că proteinele sunt molecule unice.

70

Ipoteza a 2-a, numită ipoteza ciclol, avansată de Dorothy Wrinch, are la bază 3 elemente:Ciclol reaction în care gruparea carbonil și gruparea amino a 2 peptide se încrucișează C=O + HN → C(OH)-N (așa numita legătură în cruce); aceste legături sunt de tip covalent, similare cu legăturile covalente de hidrogen propuse de William Astbury, pentru a explica stabilitatea structurii proteice.Lanțurile beta vecine au la bază o serie de reacții de tip ciclolStructura proteinelor mici corespund așa numitelor "solid de tip Platon", fără ca să existe colțuri libere.Alte ipoteze au fost lansate de cătreEmil Abderhalden (modelul dicetopiperazinic),sauTroesengaard în anul 1942 (modelul pirol/piperidină). Toate aceste modele au fost infirmate deFrederick Sanger care reușește să identifice secvența aminoacizilor din insulină, dar și de determinările cristalografice efectuate de Max Perutz și John Kendrew asupra mioglobinei șihemoglobinei.

b) Structura secundarăImaginea alfa helixurilor mioglobinei, a cărei structură a fost determinată de către Max Perutz și Sir John Cowdery Kendrew în 1958folosind cristalografia cu raze XStructura secundară se referă la forma și la lungimea lanțurilor polipeptidice, proprietăți induse de legăturile de hidrogen. Cele mai întâlnite tipuri de structura secundară sunt alfa helixul și lanțurile beta.

Elicea alfa se formează prin rotaţia unui lanţ polipeptidic în jurul propriei axeAlte helix-uri cum ar fi helixul 310 și helixul π sunt, din punct de vedere energetic, favorabile formării legăturilor de hidrogen, dar sunt rareori observat în proteinele naturale exceptînd părțile terminale ale helixului α în timpul formării scheletului proteic (de obicei centrul helixului). Aminoacizii au un comportament diferit vis-a-vis de posibilitatea formării structurii secundare. Prolina și glicina sunt cunoscuți ca așa numiții "helix breakers" (spărgători de helix), deoarece afectează configurația scheletului proteic; ambii aminoacizi au abilități

conformaționale neobișnuite și de regulă se găsesc în colțurile scheletului proteic. Aminoacizii care preferă să adopte conformația helixului proteic fac parte din așa numita serie MALEK (codurile formate din 1 literă a aminoacizilor: metionină, alanină, leucină, acid glutamicși lizina); prin contrast aminoacizii aromatici (triptofanul, tirosina și fenilalanina, dar și aminoacizii cu legare prin carbonul beta (izoleucina, valina și treonina, adoptă configurația β.Structura secundară cunoaște cîteva ipoteze privind formarea ei:Teoria polipeptidică formulată de către E. Hoffmeister în 1902 și dezvoltată ulterioe de cătreE.Fischer, are la bază conceptul conform căruia moleculele proteice sunt formate din lanțuri polipeptidice foarte lungi. Teoria are câteva dezavantaje: nu explica diferențierea biologică a anumitor proteineunele proteine sunt rezistente la acțiunea enzimelor proteolitice (deși datorită lungimii lanțului nu ar trebui).Teoria plierii și răsucirii lanțului polipeptidice a fost elaborată de către Corey și Pauling în 1943 și a fost confirmată prin spectrele de difracție cu raze X, microscopului electronic , prin măsurarea unghiurilor de valență, a distanțelor interatomice, au confirmat faptul că lanțul polipeptidic se găsește sub formă pliată.Structura în foaie pliantă. Plierea catenei are loc prin formarea legăturilor de hidrogen între gruparea carboxilică a unui aminoacid și gruparea aminică a aminoacidului vecin. Lanțul polipetidic pliat se prezintză ca o panglică îndoită alternativ la dreapta și la stânga, plierea având loc în dreptul carbonilor metinici. Mai multe lanțuri pliate polipeptidice pliate dau naștere unei rețele, între aceste lanțuri pliate putîndu-se de asemenea forma legături de hidrogen, acestea fiind în număr mai mare când grupările terminale a 2 lanțuri sunt aranjate diferit (-NH2 și COOH, sau HOOC-și -NH2). Catenele polipeptidice pliate predomină în proteinele fibrilare și mai puțin în cele globulare. După valoarea perioadei de identitate se cunosc mai multe tipuri de proteine cu structură pliată. Prin perioada de identitate se înțelege distanța cea mai mică la care se repetă aminoacizii identici din moleculă.Structura α elicoidală, ipoteză lansată de Corey și Pauling, ipoteză conform căreia lanțul polipeptidic se poate prezenta și înfășurat sub formă de spirală. În acest model, fiecare spiră conține de obicei 27 aminoacizi, iar distanța între spire este de 5,44 A0. Fiecare aminoacid mărește spira cu 1,47 A0. În fața fiecărei grupări -CO- va apare la o distanță de 2,8A0. o grupare NH de la al treilea aminoacid. Între aceste grupări se stabilesc punțile de hidrogen care asigură stabilitatea α helix-ului. În acest model lanțul polipeptidic se prezintă sub

71

forma unui șurub cu pasul fie spre dreapta, fie spre stânga. În cazul proteinelor naturale, acestea datorită conținutului în L-aminoacizi, pasul helixului va fi spre dreapta, catenele laterale ies în afara corpului propriu-zis putând reacționa fie cu moleculele solventului fie cu alte catene polipeptidice. Canalul format în interiorul helixului este foarte îngust, în el nu poate pătrunde molecula solventului. Legăturile peptidice sunt plane, iar 2 planuri consecutive -CO-NH- formează un unghi de 1800, rotirea lanțului se face la carbonul α(metinic).c) Structura terțiară Prin intermediul cristalografiei cu raze X s-a dovedit faptul că macromoleculele proteice au o conformație tridrimensională, realizată de obicei prin intermediul cuplării mai multor lanțuri polipeptidice scurte între ele, cuplare care duce la formarea fibrelor proteice;legăturile intercatenare pot fi principale sau secundare:

Legături de hidrogen, sunt legături coordinativ heteropolare care se stabilesc cu ușurință între gruparea carbonil C=O (electronegativă) și gruparea NH- (electropozitivă), din 2 lanțuri polipeptidice alăturate, sau în cazul formelor lactam-lactimă între gruparea -OH și azotul iminic =NH

Legăturile de hidrogen au lungimea cuprinsă între 2,7-3,1A şi energia de 3-7Kcal/mol la peptide, iar la apă 2-3Kcal/mol .Legăturile de hidrogen se pot stabili și între catenele lateralecare au grupări carboxil, hidroxil, amino sau tiolice. Din punct de vedere energetic legătura de hidrogen nu este puternică, dar datorită răspîndirii relativ uniforme de-a lungul scheletului proteic oferă proteinei stabilitatea necesară.

Legături disulfidice   Legătura disulfidică este foarte

puternică ,50-100kcal/mol şi are un rol foarte importantîn stabilizarea arhitecturii spaţiale a moleculei proteice. Legătura este rezistentă la hidroliză, însă se poate desface iar prin reducere formează tioli(SH), iar prin oxidare formează acizi. În general legătura sulfidică se întîlnește la proteinele transformate, care au o rezistență mecanică mare.În afară de aceste legături se mai pot stabili alte tipuri de legături: legături ionice (stabilite de obicei între grupările aminice și cele carboxilice ionizate), legături de tip van der Waals (legături electrostatice slabe care se stabilesc între radicalii hidrofobi), legături fosfodiesterice (între 2 resturi de serină și acid fosforic), legături eterice (stabilite la nivelul aminoacizilor cu grupări hidroxilice).

d) Structura cuaternară Structura cuaternară se referă la modul în care se unesc subunitățile proteice. Enzimele care catalizează asamblarea acestor subunități poartă denumirea de holoenzime, în care o parte poartă denumirea de subunități reglatoare și subunități catalitice.

Vedere 3 D a hemoglobinei cele 4 subunități roșu și galben, iar unitatea hemică verde.numele de hemoglobină vine este formată din hem și globină, denumire ce denotă faptul că hemoglobina are la bază proteine globulare cuplate cu o grupare hem. Proteine care au structura cuaternară :hemoglobina, ADN polimeraza și canalele ionice, dar și nucleozomi și nanotubuli, care sunt complexe multiproteice.Fragmentele proteice pot suferi transformări în structura cuaternară, transformări care se reflectă fie în structurile

72

individuale fie în reorientările fiecărei subunități proteice. Numărulsubunităților din oligomerice sunt denumite prin adăugarea sufix-ului -mer (grecescul pentru subunitate), precedat de numele subunității.

9.2. Peptidea) Substanțele naturale sau sintetice construite dint-un număr relativ mic de aminoacizi se numesc peptide. Ele sunt compuşi intermediari între aminoacizi şi proteine, având în vedere masa moleculară. b) Peptidele care conțin în molecula sa resturi de aminoacizi în număr de di, tri, tetra   până   la zece se numesc oligopeptide. c) Polipeptidele prezintă compuşi de condensare a unui număr superior de aminoacizi (100), cu masa molecular ă până la 10000.Structura moleculei de tripeptid în mod general se prezintă astfel:

Componentul activ al glutationului este restul alaminoacidului cisteina, care conține în formă redusă grupareasulfhidril (-SH). În urma degajării hidrogenului pe cale neenzimatică, sau pe calea enzimatică, catalizată deglutationreductază, glutationul se transformă în formă oxidată cuformarea legăturii covalente disulfidice (- S - S - ):

puternic comparativ cu gustul dulce al zaharozei.

 Aspartamul se foloseşte ca edulcorant al unor produse alimentare. In organismul uman aspartamul se descompune uşor în doi aminoacizi liberi. Peptidele sunt solubile în apă. Prin interacțiuni cu acizi şi baze se obțin săruri solubile. Unele peptide, în prezența electroliților la încălzire sau sub acțiunea enzimelor, pot precipita.O caracteristică de bază a peptidelor este capacitatea lor dea hidroliza. În urma hidrolizei se descompun legăturile peptidicecu formare a unor compuşi intermediari care au grad de policondensare mai mic decât cel al peptidelor inițiale. De menționat că peptidele se descompun complet până la formareaα-aminoacizilor liberi.

73

NH2

HOOC-CH-CH2-CH2-CO-NH- CH CH2- SH HOOC-CH2- NH-CO  Glutation, forma redusă

-2HG-SH G-S-S-G +2H

HOOC-CH2-CH-CO-NH-CH-CH2-

NH2 s CO- O-CH3

Aspartam

d

b  CH3 CH2

NH2-[CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH-CO-NH-CH] n-COOH

CH2 CH2

SH OH a cFig. 1 Fragmentul catenei polipeptidice al moleculei de proteină, format din resturi de aminoacizi: a – cisteina, b – alanina, c – serina, d – fenilalanina

Substanţele azotate Analiza chimică uzuală vizează determinarea totalităţii substanţelor cu azot din produsele alimentare, reunite sub denumirea de "proteină brută" (metoda Kjeldahl).

Proteinele conţin în medie 16% N; determinarea conţinutului în proteină brută vizează în fapt, determinarea cantităţii de azot din proba analizată şi estimarea proteinei prin înmulţire cu factorul 6,25 (unui g de N îi corespund 100/16 = 6,25 g de proteină).

Deşi proteinele sunt definite ca fiind substanţe organice cu azot (conţin obligatoriu C, H, O şi N), nu toţi compuşii azotaţi aflaţi în produsele alimentare sunt de natură proteică.

Proteidele (proteinele propriu-zise) sunt formate din unul sau mai multe lanţuri de aminoacizi. Ele se clasifică în:

Holoproteide (alcătuite numai din aminoacizi); Heteroproteide (formate din aminoacizi + alte grupări).

Cele mai importante holoproteide sunt:

Albumine :  lactalbumina (în lapte), ovalbumina (în albuşul de ou), leucozina (grâu), legumelina (boabele de mazăre etc.); Globuline : miozina, fibrinogenogenul (în carne), lactoglobulina (lapte), ovoglobulina (în ouă) faseolina (în boabele de fasole), legumina (în mazăre) etc.; Gluteline : se găsesc numai în plante, mai ales în frunze şi seminţe: gluteina (în grâu), glutenina (în secară), orizeina (în orez); Prolamine : sunt proteine de origine vegetală care se găsesc în seminţele cerealelor: gliadina (în grâu, secară),zeina (în porumb), hordeina (în orz) etc. Protamine şi Histone, care intră în componenţa ADN cromozomial; Scleroproteidele :  colagenul (în piele, tendoane), elastina (în ţesutul conjunctiv, cartilagii, pereţii vasculari), oseina(în oase), cheratina (în păr, pene, unghii, copite, coarne; este nedigestibilă) etc.

Heteroproteide conţin alături de aminoacizi şi un grup prostetic neazotat (glicidic,

lipidic, mineral); sunt grupate în:

Nucleoproteide: formate din histone sau protamine în combinaţie cu aczii nucleici (în carne, peşte, drojdii, bacterii etc);

74

Fosfoproteide: alcătuite din proteine şi acid fosforic: cazeina (în lapte), vitelina (în gălbenuşul ouălor), și htulina (în icrele de peşte) etc; Cromoproteide:, formate dintr-o proteină şi un pigment: cel mai important reprezentant pentru această grupă este hemoglobina formată din globină şi hematină; Glicoproteide: au ca parte neproteică o glucidă simplă: mucoproteide Lipoproteide: au ca parte neproteică un compus lipidic lecitina).

Valoarea biologică a proteinelor unui aliment este dată de conţinutul în aminoacizi esenţiali şi de raportul dintre aceştia, prin comparaţie cu cerinţele organismului. Ca atare, conţinutul de aminoacizi şi structura acestora trebuie să reprezinte un factor principal de apreciere şi evaluare a calităţii produselor alimentare.

Se poate spune că sinteza proteică în organismul uman este practic conținuă şi că aportul de aminoacizi trebuie să fie suficient, în special în ceea ce priveşte aminoacizii esenţiali. Necesarul zilnic minim de aminoacizi la om este apreciat la 44-56 grame, organismul având nevoie conținuă de aminoacizi pentru a fabrica în fiecare secundă aproximativ 2,5 milioane de globule roşii, ca şi pentru a înlocui alte celule.

9.3. Proteinele

Tema 9. Proprietățile fizico   –   biochimice si functionale ale proteinelor Proteinele incluse în clasa macronutrmentelor sunt substanțe biochimice de bază ale produselor alimentare. Cele mai importante surse de proteine în alimentația omului prezintă produsele din carne, pește, produsele lactate, produsele din cereale și legume. Proteinele sunt compuși naturali sau sintetici, cu structură macromoleculară. In procesul de hidroliza ei se transforma în α –  aminoacizi. După caracteristicile sale fizico-biochimice și polifuncționale, proteinele determină calitatea nutritivă a produselor alimentare. Macromoleculele de proteine sunt formate din resturi de aminoacizi (mai multe de 90), care au masa moleculară mai mare de 50000. Proteinele manifestă proprietăți comune şi specifice de care depind multe funcții importante ale organismelor vii, a materiilor prime, precum şi a produselor alimentare. Molecula de proteine conține catene polipeptidice lungi,formate din resturi de aminoacizi unite între ele prin legături   peptidice   (-CO – NH -).

9.4. Proprietățilee biochimice, fizico-biochimice şi funcționale ale proteinelor depind de structura macromoleculelor:De menționat că pentru produsele alimentare cele mai importante proprietăți fizico-biochimice ale proteinelor sunt: -interacţiunea proteinelor cu apă,- valoarea pH a proteinelor,- denaturarea proteinelor. A) Interacţiunea proteinelor cu apă.  Proteinele, fiind substanțe polimoleculare, formate din resturi de aminoacizi polarişi nepolari, manifestă capacitatea de a interacționa cu moleculele de apă.Particularitățile structurii proteinelor influențează caracterul lor de interacțiune cu moleculele de apă. Grupările polare ale macromoleculelor proteice prin interacțiuni de tip dipol-dipolşi punți de hidrogen leagă moleculele de apă,devenind hidratate. Grupările nepolare ale proteinelor, prin interacțiuni hidrofobe, formează straturi moleculare de apă strict orientate în jurul fragmentelor nepolare. Prin urmare putem menșiona că într-o macromoleculă de proteină fragmentele polare leagă apa, concomitent, fragmentele nepolare, hidrofobe, resping moleculele de apă şi devin deshidratate cu capacitate de solubilitate. B) Valoarea pH  a  proteinelor .Una din caracteristicile importante ale proteinelor este valoarea pH–ului. În funcție de pH macromoleculele proteice pot fi încărcate pozitiv sau negativ.Sarcina electrică a macromoleculei depinde de conținutul resturilor de aminoacizi cu grupări libere. Raportul dintre sarcina sumară electronegativă a grupărilor carboxil disociate (-COO-) şi sarcina sumară electropozitivă a amino grupărilor (-NH3

+) determină valoarea pH a proteinelor.

75

Atunci când predomină grupările carboxil (-COO-) macromolecula are sarcină negativă cu pH < 7,0. Când predomină conținutul amino grupărilor (- NH3

+ ) macromolecula va fi electropozitivă, având valoarea pH>7,0. Sarcina electrică a proteinelor depinde şi de valoarea pH-ului mediului. În medii acide (pH < 7,0), macromoleculele de proteine se încarcă pozitiv, iar în medii alcaline (pH>7,0), macromoleculele proteice sunt încărcate negativ.Practic toate proteinele solubile la o anumită valoare a pH- ului: devin neutre, atunci când sarcina sumară electropozitivă şi sarcina sumară electronegativă a macromoleculei proteice este egală.Valoare pH-ului la care se realizează egalitatea sarcinilor pozitive şi a celor negative se nume şte  punct izoelectric (PI).În  punctul izoelectric sarcina electrică completă a moleculei devine zero. De regulă pI variază în regiunea  pH-lui de 4,4 .... 5,3. Este important că în punctul pI proprietățile fizico–biochimice ale  proteinelor se modifică. Solubilitatea proteinelor devine minimă. Egalitatea sarcinilor pozitive şi negative conduce la interacțiuni între moleculele de proteine de tip proteină – proteină , urmată de precipitarea lor în medii lichide şi reducerea esențială a activității biochimice.C) Denaturarea proteinelor .  Denaturarea proteinelor este un proces fizico-chimic de dezorganizare a structurii native spațiale a macromoleculelor proteice. În urma denaturării se modifică structura secundară , terţiară şi cuaternară a macromoleculei proteice, structura primară se păstrează fără modificări.

Fig. 9.2  Schema moleculei proteice native şi denaturateÎn procesul de denaturare se desfac legăturile responsabile de stabilizarea structurii secundare şi terțiare ale macromoleculei, ca consecință - catenele proteice devin deformate. De exemplu, macromolecula nativă, care are forma de spirală, în urma denaturării se transformă în moleculă întinsă.

9.5. Hidroliza   proteinelor.  Reacțiile de hidroliză conduc la transformarea structurii primare a proteinelor. În urma scindării legăturilor peptidice, macromoleculele proteice se descompun cu formarea polipeptidelor, peptidelor şi aminoacizilor liberi:P r o t e i n e + H2 O → p o l i p e p t i d e → p e p t i d e→a m i n o a c i z i  Hidroliza proteinelor are loc în procesul tratamentului tehnologic a materiei prime, în timpul depozitării produselor finite în tehnologia prelucrării laptelui, cărnii se folosesc procese speciale pentru a accelera hidroliza proteinelor şi acumula în alimente aminoacizi liberi (de exemplu, procesul de maturare a cărnii, obținerea brânzeturilor ş. a.). Hidroliza proteinelor poate fi realizată prin acțiunea acizilor, bazelor sau prin acțiunea enzimelor proteolitice.  De asemenea, în prezența microorganismelor, hidroliza proteinelor până la formarea aminoacizilor liberi devine o etapă preliminară a degradării microbiologică a produselor alimentare în urma dezaminării, decarboxilării a aminoacizilor. În vivo hidroliza proteinelor asigură digestia proteinelor şi asimilarea lor. Se petrece hidroliza enzimatică

76

 prin acțiunile tripsinei şi pepsinei. Denaturarea poate fi inițiată de parametrii procesului tehnologic şi sub influența compuşilor chimici. În dependență de parametrii tratamentului şi caracteristicile fizico-biochimice ale mediului este posibilă renaturarea proteinei din stare intermediară în stare inițială, nativă. Parametrii procesului tehnologic care influențează denaturarea proteinelor:tratament termic (temperatura ridicată , congelarea prin acţiunea temperaturii negative), radiaţii ultraviolete, radiaţii X, acţiunea fizică (agitarea intensivă îndelungată , ultrasunete ), presiuni ridicate. ● Compuşii chimici care provoacă denaturarea proteinelor: acizii şi bazele, solvenţii organici, sărurile metalelor grele (Fe,Cu, Hg, Pb, Ag ), detergenţii. În medii alimentare, denaturarea proteinelor în condiții reale, are loc sub acțiunile mixte ale parametrilor tratamentului tehnologic şi ale compuşilor chimici ai mediului.Denaturarea proteinelor este un   proces complex, care poate fi reversibilă   şi ireversibilă, în funcție de durata şi intensitatea tratamentului aplicat. În mod general modificarea structurii secundare şi terțiare a macromoleculelor de proteine prin denaturare se prezintă în felul următor:

 

Unde N este starea nativă a moleculei, ND – starea intermediară; D - starea denaturată a moleculei, k 1, k 2 - constantele de viteză a proceselor de denaturare şi renaturare.  Denaturarea ireversibilă a proteinelor printr-o singură etapă are loc în procesul tratamentului termic al alimentelor, la temperaturi t > 60 0C, cu o durată relativ lungă (sterilizare, pasteurizare, concentrare, deshidratare ş. a.).Cele mai sensibile sunt proteinele de ouă. Ele denaturează la t = 650C cu formarea structurii de tipul gel. În urma tratamentului termic proteinele de grâu, carne, soia, zerul de lapte se denaturează cu formarea structurii gelificate. Sub acțiunea temperaturii proteina insolubilă colagenul se transformă în gelatină, proteină solubilă, cucapacitatea de formare a structurii gelificate a produselor din carne. Sunt unele proteine care nu se denaturează prin tratament termic. De exemplu, proteina din lapte cazeina la tratament termic nu se modifică prin denaturareşi rămâne stabilă în laptele pasteurizat. Cazeina se denaturează prin modificarea pH prin reducerea valorii pH la punctul izoelectric, pH 4,6.-.4,8.Este posibilă denaturarea ireversibilă în urma modificării valorii pH-ului alimentelor prin acidularea lor cu acizi organici. Proprietățile proteinelor denaturate se modifică în felul următor: - pierd activitatea biologică (enzimele devin inactive); - se reduce capacitatea de solubilizare; - se reduce capacitatea de legare a apei; - concomitent creşte capacitatea de hidroliză enzimatică a proteinelor denaturate. În alte cazuri, cum s-a menționat, pentru produsele lactate,fructele şi legumele conservate prin sterilizare termică, produseleuscate, produsele concentrate ş.a., reacția Maillard conduce la apariția efectelor negative ca consecință a degradăriiaminoacizilor, modificării culorii şi reducerii valorii nutritive. Transformarea şi degradarea proteinelorObținerea produselor alimentare prin diverse metode de prelucrare tehnologică cum ar fi: tratarea termică, uscarea, concentrarea, afumarea, sterilizarea cu radiații ultraviolete sauradiații X, tratarea cu preparate de enzime ş.a. pot iniția transformări fizico-biochimice şi biochimice a proteinelor. Cele mai profunde modificări conduc la modificarea profundă a proteinelor, inclusiv la descompunerea aminoacizilor.Schema generală de transformare şi degradare a proteinelor poatefi prezentată astfel:

77

k1 k2

N ND D

Macromolecule proteice nativeAcizii carboxilici, amine

Denaturarea proteinelorDecarboxilarea și dezaminarea aminoacizilor

Descompunerea fragmentară a proteinelor

Proteine de tip peptidicAminoacizi

Noţiuni generale despre proprietăţile senzoriale a alimentelor Pentru om, actul de consum reprezintă mai mult decât un simplu mecanism de alimentare. Satisfacerea pe care o conferă consumarea produsului, respectiv calităţii senzoriale, se exprimă ca regulă prin caracteristici de “bun” sau “rău”. Un aliment va avea o valoare alimentară cu atât mai ridicată cu cât el va răspunde mai bine cerinţelor consumătorului.Criteriile principale de alegere a alimentelor pe parcursul dezvoltării societăţii umane  au fost senzaţiile psiho-fiziologice. Alimentele care au manifestat senzaţii plăcute au fost reţinute în consum, în timp ce alimentele care au provocat senzaţii neplăcute sau tulburări digestive, au fost respinse. Ca urmare, selectarea alimentelor s-a făcut în primul rând după criterii senzoriale.Chiar şi în prezent când se cunoaşte importanţa valorii nutritive a alimentelor, proprietăţile senzoriale sunt preferenţiale în aprecierea alimentelor de consumator.Recepţia senzorială a alimentelor de către consumator este determinată de gust, culoare, aromă şi altele.Proprietăţile senzoriale a alimentelor se împart în cinci grupe:- senzaţii gustative (gust),- senzaţii olfactice (miros),- senzaţii optice (aspect),- senzaţii tactile (palpare),- senzaţii acustice (sunet). În rest sunt combinații de diferite gusturi, în diferite proporții, în una sau mai multe stări de agregare,. Izolate şi concentrate proteice. Tipuri de pudre proteice – care este cea mai buna?Pudrele proteice sunt obţinute din diverse surse, si principala diferență intre ele este dată de viteza de absorbție în sânge, precum și de valoarea lor biologică. Principalele surse de proteine, grupate după viteza de absorbție, sunt:-    cu asimilare rapida (zer, soia etc.);-   cu asimilare lenta (albumina, cazeina etc.). Proteinele cu asimilare lentă trebuiesc consumate seara, înainte de culcare, deoarece organismul are nevoie să primească un flux constant de proteine în timpul noptii. Cazeina din lapte este cea mai bună variantă în acest caz, deoarece poate furniza organismului aminoacizi timp de până la 7 ore.Însă toată lumea se chinuie să “bage” cât mai multă proteină în sânge, și să facă asta cât de repede se poate. Pentru asta ai neapărată nevoie de o proteină cu asimilare rapidă, și cele mai cunoscute astfel de surse sunt zerul și soia. Concentratul proteic din zer Din cele prezentate până acum, este limpede că cea mai bună pudră proteică este cea din zer, și îți voi prezenta cele mai importante procese de fabricare ale acestui produs. Proteina din zer este obținută în timpul procesului de fabricare a brânzei. Lichidul care odată era aruncat, fiind considerat produs rezidual, este pasteurizat și apoi transformat în pudra prin uscare sub jet de aer. Rezultatul este, de regulă, o pudră cu o concentrație proteică de 70 – 80%, și care conține și carbohidrați și grăsimi. Aceste procentaje diferă de la

78

produs la produs și, cu cât este mai bun procesul de separare, cu atât mai puțini carbohidrați și grașimi avem în produsul finit. Acesta este procesul de bază al fabricării concentratului proteic din zer. Izolatul proteic din zer Izolatul proteic din zer este obținut prin diverse procedee, dintre care voi aminti cele mai des folosite: Fii atent la diversele strategii de marketing: faptul ca un produs este promovat ca fiind WPI, nu înseamnă că este 100% WPI! Citește informațiile nutriționale și ar trebui să vezi scris doar WPI. Dacă vezi trecute și alte tipuri de proteine, cum ar fi WPC – Whey Protein Concentrate, Milk Casein etc., atunci acel produs nu este 100% izolat proteic din zer, ci este amestecat și cu alte tipuri de proteine, și te sfătuiesc să nu îl foloseți. Ordinea în care sunt listate aceste tipuri de proteine reprezintă ordinea cantităților prezente din fiecare tip. Deci, prima proteină listată va avea cea mai mare pondere în produsul final, a 2-a proteină listată va avea a 2-a pondere în produsul final și tot așa.

9.6. Proprietățile funcționale ale proteinelorCalitatea alimentelor depinde de compoziția chimică, de conținutul substanțelor chimiceşi de interdependența lor.Compuşii chimici exercită diferite funcții în alimente. Proteinele conform proprietăților sale fizico-chimice şi chimice sunt substanțe polifuncționale. Ele participă la formarea structurii reologice(DEX pag.1661), influențează gustul şi mirosul, determină valoarea nutritivă a alimentelor.Sub termenul ”proprietăţile funcţionale a proteinelor ” se înţelege impactul proteinelor în formarea texturii, proprietăţilor senzoriale şi valorii nutritive a alimentelor.Cele mai importante proprietăți funcționale ale proteinelor sunt:

- solubilitatea, capacitatea de reţinere a apei, capacitatea de emulsionare şi reţinere a lipidelor, proprietatea de spumare,capacitatea de formare a gelurilor, proprietatea de texturizare.Principalele funcţii ale proteinelor în organism sunt:

rol plastic: sunt constituenţi structurali ai celulelor, ţesuturilor, asigurând creşterea organismului; rol energetic: atunci când aceste substanţe abundă, sau când hrana este săracă în lipide şi glucide, furnizează circa 4,1 kcal/g; rol biologic activ : funcţia catalitică se manifestă prin aceea că intră în constituţia enzimelor şi a unor vitamine).

La un anumit pH (specific), proteinele precipită (ex: coagularea cazeinei din lapte pentru producerea brânzeturilor).

Proteinele pot fi denaturate sub acţiunea unor factori fizici (temperatură ridicată, radiaţii) sau chimici (acizi, baze, metale grele), reversibil sau - dacă acţiunea este puternică - ireversibil.

În produsele alimentare proteinele se găsesc în proporţii variabile:

practic lipsesc în majoritatea băuturilor, cu excepţia berii şi a unor stimulente (energizante tip Red Bull care conţin alcaloizi de tipul cafeinei, taurinei etc.); proporţii foarte mici (1-3 %) în tuberculi, rădăcini, legume, fructe; proporţii reduse (8-15%) în seminţele de cereale (porumb, orez, orz, secară, grâu); proporţii medii (20-30%) în seminţele de leguminoase (soia, fasole, mazăre); proporţii ridicate în produsele de origine animală (în lapte 3,5-5%, dar cca. 20% în SU (se va citi subetanțe uscate), în ouă cca. 13%, dar cca. 50% în SU, în carne 15-20%, dar 40-60% în SU etc.).

Tema 10. Enzime. Clasificarea EC şi structură: centrii activi.Ecuaţia Michaelis-Menten

Enzime- proprietățiEnzimele sunt proteine ce posedă o funcţie înalt specializată şi anume aceea de biocataliză şi se deosebesc de catalizatorii din lumea nevie prin câteva proprietăţi care le definesc. Enzimele se caracterizează prin următoarele proprietăţi: • capacitatea catalitică mare, eficienţa catalitică creşte cu un factor de 106 – 1012  faţă de reacţia necatalizată. 

79

• Specificitatea superioară de reacţie – elimină formarea de produşi secundari • Activităţile catalitice enzimatice sunt reglate prin mecanisme diferite, care privesc fie acţiunea lor, fie cantitatea de enzimă sintetizată. Controlul enzimatic are semnificaţie majoră pentru reglarea metabolismului celular.• Enzimele acţionează în condiţii foarte blânde şi anume la temperatura celulelor vii, la pH aproape neutru şi la presiune atmosferică. 

10.1. Nomenclatură şi clasificarea •Multă vreme enzimele au fost denumite prin adăugarea sufixului aza la numele substratului.•Ex. Amilază, ureeză, alcool dehidrogenază.• Unele denumiri însă nu includeau nici substratul, nici reacţia catalizată. •Ex. Tripsina, pepsina, catalaza.• Datorită faptului că numărul de enzime este în continuă creştere,nomenclatura veche crea confuzii, astfel că s-a impus introducerea unei terminologii unitare şi a unei clasificări adecvate. • În 1961, Comisia de Enzime a Uniunii Internaţionale de biochimie,adoptă o clasificare şi o nomenclatură sistematică, bazată pe natura reacţiei biochimice catalizate.•Astfel, enzimele au fost clasificate în 6 clase, fiecare cuprinzând un număr de subclase şi, respectiv subsubclase. 1. Oxidoreductaze – enzime ce catalizează reacţiile de oxidoreducere. 2. Transferaze –   enzime ce catalizează reacţiile de transfer de grupări funcţionale. 3. Hidrolaze –  enzime ce catalizează reacţiile de hidroliză. 4. Liaze –  enzime ce catalizează reacţiile de descompunere a substratului prin alte mecanisme decât cele de oxidare şi hidroliză. • 5.Izomeraze –  enzime ce catalizează reacţii de interconversiune a izomerilor. 6.Ligaze –  enzime ce catalizează reacţii de formare a legăturii C-O, C-C, C-S, C-N, cuplată cu scindarea unui compus macroergic (ATP).

  Pentru a defini o enzimă, fiecăruia i se atribuie un număr  sistematic format din numele substratelor, urmat de cuvântul ce indică tipul de reacţie catalizată, la care adaugă sufixul aza. Deasemenea, fiecărei enzime i se atribuie un cod determinat de poziţia pe care enzima o ocupă în sistemul zecimal.Exemplu: Acest număr  de clasificare este alcătuit iniţialele EC(Comisia de enzime) şi 4 cifre. Prima cifră indică clasa din care face parte enzima, a doua indică subclasa, determinată de felul grupării implicate în reacţie, a treia cifră reprezintă subsubclasa, adică particulară a substratelor din grupul respectiv, iar a patra cifră reprezintă poziţia ocupată de enzimă în subsubclasă.•alcool dehidrogenaza: E.C. 1.1.1.1.•glucozooxidaza: E.C. 1.1.3.4.

10.2. Structura   enzimelor  • În cea mai mare parte, enzimele sunt proteine globulare.Excepţie face ribonucleaza P. • O mică proporţie de enzime sunt proteine simple(pepsina, chimotripsina, lizozim), iar celelalte sunt heteroproteine (metaloenzime, dehidrogenaze piridinice).Unele enzime sunt alcătuite sunt alcătuite dintr-un singur lanţ polipeptidic (ribonucleaza), altele din mai multe lanţuri identice sau diferite.• Masa moleculară a enzimelor este extrem de variabilădatorită lungimii lanţurilor polipeptidicre componente, cât şi datorită asocierii unui număr diferit de subunităţi, ca în cazul enzimelor oligomer.• Pe lângă aceste aspecte legate de structură, la enzime mai apar anumite caracteristici specifice lor:• identificarea centrului catalitic, şi, la enzimele allosterice şi a centrilor allosterici.•Cunoaşterea cofactorilor enzimatici cât şi locul lor în ansamblul structura enzimatic.

80

10.3.   Cofactorii enzimatici  sunt componente micromoleculare indispensabile activităţii unui număr mare de enzime.Cofactorul poate să fie un ion metalic sau o moleculă organică specifică, uneori sunt ceruţi ambii şi foarte rar cofactorul este un anion anorganic. 1. Metalele în cataliza enzimatică Un număr mare de enzime cer pentru a-şi manifesta activitatea ionimetalici.Zn+2 , Mn+2 , Mo+2 , Co+3 , Fe+3 , Cu+2 , Mg+2 , K+ , Na+ , Ca+2

 . Unele enzime care conţin o cantitate definită de ion metalic funcţional, fiind strâns legat în structura lor se numesc metalo-enzime, iar altele care leagă slab metalul se numesc enzime metalo-activate.Exemple: anhidraza carbonică: Zn+2 enzimele heminice: Fe+3 piruvat kinaza : Mg+2 , K+

 2.Cofactorii de natură organică sunt sisteme conjugate în care mobilitateaelectronică este foarte mare, ceea ce explică puterea lor catalitică. Cofactorii slab legaţi de enzimă sau ataşaţi temporar se numesc coenzime.Exemplu: acid lipoic, coenzima Q, biopterinele, NAD+, NADP+, FAD, CoA.

10.4.Centrul activ al enzimei ( centrul catalitic) • Centrul activ al enzimei este o zonă restrânsă din structura enzimeiresponsabilă direct de funcţia ei catalitică, aceea de legare şi transformare a substratului. Această regiune reprezintă la majoritatea enzimelor cca. 5% din total.• Ca entitate tridimensională centrul activ poate cuprinde o porţiunesau mai multe din acelaşi lanţ, ori din lanţuri diferite, apropiate spaţial. • Exemplu: Din centrul activ al ribonucleazei fac parte: His12, His119, Lys41.Aceşti aminoacizi deşi sunt situaţi la distanţă în structura liniară, sunt apropiaţi în structura terţiară, datorită plierii lanţului. • Centrii activi conţin resturi de aminoacizi şi eventual cofactori cu rol de a recunoaşte şi lega substratul sau care participă în transformarea lor chimică, uneori aceşti aminoacizi, îndeplinind ambele funcţii. Alţi aminoacizi aflaţi la distanţe variabile de centrul activ contribuie la stabilitatea structurii proteice, sunt resturi structurale, considerate alături de resturile catalitice şi de legare ca esenţiale pentru activitatea enzimei. De fapt, în procesul catalitic participă indirect întreaga moleculă. Activitatea este condiţionată de existenţa conformaţiei native a structurii enzimatice. Aminoacizii care nu participă în nici un fel la actul catalitic sunt numiţi resturi neesenţiale, ele conferind moleculei anumite proprietăţi fizico- biochimice.

A) Mecanismul de acţiune al enzimelor •Procesul catalitic constă în formarea complexului cu substratul sau substratele, ceea ce determină o scădere a energiei stării de tranziţie, transformarea chimică şi eliberarea produşilor. Se cunosc următoarele mecanisme de acţiune ale enzimelor: • Cataliza prin distorsie implică interacţiuni care deformează legăturile şi unghiurile acestora în molecula substratului. În unele cazuri, contorsia, poate fi consecinţa ataşării covalente a substratului de enzimă. • Cataliza acido-bazică se datorează radicalilor aminoacizilor din centrul activ care pot funcţiona ca acizi sau baze Bronsted sau ca acizi sau baze Lewis.• Cataliza prin orientarea reactanţilor. Enzima are rolul de a dispune substratele într-o poziţie favorabilă reacţiei.

B) Factorii care nu iniţiază actvtatea enzimatică • În reacţiile enzimatice viteza de reacţie se măsoară fie prin cantitatea de substrat transformată, fie prin cantitatea de produs format, exprimată în molaritate, iar timpul se exprimă în minute. •Viteza unei reacţii enzimatice poate fi influenţată de un număr de factori, dintre care: concentraţia de enzimă, concentraţia de substrat, temperatura, pH, inhibitori.

81

10.5. Influenţa concentraţiei de substrat. Teoria Michaelis-Menten •De exemplu, să presupunem următoarea reacţie catalizată de enzimă: •E + S ↔ ES→E +P • Pentru enzimele michaeliene, dependenţa vitezei de reacţie de concentraţia de substrat este descrisă ca o hiperbolă, la o concentraţie de enzimă constantă. •Astfel viteza de reacţie creşte la început rapid şi liniar, după care dependenţa nu mai este liniară, iar la o anumită concentraţie de substrat curba tinde spre o valoare maximă

(pe verticală de sus: V, Vmax, Vm/2; pe oriz/ kM ,[S] ) V – viteza iniţială de reacţie Vmax – capacitatea catalitică maximă a enzimei – viteza maximă realizată [ S ] – concentraţia de substrat Km – Constanta lui Michaelis – Menten,reprezintă concentraţia de substrat pentru care viteza de reacţie atinge jumătatea valorii maxime.Dozările de activitate enzimatică se efectuează la concentraţii mari, saturate de substrat pentru a asigura o cinetică de ordinul zero. Ecuaţia Michaelis-Menten este fundamentală în studiile de cinetică enzimatică, permiţând analiza cantitativă a majorităţii reacţiilor enzimatice. Pe lângă utilitatea la interpretarea mecanismului reacţiilor enzimatice şi a acţiunii inhibitorilor, cei doi parametri cinetici ( Vmax, Km ) au importanţă la determinarea de enzime, inclusiv în laboratorul clinic.

Tema 11. Mono-, oligo- şi polizaharide reprezentative în alimente. Glicozide.Aspecte generale

Glucidele, numite şi zaharuri, sunt o clasă importantă de substanţe naturale care se întâlnesc în toate organismele vii. Cu excepţia unor derivaţi azotaţi, glucidele sunt substanţe ternare, formate din C, H şi O. La majoritatea glucidelor, O şi H se găsesc în acelaşi raport ca în molecula apei. Au formula generală (CH2O)n.

Glucidele participă în proporţie de peste 50% din materia uscată la construcţia majorităţii organismelor vegetale, ocupând din punct de vedere cantitativ locul de frunte printre substanţele organice vegetale. În comparaţie cu organismele vegetale, cantitatea de glucide din organismele animale este mică, totuşi pentru om şi animale importanţa lor biologică este foarte mare, ele reprezentând principala sursă energetică. Glucidele furnizează 50 – 60% din energia totală produsă în organismele animale. Multe glucide complexe joacă un rol structural important, intrând în constituţia pereţilor celulari ai plantelor şi bacteriilor. Adesea, în ţesuturile animale, glucidele se găsesc în combinaţie cu proteinele. Sub aspect structural, glucidele sunt polihidroxialdehide sau polihidroxicetone sau produşi de condensare ai acestora. Toate zaharurile se împart în două grupe: zaharuri simple (monozaharide sau monoze) şi zaharuri complexe rezultate prin condensarea mai multor   monozaharide de acelaşi fel sau diferite. Zaharurile complexe la rândul lor pot fi oligozaharide   (dizaharide, trizaharide etc.)   sau   polizaharide (amidon,   glicogen, substanţe pectice, celuloză). Unele zaharuri complexe conţin pe lângă o componentă glucidică şi o componentă neglucidică   (mucopolizaharide,   glicozizi).

82

Glucide

Zaharuri complexe

Zaharuri simple Monozaharide

oligozaharide

polizaharide

Trioze

Tetroze

Pentoze (Riboza, dezoxiribora, hiloza)

Hexoze (glucoza, fructoza, manoza)

Dizaharide

ZaharozaMaltozaLactoza

Trizaharide (refinoza- C18H32O16 )

Tetrazaharide (stahioza)

Fructozani (inulina)

Glicozani

AmidonGlicogenCeluloza

Schema clasific[rii glucidelor

Glucide

Zaharuri complexe

Zaharuri simple Monozaharide

oligozaharide

polizaharide

Trioze

Tetroze

Pentoze (Riboza, dezoxiribora, hiloza)

Hexoze (glucoza, fructoza, manoza)

Dizaharide

ZaharozaMaltozaLactoza

Trizaharide (refinoza- C18H32O16 )

Tetrazaharide (stahioza)

Fructozani (inulina)

Glicozani

AmidonGlicogenCeluloza

Schema clasificării glucidelor

11.1. Monozaharide Monozaharidele sunt substanțe cu funcțiuni mixte, ce conțin în moleculă o grupare carbonil și mai multe grupări hidroxilice. În funcție de natura grupării carbonilice - aldehidică ( H-/C= O ) sau cetonică (> C = O), monozaharidele se împart în aldoze (ex. glucoza) și cetoze (ex. fructoza). Monozaharidele se pot obține în natură prin biosinteze, în timpul procesului de fotosinteză și prin chimiosinteză. În industrie și în laborator ele se pot obține prin hidroliza oligozaharidelor și polizaharidelor. De asemenea, se pot obține prin extracție, din unele materii prime, cum ar fi glucoza – care se poate extrage din struguri, sau fructoza din mierea de albine. Monozaharidele pot fi privite ca derivați ai polialcoolilor din care se pot forma prin oxidare. Astfel, prin oxidarea glicerolului se pot obține doua monozaharide – aldehida glicerică și dioxiacetona - care joaca un rol important în metabolismul celulei vii. În funcție de gruparea carbonil, aldehida glicerică este o aldoză, sau mai exact o aldotrioza, iar dioxiacetona - o cetotrioză.

H-C=O CH2-OH I iH-C-OH C=O I i CH2-OH CH2-OHAldehida Dihidroxi

83

Glicerică acetonăFormula de structură a celor mai simple glucide

 Triozele si tetrozele libere sunt mai ales produși de sinteză. Pentozele și hexozele sunt, prin excelență, produși naturali (în lemn, paie, gume, ciuperci, fructe, struguri, sânge etc.); prin sinteză se pot obține monozaharide cu șapte până la zece atomi de carbon.

A) lzomeria monozaharidelor lzomerii sunt substanțe care au aceeași compozitie, aceeași formulă moleculară, dar au proprietăți fizice și chimice diferite determinate de structura moleculară diferită.Monoglucidele sunt compuși care formează mai multe tipuri de izomeri.Izomeri   datorita   grupării   carbonilice. Începând de la trioze, se întâlnesc în cadrul aceleiași grupe de monoglucide, aldoze și cetoze care se deosebesc unele de altele prin gruparea carbonilica. În cazul triozelor se menționeaza aldehida glicerică și dihidroxiacetona, iar în cazul hexozelor glucoza și fructoza.Acest tip de izomerie se numește izomerie de compensație funcțională, izomerii fiind determînați de natura grupării carbonilice. Proprietățile fizico-chimice ale aldozelor și cetozelor din aceeași clasa sunt mult diferite.Izomeri   datorită poziției   grupărilor   hidroxilice   secundare   din   catena carbonică a monoglucidelor (izomerie stereochimica sau stereoizomerie cis-trans).În conformitate cu legea van’t Hoff (1874), numarul stereoizomerilor posibili este dat de formula Z=2n, în care Z reprezintă numarul stereoizomerilor,iar “n” numărul atomilor de carbon asimetrici din molecula monoglucidei.Triozele au un atom de carbon asimetric, tetrozele doi, pentozele trei, hexozele patru, etc.  Deci, triozele pot forma numai 2 izomeri sterici, tetrozele 4 izomeri, pentozele 8, iar hexozele 16 izomeri sterici. În cazul monoglucidelor care au mai mulți atomi de carbon asimetrici, după   poziția   penultimului   hidroxil   din   molecula   monoglucidei   se   determina   forma   structurala dextrogiră(D)-cînd gruparea hidroxilică este   de partea dreapta a catenei   carbonice și levogiră (L)   –   când gruparea hidroxil   de la penultimul   atom de carbon   este în   partea stângă a   catenei.   Astfel, în cazul pentozelor, din cei 8 izomeri sterici, 4 vor fi levogiri (L) și 4 vor fi dextrogiri (D); în cazul hexozelor - 8 izomeri vor fi (D) și 8 izomeri vor fi (L).Dintre stereoizomerii formați, doi câte doi sunt Enantiomeri – unul din ei reprezintă imaginea în oglindă a celuilalt.Izomeria   geometrica. (epimeria) Pe cale experimentală s-a constatat ca, sub acțiunea soluțiilor diluate a hidroxizilor alcalini sau a bazelor slabe, la temperatura camerei, se produce o izomerizarea monozaharidelor epimere. Se numesc epimere, monozaharidele care se deosebesc între ele prin configuratia unui singur atom de carbon din molecula. Astfel, D-glucoza și D-manoza sunt epimere în raport cu C-2; D-glucoza și D-galactoza în raport cu atomul de carbon C-2 Galactoza ca monozaharid face parte din molecule mai mari de oligo și polizaharide. Ea face parte de exemplu din lactoză, rafinoză. Galactoza face parte din laptele de mamifere, jucând un rol important în metabolimul sugarilor. Ea este absorbită la nivelul intestinului subțire, fiind descompus în ficat de către enzima galactază și tot aici este resintentizat ca glicogen, care este depozitul de glucide al organismului.Hexoze epimere sunt de asemenea D-glucoza, D-manoza și D- fructoza, care în mediu bazic se transformă reciproc una în alta. 11. 2.Proprietățile fizice ale monozaharidelor Monozaharidele sunt substanțe solide, cristalizate, inodore, solubile în apă (solvent polar) datorită numărului mare de grupări -OH din moleculă; greu solubile în alcool, insolubile în solvenți organici ca: eter etilic, cloroform, eter de petrol. Au gust dulce,   iar prin încălzire se   topesc și se   caramelizează.  Soluțiile monozaharidelor sunt incolore, prezintă activitate optică și proaspăt preparate prezintă fenomenul de mută rotație.

84

Date comparative asupra întensității gustului dulce al diferitelor monozaharide și derivaților lor sunt prezentate mai jos (gustul zaharozei s-a ales drept referință).zaharoza ……….… 100  maltoza ...... ……. 32 fructoza…………... 175  ramnoza………... 32zahar invertit...…….130   galactoza ..... …… 32 glucoza……………. 74  rafînoza ........ …… 23sorbitolul………… 48  lactoza .......... …… 16xiloza………………. 40

11.2.1.Proprietățile chimice ale monozaharidelor Prezența grupărilor funcționale >C = 0 (cetonă) , - CHO (aldolă) și – OH (hidroxilă) în molecula monozaharidelor le conferă o reactivitate chimică deosebită, exprimată în multitudinea de reacții pe care le prezintă.a). Reactii de reducere.Prin hidrogenarea monozaharidelor la nivelul grupării carbonilice (aldolice), în prezența de catalizatori (Pt, Pd, Ni, etc.) sau cu amalgam de sodiu, se obțin polialcooli numiți și polioli. Din D-glucoză, prin reducere cu hidrogen, în prezenta amalgamului de sodiu, se obține D-sorbitolul.În mod similar D-fructoza, în funcție de condițiile de reacție, formează prin reducere, doi hexoli: D-sorbitolul și D-manitolul. Prezența grupărilor funcționale >C = 0 (cetonă) , - CHO (aldolă) și – OH (hidroxilă) în molecula monozaharidelor le conferă o reactivitate chimică deosebită, exprimată în multitudinea de reacții pe care le prezintă.b). Reactia de oxidare. Monozaharidele, datorită prezenței în moleculă a grupărilor carbonilice libere sau mascate (sub forma de hidroxili semiacetalici), manifestă un pronunțat caracter reducător. Produșii de oxidare care se obțin din glucide depind de natura oxidantului și a mediului de reacție. Dacă oxidarea se produce la C-1 aldehidic (oxidare blândă) se formeaza acizi aldonici; când se protejează gruparea aldehidica și se oxidează gruparea de la C-6 (oxidare protejată) rezultă acizi uronici, iar dacă oxidarea are loc atât la C - 1 cât și la C-6(oxidare energetică), se formează acizi zaharici. În cazul oxidării protejate, se formează acizii uronici, care sunt larg răspândiți în natură și au un rol biochimic important. Contribuie la detoxificarea organismelor animale de substanțe aromatice toxice, ajută la transportul unor hormoni, contribuie la formarea unor poliglucide cu rol important în organism, în special în membrana celulară. Acizii   uronici existenți în plante intră în constituția substanțelor pectice, a unor gume vegetale și a unor polizaharide complexe - poliuronoide. 

Componentul de baza al acestor polizaharide este acidul galacturonic care se formează prin oxidarea galactozei. Oxidarea monozaharidelor cu unii oxidanți slabi, de exemplu cu soluții alcaline ale oxizilor unor metale (cupru sau bismut) se folosește pe larg pentru dozarea glucidelor. În această reacție, monozaharidul se transformă în acid aldonic, iar metalul se reduce; în cazul cuprului, se formează, de exemplu oxid cupros a cărui cantitate se stabilește cu ajutorul unor tabele speciale.

În funcție de oxidul cupros format (Cu2O de culoare roș), se determina cantitatea de monozaharid existentă în soluție. Această reacție se datorește oxidrilului semiacetalic și ca urmare este întâlnită numai la zaharurile care au acest oxidril liber, adică sunt direct reducătoare.

c). Reacții   de   esterificare. Toate grupările hidroxilice ale monozaharidelor se pot esterifica cu acizii organici și anorganici.Monozaharidele pot reacționa cu acizii anorganici (H3PO4, HNO3 , H2SO4 , etc.) sau cu derivații lor, formând esteri. Cei mai importanți din punct de vedere biochimic și fiziologic sunt esterii fosforici, care au rol însemnat în metabolismul glucidelor și a altor substanțe. Prin tratarea monozaharidelor cu acizi organici concentrați și în special cu anhidridele lor, se obțin esteri organici. Prin tratarea D- glucopiranozei cu anhidrida acetica, se obține pentaacetatul de D – glucopiranoza.În unele plante, se găsesc în cantitate mai mare esteri ai glucozei cu acizifenolici, ca de exemplu acidul galic, care formează componenții principali ai taninurilor.

85

Formarea dezoxiglucidelor   .   Prin eliminarea unei grupări hidroxilice din molecula monoglucidelor și înlocuirea acesteia cu hidrogen, se formează dezoxiglucide. Dacă se elimina hidroxilul de la C-6 al glucozei, se obține izoramnoza. Dintre dezoxiglucide, cea mai importanta este 2 - Dezoxiriboza. Ea intră în constituția acizilor dezoxiribonucleici.

11.3. Monozaharide naturale Sunt raspândite atât în regnul vegetal, cat si în cel animal, având o mare importanță biologică. Cea mai simplă monozaharidă este aldehida glicolică,care este o aldodioză. Tetrozele nu se găsesc în natură. Pentozele sunt foarte raspândite în natură: arabinoza, xiloza, riboza; cât și hexozele: glucoza,galactoza,fructoza,sorboza. Dintre polizaharidele vegetale se mentionează amidonul   si celuloza, iar dintre cele de origine animală se menționează glicogenul.

86

    Monozaharidele sunt compuși hidroxi-carbonilici, care conțin în molecula lor, pe lângă grupa hidroxil -OH, o grupă aldehidică (aldoze) sau cetonică (cetoze). În funcție de numărul atomilor de carbon care alcătuiesc molecula, monozaharidele se clasifica in dioze (cu 2 atomi de carbon), trioze (cu 3 atomi de carbon), tetroze (cu 4 atomi), pentoze (cu 5 atomi), si hexoze.Cea mai simpla monozaharida este aldehida glicolică,care este o aldodioză. Tetrozele nu se găsesc în natură. Pentozele sunt foarte răspândite în natură: arabinoza,xiloza, riboza; cât și hexozele: glucoza, galactoza, fructoza, sorboza.PENTOZE - Dintre cele opt aldo-pentoze, numai patru se găsesc în natură, iar dintre ceto-pentoze, numai două. Pentozele se caracterizează prin formare de furfurol, la încălzire cu acizi minerali diluați.

XILOZA - este mult răspândită în natură, ca o componentă a gumelor vegetale și sub formă de xilan , o polizaharidă ce insoțește celuloza în lemn și constituie o parte din așa-numita heiceluloză. Xilanul se mai găsește în diverse materiale lignificate ca: paie, coceni de porumb, coji de semințe de bumbac și de floarea- soarelui. Din aceste materiale, de ex., din coceni de porumb, se poate obține xiloza prin hidroliza cu acizi diluati; din soluția rezultată se indepartează glucoza prin fermentare, iar xiloza cristalizează la concentrare. Xiloza, ca si celelate pentoze, nu este fermentată de drojdia obișnuită,dar varietățtile Torula si Monilia cresc bine pe soluțiile rezultate de la hidroliza paielor, a cocenilor și a stufului.

ARABINOZA - este mult răspândită în vegetale, unde apare sub forma unei polizaharide numită araban, precum și ca o componentă a gumelor și mucilagiilor vegetale și a hemicelulozei. De asemenea a fost găsită și în glicozide și în dizaharide. Se obține prin hidroliză, din guma de cireș sau din sfeclă, după extragerea zaharului.RIBOZA - este un compus de cea mai mare importanta biologica , fiindcă este alături de dezoxi-riboza, o componenta esențială a acizilor nucleici și apare în orice celula vie. În acizii nucleici, D-riboza este conținută în forma furanozică, legată glicozidic de anumiti derivati ai pirimidinei și purinei și de acid fosforic. Se obține din acizii nucleici, prin hidroliză cu acizi diluați.HEXOZE -  Principalii reprezentanți ai clasei sunt glucoza, manoza, galactoza, fructoza, care sunt și cele mai răspândite monozaharide. Ele se găsesc în natură libere, sub formă de glicozide, de oligozaharide și de polizaharide. Cele patru monozaharide naturale fermentează sub acțiunea drojdiei de bere.MANOZA - nu se întalnește liber în natură. În schimb, sunt frecvente polizaharidele ei, mananii . Unul dintre acestea, fildesul vegetal din nuca de fildes, fructul unui palmier sud-american este cel mai bun material pentru obtinerea manozei, prin hidroliză cu acizi; din siropul rezultat, manoza nu cristalizează decât greu, de obicei numai după însămânțare. Manoza se transformă prin reducere în manitol și se formează din acest hexitol prin oxidare. Oxidarea manozei duce la acidul manonic și la acidul manozaharic.GALACTOZA - nu se găsește liberă decât rar, dar este adesea întâlnită în dizaharide, trizaharide, polizaharide. De asemenea se găsește în glicozide și în fosfatidele din creier. Galactoza se obține , alături de glucoză prin hidroliza lactozei. Țesutul glandei mamare transformă în vitro glucoza în galactoza. Galactoza cristalizată este forma piranozică. Prin reducere cu amalgam de sodiu sau de aluminiu, galactoza trece în alcoolul hexahidroxilic optic inactiv, dulcitolul, o substanță care se întâlnește și în natură, în vegetale. Prin oxidare se formează acidul galactonic, monocarboxilic și acidul mucic, dicarboxilic,optic inactiv.Galactoza este unul din puținele zaharuri din seria L găsit în natură ca polizaharidă, în mucilagiul din sămânța de in, în galactogenul din melc și în alte polizaharide izolate din alge marine. Prin hidroliza acestora se formează, în majoritatea cazurilor, galactoza, care se indepărtează prin fermentare cu drojdie, fiind singură atacată de aceasta. 

87

Pentozele și hexozele sunt foarte răspândite, luînd parte la formarea unui mare număr de substanțe naturale ca: zaharul, amidonul, celuloza, glicogenul, materiile pectice, gumele naturale, glicozizii, etc. Pentozele apar în natura mai ales în regnul vegetal sub formă de polizaharide (pentozani), glicozizi sau esteri, iar în stare liberă numai în foarte 

rare cazuri. D (-) – riboza și 2-dezoxi – D (-) – riboza sunt pentoze de mare importanțăbiologica. Ele întră în constituția acizilor nucleici din celulele vii, în unele coenzime și vitamine. În stare libera se găsesc sub forma piranozica, iar în acizii nucleici sub forma furanozica. Se găsesc în toate celulele vegetale și animale.Hexozele sunt monozaharidele cele mai raspîndite în natură și cele mai bine studiate din punct de vedere biochimic. Unele (glucoza, fructoza) se găsesc în stare libera, altele (manoza, galactoza) întră în alcătuirea unor polizaharide și a unor glicozizi sau apar ca produși de hidroliză ai acestora. Hexozele se formează în plante și sunt substanțe de baza pentru sinteza altor zaharuri și compuși derivați. În natura se întâlnesc trei aldohexoze (glucoza, manoza , galactoza) și doua cetohexoze (fructoza, sorboza).Toate hexozele sunt reducătoare și fermentescibile.D (+)   – glucoza   se mai numește și dextroza sau zahar de struguri. Numirea de dextroză provine de la activitatea optică dextrogiră. Glucoza a fost extrasă pentru prima data din struguri, de aceea se mai numește și zahar de struguri. În struguri, glucoza se găsește în amestec cu fructoza, cu un conținut de aproximativ 200 g/l must.Glucoza se găsește în ierburi , în raport de aproximativ 1 : 1 cu fructoza, avînd o concentrație de 1 – 3%.

Glucoza este cel mai important monozaharid pentru biochimia celulei. Este sintetizată în plante din CO2 și H2O, în procesul de fotoșinteză.

6CO2 + 6H2O λ⃗υ C6H12O6 +6O2↑ Glucoza este cel mai important și mai răspândit monozaharid din

regnul vegetal și animal. Se găsește atât în stare liberă (în fructe dulci, flori, miere, sânge, în toate organele plantelor) cât și sub forma de

dizaharide (zaharoza,celobioza, maltoza, lactoza) sau polizaharide (amidon, celuloza, glicogen). În mierea de albine, glucoza se găsește

în amestec cu fructoza, în raport de 1:1.Glucoza și fructoza sunt principalele monozahari de care formează în plante “zaharul liber reducător”. Aceste

doua monozaharide împreună cu zaharoza formează “zaharul total liber”. Acest zahar are un rol însemnat în conservarea produselor vegetale, a ierburilor și a legumelor. Zaharul total liber fermentează cu ușurință și stimulează dezvoltarea microorganismelor,care produc fermentația lactică. Zaharul total liber se extrage cu ușurință din produsele vegetale, cu alcool etilic 80%, separându-se astfel de glucidele neconstitutive (amidon, fructozani), precum și de cele cu rol consitutiv (celuloza, hemiceluloza, etc.). Glucoza este o susbtanță alba, cristalină, solubilă în apă, greu solubilă în alcool și insolubilă în eter, cloroform și alti solventi organici. Este mai puțin dulce decât fructoza. Glucoza se obține în cantități mari prin hidroliza acidă sau enzimatică a amidonului de cartofi sau porumb, etc. Are numeroase utilizări în îndustria alimentară, medicină, etc., fermentează ușor sub acțiunea drojdiilor și a altor microorganisme. Este ușor metabolizată de organism, fiind un compus energetic important, indispensabil vietii.D (+) – manoza este o aldohexoză, care se găsește predominant în natură, sub forma de polizaharide, numite manani. Aceștia se găsesc în cantitate mai mare în nucile de cocos, în semințele de lucernă și în semințele unor palmieri, precum și în hemiceluloze, gume și mucilagii vegetale. În stare libera, se găsește în coaja portocalelor și în sucul pepenilor galbeni. Sub diferite forme, manoza se întalnește și la animale și microorganisme.

88

Prin reducere, manoza se transforma în alcoolul hexavalent numit manitol (manită), care uneori apare în vinuri, în urma unor procese biochimice nedorite, dăunând calității vinului.D   (+)   –   galactoza  se găsește liberă foarte rar în natură, dar frecvent în combinații, mai ales sub forma de glicozide. Galactoza se găsește sub forma de dizaharide (lactoza,melibioza), trizaharide (rafînoza), polizaharide – galacto-manani, în semințele unor plante, sau galactani în gume și mucilagii vegetale, substanțe pectice, agar-agar, în numeroase alge și în pereții celulari. În organismele animalelor se găsește în creier, contribuind la formarea unor lipide complexe. Galactoza cristalizează ușor catât în soluțiile apoase, cât și în cele alcoolice.

D (-) –   fructoza  se mai numește și levuloza, datorita activității optice levogire (-92o), sau zahar de fructe. Este cea mai raspandită cetohexoză. În natură, se găsește în stare libera, mai ales în amestec cu glucoza, în proporți variabile, în fructe dulci, miere, struguri, cicoare, cât și sub formă de dizaharide (zaharoza), trizaharide (rafînoza), sau polizaharide

nereducătoare (inulina din napi, dalii, bulbi, etc.). .  Gradul de dulce exprimă măsura în care sunt dulci glucidele. Fructoza este cel mai dulce glucid (1,73), apoi zaharul invertit (1,3), zaharoza (1), glucoza (0,74). În organism se transformă greu în glucoza. Drojdiile fermentează fructoza transformînd-o în alcool etilic(C2H5OH) și CO2.L (-) – sorboza este o cetohexoză de mai mică importanță. Se găsește în fructele de sorg, în sucul de scorușe fermentat de către bacterii. Rezulta prin oxidarea sorbitolului de către unele bacterii. Sorboza are o deosebita importanta în obținerea vitaminelor, ca intermediar principal în sinteza vitaminei C (acidul ascorbic).

11.4. O ligozaharide

Oligozaharidele sunt compuși glucidici rezultați prin condensarea a doua sau a mai multor monozaharide (maximum 10). Legătura stabilită între monozaharide este de natură glicozidică, după schema: R-OH + HO-R1------> R-O-R1 + H2O Prin condensarea a doua molecule de monozaharid, cu eliminnarea unei molecule de apa, rezulta un dizaharid cu formula bruta: C12H22O11, de exemplu:

    2C6H12O6---->C12H22O11 + H2O

Numele de oligozaharide provine de la cuvântul grecesc oligos, care înseamnă puțin. Denumirea se refera la numarul mic de resturi de monozaharide care contribuie la formarea oligozaharidelor. Oligozaharidele sunt substanțe care se găsesc în natură atât în stare libera, cât și sub forma de glicozizi. Ele se caracterizează printr-o masă moleculara relativ mică, se solubilizează bine în apa, cristalizează ușor și de regulă, au gust dulce. Soluțiile lor sunt optic active. Monozaharidele care intră în constituția oligozaharidelor pot fi identice sau diferite. Ele se găsesc sub forma piranozică

89

glucoza glucoza glucoza glucoza glucoza glucoza maltoza trehaloza celobioza + + + H2OH H2OH H2OH

și mai rar furanozică. Pot apărea sub formă de izomeri α și β, iar legătura dintre monozaharide poate fi α – sau β glicozidică. Prin hidroliză cu acizi sau sub acțiunea enzimelor, oligozaharidele se descompun în monozaharidele componente, ca exemplu, zahărul:C12H22O11 + H2O ----> 2C6H12O6 (la zahăr 1:1 glucoză: fructoză).

Clașificarea oligozaharidelorDupă caracterul chimic oligozaharidele se clașifica în:- oligozaharide reducătoare;- oligozaharide nerecucătoare.A) Oligozaharide reducătoare se formează prin eliminarea unei molecule de apa dintre hidroxilul semiacetalic al unei monozaharide și hidroxilul nesemiacetalic al altei monozaharide. Oligozaharida obținută este reducătoare deoarece are un hidroxil semiacetalic liber, provenit de la ultimul rest de monozaharidă.Oligozaharidele reducătoare se numesc oligozaharide de tip maltozic. Legătura de tip maltozic se mai numește legătura monocarbonilică, deoarece la formarea sa contribuie o șingură grupare carbonilică. Din această grupă de oligozaharide face parte: maltoza, celobioza, lactoza, melobioza, gentiobioza, rutinoza.

B ) Oligozaharide nereducătoare se formează prin eliminarea moleculelor de apa dintre hidroxilii semiacetalici ai monozaharidelor constituente. Ele nu au caracter reducător, deoarece nu au nici un fel de hidroxil semiacetalic liber. Oligozaharidele nereducătoare se mai numesc oligozaharide de tip trehalozic. Legătura glicozidica a oligozaharidelor nereducătoare se mai numește și legătură dicarbonilică, deoarece provine din două grupări carbonilice. Dintre oligozaharidele nereducătoare fac parte zaharoza,   trehaloza,   etc. După structura lor, oligozaharidele pot fi: dizaharid, trizaharid, tetrazaharide, etc.

Oligozaharide naturale importante. Dizaharide.Dizaharidele sunt cele mai importante și mai răspândite oligozaharide. Predomina în regnul vegetal, dar se întalnesc și în regnul animal. Moleculele unei dizaharide pot conține două resturi de hexoze, doua de pentoze sau un rest de hexoză și unul de pentoză. Legarea celor două molecule de monozaharide are loc pe seama hidroxilului glicozidic al uneia din ele și una din grupările hidroxilice ale celeilalte molecule. Diferitele dizaharide pot fi constituite din una și aceeași monozaharidă: glucoza+ glucoza; glucoza+ glucoza; glucoza+ glucoza din care rezultă:

Se observa că maltoza,

trehaloza și celobioza sunt constituite numai din molecule de glucoza. Deosebirea dintre proprietățilee acestor trei dizaharide se explică prin faptul că în structura lor întră izomeri diferiți ai glucozei, iar aceștia se combină în diferite moduri între ei.

Dizaharide reducătoare

90

Maltoza este o dizaharidă formată din două molecule de α-glucoză piranozică, legate monocarbonil

ic între atomii C(1) al primei glucoze și C(4) al celei de a doua glucoza (legătura 1,4-α-glicozidică).

Maltoza şi Maltaza

  Maltoza este o ozidă din grupa diglucidelor, destul de larg răspândită în natură ca substanţă intermediară.

  Maltaza reprezintă principala   enzimă  implicată în scindarea maltozei.

Maltoza

    •   Structura   chimică   Ca dizaharid, maltoza conţine în structura ei două resturi de glucoză. Acestea se

află sub formă de D - glucopiranoză unindu-se între ele printr-o legătură 1,4 - β

glicozidică.

Maltoza сtructura chimică  • Răspândire în natură

    Maltoza apare pe parcursul degradării amidonului (la   plante ) sau a glicogenului (la

animale şi la om). Cantităţi mai mari de maltoză se acumulează în   cariopse , în urma

hidrolizei amidonului, fenomen ce are loc în timpul germinării boabelor de   cereale ,

în special al celor de   orz (Hordeum vulgare) .

  • Metode de obţinere şi de extracţie Maltoza se poate extrage din soluţiile de cereale malţificate (extract de malţ).

De asemenea se poate obţine prin hidroliza enzimatică a amidonului.

11.5.  Proprietăţi   fizice   şi   valoare   alimentară   a   maltozei,   zaharozei

Maltoza este o glucidă energetică, uşor asimilabilă, mai puţin dulce decât zaharoza şi

glucoza şi de aproape de 3 ori mai puţin dulce decât fructoza. Deşi nu este prea dulce,

maltoza este contraindicată diabeticilor (fiecare moleculă

91

furnizează 2 molecule de glucoză care cresc rapid glicemia).  Maltoza are o puritate ridicată, fiind o substanţă mai sănătoasă decât zahărul

rafinat, prin faptul că nu produce decalcifieri. În cantitate mare îngraşă, prin faptul că

mobilizează cantităţi mari de insulină, hormon care blochează activitatea lipazelor.

  Singură sau alături de alte substanţe (în extractul de malţ), maltoza se utilizează la fabricarea unor: dulciuri, specialităţi panificabile, cereale pentru micul dejun,

etc.. De asemenea această diglucidă se regăseşte în bere.

Maltoza se găsește în semințele cerealelor în curs de germinare provenind în mare parte în urma hidrolizei amidonului. În cantitate mai mare se află în orzul încolțit și din aceasta cauza se mai numește și   zahar   de   malț   sau cerealoza. Se întalnește frecvent în faina cerealelor. Maltoza este unitatea structurala a glicogenului și amidonului. Apare de obicei prin degradarea hidrolitică a amidonului sau glicogenului, sub acțiunea enzimelor α- și β-amilaza. Este o substanță alba, cristalina, ușor solubilă în apa cu p.t. +2080C.Fermentează ușor. Sub acțiunea enzimei - maltaza - (care se afla în orzul încolțit) hidrolizează și formează doua molecule de α-D-glucopiranoza.Zaharoza este o dizaharida cu rol foarte important, fiind un aliment de bază în nutriția omului. Ea se

numește și zahăr de trestie sau zahăr de sfeclă. În molecula zaharozei întră o molecula de α-glucoză piranozică și o moleculă de β-fructoză furanozică unite printr-o legătura dicarbonilică. Zaharoza este unα-glucozid-β-fructozid.Zaharoza este cea mai răspândită dizaharidă naturala. În cantitate mică se găsește în toate plantele aături de monozaharide. În cantitate mare se afla în sfecla de

zahar (8-12%) și în trestia de zahar (18-20%). Din acestea zaharoza se extrage pe cale industrială. În cantitate relativ însemnata se găsește, de asemenea, în sorgul zaharat și în tulpinile de porumb. În ierburi se afla într-o proporție de 2-8%. Zaharoza este o substanță solidă, cristalina, solubilă în apa și în solubilă în solvenți organici, cu punct de topire la + 1830C. În soluție prezintă activitate optică dextrogiră([α]D20 = + 66,5o). Prin hidroliza enzimatica, sub acțiunea zaharazei, denumită și invertază, zaharoza (zahar dextrogir) formează un amestec echimolecular de fructoză levogiră și glucoză dextrogiră .Acest proces de hidroliză a zaharozei poartă și numele deinvertirea zaharului (inversiunea zaharului), iar amestecul echimolecular de glucoză și fructoză formează zaharul invertit. Zaharul invertit este, alături de zaharoză, principalul constituent al mierii, gustul puternic dulce al acesteia fiind dat de fructoză.

11.6. Polizaharide Polizaharidele sau glicanii sunt compuși constituiți dintr-un număr foarte mare de monozaharide legate glicozidic între ele. Prin hidroliza chimică sau enzimatică are loc treptat desfacerea acestor compuși macromoleculari, formându-se produși intermediari cu grad de polimerizare din ce în ce mai mic, iar în final, se formează monozaharide sau derivați ai acestora. Polizaharidele se găsesc în natură atât în regnul vegetal, unde predomina, cât și în cel animal. Ele au un rol fiziologic important.

92

 În organismele vegetale ele servesc fie ca de rezerva (amidon, inulină, glicogen), fie ca substanțe de susținere(celuloză, hemiceluloză, chinină, etc.). Polizaharidele reprezintă însemnate materii prime pentru industria ușoara și pentru industria alimentara. Polizaharidele sunt substanțe solide, cristaline, cu aspect amorf. Se prezintă sub forma de pulberi albe, insolubile sau greu solubile în apa. Polizaharidele solubile formează soluții coloidale. Clașificarea polizaharidelor Polizaharidele se clașifica în:- homopolizaharide – produși de policondensare a unui singur tip de unitate structurala;- heteropolizaharide – produși de policondensare a mai multor tipuri de unități structurale. În schema care urmează, fiecare din aceste subdiviziuni se împart în mai multe grupe în funcție de monozaharidul participant.Proprietăți generale. Polizaharidele sunt substanțe solide, cristaline, cu aspect amorf, insolubile sau greu solubile în apa, prezintă activitate optică, hidrolizează în mediu acid sau sub acțiunea enzimelor, formănd produși intermediari din ce în ce mai mici și cu putere reducătoare din ce în ce mai mare.  a) HomopolizaharideCele mai raspândite și mai importante homopolizaharide sunt cele în structura cărora participă hexozele . Unele sunt de natură vegetală, iar altele de natură animală. O importanță deosebită o prezintă polizaharidele formate numai din glucoză și care sunt denumite, în general, glucani sau glucozani. Din aceasta clasa fac parte amidonul, glicogenul și celuloza.Amidonul Amidonul este cea mai importantă materie de rezervă din regnul vegetal și cea mai importanta sursa hidrocarbonată a omului și animalelor. În cantitate mai mare se găsește raspândit în tuberculi (cartofi13-25%), semințe (cereale 50-70%, leguminoase 40-45%) și chiar în părțile lemnoase ale plantelor, formând granule rotunde, ovale, poliedrice, stratificate, a căror formă și mărime diferă cu natura speciei sau țesutului. Amidonul se formează în plante prin polimerizarea glucozei care rezultă în urma sintezei clorofiliene din CO2 și H2O. În stare pura, amidonul se prezintă ca o pulbere albă, care după uscare este higroscopică, practic insolubilă în apă rece. La cald formează soluții vâscoase, coloide, care atunci când sunt concentrate și răcite formează un gel, numit cocă de amidon sau clei de amidon, granulele de amidon absorbind deci apa. Îmbibarea cu apă are loc la o anumită temperatură (temperatura de gelatinizare), cuprinsă între 60-800C.

Prin degradare parțiala, dă naștere unui produs solubil în apa, numit amidon solubil.Granulele de amidon sunt constituite din două componente, amiloza și amilopectina, care se deosebesc prin proprietățilee lor fizice și chimice. Prin hidroliza menajată, blândă, degradarea amidonului are loc progreșiv,obținandu-se fracțiuni ale moleculei din ce în ce mai mici, numite dextrine, ce se pot obține și izola când limităm acțiunea hidrolitică la o anumita durată. Degradarea amidonului are loc și sub acțiunea enzimelor. Amidonul este o substanța de rezerva, care prin degradare enzimatică este mobilizat în interiorul organismului vegetal sau animal și transportat sub formă de produse de degradare spre diferite organe, unde servesc la sinteza altor substanțe. Datorita proprietăților sale hidrocoloidale amidonul este utilizat în industria alimentară și ca aditiv de legare, îngroșare și stabilizare la obținerea sosurilor, supelor –crema,dresingurilor pentru salate, alimentelor pentru copii, înghețatei.Glicogenul

93

Glicogenul reprezintă forma de depozitare a excesului de hidrați de carbon. În organismul animal, rezerve semnificitive de glicogen se găsesc în mușchi, și în ficat. Cantitați mici de glicogen se găsesc în toate țesuturile, inclusiv în creier. El a fost identificat și în organismul vegetal și anume în alge, ciuperci, drojdii, bacterii și chiar în unele plante superioare, cum este porumbul zaharat. În organism glicogenul este hidrolizat la glucoză; și glucoza poate trece însa în glicogen, adică glicogen + HO↔glucoza. Acest echilibru este menținut în organismul animal de acțiunea antagonistă a doi hormoni :(adrenalina și insulina). Celuloza formează învelișul celular al țesuturilor vegetale; este cea mai raspândită substanța

organică și apare în cantitatea cea mai mare în natură; apare rar în organismul animal formând carapacea unor animale marine. În părțile lemnoase ale organismelor vegetale, celuloza apare în proporție de 45-60%. În plantele inferioare celuloza apare în cantitate mică, mai frecvent în ciuperci și în alge. Este însoțită și de alte polizaharide, ca hemiceluloze, materii pectice, precum și de

lignine, lipide, rașini, materii tanante, pigmenți, materii proteice, săruri minerale, etc., numite substanțe încrustate. În stare pură celuloza este o substanța albă, cu aspect amorf, fără gust și fărâmicoasă. Aproape pură se găsește în fibrele de bumbac și de în, în măduva de soc și hârtie. Celuloza nu este descompusă în tractul digestiv al omului. Ea este degerată numai de ierbivore, în al căror rumen și intestin se găsesc bacterii care hidrolizează celuloza cu ajutorul enzimelor (celulaze) pe care le conțin. Celuloza este un component al tuturor materiilor prime vegetale utilizate în industria alimentara, de unde ajunge prin prelucrare tehnologică, în cantități variabile, în majoritatea alimentelor . Deși nu este metabolizată de organismul omului și deci nu are valoare nutritivă,celuloza este o componentă alimentară utilă datorită rolului pozitiv pe care-l are în fiziologia digestiei intestinale (intensifică peristaltismul, tranzitul intestinal, favorizează eliminarea substanțelor toxice, etc.). Inulina este cel mai important și cel mai studiat din trefructani. Se găsește ca substanță de rezervă în napi, dalie, gerghine, cicoare, îndeosebi în tuberculii acestor plante, dar și în tulpinile și în organele suculente ale acestora. Se dizolva greu în apa la rece, este însa ușor solubilă la cald. Plantele care conțin inulină se folosesc pentru obținerea fructozei , care este utilizată ca substanța de îndulcire în industria alimentara. Deoarece toți fructanii, printre care și inulina, se hidrolizează foarte ușor cu ajutorul acizilor, obținerea fructozei din materii prime bogate în inulină se realizează pe calea hidrolizei acide. Inulinele sunt un grup de oligozaharide ce conțin fructoză. Ele aparțin clasei de carbohidrațicunoscută sub denumirea de fructani. Se găsesc în rădăcinile de cicoare (Cichorium intybus) șitopinambur (Helianthus tuberosus). Sunt compuse în principal din unități de fructoză cu o moleculă de glucoză terminală, fiind o poliglucidă nereducătoare.Inulinele stimulează creșterea Bifidobacterium sp. în intestinul gros. Inulinele sunt utilizate de către plante pentru depozitarea energiei, găsindu-se în general la nivelul rădăcinilor și rizomilor. Multe plante care sintetizează și acumulează inulina nu mai acumulează alte astfel de materiale, cum ar fiamidonul.Inulina începe să fie folosită din ce în ce mai mult în alimente, datorită caracteristicilor sale nutriționale și funcționale deosebite. Poate fi utilizată ca îndulcitor pentru înlocuirea zahărului, în

94

alimentele grase și făinoase. Inulina crește deasemenea și absorbția calciului și posibil cea a magneziului, fiind promotor al creșterii bacteriilor intestinale. Din punct de vedere nutrițional este considerată a fi o fibră solubilă, din acest motiv consumul unor cantități mari conduce la balonare. Inulina are un impact minim asupra glicemiei, putând fi consumată și de diabetici și suferinzii de alte boli cu probleme în ceea ce privește nivelul zahărului din sângeInulina mai ajută și la stabilizarea florei intestinale și de aceea este folosită tot mai frecvent în alimentația zilnică

b) HeteropolizaharidePolizaharidele heterogene conțin în molecula lor resturi a doua sau mai multe monozaharide (oze) diferite. În alimente, ca și în plante se găsesc numeroase polizaharide de acest fel .Hemicelulozele o grupa mare de polizaharide cu greutate moleculară ridicata, care nu se dizolva în apa, dar se dizolva în soluții alcaline, și care însoțesc celuloza în țesuturile vegetale (17 – 43% din materia uscata a lemnului). Cele cu masa moleculară mai mică au rol de polizaharide de rezerva , iar cele cu masa moleculara mare au rol de susbtanțe de structură ca și celuloza.Materiile pecticeMateriile pectice sunt combinații de origine vegetală între mai multe polizaharide superioare (celuloza, D-galactani, L-arabani) și acidul pectic, al carui edificiumacromolecular este format din molecule ale acidului galacturonic și acidului glucuronic. Ele au un rol însemnat în sudura țesuturilor celulozice și în reglementarea permeabilității celulare. Se găsesc în aproape toate organele plantelor. În cantitate mai mare, se găsesc în pulpa fructelor cărnoase (40-50%), în rădăcini, tulpini, măduva plantelor anuale (la floarea soarelui 30-35%), în fibrele de în,cânepa, în țesutul lemnos al arborilor, în structura peretelui celular la plante. Materiile pectice se prezintă sub formă de pulberi amorfe, de culoare albă sau alb-gălbuie. Au o mare capacitate de imbibitie. Soluțiile lor concentrate formează geluri transparente. Materiile pectice au un rol însemnat la prepararea gemurilor și marmeladelor din fructe. Substanțele pectice au un rol important în timpul maturizării, păstrării și prelucrarii industriale a diferitelor fructe și legume. În timpul dezvoltării fructelor protopectina se formează în pereții celulari și se poate acumula în cantități mari (mere, pere, citrice). Coacerea fructelor este caracterizată de transformarea protopectinei în pectina solubilă. Procesul conținua și după recoltarea fructelor, în timpul păstrării lor în stare proaspătă. Aceasta transformare determină înmuierea pulpei fructului și formarea caracteristicilor specifice ale fructului copt.Gumele și mucilagiile vegetale sunt polizaharide asemănătoare cu substanțele pectice. Sunt formate din pentoze, metilpentoze, acid galacturonic și acid glucuronic. Sunt solubile în apa formând soluții deosebit de vascoase și lipicioase. Sunt substanțe coloidale șireprezentantul tipic al acestei grupe îl constituie gumele secretate de vișini, pruni, migdali în locurile cu leziuni pe ramuri.

Pectine. din l. greacă - coagulant, substanță cleioasă. Pectinele sunt formate în special din resturi ale acidului galaturic. Sunt prezente mai mult în fructele necoapte definitiv. Sunt cunoscute de 200 ani, au o influență stabilizatoare în procesul metabolic, scade colesteronul în organism. O deosebită proprietate a pectidelor este legată de curățirea organismelor animale de subetanțe radioactive, ioni de metale grele, pesticide. Pectidele se aplică la pregătirea gelurilor gemurilor. Ce sunt fibrele alimentare?

Fibrele dietetice sau alimentare se referă la toate tipurile de vegetale pe care organismul nu le poate digera sau absorbi. Spre deosebire de alte produse alimentare, cum ar fi grăsimile,

95

 proteinele sau (glucidele-carbohidratii), pe care organismul le descompune și le absoarbe, fibrele nu sunt digerate de către organism. Prin urmare, traversează relativ intacte stomacul, intestinul subțire, colonul și apoi sunt evacuate din organism. Deși e greu de crezut, fibrele alimentare au un rol major în menținerea sănătății.Fibrele sunt de două tipuri: cele care nu se dizolva in apa (insolubile) si fibrele care se dizolva in apa (solubile).Fibrele   solubile Acest tip de fibre, care se dizolvă in apă, în timpul digestiei iau forma unui gel care contribuie la eliminarea scaunului. Sunt benefice pentru scăderea nivelului de colesterol și glucoză.Alimente:   ovăz, mazăre, fasole, mere, citrice, morcovi .Fibrele alimentare sunt deosebit de importante pentru sănătatea și buna funcționare a organismului nostru. Acestea mențin intestinele sănătoase și perfect funcționale, alungă afecțiuni precum constipația, hemoroizii, diabetul sau obezitatea.  Porumbul conține aproximativ 3.5 grame de fibre. Alunele si nucile sunt si ele bogate in fibre. Trei linguri cu alune conțin aproximativ 3 grame de fibre și 170 de calorii.Fasolea neagra. Boabele negre de fasole nu sunt doar sănătoase și sățioase, ci și pline de fibre. O singura cană de fasole neagră conține 15 grame de fibre și aproximativ 15 grame de proteine și antioxidanțiFasole verde, populara in bucătăriile din întreaga lume, oferă 11 grame de proteine și 9 grame de fibre intr-o singura porție medie.Avocado. Două lingurițe de avocado conțin aproximativ 2 grame de fibre, iar un fruct întreg conține aproximativ 10 grame. Fibrele   insolubile Ajută conținutul colonului să avanseze în timpul mișcărilor peristaltice ale acestuia, ușurează activitatea sistemului digestiv și contribuie la curățarea colonului. Datorită acestor proprietati fibrele sunt apreciate și utilizate mai ales de către persoanele care suferă de constipatie sau au scaune neregulate. Alimente: faina din grau nerafinată, tărâte din grâu, oleaginoase și diferite tipuri de legume. 

Acidul ascorbic Acidul ascorbic este un acid organic cu proprietăți antioxidante. Apare sub forma unei pudre sau unor cristale albe spre galben deschis. Este implicat în metabolismul glucozei, al colagenului, al acidului folic și al anumitor aminoacizi, în neutralizarea radicalilor liberi și a nitrozaminelor, în reacții imunologice, care facilitează absorbția fierului la nivelul tubului digestiv.

Acidul ascorbic este oxidat foarte ușor și se mai numește și vitamina C (numele de „ascorbic" vine de la proprietatea sa de a preveni și vindeca scorbutul). Primatele (incluzând oamenii) și câteva alte specii din regnul animal, notabil fiind porcușorul de guinea, și-au pierdut proprietatea de a sintetiza vitamina C și trebuie să o obțină din alimentație.

Acidul ascorbic și sărurile sale de sodiu, potasiu și calciu sunt des folosiți ca aditivi alimentari antioxidanți. Acești compuși sunt solubili în apă și, deci, nu pot proteja grăsimile de oxidare: pentru acestea, esterii liposolubili ai acidului ascobic cu catenă lungă de acizi grași (ascorbil palmitat sau ascorbil stearat) pot fi folosiți drepti antioxidanți.

96

Numele aditivilor alimentari europeni relevanți sunt: E300 acid ascorbic, E301 ascorbat de sodiu, E302 ascorbat de calciu, E303 ascorbat de potasiu, E304 esteri ai acidului ascorbic cu acizi grași (i) ascorbil palmitat (ii) ascorbil stearat.

Cantitatea este exprimată în mg la 100 grame de fruct sau legumă, alte produse:

fruct sau

legumă

Cantitatea fruct sau

legumă

Cantitatea

fruct

sau

legumă

Cantit

atea

Billy Goat plum

3150 Broccoli90

Persică

7

Camu Camu

2800Ardei

iute80

Măr 6

Cătină de

garduri2500 Conopidă

40

mură

6

Măceș 2000Prună și pepene

roș

10

Sfeclă

5

Kiwi 90 Banană 9Pară

4

Plante

Fructele de măceș sunt o sursă foarte bogată în vitamina CFructele citrice (lămâie verde, lămâie, portocală, grepfrut), tomatele și cartofii sunt surse comune și foarte bune de vitamina C. Alte alimente care sunt bune surse de vitamina C includ papaya, broccoli, varză de Bruxelles, coacăze, căpșuni, conopidă, spanac, pepene   galben  și kiwi. De asemenea, merișoarele și ardeii iuți sunt surse bogate în vitamina C.Acidul ascorbic şierisorbaţi.11.7.   Îmbrunarea   enzimatică Îmbrunarea enzimatică este specifică alimentelor de natură vegetală.

Fenomenul are loc în momentul în care peretele celular este distrus şi fenolii din produsele vegetale şi enzimele oxidazice specifice vin în contact cu oxigenul.

97

Aspecte importante ale îmbrunării enzimatice:activitatea enzimatică este determinată de etapa hidroxilării monofenolilor şi oxidarea ulterioară la o-chinone.O-chinonele transmit reactivitatea lor prin condensare cu un alt difenol.p-chinonele nu sunt active în formarea pigmenţilor.Toate speciile o-chinonice se transformă în pigmenţi.Reducătorii : SO2, bisulfiţii şi acidul ascorbi ca și gură conservarea fenolilor reactivi. Alte căi de protecţie contra îmbrunării enzimatice sunt:-Limitarea contactului cu O2 atmosfericFormarea unor compuşi de incluziune cu ciclodextrineComplexarea cu polietilenglicoli, poliamide, șilicagel etc.

Îmbrunarea neenzimaticăÎmbrunarea neenzimatică se desfăşoară prin reacţii chimice obişnuite şi implică douăprocese șimultane:Caramelizarea zaharurilor.   Reacţia Maillard.1.Modificările glucidelor la prelucrarea culinară. a). Esenţa proceselor de hidrolizați fermentarea zaharurilor, de caramelizare şi reacţiile de brunificare de tip Maillard.b). Influenţa acestor procese asupra calităţii producţiei culinare. Exemple. c). In produsele alimentare se conţin monoglucide (glucoza, fructoză), diglucide(zaharoză,  lactoză, tregaloză ş. a.), poliglucide, amidon, celuloză, hemiceluloză și substanţe pectice. Modificarea glucidelor la tratarea termică. Glucidele constituie principala sursă alimentară de energie. Ele se conţin în legume, fructe, lapte, ciuperci, făină şi crupe. La prepararea dulciurilor de bucătărie şi preparatelor de cofetărie, pentru dregerea sosurilor, a unor supe se utilizează zaharoză cristalină (zahărul de sfeclă sau de trestie). Comune pentru glucide sunt proprietăţile de a se carameliza şi capacitatea de a fermenta. Majoritatea monoglucicleicr (glucoza, fructoză) sunt hexoze, moleculele lor conţinând 6 atomi de carbon. Formule lor generală este C6H1206.Sub acţiunea fermenţilor drojdiilor glucoza, fructoză se transformă în alcool, bioxid de carbon şi o serie de substanţe secundare: C6H1206. — 2C2H5OH+2CO2

Zaharoza de asemenea poate fermenta, însă în prealabil ea scindează în glucoză şi fructoză:

Fermentaţia alcoolică stă la baza preparării aluatului dospit. Bioxidul de carbon, care se formează în procesul fermetaţiei, afinează aluatul, atribuindu-i porozitate. Sub acţiunea bacteriilor lactice monoglucidele se transformă în acid lactic:

C12H22O11 + H2O → C6H22O6 + C6H12O6

Zaharoză fructoză glucozaC6H1206. — 2C2H5OH+2CO2

d⃗rojdie alcooletilic șsi bioxid de carbon

C6H1206 → 2CH3CH(OH)COOH. Monoglucide acid lactic

98

Fermentaţia lactică decurge paralel cu fermentaţia alcoolică la prepararea aluatului. Esența proceselor de hidratare și fermentare a zaharurilor. Caramelizarea şi reacțiile de bronificare de tip Mailard.

Caramelizarea reprezintă degradarea amplă a glucidelor la încălzirea lor până la temperaturi mai înalte de 1000C în mediu neutru sau puţin acid. In acest caz de la moleculele glucidelor se desprind molecule de apă, iar reziduurile anhidre rezultate combinându-se între ele, formează substanţe de culoare întunecată. La caramelizarea zaharozei se formează mai întâi carmelan — substanţă de culoare galbenă-deschisă, solubilă în apă rece. Apoi se formează carmelen - substanţă de culoare cafenie-deschisă, de asemenea bine solubilă în apă şi în final se  formează o substanţă de culoare cafeniu-întunecată - carmelin, solubilă numai în apă fierbinte.  La caramelizare se formează şi un şir întreg de produse secundare. Produsele caramelizării se folosesc în calitate de coloranţi. Caramelizarea are loc la coacerea merelor cu zahăr şi la prepararea multor produse de cofetărie şi dulciuri de bucătărie. Glucoza, fructoza şi lactoza, care sunt numite glucide reductante au capacitatea de a interacţiona cu aminele (substanţe, ce conţin grupa NH2), inclusiv cu aminoacizii şi cu proteinele.Ca rezultat se formează produse de culoare întunecată — melanoidine (de la rădăcina greacă melano—întunecate. Reacţia de formare a melanoidinelor are o importanţă imensă. Rolul ei pozitiv constă în acea, că: - ea cauzează formarea crustei aurii apetisante la suprafaţa bucatelor prăjite, gratinate şi preparatelor coapte; - produsele secundare ale acestei reacţii participă la formarea gustului şi aromei bucatelor. Rolul negativ al reacţiei de formare a melanoidinelor constă în faptul, că antrenând aminoacizii, ea reduce valoarea biologică a proteinelor şi cauzează întunecarea nedorită a culorii pireurilor de fructe, unor legume şi altor  produse. Diglucidele (zaharoza, lactoza, maltoza) pot să se scindeze prin asocierea apei, cu formarea a două molecule de monoglucide. De exemplu, zaharoza la încălzire cu acizi scindează în glucoza şi fructoză. Acest proces se numeşte hidroliză acidă şi are loc la coacerea merelor, fierberea compoturilor şi jeleurilor. Produsele hidrolizei zaharozei sunt mai dulci decât produsul iniţial. De acea la coacerea merelor gustul lor se schimbă.

2.Caracteristica amidonului.a). Gelifierea amidonului, esenţa proceselor de gelifiere.b). Procesele de retrogradare şi distrucţie a amidonului. c). Influenţa acestor procese asupra calităţii producţiei culinare. Exemple. In celulele bulbilor de cartofi şi altor legume, crupelor, leguminoaselor, în făină se conţin boabe de amidon. Acestea sunt formaţii biologice complexe, care constau în special din două polizaharide — amiloză şi amilopectină. Moleculele acestor polizaharide sunt formate din reziduuri de glucoza (C6H10O5), unite în catene lungi. Moleculele amilozei conţin în mediu aproximativ 1000 de astfel de reziduuri. Cu cât sunt mai lungi catenele amilozei, cu atât mai dificil ea se solubilizează. Amidonul natural este practic insolubil în apă rece. Amiloză micromoleculară (până la70 reziduuri de glucoza) poate să se solubilizeze în apă rece, însă această fracţie de amiloză se conţine în boabele de amidon în cantităţi foarte mici.La încălzirea în apă boabele de amidon se umflă şi suspensia lui cleisterizează. Acest proces decurge în câteva trepte.1

99

6C12H18O9 -12 H2O Caramelan3C24 H26O13 6C12H22O11 2C36H48O24 -27 H2O -18 H2OCaramelin Dizaharid Caramelan

Compușii aminici

Aminozăharuri ProdușiZăharuri reduceătoare

. La încălzirea suspensiei de amidon până la temperatura de 550C boabele lui se umflă, absorbind până la 50% de apă din masa amidonului, vâscozitatea rămânând neschimbată. Procesul este reversibil — după uscare proprietăţile amidonului se restabilesc.2. La încălzirea ulterioară (până la temperatura de 60—100°C umflarea boabelor se accelerează, volumul lor creşte de câteva ori, vâscozitatea suspensiei creşte brusc şi ea se transformă în clei(pap). De acea acest proces se numeşte cleisterizare, în centrul bobului (nucleul creşterii) se formează o cavitate (un balonaş). La această treaptă creşte cantitatea amilozei solubilizate. Soluţia ei rămâne parţial în bob, transformîndu-se în balonaş, şi parţial difuzează în apa înconjurătoare. Pentru fiecare tip de amidon este caracteristică o temperatură proprie de cleisterizare, la care majoritatea boabelor din suspensie absorb o cantitate maximă de apă.3. La încălzirea îndelungată cu exces de apă balonaşele de amidon plesnesc şi vâscozitatea cleisterului se reduce.Amidonul din plantele tuberculifere (din cartofi) cleistere transparente, iar din cerealiere (din porumb)—opace (netransparente) cu consistenţa unei paste. Consistenţa cleisterului este determinată de cantitatea de amidon din suspensie: la un conţinut de amidon de 2—3% el este lichid(jeleuri lichide, sosuri, creme), la un conţinut al amidonului de 6—8% se obţine cleisier dens (jeleuri dense}. Cleister cu o densitate şi mai mare se obţine în interiorul celulelor de cartofi, în terciuri, în bucatele din paste făinoase. La răcirea preparatelor amilacee conţinutul de amiloză solubilizată în ele se reduce şi creşte asprimea preparatelor (asprirea făinoaselor, terciurilor).

Caramelizarea zaharurilorCaramelizarea este un proces complex inter şi intramolecular ce are loc la încălzirea zaharurilor (solide sau lichide) în prezenţa catalizatorilor acizi şi/sau bazici. Produşii caramelizării sunt constituiţi din pigmenţi bruni şi substanţe cu aromă de caramel.În funcţie de parametrii procesului de caramelizare se fabrică diverse sorturi de caramel:A). Aromatizant. B). Colorant artificial. C). Stabilizator de sistem coloidal.

Reacţia MaillardÎmbrunarea neenzimatică şi neoxidativă a alimentelor în urma reacţiilor specifice dintre zaharuri reducătoare şi compuşi   aminici este reacţia Maillard.

Reacția Maillard oferă alimente rumenite cu aroma lor de dorit. Fripturi arse, găluște prăjit-pan, pâine și multe alte alimente face uz de efect.Este o formă de rumenire enzimatică. Schema generală:

100

 Ea rezultă dintr-o reacție chimică între un aminoacid și un zahar reducător , care necesită, de obicei, de căldură .Extrem de important în pregătirea sau prezentarea de mai multe tipuri de produse alimentare, acesta este numit după chimistul francez Louis-Camille Maillard , care a descris-o pentru prima dată în 1912 în timp ce încerca să reproducă biologic sinteza proteinelor . Reactivă gruparea carbonil a zahărului reacționează cu nucleofil   amino grup  de aminoacizi, și formează un amestec complex de molecule slab caracterizate responsabile pentru o serie de mirosuri și arome. Acest proces este accelerat într-un mediu alcalin (de exemplu, leșie aplicat pentru a întuneca covrigi), deoarece amino grupuri (RNH3 + ) sunt deprotonate și, prin urmare, au o creștere nucleofilicitatea . Tipul de aminoacid determină aroma rezultat. Această reacție este o funcție de aromă în industriei. La temperaturi ridicate, acrilamida poate fi formată.  In acest proces, sunt create sute de diferiți compuși de aromă. Acești compuși, la rândul său, rupe în jos pentru a forma încă mai mulți compuși de aromă noi, și așa mai departe. Fiecare tip de aliment are un set foarte distinctiv de compuși de aromă, care se formează în timpul reacției Maillard. 2   Alimente și produse cu reacții Maillard În 1912 Maillard a publicat o lucrare prin care încearcă să explice ceea ce se întâmplă atunci când aminoacizi reacționeaza cu zaharuri la temperaturi ridicate.  Reacția Maillard este responsabilă pentru mai multe culori și arome în produse alimentare:Rumenire de diferite tipuri de carne, cum ar fi friptura, pâine prăjită, biscuiți, covrigii.Cartofi pai. Malț de orz ca în malț   whisky  sau bere. Uscate sau lapte condensat.cafea prăjită. Substanța 6-acetil-2 ,3,4,5-tetrahidropiridină este responsabilă pentru biscuiți ca aromă prezent în produse de patiserie, cum ar fi pâine , floricele de porumb, și tortilla produse.Compusul structural legate de 2-acetil-1-pirolină are un miros asemănător, și de asemenea, apare în mod natural, fără încălzire și oferă soiuri de gătit orez și condimente. Ambii compuși au praguri de miros sub 0,06 mg / l.  Reacțiile de rumenire care apar atunci când carnea este prăjită sau arsă sunt complicate, și apar mai ales când se ividențiază colorarea Maillard, cu contribuții din partea altor reacții chimice.

Tema12. Arome. Formarea aromelor

12.1. Proprietăţile funcţionale a compuşilor chimici în alimente Pentru aprecierea senzaţiilor de gust şi miros se foloseşte termenul - aroma   alimentelor : Definiție. Aroma este un complex de senzaţii compuse din miros şi gust. Alimentele prin masticaţii în cavitatea bucală manifestă senzaţii care determină aroma.Unele substanţe chimice odorante a mirosurilor primare pe care omul le deosebeşte prin senzaţii olfactive.Prin urmare, aroma apare ca rezultatul de interferenţe a senzaţiilor gustative şi olfactive, precum şi de alte senzaţii cutanate:  cald, rece, răcoritor, dureros, plăcut etc. Uneori, pentru apreciere a aromei unui produs intervin şi alte caracteristici cum ar fi textura, consistenţa sau culoarea. De acea aroma nu trebuie considerată ca o senzaţie sincronizată numai a gustului şi mirosului. Aroma este o senzaţie formată în cavitatea bucală de oricare substanţe care stimulează simţurile de gust şi miros. Aroma este o senzaţie deosebit de complexă. Cu ajutorul unor metode fizico-chimice aroma nu poate fi determinată ca atare. Deacea examinarea aromei se face prin analiza senzorială – prin degustări. Degustători cu practică bogată, care posedă o sensibilitate senzorială deosebită, descriu cu anumită precizie aroma produsului alimentar.

101

Proprietăţile funcţionale a compuşilor chimici în alimente Cum a fost apreciat precedent, alimentele prezintă compoziţii alimentare complexe formate dintr-un număr extrem de mare de compuşi chimici. Unul din criteriile de bază este compoziţia chimică a alimentelor. Cum a fost apreciat precedent, alimentele prezintă compoziţii alimentare complexe formate dintr-un număr extrem de mare de compuşi chimici. Unul din criteriile de bază este compoziţia chimică a alimentelor.Pentru produsele alimentare de o importanţă majoră este aprecierea acelor compuşi care determină indicii generali şi specifici a calităţii nutritive şi senzoriale a alimentelor. Este evident, că oricare substanţă chimică a alimentelor se apreciază prin caracteristici fizico-chimice (structura chimică, masa moleculară, temperatura de fierbere, solubilitatea, căldura specifică, entalpia şi altele). În compoziţii alimentare compuşii chimici sunt în permanentă interacţiune între ele. Prin urmare, apar unele efecte chimice, fizico-chimice care dau naştere proprietăţilor nutritive şi senzoriale a alimentelor. În mod general este vorba de proprietăţile funcţionale a compuşilor chimici de care depind indicii generali şi specifici a calităţii alimentelor. În conformitate cu caracteristicile sale fizico-chimice, compuşii chimici exercită diferite funcţii în alimente. Sunt compuşi cu capacităţi de a forma textura alimentelor, compuşi care determină valoare nutritivă, compuşi biologic activi, compuşii care formează aspectul alimentelor şi altele. De exemplu, proteinele, glucidele, lipidele sunt substanţe polifuncţionale. Prin diferite metode de tratament tehnologic, ele pot să se combine în variante extrem de numeroase de diferită structură, aspect, gust, conţinut în nutrimente, valoarea energetică. De asemenea valoarea nutritivă şi calităţile senzoriale, proprietăţile tehnologice a materiei prime depinde de compoziţia chimică şi proprietăţile funcţionale a compuşilor chimici.Proprietăţile funcţionale a compuşilor chimici se apreciază prin caracteristici fizico-chimice, care determină acţiunea şi activitatea lor în formarea valorii nutritive, proprietăţilor senzoriale şi tehnologice a alimentelor.În continuare vor fi prezentate proprietăţile funcţionale a diferitor compuşi chimici de bază a alimentelor, proprietăţile funcţionale a compuşilor chimici care se utilizează ca aditivi alimentari.

12.2. Separări și identifirări de arome..

Aroma este un factor critic în acceptarea unui nou produs alimentar. Cerințele nutriționale si cele ale sanatății sunt importante pentru succesul unui produs, atributele aromei, urmate de cele ale aspectului și gustului sunt cruciale pentru acceptabilitatea consumatorului. Aromatizatorii și potențiatorii de aroma, sunt substanțe care se adaugă în produsele alimentare pentru a imita, modifica, suplimenta sau întări aroma existentă în mod natural în produsele alimentare. Potențiatorii de aromă sunt substanțe care în combinație cu alte ingrediente au proprietăți sinergetice. Substanțele accentuatoare ale aromei sunt lipsite practic de gust sau aromă, dar administrate alimentelor în doze relativ mici, îmbunatățesc substanțial insușirile gustative ale produselor respective.Aromatizanții se adaugă produselor alimentare pentru a : 1. imprima produsului alimentar aroma specifica aromatizantului;2. intensifica aroma specifica;3. modifica aroma specifica;4. masca aroma originala a produsului.

102

Aromele se clasifica in: condimente si plante aromatizante ; oleorezine; uleiuri esențiale; extracte; arome în capsulate. Deoarece substanțele de arome sunt ușor degradate prin oxidare, se folosește metoda încapsularii acestora. În acest scop se realizează o emulsie care se usucă prin atomizare. Datorită emulgatorului utilizat, particulele individuale de substanțe aromatizante sunt încapsulate într-o pelicula fină de emulgator care protejează substanța de aromă de acțiunea oxigenului. Pentru a aromatiza unele produse alimentare, se pot utiliza și asa-numitele arome de fermentare si potențiatori de aromă obținuți cu ajutorul microorganismelor (drojdii, mucegaiuri, bacterii). Aromatizanții de fermentare pot fi obținuți prin utilizarea unor medii sintetice sau naturale. Bioconversia este un alt mijloc de producere a aromelor. Acesta este un procedeu biotehnologic care permite transformarea unei substanțe in alta prin intermediul unui număr redus de reacții enzimatice. De exemplu, numeroase microorganisme sunt capabile sa reducă un amestec de d-1-citronelal și să îmbogațească amestecul in 1- citronelol. Aroma produselor alimentare prelucrate termic se produce în principal prin reacția Maillard și caramelizare. Până acum s-au descris peste 6300 de compuși volatili din alimente și băuturi. Aceștia pot fi clasificați în hidrocarburi, derivați de O, N, și S, esteri, disulfide și metil tioderivați, oxazoli, tiazoli. Se iau în considerare și stereoizomerii naturali.Metodele existente produc arome naturale de calitate inferioara, deoarece se folosește căldura (prin distilare, deshidratare), alte metode duc la rezultate de calitate, dar sunt prea scumpe sau nu pot fi folosite la scara industrială. O noua metoda de extracție a aromelor din plante se bazează pe separarea substanțelor aromatizate în forma lichida sau solidă, preferabil sub formă de suc sau fibre. Aceasta separare eliberează aroma conținută în plantă, forma finală este un bun suport pentru eliberarea proprietățileor organoleptice. Separarea se realizează prin presare la rece (10-180C) prin folosirea unei prese hidraulice. Produsul obținut este de calitate naturală.Enzimele sunt în mod curent folosite extensiv în producția și procesarea alimentelor. Datorită regio- ăi enantioselectivității lor, specificitatea substratului și abilității lor de a funcționa la temperaturi relativ scăzute, este evident faptul că ele pot fi folosite în generarea de arome; de exemplu, esterii alifatici și terpenici pot fi sintetizați de o esterază-lipază preparata din Mucor miehei si Candida cylindricae; în timp ce mentolul poate fi esterificat selectiv în apa saturată cu ciclohexan, folosind o lipaza. Un amestec de enzime din diferite microorganisme sunt frecvent folosite pentru a genera arome de brânză și carne. Folosirea enzimelor pentru a produce noi aromatizanți devine foarte importanta in următorii ani. Grăsimile contribuie în mod decisiv la aromatizarea multor produse alimentare. Dacă ele sunt înlocuite cu analogi sintetici, industria trebuie să dezvolte un sistem alternativ de arome care să compenseze pierderea aromei autentice. Grăsimile necalorice sintetice cum este poliesterul de sucroză (SPE) poate deveni un aditiv important pentru cei care consumă produse dietetice.Compușii heterociclici care conțin azot, sulf și oxigen posedă calități senzoriale puternice la concentrații scăzute. Ele sunt formate în alimente prin degradare termica și prin interreacția compușilor alimentari sau în mai mică măsură prin reacții enzimatice. O cale de a reduce costul aromelor este de a folosi acești compuși. Semnificația aceasta consta în faptul că numai o mică cantitate este necesară pentru a avea o influență considerabilă asupra aromelor din alimente; de aceea sunt extrem de dificil de izolat și identificat datorită concentrației scăzute din alimente. Un exemplu îl constituie 1-p-menten-8 tiol, un compus aromatic din grepfrut, izomerul (+) (R) a acestui compus are o limita de detecție de 2x10-7 ppm, un alt exemplu este 5-butil-4-metil-3-hidroxi-2(H)-furanona care produce aroma de zahar ars, are limita de detecție la 5x10-6 ppm, 2-izobutil-3-metoxi-pirazina izolata din piper are limita la 0,002 ppb in apa, - ionona din uleiul de

103

trandafir bulgăresc are limita de detecție la 0,007 ppb. Această categorie de aromatizanți vor deveni foarte importanți în industria produselor alimentare. Dezvoltarea unor metode sintetice noi și eficiente are un impact major în producerea aromelor cu preț scăzut. Sinteza în mai multe etape a compușilor aromatici și folosirea unor reactivi scumpi, adesea duce la arome mult mai scumpe decât analogii lor naturali. Dezvoltarea unor sinteze eficiente care minimizează numărul etapelor ceea ce înseamnă creșterea randamentului total și descoperirea unor reactivi mai ieftini folosiți în aceste sinteze duce in mod sigur la reducerea costului de producție. De exemplu o noua metoda sintetica si eficienta a fost dezvoltata pentru obținerea L-mentolului folosind un catalizator optic activ (–)-2,2’-bis (difenilfosfino)-1,1’-binaftil, in locul metodei de scindare optica obișnuită; aceasta noua sinteza asimetrică duce la producția comerciala de succes a L-mentolului. O noua provocare pentru industria alimentara este obținerea de arome și coloranți naturali pentru alimentele procesate sub microunde. In cuptorul clasic, mediul cu temperatura înalta face ca suprafața produsului să atingă o temperatura ridicata o lunga perioada de timp, ceea ce înseamnă deshidratare și ardere. Când conținutul de umiditate al alimentului atinge valori scăzute, arderea suprafeței și producerea de arome este consecința reacțiilor Maillard ; pe de alta parte, încălzirea sub microunde, expunerea unei perioade scurte la temperatura nu permite eliberarea aromelor prin reacție Maillard. Astfel se pot adăuga arome la produsul alimentar, dar acesta este un procedeu limitat datorită instabilității aromelor sub microunde. In plus, alimentele nu formează culoarea maronie găsită în procedeul tradițional. O alternativă este descoperirea de arome stabile la microunde care au un gust proaspăt. O alta alternativa este folosirea „aromelor dinamice“ care servesc ca precursori care se degradează pentru a produce efectul dorit în timpul încălzirii sub microunde. Alta metoda pentru a iniția reacția de tip Maillard în produse alimentare împachetate pentru microunde este folosirea tehnologiei susceptorilor. Susceptorii absorb energia microundelor și radiază energie calorica în mediu, astfel se creează o atmosfera similară cuptoarelor clasice. Diverși aditivi alimentari (arome, pigmenți etc.) produse de plante, le fac o sursa potențială a acestor compuși. S-au realizat progrese substanțiale spre dezvoltarea proceselor biotehnologice, pentru a realiza importante produse industriale folosind culturile celulelor de plante. In special aromele (metaboliți specifici plantelor) care au piețe de desfacere suficient de mari și care au o valoare intre 1000-7000 US$/kg sunt atractive. Exemplele includ quasina (din   Quassia amara) valorează 5000 US$/kg, iar pigmentul safran (din Crocus sativa) valorează 1000 US$/kg. Unele realizări în domeniul aromatizantilor includ producția diferiților compuși din alcaloizi cum este chinina, din compuși fenolici cum este capsaicina și din terpeni.O tendință importanta care afectează industria alimentara este teama psihologica a aditivilor sintetici, produsele alimentare care sunt marcate cu „arome naturale“ au un avantaj de piață asupra produselor similare conținând arome sintetice. Această preferință de consum a dus la creșterea cererii de arome naturale, rezultând un preț mai ridicat in comparație cu aromele sintetice corespunzătoare. Din cauza concentrației scăzute in arome „naturale“ în sursele biologice, izolarea si extracția acestor compuși este adesea scumpă.Este necesar sa se aibă in vedere interacția dintre arome și componentele alimentare pentru o mai buna aromatizare a produselor alimentare. Compușii care produc arome în alimente sunt deseori volatili și tind sa se evapore în timpul uscării (încălzirii). S-a descris acest proces folosind o analiza binara, unde soluția concentrată care se formează la suprafața alimentului în timpul uscării devine permeabila selectiv numai pentru apă. Acesta este cunoscut ca și conceptul difuziei selective. S-a folosit o analiza de difuzie ternara pentru a descrie pierderea aromelor în timpul uscării. Folosind experimente și calcule teoretice s-a arătat că aromele pot fi conduse înapoi in interiorul alimentului in timpul unei uscări rapide

104

12.3. Formarea aromelor.Spectrul larg al posibilelor arome produse prin reacția Maillard, face ca această reacție să crească în importanță. Dacă chimia detaliată a intermediarilor cheie, a compușilor amatori, este bine înțeleasă în termenii produșilor de descompunere termică, aceasta poate contribui imens în dezvoltarea unei game largi de precursori de aroma. Anumiți produși ai reacției Maillard prezintă proprietăți antioxidante. Reacția Maillard a glucozei marcată cu C 13   cu prolină a fost investigată prin GC/MS. Prin poziția distinctă a marker-ului se poate stabili căile de formare a câtorva arome: maltoxazina, cycloten, ciclopenta [b] azepinona, și ciclopenta [b] piridinona, acetil-tetrahidropiridina și 2 acetil-pirolina. Din aceste rezultate autorii au dezvoltat o noua cale sintetica pentru arome interesante care au o structura de  -enamino-cetona, ca și pentru kahweofuran o importanta aroma a cafelei prăjite.Reacția Maillard este inițiată de condensarea dintr-un zahar reducător și o grupă amino, astfel se obține o N-glicozilamină cu eliminare de apă, prin intermediul unei baze. După rearanjarea N-glicozilameinei, aceasta se transformă intr-o deoxihexozonă care este un intermediar reactiv. Degradarea și fragmentarea este facilitată de rearanjarea compusului. Prin condensare, pirazinele, unul din produții finali, este generată ca o formă stabilă care dă aroma. Reacția este influențată de condițiile fizice si chimice.Izomerii optici pot da senzații diferite din punct de vedere al aromei, de exemplu D(+)-1 metil-4-izopropenil-6-ciclohexen-2-ona (D(+) Tioalcanedionele (RS)CR1R2COCR3O [R – cicloalchil, alchenil, alchinil, heterociclil; R1 – H, alchil; R2R3 – H, cicloalhil, alchenil; R1R2, R2R3 – alchilene] sunt preparați ca aromatizatori. O soluție de tiofen 2 tiol în Et2O a fost tratată cu tBuOK și 1 bromobutil-2,3 diona pentru a forma 4(2 tieniltio) butan 2,3 diona.Esterii acidului cinamic (diacetil sau 2 fenil etil) sunt utilizați ca si ingredienți activi pentru aroma de unt, iaurt sau se pot folosi ca și aroma de fructe pentru băuturi.Ca exemplu de agenți de aromatizare pot fi exemplificați: ribonucleotide (inozinat de sodiu, guanilat de sodiu, xantilat de sodiu), glutamatul monosodic, safrolul, eugenolul, metilantranilatul, maltolul, anetolul, carvona, mentolul, vanilia etc.

105

  

Fig. 1. Agenți de aromatizare Safrolul   este constituentul principal al uleiului de sassafras. Safrolul și anetolul sunt compuși fenolici care provin de la fenilalanină.Maltolul (acidul larixinic) este un derivat natural al α pironii (2 metil 3 hidroxi 4 pirona), (p.t. = 162-164oC, sublimează la 93oC) este relativ mult răspândit in vegetale. A fost izolat din acele de brad si din coaja de zada; de asemenea se formează la prăjirea malțului și la hidroliza streptomicinei. Aceasta combinație da cu FeCl3 (ca și celelalte α hidroxi pirone) o colorație roșie caracteristica.Glutamatul monosodic (MSG) este o pulbere cristalină albă, cu miros și gust slab exprimate de carne, este solubil în apa și alcool, îmbunatatește gustul alimentelor.Un aromatizant important în industria alimentara este mentolul. Acesta se obține prin extracție din menta (Mentha piperita). In țara noastră s-au realizat culturi intense de mentă, pentru extracția mentolului, dar procentul acestuia este foarte scăzut. Astfel, s-a încercat producerea sa pe cale sintetică.

106

Fig. 3. Mentolul Vanilia (eterul monometilic al aldehidei protocatehice), un alt aromatizant important, se obține prin extracție din arborele de vanilie. Industrial se obține sintetic. Prin diferite degradări, ca scindarea oxidativa, distilarea cu pulbere de zinc și distilarea uscată a ligninei se formează guaiacol-ul și derivați ai acestuia: vanilina, eugenol etc.

Fig. 4. Vanilina Vanilia este fără excepție cel mai popular aromatizant. Provine dintr-o planta aparținând familiei orhideelor numita Vanilia planifolia. Exista mai multe varietăți dintre care amintim: mexicana, Bourbon (provine din insulele de pe coasta de est a Africii, Madagascar), Tahiti, sud-americana (Guadeloupe, Dominica, Martinica) si Java (Indonezia). Din varietatile mexicana si Bourbon se obține cel mai bun extract de vanilie.

Ciocolata și cacaoa sunt alți aromatizanți des utilizați, mai ales în cofetărie.Cacaoa este fructul arborelui Theobroma cacao (Cacao – hrana zeilor), care creste in regiuni ca Mexic, America Centrala si de Sud, India de Vest, coasta Africii de Vest.Exista doua tipuri de cacao sau ciocolată: americană (comuna) și daneză. Cea din urmă este tratată cu baze (hidroxid de sodiu), pentru a-i creste solubilitatea, pentru a o închide la culoare și pentru a-i modifica aroma.

Tema 13. Substanţele străine în alimente

Produsele alimentare conţin un număr extrem de mare de compuşi chimici care nu aparţin substanţelor nutritive. Cele mai răspândite substanţe secundare în alimente sunt fibrele alimentare, substanţele străine, aditivii alimentari, substanţele toxice. Compuşii organici de origine naturală celuloza, lignina, substanţe pectine, gume vegetale este o grupă de polizaharide nedigestive care se numesc fibre alimentare. Compuşii chimici a produselor alimentare care manifestă proprietăţi deosebite de macro- şi micronutrimenţi pot fi numite substanţe secundare (străîne).Aditivii alimentari sunt compuşi chimici naturali şi sintetici carese administreză în alimente în cantităţi strict reglementate de legislaţiile în vigoare şi se caracterizează prin proprietăţile salefuncţionale.

107

De exemplu, un număr de aditivi alimentari se utilizează pentru ameliorarea aspectului, aromei, gustului, texturei alimentelor. Prevenirea proceselor de alterare şi stabilizarea alimentelor poate fi realizată cu ajutorul antioxidanţilor, conservanţilor chimici. Substanţele străine (accidentale) sunt compuşi chimici organici şi anorganici care pot pătrunde în alimente prin ocazie. Pentru produsele alimentare conţinutul substanţelor străine este reglementat în cantităţi extrem de mici.Poluarea materiei prime şi a alimentelor cu substanţă chimică accidentală depinde de Starea mediului ambiant.  Poluarea este posibilă din sol, apă, aer. În fluxul tehnologic de producţie este posibilă poluarea prin contactarea semifabricatelor, produselor cu utilaj tehnologic, ambalaje.Din totalitatea substanţelor secundare fac parte şi substanţe străîne toxice, care au denumirea-xenobiotici.Xenobiotici sunt compuşii chimici în componenţa produselor alimentare care după natura şi provenienţa lor manifestă proprietăţi nocive.După provenienţă substanţele toxice sunt divizate în trei grupe:a) substanţe toxice accidentale din mediu ambiant( contaminanţi);b) compuşi chimici nativi a alimentelor cu proprietăţi nocive;c) compuşi chimici care se introduc în alimente în scop tehnologic(aditivi alimentari,  asistenţi tehnologici).În grupa contaminanţilor se includ elemente cu proprietăţi nocive (metalele grele: Hg, Pb,Cd, Al, As, Cu, Zn, Sn); radionuclizii (izotopii 90St,137Cs ,144Co), pesticide, nitraţii şi nitriţii, nitrozamine, erbicide, fitohormoni, antibiotici, hidrocarburi policiclice aromate. Alimentele pot fi poluate cu substanţe toxice de origine microbială: micotoxine, aflotoxine. În compoziţia chimică a unor produse alimentare pot fi prezenți compușii naturali care nu manifestă proprietăţ toxice, însă ele au capacitatea de a reduce sau bloca metabolismul şi asilarea nutrimentelor de către organismul uman. Din aceste substanțe alimentare fac parte înhibitorii enzimelor digestive; glicozizi (amigdalina, limarina); amine biogene (serotonina,histamina, tiramina); alcaloizi (morfina, cofeina, teobromina), ciclopeptide (α-amonitina în ciuperci), alcool etilic.

Tema 14. Aditivi alimentari.

În industria alimentară pentru fabricarea suplimentelor și produselor alimentare se folosește o gamă mare de substanțe chimice, în prezent sunt cunoscute aproximativ 5000 de substanțe. Scopul principal al utilizării acestor substanțe, admise pentru utilizare în industria alimentară, prezintă o clasă de compuși numiți aditivi alimentari.Aditivi alimentari reprezintă compuși chimici, naturali sau sintetici, care nu se folosesc ca produse alimentare sau ca componente naturale a alimentelor, însă se introduc în mod special în alimente, în procesul de fabricare, cu scopul de a ameliora calitatea senzorială a alimentelor, devenind parte componentă a compoziției chimice a produselor alimentare.De regulă, aditivii alimentari nu au valoare nutritivă și nu sunt folosiți pentru ameliorarea valorii nutritive a alimentelor. Introducerea lor intenționată urmîrește scopurile:1. ameliorarea tehnologiei de fbricare a alimentelor la diverse etape ale procesului de prelucrare a materiei prime, la prepararea, ambalarea, manipularea, transportarea sau depozitarea alimentelor;2. ameliorarea calității senzoriale a alimentelor (gust, aspect, textură, miros etc.);3. protejarea calității naturale și prelungirea termenului de valabilitate al produselor finale.

108

În componența aditivilor alimentari nu se includ condimente (ele prezintă componente naturale ale alimentelor), micro- și macronutrimenții(proteinele, aminoacizii, acizi grași esențiali, mictoelementele, vitaminele), care sunt folosiți pentru a menține sau a sporivaloarea nutritivă a alimentelor.Criteriul general care permite utilizarea aditivilor alimentari este inofensivitatea lor. Se acceptă utilizarea oricărui aditv alimentare, dacă el nu provoacă risc pentru sănătatea consumatorilor.Utilizarea aditivilor alimentari este reglamentată la nivel internațional Codex Alimentarius care a publicat lista aditivilor alimentari care pot fi utilizați în diferite ramuri ale industriei alimentare. Decizia de a folosi sau nu folosi aparține fiecărui stat. În Republica Moldova a fost elaborată și aprobată lista oficială de aditivi alimentari publicată în anul 2002 sub denumirea de ,,Norme și Reguli sanitare privind Aditivii Alimentari”.Conform acestor ,,Norme” toate produsele alimentare produse sau importate în țara noastrî, vor fi acceptate doar acele ce conțin aditivi care corespund documentului în vigoare ,,Norme și Reguli sanitare privind Aditivii Alimentari”.

14.1. Principiile generale de utilizare a aditivi alimentari.Aditivi alimentari reprezintă compuși chimici, naturali sau sintetici, care un se folosesc ca produse alimentare sau a componente naturale a alimentelor, însă se introduc în mod special în alimente, în procesul de fabricare, cu scopul de a ameliora calitatea senzorială a alimentelor, devenind parte componentă a compoziției chimice a produselor alimentare.

De regulă, aditivii alimentari nu au valoare nutritivă și nu sunt folosiți pentru amleorarea valorii nutritive a alimentelor.Introducerea lor intenționată urmărește următoarele scopuri: a). ameliorarea tehnologiei de fabricare a alimentelor la diferite etape ale procesului de prelucrare a materiei prime, la prepararea, ambalarea, manipularea, transportarea sau depozitarea alimentelor;b). ameliorarea calității senzoriale a alimentelor (gust, aspect, textură, miros, etc.);c). protejarea calității și prelungirea termenului de valabilitate al produselor finale.În compoziția aditivilor alimentari nu se includ:- condimentele (ele prezintă componente naturale ale alimentelor), micro- și macronutrimenți (ptoteine, aminoacizi, acizi grași esențiali, microelemente, vitaminele), care sunt folosiți pentru a menține sau spori valoarea nutritivă a alimentelor.- Criteriul general, care permite utilizarea aditivilor alimentari este inofensivitatea lor.Se admite utilizarea oricărui aditiv alimentar, sau nu poate fi înlocuit cu altul, dacă aceștea nu provoacă risc pentru sănătatea consumatorilor.Utilizarea aditivilor alimentari este reglementată la nivelul internațional Codex Alimntarius.

14.2. Clasele funcționale ale aditivilor alimentari. Pentru utilizare a aditivilor alimentare pe plan internațional a fost elaborat sistemul de cobificare al aditivilor. Onfform acestui sistem, fiecare aditiv se notează cu litera E și un număr format din trei sau patru cifre (Internațional Numbering System-INS) după cum urmează?1. conservanți 200…299-substanțe care blochează alterarea microbiologică a alimentelor și prelungește durata de păstrare a produselor finite;2. coloranți E 100…199- substanțe care colorează, stabilizează sau restabilește culoarea alimentelor;3. edulcoranți (îndulcitori)- substanțe care au giferit grad de gust dulce de mono- și dizaharide

109

4. antioxidanți E 300…399- substanțe care întrerup sau blochează procesul de cegradare oxidativă a compușilor chimici ai alimentelor, protejându-le de alterări cauzate de oxidare (râncezirea grăsimilor, oxidarea substanțelor biologic active, degradarea culorii);5. acidulanți E 300…399- substanțe care măresc aciditatea unui produs alimentar și-i conferă gust acru;6. emulgator E 400… 499- substanțe care reduc tensiunea superficială la două faze insolubile cu formarea compozițiilor omogene de tip apă/lichide sau lichide/apă;7. antispumanți- substanțe careprevin sau reduc formarea spumei;8. stabilizatori E 1100…1199- substanțe care prin acțiunea fizico-chimică blochează procesele de degradare, descompunere a structurii și texturii alimentelor, protejează aspectul, gustul, mirosul etc.;9. substanțe aromatice identic naturale- compuși chimici,compoziții de compuși chimici,extracte din materii prime vegetale sau animale cu diferite mirosuri;10. substanțe aromatice artificiale- substanțe aromatice sintetice care nu au fost identificate în produsele naturale, etc.

14.3.   Radicalii liberi Radicalii liberi sunt molecule foarte reactive şi instabile care deteriorează celulele sănătoase,

ceea ce duce la îmbătrânirea internă, precum şi la semne vizibile de îmbătrânire externă. Aceştia sunt foarte reactivi şi instabili deoarece au în învelişul lor electronic unul sau mai mulţi electroni nepereche. Pentru informaţii mai aprofundate vezi aici.

Radicalii liberi sunt reprezentați de un atom, un grup de atomi sau o moleculă care au în învelişul lor electronic un electron cu spinul necompensat.

Electronii se rotesc în jurul propriei lor axe – mişcare de spin – şi o pot face în sensul convenţional al acelor de ceasornic sau în sens contrar. De aici rezultă un moment cinetic de spin care poate lua două valori, numerotate cu 1/2 şi – 1/2. Conform principiului de excluziune al lui Pauli, doi electroni pot ocupa acelaşi nivel energetic numai dacă spinii lor sunt diferiţi sau antiparaleli. Electronii nepereche de pe straturile exterioare ale radicalilor liberi nu modifică sarcina electrică a acestora.

Radicalii liberi pot fi negativi, pozitivi sau neutri din punct de vedere electric (Cheeseman and Slater, 1993). Sarcina electrică se referă la numărul de electroni (-) raportat la cel de protoni (+), în vreme ce caracterul de radical liber este legat de aranjamentul spaţial al electronului extern.

Aceşti radicali liberi ai oxigenului, denumiţi si specii oxigen-reactive (ROS), prezintă o serie de caracteristici:

conţin unul sau mai mulţi electroni celibatari (nepereche);din punct de vedere electrostatic, pot fi neutri sau încărcaţi pozitiv ori negativ;posedă o foarte mare reactivitate chimică (dependentă de concentraţie si temperatură, pH,

potenţial redox); cei cu structură simplă au o durată de viaţă foarte scurtă; cei cu structură complexă au o stabilitate mai mare.

III     Surse de radicali liberi Radicalii liberi ai oxigenului se formează la nivel mitocondrial, în cursul lanţului respirator,

dar si în urma unor reacţii enzimatice. Viteza de formare a radicalilor liberi ai oxigenului depinde de viteza de utilizare a oxigenului şi este direct proporţională cu numărul de mitocondrii din celulă.

110

14.4.ColoranțiÎn industria alimentară se folosesc coloranți naturali și coloranți sintetici alimentari de

origine organică și anorganică. Coloranții naturali se obțin prin extragere din plante, semințe, tulpini, rădăcini, etc., ca exemplu, de pigmenți naturali sunt caratenoizii, acticianii, flavonoidele, clorofila. Ei nu sunt nocivi.

De exemplu, clorofila (E140)- pigment natural, liposolubil, de culoare verde. Se extrage di urzică și alte plante bogate în clorofilă. Clorofila este instabilă și se oxidează foarte ușor, tansformându-se în culoare verde-cenușie. Datorită acestor proprietăți clorofila nu se întrebuințează în funcție de colorant natural.

Curcuminele (E100) – au sursă naturală-(șofranul de India). Este un colorant natural, de culoare galbenă, insolubil în apă. Se utilizează în forma sa solubilă la producerea diferitori alcooli, margarinei,emulsiilor de grăsimi, vinurilor gemurilor, gelurilor, marmeladelor, pateurilor, salamurilor și produselor din pește. Din clasa derivaților, se utilizează colorantul natural indigocarmina, pulbere solidă, solubil în apă și alcool etilic, utilizat în cofetărie și în tehnologia fabricării băuturilor răcoritoare.

Coloranții sintetici alimentari obținuți prin sinteză chimică sunt mult mai efectivi din punct de vedere tehnologic. Ei au o putere de colorare mare, sunt destul de rezistenți la modificările temperaturii, valorilor PH-ului și sunt mai iefteni decât cei naturali. Ca exemplu, coloranții azoici, conțin grupa de bază cromoforă azo

(-N=N-) și grupe auxocrome hidroxilice, aminice, carboxilice și. altele ca Tetrazina (E102) - colorant galben hidrosolubil utilizat la fabricarea sucurilor,

dulcețurilor,marmeladelor, gumelor de mestecat, gelurilor, gemurilor, budicelor, muștarului, iaurtului, supelor, peștelui conservat, băuturilor (Fanta) și azorubina (E122)– colorant roșu hidrosolubil obținut din gudron, care se adaugă la dulciuri, marțipan, cristale pentru geluri. Poate produce reacții adverse la persoanele asmatice și la cele alergice la aspirină. Este interxis în Japonia, Suedia, SUA, Austria și Norvegia.

14.5.ConservanțiStructura chimică a conservanților- determină capacitatea de inactivare sau distrugerea

microorganismelor sub formă de spori sau celule vegetative. În prezent nu există conservanți chimici universali, care ar putea distruge sporii,și celulele vegetative ale diferitor specii de bacterii, drogdii, mucegaiuri în ansamblu, de aceea se aplică dui sau trei componenți. Ca exemplu:

Denumire conservan

ților

Bacterii

Drojdii

Mucegaiuri

Acidul sorbic

și sărurile lui

+ ++ ++

Acidul p-benzoic

și sărurile lui

+ ++ ++

Sulfiți + + ±Propionați ± + +

Nitriți + - +Difenil - + +

111

Notă: (++) - activitate ridicată a conservantului; (+) - activitate medie a conservantului; (±) – activitate redusă a conservantului; (-) – lipsă de activitate a conservantului.

Acidul sorbic și sărurile lui(E201) –Sosbat de sodiu-CH3-CH=CH-CH=CH COONa(K,Ca) se utilizaază în diferite ramuri ale industriei alimentare,

pentru conservarea produselor din fructe și legume, băuturi aloolice și răcoritoare, alimentelor lactate, în special a brânzeturilor, produselor de panificație, alimentelor deshidratate, produselor din ouă, conservarea diferitor semifabricate etc.

Acidul benzoic și sărurile lui. Benzuat de sodiu (K,Ca)-C6H5COONa se folosesc la conservarea unui asortiment larg de gemuri, jeleuri, sucuri, băuturi răcoritoare aromatizate și altor alimente cu aciditate ridicată.

Dioxidul se sulf și derivații lui. În prezent în calitate de conservanți chimici sunt utilizați agenți de sulf: dioxidul de sulf și sărurile acidului sulfuros.

Dioxidul de sulf interacționând cu apa dă naștere la acidul sulfuros, compus nestabil H2SO3

conform schemei reacției; SO2+ H2O ↔ H2SO3 cu aciditate antibacteriană, utilizați la tratarea vinurilor, tratarea superficială a fructelor, prelungind durata lor de păstrare (mere, struguri, etc.)

14.6. Antioxidanții

Adizivii naturali sau sintetici, care manifestă capacitatea de a preveni oxidare produselor alimentare, în special a lipidelor, acizilor garși neesențiali, sunt antioxidanți. Utilizarea antioxidanților permite de a prelungi durata de păstrare a alimentelor și semifabricatelor, prin protejarea lor de degradarea oxidativă. Majoritatea antioxidanților sunt destinați pentru prevenirea oxidării lipidelor. Mecanismul acțiunii antioxidanților constă în întreuperea lanțului reacțiilor chimice radicale, prin inacțiunea sau blocarea radicalilor liberi- peroxizilor (ROO*) și hidroperoxizilor (ROOH).

Din autooxidanț de origine naturală în primul pând este necesar de menționat acidul-L-Hidroascorbic (E300) și sărurile sale: de sodiu (E301),de calciu (302), de potasiu (E303).

Utilizarea acestor antioxidanți sete extrem de variabilă, datorită proprietățileșor lor reducătoare și a capacității de a decolora cumpușii de culoare brună care se acumulează în alimente în urma proceselor de caramelizare a zaharurilor, compușilor reacției lui Millard.

În calitate de antioxidant hidrosolubil, acidul ascorbic și sărurile lui, se folosesc la tratarea sucurilor de fructe și nectarelor, gemurilor și gelurilor extra,fructelor și legumelor congelate, refrigerate, laptelui praf deshidratat, cartofilor decojiți, cărnii tocate proaspete etc.

De asemenea acidul ascorbic se utilizează în scopul prevenirii degradării oxidative a uleiurilor și grăsimilor de origine vegetală și animală, margarinei. Însă, fiind insolubil în lipide,acidul ascorbic, exercită funcția de sinergetic- leagă metalele grele în combinații complexe. Antioxidanții prin definiție, sunt aditivi alimentari care prelungesc durata de păstrare a produselor alimentare, prin protejarea lor față de deteriorarea cauzată de reacțiile de oxidare.Reacțiile de oxidare pot produce radicali liberi care declanșează reacții în lanț cu efect de distrugere a celulelor, astfel antioxidanții întrerup reacțiile în lanț prin îndepărtarea intermediarilor radicalici și determină inhibarea altor reacții de oxidare prin propria lor oxidare.Lipidele sunt constituenți importanți ai alimentelor, dar sunt compușii cei mai susceptibili de a fi degradați prin reacții de oxidare directa produsa de oxigenul atmosferic , datorita conținutului lor de acizi grași polinesaturati.Grăsimile (esteri ai glicerinei cu acizi grași) îndeplinesc funcții nutriționale importante prin asigurarea conținutului caloric al alimentelor, ca surse de acizi grați esențiali( ex. acid linolic CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH), sau ca solvenți pentru vitaminele liposolubile (A, D, E, K). Acestea au rol important și in definirea unor proprietăți senzoriale ale alimentelor cu

112

implicații asupra atractibilității la consum al cestora.Reacția de oxidare afectează nu numai grăsimile, ci si fosfolipidele ( esteri ai glicerinei cu doua resturi de acid gras si cu un derivat de acid fosforic), componente ale membranei celulare, dar și principalii compuși tensioactivi prezenți in mod natural in alimente, precum si alți constituenți ai alimentelor cum ar fi carotinoidele și unele componente de aroma (uleiuri esențiale).Un nivel redus de antioxidanți sau inhibarea unor enzime antioxidante determina stările de stres și distrugerea celulelor (antioxidanții sunt intens studiați in farmacologie și boli degenerative).Antioxidanții se recomanda ca suplimente nutritive pentru menținerea stării de sănătate, posibila prevenire  ancerului au bolilor cronariene.Reacțiile de oxidare ale grăsimilor (acizii grași nesaturați din componenta acestora) au loc sub acțiunea oxigenului din aer conducând la produși de degradare.Aceste reacții sunt inițiate de lumina, substanțe generatoare de radicali liberi, metale grele (Cu, Fe) sau enzime (lipoxigenaza, enzima prezentă in mod natural în plante).Degradarea oxidativa a grăsimilor sub influenta oxigenului din aer produce râncezirea , ce reprezintă o reală problemă cu impact asupra producției, stocării si utilizării grăsimilor alimentare si are următoarele consecințe :• Modificarea proprietăților senzoriale (gust, miros) care le face improprii consumului alimentar.• Modificarea valorii nutritive prin degradarea acizilor grași polinesaturați (ω-6,ω-3) indispensabili organismului uman și inactivarea vitaminelor A, D, E.• Formarea de substanțe toxice care lezează mucoasa gastrică cu scăderea coeficientului de utilizare digestiva a alimentelor.• Modificarea culorii prin oxidarea grăsimilor determină închiderea culorii alimentelor.Antioxidanţii sunt molecule stabile cu electroni în plus sau cu capacitatea de a primi electroni suplimentari.Antioxidanţii constituie sistemul natural de apărare al organismului împotriva efectelor dăunătoare ale radicalilor liberi. Ei apără structurile celulare şi ADN-ul de efectele dăunătoare ale radicalilor liberi ce caută să fure electroni. Deoarece radicalii liberi nu sunt creaţi numai în mediul înconjurător, ci şi în organismul nostru, pentru sănătate şi longevitate, internă şi externă, este esenţial ca să avem un flux conținuu de antioxidanţi.Antioxidanţii donează sau primesc un electron suplimentar pentru a neutraliza radicalii liberi şi a pune capăt efectului de cascadă al oxidării.

14.7. EmulganțiiEmulganții sunt compuși chimici care reduc presiunea superficială la limita de separare a fazelor hidrofile și hidrofobe, formând emulsii sau sisteme coloidale stabile.Emulgatori sunt utilizați pentru obținerea și stabilizarea texturii omogene a produselor alimentare, care conțin două sau mai multesubstanțe imescibile. De regulă, lipidele, derivații lipidelor și a compușilor hidrosolubili, apă, prezintă substanțe imescibile. Majoritatea produselor alimentare după textură prezintă emulsii și pot fi obținute numai cu ajutorul emulgatorilor (untul-de-vacă, margarina, ciocolata, sucurile, salamurile, halvaua,biscuiții, pateurile etc.). Generalități. Pâinea este un aliment de baza, pe care îl consuma zilnic oamenii din întreaga lume. Pâinea este foloșită la fiecare masă, în diverse feluri. La micul dejun pîinea se mănâncă prăjită, face parte din sandwichuri și se servește la pranz alături de diverse preparate culinare. De-a lungul timpului, păînea a fost o sursa principala de hrana. Cu toate acestea, putini oameni știu ce conține pâinea sau ce produse de panificație trebuie să aleagă pentru o sănătate și nutriție optimă. Multe produse de panificâtie care sunt promovate ca fiind naturale sau sănătoase conțin îngrediente și aditivi care pot fi dăunători pentru sănătatea unei persoane. Cei mai mulți oameni consumă aceste produse fără să citească înformațiile nutriționale sau îngredientele de pe

113

eticheta acestora. Prin consumul excesiv de produse de panificâtie, în lipsa altor produse alimentare, organismul este privat de multe vitamine și minerale, inclusiv fier și acid folic.

14.8 Clasificare.   Codificarea aditivilor

Aditivii  alimentari  pot  fi  clasificați  având  în  vedere  mai  multe  criterii:A). în   funcție   de   scopul   urmărit   și  efectul  asupra  produsului, aditivii  pot  fi clasificați astfel:- aditivi  organoleptizanți; -coloranți; -decoloranți; -amelioranți  de  culoare;-aromantizanți si potențiatori de arome; amelioranți     de   gust ; -edulcoranți;emulgatori; gelifianți; acidulanți; aditivi   conservanți; antioxidanți; neutralizanți;antiseptice; antibiotice; alti  aditivi  din  aceasta  familie aditivi  nutriționali aceștia  se   numesc   și   tonifianți , fiind   de   fapt   substanțe   din   categoria nutrienților   care   se   adaugă   în   acele   produsele   alimentare   în   scopul creșterii   valorii   nutritive: aminoacizi, proteine, saruri   minerale,vitamine. O altă  clasificare  întalnită  în  literatura  de  specialitate  împarte aditivii  alimentari  în  funcție  de  acțiunea  acestora  în:conservanți  alimentari, care asigura   prelungirea   datei   de   păstrare, a   stabilității   produselor alimentare, au   actiune   bacteriostatică . Principalii   conservanti   alimentari   admisi   prin   normele   de   igiena   sunt :acidul  benzoic, sarurile  acidului  benzoic de  potasiu (K), calciu (Ca), sodiu (Na),acidul  ascorbic, sarurile  acidului  ascorbic  de  potasiu (K), calciu (Ca), sodiu (Na)acidul  propionic, sarurile  acidului  propionic  de  potasiu (K), calciu (Ca), sodiu (Na)nitratii  de  sodiu (Na)  si  de  potasiu (K).

Antioxidantii  alimentari sunt   substanțe  care  asigură  stabilitatea  grăsimilor  și  produselor alimentare  ce  conțin  grașimi, cu  excepția  untului   ( la  care  nu  se admite  folosirea  lor).Acțiunea  antioxidantă  se  datorează  faptului  că  aceste  substanțe  au capacitate  marită  de  a  lega  oxigenul, comparativ  cu  gliceridele, acizii grași  nesaturați  care  leagă  mai  greu ( se  marește  perioada  de  inducție a  râncezirii), de  exemplu:tocoferolul,  alfa substanțe  de  sinteză:- galatul  de propil;- galatul  de octal;- galatul de  duodecil.Anumite  substante  biochimice  măresc  efectul  antioxidant  al  acestor substanțe ( substanțe  sinergetice): acidul  citric, acidul  ascorbic alte  substanțe  din  această  categorie.Efectul  sinergetic  se  datorează  blocarii  metalelor  ce  favorizează râncezirea  grăsimilor. Aromatizanții  alimentariCuprind  substanțe  naturale  sau  sintetice  foarte  variate  utilizate  pentru potentarea  aromei  și  gustului  produselor  alimentare  care  nu  conțin  sau conțin  arome  în  cantități  insuficiente. Amelioratorii  alimentariSunt  substanțe  biochimice  naturale  sau  sintetice, utilizate  pentru  modelarea anumitor  proprietăți  ale  produselor. Pot  fi: organoleptizanți. Acestia  potenteaza  sau  contribuie  la  formarea aspectului, culorii  și  gustului.

114

GUVERNUL. HOTĂRÎRE Nr. 229 din  29.03.2013 Pentru aprobarea Regulamentului sanitar privind aditivii alimentariPublicat : 05.04.2013 în Monitorul Oficial Nr. 69-74     art Nr : 283     Data intrarii in vigoare : 05.10.2013În temeiul art. 6 şi art.72 din Legea nr.10-XVI din 3 februarie 2009 privind supravegherea de stat a sănătăţii publice (Monitorul Oficial al Republicii Moldova, 2009, nr.67, art.183), art. 9 din Legea nr.78-XV din 18 martie 2004 privind produsele alimentare (Monitorul Oficial al Republicii Moldova, 2004, nr.83-87, art.431), cu completările ulterioare, Legii nr. 422-XVI din 22 decembrie 2006 privind securitatea generală a produselor  (Monitorul Oficial al Republicii Moldova, 2007, nr.36-38, art.145), cu modificările ulterioare, precum şi în scopul asigurării unui nivel înalt de protecţie a sănătăţii populaţiei, Guvernul HOTĂRĂŞTE:     1. Se aprobă Regulamentul sanitar privind aditivii alimentari (se anexează).   2. La data intrării în vigoare a prezentei hotărîri Ministerul Sănătăţii va abroga Normele şi Regulile sanitare privind aditivii alimentari nr. 6.10.3.46 din 17 decembrie 2001, aprobate prin Hotărîrea medicului şef sanitar de stat al Republicii Moldova nr. 05a-00 din 17 decembrie 2001 (Monitorul Oficial al Republicii Moldova, 2002  nr. 50-52, art. 123 ).    3. Prezenta hotărîre intră în vigoare după 6 luni de la data publicării în Monitorul Oficial al Republicii Moldova.    4. Controlul asupra executării prezentei hotărîri se pune în sarcina Ministerului Sănătăţii.

    PRIM-MINISTRU                                                      Vladimir FILAT

    Contrasemnează:    Ministrul sănătăţii                                                       Andrei UsatîiNr. 229. Chişinău, 29 martie 2013

Pentru a avea o reglementare forte precisă în acest domeniu și pentru a facilita informarea consumatorilor, Uniunea Europeana a decis, în anul 1979, prin intermediul Comisiei Codex Alimentarius, ca fiecare aditiv autorizat sa fie semnalat pe etichete sau pe ambalaje prin litera E, urmată de trei sau patru cifre. Clasificarea Codex Alimentarius  în cazul aditivilor și auxiliarilor coincide cu clasificarea Comisiei Economice Europene (CEE). Aceasta măsura a fost preluată și de multe state din afara Uniunii, inclusive tara noastră.

Această codificare alocată fiecarui aditiv alimentar indică faptul că:a fost testat pe animale și s-a dovedit sigur pentru consuma fost inregistrat ca un aditiv permis la forurile de specialitateeste un mijloc de identificare al unui aditiv. De exemplu prima cifra indica natura aditivului…Exemple de coloranti: în categoria coloranților galbeni întâlnim:E100, Curcumina, are o sursă naturală și anume șofranul de India, din familia ghimbiruluiE 101, RiboflavinaE 102, Tartrazina, produs chimic ce are ca sursa colorant AzoE 104, Quinolina, are o sursă artificială și anume gudronul sintetic de huilăE 107 sau Galben 2G, produs sintetic avand ca sursa atât gudronul de huilă, cât și colorantul

AzoE 110, Galben Sunset, produs sintetic având ca sursă atât gudronul sintetic de huilă, cât și colorantul AzoÎn familia colorantilor roșii, întâlnim:E 120, acidul carminic,obtinut din surse naturaleE 122,Azorubina,E 123, Amarant

115

E 124, Rosu PonceauE 127, Eritrozina, toate acestea având ca sursă gudronul de huilă sau colorantul AzoIn categoria colorantilor albaștri:E 131 (Albastru Patent), E 132 (Indigotina), E 133 (Albastru Brilliant) au ca sursă gudronul de huilă, etc.

Criterii de utilizare a aditivilor alimentari

Utilizarea aditivilor implică un anumit risc determinat de efectele negative, chiar toxice, pe care le pot exercita. Problema care se pune este de a determina obiectiv raportul care există între beneficiu și risc în folosirea aditivilor alimentari.Mulți aditivi nu necesită o expertizare aprofundată, deoarece ei fac parte din compozitia normală a unor alimente consumate de mii de ani de catre oameni. Iată cateva exemple: *acidul citric  – E 330, cunoscut și folosit ca “sare de lămiae” este principalul acid al fructelor citrice- lămai, portocale, mandarine, grepfruit,*acidul tartaric –E 334, principalul acid din struguri,* acidul malic – E 296, principalul acid din mere, pere, gutui,* acidul ascorbic (vitamina C) – E 300, din fructe si legume, *acidul lactic – E 270, din iaurt, lapte bătut, sana, chefir, etc.,*acidul acetic – E 260, din oțet, *pectinele – E 440, din multe fructe și legume: mere, pere, gutui, căpșuni, coacaze, morcovi, etc,*lecitina – E 322, din galbenușul de ou, grăsimile laptelui, ficat, creier, soia, *celuloza – E 461, din fructe, legume, leguminoase, semințe de cereale, pâine neagră și intermediară etc.Multi coloranti utilizati sunt naturali: carotenul (E 160a),capsatina (E160c), ruxibantina (E 160d), luteina (E 161), rosu de sfeclă (E 162), riboflavina (E 101). De asemenea substante de gelificare și ingrosare se obțin din semințele, fructele sau gumele unor arbori exotici sau alge: acidul alginic și alginați (E 400-E 404), agar-agar (E 406), caragenan(E 407), guma caruba(E 410), guma guar(E 412), tragacant (E 413), guma xantan (E 415), acid glutamic și glutamate (E 620 – E 625).       O atentie deosebita se acorda aditivilor sintetici. Astfel, in anul 1955, conferinta FAO/OMS asupra substantelor straine adaugate produselor alimentare a recomandat constituirea Comitetului mixt FAO/OMS al experților pentru aditivi alimentari, care a decis redactarea Codexului Alimentar. Aceste reglementări, care au fost completate conținuu, prevad:1. Folosirea aditivilor alimentari nu se justifica decat dacă raspunde unuia  sau  mai multor din urmatoarele scopuri:- conservarea calitatii nutritive a unui produs alimentar;- imbunatățirea insușirilor de conservabilitate sau stabilitate;- sporirea interesului consumatorilor pentru produsele alimentare;- mărirea aportului de componenți nutritive ăn alimentele dietetice sau de regim.Folosirea aditivilor se interzice când : 1. doza propusă prezintă un risc pentru sănatatea consumatorului;-rezultă o diminuare sensibilă a valorii nutritive a produsului alimentar;- se urmarește mascarea defectelor calitative ale uni produs sau pentru a ascunde efectele unei tehnologii de fabricație și manipulare neacceptate;- se urmarește inducerea în eroare a consumatorului;- efectul dorit poate fi obținut prin alte metode de fabricație satisfăcătoare din punct de vedere economic sau tehnic.2. Dozele de aditivi utilizate nu trebuie să depașească concentrații rational necesare și care, cu metode de fabricație corespunzătoare, să permită obținerea rezultatului tehnologic urmarit.3. Aditivii alimentari trebuie să raspundă unor norme de puritate acceptate.4. Toti aditivii care sunt efectiv folosiți, sau care vor fi folosiți ulterior, trebuie să facă obiectivul unui examen toxicologic corespunzător. Aditivii alimentari acceptati trebuie să fie supuși unui

116

control permanent privind decelarea eventualei apariții de efecte nocive; ei trebuie sț fie reconsiderați de fiecare data când este necesar, ținand seama de conditiile de întrebuințare.5. Aprobarea fără rezeve sau cu titlu de provizoriu a unui aditiv alimentar trebuie în mâsura posibilului să se refere numai la produsele alimentare determinate, la scopuri specifice și la condiții particulare.6. Când un produs alimentar ce conține aditivi este consumat, în special, de anumite grupuri ale colectivității, autorizarea folosirii aditivilor trebuie sa se bazeze pe cunoasterea consumului produsului în cauza ce către grupurile respective.7. Cantitatea de contaminanti prezentă nu trebuie să depașească concentratiile nepericuloase.

CuprinsTe Conținutul tematic Pa

117

ma g.I Introducere: definiţie, compoziţe, funcţii şi

caracterizarea alimentelor1.1.Sistematizarea componentelor biochimice din produsele alimentare 1.2.Caracteristica generală a compoziţiei biochimice a produselor alimentare1.3.Valoarea nutritivă şi proprietăţile senzoriale a produselor alimentare

358

II . Apa în alimente: structură, activitatea apei şi transformări de fază în alimente2.1.Apa din produsele alimentare2.2.Structura și proprietățile generale ale apei2.3. Hidratarea compuşilor chimici2.4. Interacţiuni hidrofobe2.5. Formele de legătură a apei în alimente2.6. Activitatea apei2.7. Influenţa apei asupra activităţii enzimelor. Influența apei asupra reacțiilor de oxido-reducere2.8. Influenţa activităţii apei asupra microorganismelor2.9. Activitatea apei în unele alimente

151617181919202122

III Mineralitatea alimentelor şi organismului uman; procese redoc; pH şi rH..3.1. Substanțele minerale ale organismelor 3.2.Substanţe minerale. Clasificare: Macro-Microminerale (oligoelementele)3.3. Functii biologice și beneficii

232327

IV Lipide în alimente: clasificări şi structuri. Acizi graşi neeseţiali şi esenţiali,proprietăţi senzoriale, modificări biochimice ale acizilor graşi şi ale resturilor acil în alimente4.1. Funcțiile lipidelor. Clasificări şi structuri4.2.1.Conținutul alimentelor4.2.2.Importanța fiziologică a gliceridelor. Acizii graşi nesaturaţi, saturaţi4.3... Conţinutul în acizi graşi al unor alimente4. 3.1. Hidrogenarea acizilor grași nesaturați4.4. Acizi graşi neeseţiali şi esenţiali4.5. Senzaţiile gustative și alte aspecte senzoriale

28

28303738383939

V Mono-, di- şi triacilgliceride. Grăsimi: compoziţie şi caracteristicile fizico-biochimice ale grăsimilor comestibile. Prelucrarea chimică a grăsimilor5.1. Lipide simple. Gliceride. Raspandirea gliceridelor.5.2.  Proprietati fizice și biochimice(Hidroliza, Saponificarea, Hidrogenarea, Râncezirea )Importanta fiziologica a gliceridelor5. 2.1. Steroli și steride. Colesterolul

4142454646

118

5. 3. Acizii biliari. Rolul acizilor biliari.

VI Lipide.Ceruri şi diollipide. Lipide complexe. Lipide izoprenoidice:vitamine cu rest de fitol, steroli, carotinoide şi funcţiile acestora în alimente. Lipoproteine6.1. Ceruri şi diollipide. .Generalitati6 1.1. Grăsimi. Clasificare6.1.2. Ceruri şi diollipide6.2.  Lipide în alimente6.2.1. Lipide simple  Gliceride, acilgliceroli sau grașimi neutre. Proprietățile gliceridelor6.3. Lipide complexe Lipoproteine. Glicerofosfatidele,cafaline, lecitine6.3.1. Rolul glicerofosfolipidelor : Glicerofosfolipidele. Sfingolipide.

46474748485053

VII Autooxidarea lipidelor: produşi primari şi secundari, modificări de aromă7.1. Oxidarea lipidelor7.2 Autooxidarea neenzimatică a lipidelor7.3. Autooxidarea enzimatică a lipidelor7.4. Râncezirea lipidelor

5455555656

VIII Aminoacizi, peptide şi proteine. Clasificări, valoare biologică şi funcţională. Separări de aminoacizi din Hidrolizate proteice. Structuri peptidice şi modificări biochimice ale acestora. Proprietăţile senzoriale ale peptidelor. Teorema Q8.1. Amino-acizi naturali. Definiţie, clasificare, nomenclaturăAminoacizii esenţiali

5863

IX Proteine: structură primară, secundară, terţiară şi cuaternară, proprietăţi funcţionale.Denaturarea şi modificarea chimică a proteinelor. Izolate şi concentrate proteice9.1. Structura proteinelor :a) Structura primarăb) Structura secundarăc) Structura terțiarăd) Structura cuaternară9.2. Peptide9.3. Proteinele (holo- și heteroproteide)9.4. Proprietățilee biochimice, fizico-biochimice şi funcționale ale proteinelorA) Interacţiunea proteinelor cu apă. B) Valoarea pH  a  proteinelorC) Denaturarea proteinelor .9.5. Hidroliza proteinelor.

636365666767696970

71

73

119

Transformarea şi degradarea proteinelorNoţiuni generale despre proprietăţile senzoriale a alimentelorIzolate şi concentrate proteice.Concentratul proteic din zerIzolatul proteic din zer9.6. Proprietățilee funcționale ale proteinelor

73

X Enzime. Clasificarea EC şi structură: centrii activi. Ecuaţia MicHaelis-MentenEnzime- proprietăți10.1. Nomenclatură şi clasificare10.2. Structura enzimelor10.3. Cofactorii enzimatici10.4.Centrul activ al enzimei ( centrul catalitic)A) Mecanismul de acţiune al enzimelorB) Factorii care nuenţeazî actvtatea enzimatică10.5. Influenţa concentraţiei de substrat. TeoriaMichaelis-Menten

74747476

76

XI Mono-, oligo- şi polizaharide reprezentative în alimente. Glicozide. Acidul ascorbic şi erisorbaţi. Îmbrunarea alimentelor. Pectine. Fibre alimentare11.1. Monozaharide11. 2.Proprietățile fizice ale monozaharidelor11.2.1.Proprietățile chimice ale monozaharidelor11.3. Monozaharide naturale11.4. Oligozaharide. Clașificarea oligozaharidelor11.5.  Proprietăţi fizice şi valoare alimentară a maltozei, zaharozei11.6. PolizaharideAmidonul. Glicogenul. Celuloza. Inulina.Ce sunt fibrele alimentare?Acidul ascorbic11.7. Îmbrunarea enzimatică Reacţia Maillard.Modificarea glucidelor la tratarea termică.Caramelizarea. Caracteristica amidonului.Caramelizarea zaharurilor. Reacția Maillard

7879798285868787

9192

XII Arome: separări şi identificări de arome. Formarea aromelor12.1. Proprietăţile funcţionale a compuşilor chimici în alimente12.2. Separări și identifirări de arome.12.3. Formarea aromelor.

95959698

XIII Substanţe străine în alimente. 101

XIV Aditivi alimentari

120

14.1. Principiile generale de utilizare a aditivilor alimentari.14.2. Clasele funcționale ale aditivilor alimentari.14.3.  Radicalii liberi14.4.Coloranți14.6. Antioxidanții14.7. Emulganții14.8. Clasificare. Codificare

102102103103104105106

121