Chimie dans la production alimentaire. Bases de la chimie alimentaire

Toutes les branches de l’industrie agroalimentaire sont inextricablement liées au développement de la chimie. Le niveau de développement de la biochimie dans la plupart des branches de l'industrie alimentaire caractérise également le niveau de développement de l'industrie.

Comme nous l'avons déjà dit, les principaux processus technologiques des industries du vin, de la boulangerie, de la brasserie, du tabac, de l'alimentation, des acides, des jus, des produits fermentés et de l'alcool sont basés sur des processus biochimiques. C'est pourquoi l'amélioration des processus biochimiques et, conformément à cela, la mise en œuvre de mesures visant à améliorer l'ensemble de la technologie de production constituent la tâche principale des scientifiques et des travailleurs de l'industrie. Les travailleurs d'un certain nombre d'industries sont constamment engagés dans la sélection - la sélection de races et de souches de levure très actives. Après tout, le rendement et la qualité du vin et de la bière en dépendent ; rendement, porosité et goût du pain. De sérieux résultats ont été obtenus dans ce domaine : notre levure domestique, en termes de « performances », répond aux exigences croissantes de la technologie.

Un exemple est la levure de race K-R, développée par les ouvriers de la Champagne Wine Factory de Kiev en collaboration avec l'Académie des sciences de la RSS d'Ukraine, qui remplit bien les fonctions de fermentation dans les conditions du processus continu du vin de champagne ; Grâce à cela, le processus de production du champagne a été réduit de 96 heures. Des dizaines et des centaines de milliers de tonnes de graisses alimentaires sont consommées pour les besoins de l'économie nationale, dont une part importante pour la production de détergents et d'huiles siccatives. Pendant ce temps, dans la production de détergents, une quantité importante de graisses comestibles (avec le niveau technologique actuel - jusqu'à 30 %) peut être remplacée par des acides gras synthétiques et des alcools. Cela libérerait une quantité très importante de graisses précieuses à des fins alimentaires.

À des fins techniques, par exemple pour la production d'adhésifs, de grandes quantités (plusieurs milliers de tonnes !) d'amidon alimentaire et de dextrine sont également consommées. Et là, la chimie vient à la rescousse ! En 1962, certaines usines ont commencé à utiliser un matériau synthétique - le polyacrylamide - pour l'étiquetage à la place de l'amidon et de la dextrine. Actuellement, la plupart des usines – établissements vinicoles, bières, boissons gazeuses, champagne, conserveries, etc. – se tournent vers les adhésifs synthétiques. Ainsi, la colle synthétique AT-1, constituée de résine MF-17 (urée avec formaldéhyde) additionnée de CMC (carboxyméthylcellulose), est de plus en plus utilisée.

L'industrie alimentaire traite une quantité importante de liquides alimentaires (matières viticoles, vins, bière, moût de bière, moût de kvas, jus de fruits et de baies), qui, de par leur nature, ont des propriétés agressives envers les métaux. Ces liquides sont parfois contenus lors du traitement technologique dans des conteneurs inadaptés ou mal adaptés (conteneurs métalliques, béton armé et autres), ce qui détériore la qualité du produit fini.

Aujourd'hui, la chimie offre à l'industrie alimentaire de nombreux produits différents pour recouvrir les surfaces internes de divers récipients - réservoirs, cuves, appareils, citernes. Il s'agit de l'éprosine, du vernis XC-76, HVL et autres, qui protègent totalement la surface de tout impact et sont totalement neutres et inoffensifs. Les films synthétiques, les produits en plastique et les matériaux de fermeture synthétiques sont largement utilisés dans l'industrie alimentaire.

Dans les industries de la confiserie, des conserves, des concentrés alimentaires et de la boulangerie, la cellophane est utilisée avec succès pour emballer divers produits. Les produits de boulangerie sont emballés dans un film plastique, ils conservent mieux et plus longtemps leur fraîcheur et se rassissent plus lentement.

Les plastiques, les films d'acétate de cellulose et le polystyrène sont de plus en plus utilisés chaque jour pour la fabrication de récipients pour le conditionnement de produits de confiserie, pour le conditionnement de confitures, confitures, conserves et pour la préparation de diverses boîtes et autres types d'emballages. le bois de liège pour le bouchage du vin, de la bière, des boissons gazeuses, des eaux minérales - remplace parfaitement divers types de joints en polyéthylène, polyisobutylène et autres masses synthétiques.

La chimie sert également activement l’industrie de l’ingénierie alimentaire. Le nylon est utilisé pour la fabrication de pièces d'usure, de machines à emboutir le caramel, de bagues, de pinces, d'engrenages silencieux, de mailles en nylon, de tissus filtrants ; Dans les industries du vin, des boissons alcoolisées, de la bière et des produits non alcoolisés, le nylon est utilisé pour les pièces des machines d'étiquetage, de rejet et de remplissage.

Chaque jour, les masses plastiques sont de plus en plus « introduites » dans l'ingénierie alimentaire - pour la fabrication de diverses tables transporteuses, trémies, récepteurs, godets élévateurs, tuyaux, cassettes de fermentation du pain et bien d'autres pièces et ensembles.

La contribution de la grande chimie à l’industrie alimentaire ne cesse de croître,

Trois kilos de produits chimiques. C'est la quantité avalée chaque année par le consommateur moyen d'une grande variété de produits, parfois tout à fait familiers : des muffins par exemple ou de la marmelade. Les colorants, émulsifiants, mastics, épaississants sont désormais présents littéralement dans tout. Naturellement, la question se pose : pourquoi les fabricants les ajoutent-ils aux aliments et dans quelle mesure ces substances sont-elles inoffensives ?

Les experts s'accordent sur le fait que « les additifs alimentaires sont le nom général donné aux produits chimiques naturels ou synthétiques ajoutés aux produits alimentaires afin de leur conférer certaines propriétés (amélioration du goût et de l'odeur, augmentation de la valeur nutritionnelle, prévention de la détérioration du produit, etc.) qui ne sont pas consommées comme telles. produits alimentaires indépendants. La formulation est assez claire et compréhensible. Cependant, tout n’est pas simple dans cette affaire. Beaucoup dépend de l'honnêteté et de la décence fondamentale des fabricants, de ce qu'ils utilisent exactement et en quelles quantités pour donner aux produits une apparence commercialisable.

Numéro de série du goût

Les suppléments nutritionnels ne sont pas une invention de notre époque de haute technologie. Le sel, les sodas et les épices sont connus des hommes depuis des temps immémoriaux. Mais le véritable épanouissement de leur utilisation a commencé au XXe siècle, siècle de la chimie alimentaire. Il y avait de grands espoirs pour les suppléments. Et ils ont pleinement répondu aux attentes. Avec leur aide, il a été possible de créer un large assortiment de produits appétissants, durables et en même temps moins exigeants en main-d'œuvre. Une fois reconnus, les « améliorateurs » sont mis en production. Les saucisses sont devenues rose tendre, les yaourts sont devenus fraîchement fruités et les muffins étaient moelleux et pas rassis. La « jeunesse » et l'attractivité des produits sont assurées par des additifs utilisés comme colorants, émulsifiants, mastics, épaississants, gélifiants, agents d'enrobage, exhausteurs de goût et d'odeur et conservateurs.

Leur présence est obligatoirement indiquée sur l'emballage dans la liste des ingrédients et est désignée par la lettre « E » (la lettre initiale du mot « Europe »). Il ne faut pas avoir peur de leur présence ; la plupart des noms, si le la recette est suivie correctement, ne nuit pas à la santé, les seules exceptions sont celles qui peuvent provoquer une intolérance individuelle chez certaines personnes.

La lettre est alors suivie d'un chiffre. Il vous permet de naviguer dans la variété des additifs, étant, selon la Classification européenne unifiée, un code pour une substance spécifique. Par exemple, le E152 est du charbon actif totalement inoffensif, le E1404 est de l'amidon et le E500 est de la soude.

Les codes E100E182 désignent des colorants qui rehaussent ou restaurent la couleur du produit. Codes E200E299 conservateurs qui augmentent la durée de conservation des produits en les protégeant des microbes, champignons et bactériophages. Ce groupe comprend également les additifs chimiques stérilisants utilisés lors de l'affinage des vins, ainsi que les désinfectants. Antioxydants E300E399 qui protègent les produits de l'oxydation, par exemple du rancissement des graisses et de la décoloration des légumes et des fruits coupés. E400E499 stabilisants, épaississants, émulsifiants dont le but est de maintenir la consistance souhaitée du produit, ainsi que d'augmenter sa viscosité. E500E599 Régulateurs de pH et antiagglomérants. Arômes E600E699 qui rehaussent le goût et l'arôme du produit. E900E999 agents anti-flammes (antimousses), E1000E1521 tout le reste, à savoir agents d'enrobage, séparateurs, mastics, améliorants de farine et de panification, texturants, gaz d'emballage, édulcorants. Il n'existe pas encore d'additifs alimentaires sous les numéros E700E899 ; ces codes sont réservés à de nouvelles substances dont l'apparition n'est pas loin.

Le secret des kermès pourpres
L’histoire de colorants alimentaires comme la cochenille, également connue sous le nom de carmin (E120), rappelle celle d’un roman policier. Les gens ont appris à le recevoir dans les temps anciens. Les légendes bibliques mentionnent une teinture violette dérivée du ver rouge, qui était consommée par les descendants de Noé. En effet, le carmin était obtenu à partir d’insectes cochenilles, également connus sous le nom de cochenilles du chêne, ou kermès. Ils vivaient dans les pays méditerranéens, ont été trouvés en Pologne et en Ukraine, mais la cochenille Ararat a reçu la plus grande renommée. Au IIIe siècle, l'un des rois perses a offert à l'empereur romain Aurélien un tissu de laine teint en cramoisi, qui est devenu un symbole du Capitole. La cochenille d'Ararat est également mentionnée dans les chroniques arabes médiévales, qui disent que l'Arménie produit de la peinture « kirmiz », utilisée pour colorer le duvet et les produits en laine et pour écrire des gravures de livres. Cependant, au XVIe siècle, un nouveau type de cochenille mexicaine fait son apparition sur le marché mondial. Le célèbre conquistador Hernan Cortés l'a rapporté du Nouveau Monde comme cadeau à son roi. La cochenille mexicaine était plus petite que la cochenille d'Ararat, mais elle se reproduisait cinq fois par an, il n'y avait pratiquement pas de graisse dans ses corps minces, ce qui simplifiait le processus de production de peinture et le pigment colorant était plus brillant. En quelques années, un nouveau type de carmin a conquis toute l'Europe, mais la cochenille d'Ararat a tout simplement été oubliée pendant de nombreuses années. Les recettes du passé n'ont été restaurées qu'au début du XIXe siècle par l'archimandrite du monastère d'Etchmiadzine Isaac Ter-Grigoryan, également connu sous le nom de miniaturiste Sahak Tsakhkarar. Dans les années 30 du XIXe siècle, l’académicien de l’Académie impériale russe des sciences Joseph Hamel s’est intéressé à sa découverte et a consacré une monographie entière aux « colorants vivants ». Ils ont même essayé d’élever des cochenilles à l’échelle industrielle. Cependant, l'apparition de colorants à l'aniline bon marché à la fin du XIXe siècle a découragé les entrepreneurs nationaux de bricoler des « vers ». Cependant, il est rapidement devenu évident que le besoin de colorant à la cochenille ne disparaîtrait pas de si tôt car, contrairement aux colorants chimiques, il est absolument inoffensif pour le corps humain, ce qui signifie qu'il peut être utilisé en cuisine. Dans les années 30 du XXe siècle, le gouvernement soviétique a décidé de réduire les importations de produits alimentaires importés et a obligé le célèbre entomologiste Boris Kuzin à établir la production de cochenille domestique. L'expédition en Arménie fut un succès. Un insecte précieux a été trouvé. Cependant, sa reproduction a été empêchée par la guerre. Le projet d'étude de la cochenille Ararat n'a repris qu'en 1971, mais il n'a jamais abouti à son élevage à l'échelle industrielle.

Le mois d'août 2006 a été marqué par deux sensations à la fois. Lors du Congrès international des mycologues tenu dans la ville australienne de Cairns, le Dr Marta Taniwaki de l'Institut brésilien de technologie alimentaire a déclaré qu'elle avait réussi à découvrir le secret du café. Son goût unique est dû à l'activité des champignons qui pénètrent dans les grains de café au cours de leur croissance. Dans le même temps, le type de champignon et son développement dépendent des conditions naturelles de la zone dans laquelle le café est cultivé. C’est pourquoi les différents types de boissons revigorantes diffèrent tant les uns des autres. Cette découverte, selon les scientifiques, a un grand avenir, car si vous apprenez à cultiver des champignons, vous pourrez ajouter un nouveau goût non seulement au café, mais, si vous allez plus loin, au vin et au fromage.

Mais la société américaine de biotechnologie Intralytix a proposé d'utiliser des virus comme additifs alimentaires. Ce savoir-faire permettra de faire face à l'épidémie d'une maladie aussi dangereuse que la listériose, qui, malgré tous les efforts des autorités sanitaires, tue chaque année environ 500 personnes rien qu'aux États-Unis. Les biologistes ont créé un cocktail de 6 virus destructeurs pour la bactérie Listeria monocytogenes, mais absolument sans danger pour l'homme. La Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis a déjà donné son feu vert à la transformation du jambon, des hot-dogs, des saucisses et d'autres produits carnés.

La saturation des aliments en nutriments particuliers, pratiquée au cours des dernières décennies dans les pays développés, a permis d'éliminer presque totalement les maladies liées à une carence de l'un ou l'autre élément. Ainsi, la chéilose, la stomatite angulaire, la glossite, la dermatite séborrhéique, la conjonctivite et la kératite associées à un manque de vitamine B2, de riboflavine (colorant E101, qui donne aux produits une belle couleur jaune) appartiennent au passé ; scorbut causé par une carence en vitamine C, acide ascorbique (antioxydant E300) ; anémie, causée par un manque de vitamine E, de tocophérol (antioxydant E306). Il est logique de supposer qu'à l'avenir, il suffira de boire un cocktail spécial de vitamines et de minéraux ou de prendre la pilule appropriée et que les problèmes nutritionnels seront résolus.

Mais les scientifiques ne pensent pas s’arrêter là : certains prédisent même que d’ici la fin du XXIe siècle, notre alimentation sera entièrement composée d’additifs alimentaires. Cela semble fantastique et même quelque peu effrayant, mais il ne faut pas oublier que des produits similaires existent déjà. Ainsi, le chewing-gum et le Coca Cola, très populaires au 20e siècle, ont obtenu leur goût unique grâce aux additifs alimentaires. Mais la société ne partage pas cet enthousiasme. L'armée des opposants aux additifs alimentaires grandit à pas de géant. Pourquoi?

OPINION D'EXPERT
Olga Grigoryan, chercheuse principale au Département de diététique préventive et de réadaptation de la Clinique de nutrition médicale de l'Institut national de recherche en nutrition de l'Académie russe des sciences médicales, candidate en sciences médicales.
En principe, il n'y a rien d'étrange au fait que les charges chimiques, sans lesquelles l'industrie alimentaire moderne est impensable, soient lourdes de réactions allergiques et de troubles du tractus gastro-intestinal. Cependant, il est extrêmement difficile de prouver que tel ou tel additif alimentaire a provoqué la maladie. Vous pouvez bien sûr exclure un produit suspect de l'alimentation, puis l'introduire et voir comment le corps le perçoit, mais le verdict final : quelle substance a provoqué la réaction allergique ne peut être rendu qu'après une série de tests coûteux. Et comment cela aidera-t-il le patient, car la prochaine fois il pourra acheter un produit sur lequel cette substance ne sera tout simplement pas indiquée ? Je ne peux que recommander d’éviter les beaux produits aux couleurs peu naturelles et aux goûts trop intrusifs. Les fabricants sont bien conscients des risques possibles liés à l’utilisation d’additifs alimentaires et les prennent en toute conscience. L'aspect appétissant des produits carnés, dû à l'utilisation de nitrite de sodium (conservateur E250), est depuis longtemps devenu un sujet de conversation. Son excès affecte négativement les processus métaboliques, a un effet déprimant sur le système respiratoire et a un effet oncologique. En revanche, il suffit de regarder une fois le saucisson gris fait maison pour comprendre que dans ce cas, le moindre des deux maux a été choisi. Et, afin de ne pas vous créer de problèmes et de ne pas dépasser la concentration maximale admissible de nitrite de sodium, ne mangez pas de saucisses tous les jours, surtout fumées, et tout ira bien.

Le problème est que tous les additifs alimentaires utilisés dans l’industrie ne sont pas bien étudiés. Un exemple typique est celui des édulcorants, des substituts artificiels du sucre : sorbitol (E420), aspartame (E951), saccharine (E954) et autres. Pendant longtemps, les médecins les ont considérés comme absolument sans danger pour la santé et les ont prescrits aussi bien aux patients diabétiques qu'à ceux qui souhaitaient simplement perdre du poids. Cependant, au cours des deux dernières décennies, on a découvert que la saccharine était cancérigène. Quoi qu’il en soit, les animaux de laboratoire qui en consommaient souffraient d’un cancer, mais seulement s’ils consommaient de la saccharine dans une quantité comparable à leur propre poids. Pas une seule personne n’en est capable et ne risque donc beaucoup moins. Mais une grande quantité de sorbitol (environ 10 grammes ou plus) peut provoquer une insuffisance gastro-intestinale et provoquer de la diarrhée. De plus, le sorbitol peut aggraver le syndrome du côlon irritable et la malabsorption du fructose.

L’histoire des additifs alimentaires au XXIe siècle a également été marquée par des scandales. En juillet 2000, des représentants de la Société américaine pour la protection des droits des consommateurs, avec le soutien du procureur de l'État du Connecticut, Richard Blumenthal, ont fait appel à la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis pour lui demander de suspendre la vente de produits alimentaires enrichis de certains substances. Ceux-ci comprenaient du jus d'orange contenant du calcium, des biscuits contenant des antioxydants, de la margarine qui réduit le mauvais cholestérol, des tartes contenant des fibres alimentaires, ainsi que des boissons, des céréales pour petit-déjeuner et des chips contenant des additifs à base de plantes. Arguant son affirmation, Richard Blumenthal a déclaré, sur la base de certaines preuves, que « certains additifs peuvent interférer avec l'action des médicaments. "Il existe évidemment d'autres effets secondaires qui n'ont pas encore été découverts." C'est comme regarder dans l'eau. Trois mois plus tard, un groupe de chercheurs français étudiant les propriétés des fibres alimentaires annonçait que non seulement elles ne protègent pas contre le cancer de l'intestin, mais qu'elles peuvent aussi le provoquer. Pendant trois ans, ils ont observé 552 volontaires présentant des modifications précancéreuses des intestins. La moitié des sujets ont mangé comme d'habitude, l'autre moitié a reçu un additif à base d'enveloppes d'isphagula. Et quoi? Dans le premier groupe, seulement 20 % sont tombés malades, dans le second, 29 %. En août 2002, la ministre belge de la Santé, Magda Elwoert, a jeté de l'huile sur le feu en appelant les dirigeants de l'Union européenne à interdire dans l'UE les chewing-gums et les comprimés de fluorure, qui protègent certes contre les caries, mais qui, d'un autre côté, provoquer l'ostéoporose.

En janvier 2003, les colorants alimentaires, ou plus précisément l’un d’entre eux, la canthaxanthine, ont attiré l’attention du public. Les gens ne l’utilisent pas pour l’alimentation, mais ils l’ajoutent aux aliments pour le saumon, la truite et les poulets afin que leur viande acquière une belle couleur. Une commission européenne a constaté qu’« il existe un lien évident entre la consommation accrue de canthaxanthine chez les animaux et les problèmes de vision chez les humains ».

En avril 2005, une équipe internationale de chercheurs dirigée par Malcolm Greaves a rapporté que les additifs alimentaires (colorants, assaisonnements et conservateurs) sont responsables de 0,6 à 0,8 % des cas d'urticaire chronique.

Liste noire
Additifs alimentaires dont l'utilisation est interdite dans l'industrie alimentaire de la Fédération de Russie
E121 Rouge agrumes 2
E123 Amarante rouge
E216 Ester propylique de l'acide parahydroxybenzoïque
E217 Sel de sodium de l'ester propylique de l'acide parahydroxybenzoïque
E240 Formaldéhyde

Il y a quelques années à peine, des additifs interdits qui constituent clairement une menace pour la vie étaient utilisés très activement. Colorants E121 Et E123 contenu dans l'eau gazeuse sucrée, les bonbons, les glaces colorées et le conservateur E240 dans diverses conserves (compotes, confitures, jus, champignons, etc.), ainsi que dans presque toutes les barres chocolatées importées largement annoncées. Les conservateurs ont été interdits en 2005 E216 Et E217, qui étaient largement utilisés dans la production de bonbons, de chocolats fourrés, de produits carnés, de pâtés, de soupes et de bouillons. Des études ont montré que tous ces additifs peuvent contribuer à la formation de tumeurs malignes.

Additifs alimentaires dont l'utilisation est interdite dans l'industrie alimentaire de l'UE, mais autorisée dans la Fédération de Russie
E425 Konjac (farine de Konjac) :
(JE) gomme de konjac,
(II) Glucomannane de konjac
E425 utilisé pour accélérer le processus de combinaison de substances mal mélangées. Ils entrent dans la composition de nombreux produits, notamment de type Light, comme le chocolat, dans lesquels la graisse végétale est remplacée par de l'eau. Sans ces additifs, il est tout simplement impossible de le faire.
E425 ne provoque pas de maladies graves, mais la farine de konjac n'est pas utilisée dans l'Union européenne. Il a été retiré de la production après que plusieurs cas d'étouffement de jeunes enfants ont été enregistrés lorsque la marmelade à mâcher, peu soluble dans la salive et dont la haute densité était obtenue grâce à cet additif, pénétrait dans leurs voies respiratoires.

Nous devons également prendre en compte le fait qu'en raison de sa psychologie, une personne ne peut souvent pas refuser ce qui est nocif mais savoureux. L’histoire de l’exhausteur de goût glutamate monosodique (E621) est révélatrice à cet égard. En 1907, Kikunae Ikeda, employé de l'Université impériale de Tokyo (Japon), obtint pour la première fois une poudre cristalline blanche, qui renforçait le sens du goût en augmentant la sensibilité des papilles de la langue. En 1909, il fait breveter son invention et le glutamate monosodique entame sa marche victorieuse à travers le monde. Actuellement, les habitants de la Terre en consomment chaque année plus de 200 000 tonnes, sans penser aux conséquences. Pendant ce temps, de plus en plus de données apparaissent dans la littérature médicale spécialisée selon lesquelles le glutamate monosodique a un effet négatif sur le cerveau, aggrave l'état des patients souffrant d'asthme bronchique et conduit à la destruction de la rétine et du glaucome. C’est au glutamate monosodique que certains chercheurs attribuent la propagation du « syndrome du restaurant chinois ». Depuis plusieurs décennies, une maladie mystérieuse est enregistrée dans diverses régions du monde, dont la nature reste encore floue. Chez les personnes en parfaite santé, sans aucune raison, la température augmente, le visage devient rouge et des douleurs thoraciques apparaissent. La seule chose qui unit les victimes est que, peu avant leur maladie, elles ont toutes visité des restaurants chinois, dont les chefs ont tendance à abuser de cette substance « savoureuse ». Parallèlement, selon l’OMS, prendre plus de 3 grammes de MSG par jour « est très dangereux pour la santé ».

Et pourtant, nous devons faire face à la vérité. Aujourd'hui, l'humanité ne peut se passer d'additifs alimentaires (conservateurs, etc.), puisque ce sont eux, et non l'agriculture, qui peuvent assurer 10 % de l'augmentation annuelle de l'approvisionnement alimentaire, sans lequel la population mondiale serait tout simplement au bord de la famine. . Une autre question est qu'ils doivent être aussi sûrs que possible pour la santé. Les médecins hygiénistes s'en occupent bien sûr, mais tout le monde ne doit pas perdre sa vigilance en lisant attentivement ce qui est écrit sur l'emballage.

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Agence fédérale pour l'éducation de la Fédération de Russie

Institut technologique de l'industrie alimentaire de Kemerovo

Département des technologies de fermentation et de mise en conserve

Complexe de formation et de méthodologie

pour les étudiants à temps plein et à temps partiel

spécialisation en « Technologie de production de fermentation et de vinification »

Chimie alimentaire

Préface

Le complexe pédagogique et méthodologique du cours « Chimie alimentaire » est destiné à la familiarisation avec le matériel théorique du cours « Chimie alimentaire » étudié, comprend un atelier de laboratoire pour effectuer des travaux de laboratoire, des exigences pour la préparation d'épreuves à temps partiel. étudiants, options de test pour les étudiants par correspondance, questions pour le test du cours « Chimie alimentaire ».

Le but de l'étude de la discipline « Chimie alimentaire » est que les étudiants acquièrent des connaissances sur la composition chimique des matières premières alimentaires, des produits semi-finis, des produits finis, sur les lois générales des processus chimiques qui se produisent lors de la transformation des matières premières en produit fini, sur le rôle des principaux composants de l'alimentation dans la vie du corps humain. Familiarité avec la procédure de calcul de la valeur nutritionnelle et énergétique des produits alimentaires.

L'objectif de la discipline est d'étudier les principaux constituants des produits alimentaires et leur rôle dans la nutrition humaine ; familiarisation avec les processus chimiques de base résultant du stockage et de la transformation des matières premières en produit fini, avec les normes de consommation quotidienne de nutriments. Etude de la théorie de la nutrition humaine rationnelle.

Les connaissances acquises par les étudiants lors de l'étude du cours « Chimie alimentaire » s'appuient sur les connaissances acquises lors de l'étude des disciplines « Chimie organique », « Biochimie », et au cours de la formation continue, elles sont consolidées et approfondies par l'étude de disciplines particulières : "Technologie industrielle", "Chimie industrielle" "

À la suite de l'étude de cette discipline, les étudiants doivent-

CONNAÎTRE : Les principaux composants des produits alimentaires, leur consommation quotidienne et leur rôle dans la physiologie de l'alimentation humaine ; les principales transformations des substances constitutives des aliments dans le corps humain et dans le processus de transformation des matières premières en produits finis.

ÊTRE CAPABLE DE : Calculer la valeur nutritionnelle et énergétique des produits et son évolution avec l'introduction de nouveaux additifs ; déterminer les principaux composants des matières premières, des produits semi-finis, des produits finis ; prédire les changements dans la composition et les propriétés des produits alimentaires avec divers types de transformation technologique des matières premières et des produits semi-finis.

Les notes de cours comprennent les principales sections du cours étudié.

Les connaissances acquises par les étudiants lors de l'étude du cours « Chimie alimentaire » sont encore consolidées et approfondies lors de l'étude de disciplines spéciales.

Avant de passer le test, les étudiants doivent travailler sur le matériel théorique présenté à la fois dans ce manuel et présenté dans le matériel de cours et la littérature spécialisée.

Le programme de cours « Chimie alimentaire » a été élaboré sur la base de la norme éducative de l'État pour l'enseignement professionnel supérieur dans la direction 655600 « Production de produits alimentaires à partir de matières premières végétales » pour la spécialité 260402 « Technologie de production de fermentation et de vinification », approuvé en mars. 23, 2000, état no. rég. 185tech/j.

Le programme contient un cours théorique dont le contenu est détaillé dans l'ensemble méthodologique présenté. De plus, le programme de la discipline « Chimie alimentaire » comprend des travaux de laboratoire pour les étudiants de toutes les formes d'études et un test pour les étudiants par correspondance. Le contenu des travaux de laboratoire est donné dans l'atelier laboratoire.

Introduction. Sujet et objectifs du cours. Problèmes d'augmentation de la valeur nutritionnelle, de la qualité et de la sécurité des produits alimentaires, rôle des transformations chimiques qui se produisent lors de la production et du stockage des produits alimentaires. Macro et micronutriments des matières premières alimentaires. Leur transformation dans le processus de stockage et de transformation des matières premières alimentaires.

Bases d'une alimentation rationnelle. Brèves informations sur la chimie de la digestion. Principes de base de la théorie de l'alimentation équilibrée. Détermination de la valeur nutritionnelle et énergétique des produits alimentaires.

Glucides des matières premières et des produits finis. Caractéristiques des glucides des matières premières et produits finis des installations de fermentation : mono-, oligo- et polysaccharides. Les principales transformations des glucides lors du stockage et de la transformation des matières premières en produits finis : transformations chimiques (inversion, réversion, caramélisation, décomposition de l'oxyméthylfurfural, réaction de formation de mélanoïdes), transformations enzymatiques (respiration, fermentation, hydrolyse). Rôle technologique des glucides. Valeur nutritionnelle des glucides.

Protéines de matières premières et de produits finis. Caractéristiques des acides aminés, des protéines des matières premières et des produits finis. Transformations enzymatiques et non enzymatiques des substances azotées lors de la transformation des matières premières : (hydrolyse, coagulation et dénaturation, moussage, hydratation, formation de mélanoïdes). Le rôle des substances azotées dans la formation de la qualité des boissons. Valeur nutritionnelle des protéines et des acides aminés.

Lipides des matières premières et des produits finis. Classification des lipides des matières premières et des produits finis, transformations en production alimentaire : hydrolyse, hydrogénation, oxydation. Valeur nutritionnelle des lipides.

Acides alimentaires dans les matières premières et les produits finis. Le rôle et l'importance des acides alimentaires dans les matières premières et les produits alimentaires. Modifications des acides alimentaires lors du traitement des matières premières.

Vitamines de matières premières et de produits finis. Classification des vitamines des matières premières et des produits finis. Apport quotidien et sources alimentaires de vitamines. Causes courantes de perte de vitamines dans les aliments. Modifications des vitamines dues aux processus technologiques. Méthodes de conservation des vitamines dans les produits alimentaires. Fortification des aliments.

Minéraux dans les produits alimentaires. Le rôle et l'importance des minéraux dans les matières premières et les produits alimentaires. Micro et macroéléments, apports journaliers et sources alimentaires. L'influence des minéraux sur le corps humain. Modifications de la composition des substances minérales lors du traitement technologique des matières premières.

Substances phénoliques des matières premières et produits finis des industries de fermentation. Classification des substances phénoliques des matières premières et des produits finis. Transformations lors de la transformation et du stockage (oxydation enzymatique, modifications des polyphénols sous l'influence de la composition chimique de l'environnement, métaux). Le rôle des substances phénoliques dans la formation de la qualité des boissons. Moyens de prévenir l'oxydation des polyphénols.

Enzymes des matières premières et des produits alimentaires. Classification des enzymes. Le rôle et l'importance des enzymes dans les matières premières et les produits alimentaires. L'influence des enzymes sur la sécurité des matières premières alimentaires, la technologie de transformation des matières premières et la qualité des aliments. Application des enzymes dans les technologies alimentaires.

Eau dans les matières premières et les produits alimentaires. Humidité libre et liée, activité de l'eau et stabilité des aliments.

Ecologie de la nourriture. Exigences médicales et biologiques pour les produits alimentaires. Créer des produits alimentaires sains.

1. Bases de la nutrition humaine rationnelle

1.1 Chimie de la digestion

L'ensemble des processus associés à la consommation et à l'assimilation dans l'organisme des substances qui composent les aliments est appelé digestion. La nutrition comprend des processus séquentiels d'apport, de digestion, d'absorption et d'assimilation dans l'organisme des nutriments nécessaires pour couvrir les coûts énergétiques, construire et renouveler les cellules et les tissus du corps humain, ainsi que pour réguler les fonctions corporelles.

Les produits consommés par l’homme sous forme naturelle ou transformée sont des systèmes complexes dotés d’une structure interne unique et de propriétés physico-chimiques communes. Les produits alimentaires ont une nature chimique et une composition chimique diverses.

La digestion est la première étape de l'assimilation des nutriments. Au cours du processus de digestion, les substances alimentaires de composition chimique complexe sont décomposées en composés simples solubles qui peuvent être facilement absorbés et absorbés par le corps humain.

Le système digestif humain comprend le tube digestif ou le tractus gastro-intestinal. Le tractus gastro-intestinal comprend :

Cavité buccale,

Œsophage, estomac,

Duodénum,

Intestin grêle, gros intestin,

Rectum,

Les glandes principales sont les glandes salivaires, le foie, la vésicule biliaire et le pancréas.

La transformation des nutriments au cours du processus de digestion se déroule en trois étapes :

Digestion des cavités : le processus de digestion se produit dans les cavités alimentaires – buccale, gastrique, intestinale. Ces cavités sont situées à l'écart des cellules sécrétoires (glandes salivaires, glandes gastriques). La digestion par cavité fournit une digestion initiale intensive.

Digestion membranaire : réalisée à l'aide d'enzymes concentrées sur les microvillosités situées le long des parois de l'intestin grêle. La digestion membranaire réalise l'hydrolyse des nutriments.

Succion. Les substances solubles simples formées au cours du processus de digestion sont absorbées par les parois de l'intestin grêle et du gros intestin dans le sang et sont transportées dans tout le corps humain.

Chaque composant alimentaire a son propre modèle de digestion et d’assimilation.

Absorption des glucides. À partir des polysaccharides, l'amidon contenu dans les aliments végétaux et le glycogène contenu dans les aliments d'origine animale sont digérés. La digestion de l'amidon et du glycogène se fait par étapes.

L'hydrolyse de l'amidon et du glycogène commence dans la cavité buccale sous l'action des enzymes amylase présentes dans la salive. L'hydrolyse se poursuit ensuite dans l'estomac et le duodénum. L'amidon et le glycogène sont progressivement décomposés en dextrines, maltose et glucose. L'hydrolyse des disaccharides alimentaires est catalysée par des enzymes situées dans la couche externe de l'épithélium de l'intestin grêle. Le saccharose, sous l'action de l'enzyme sucrase (invertase), est décomposé en glucose et fructose ; le lactose, sous l'action de l'enzyme lactase (β-galactosidase), est décomposé en galactose et glucose ; le maltose, sous l'action de l'enzyme maltase, est décomposée en deux molécules de glucose. Les monosaccharides ou hexoses simples sont absorbés par les cellules épithéliales intestinales dans le sang et délivrés au foie.

Absorption des protéines. Les protéines alimentaires sont décomposées par des enzymes protéolytiques en acides aminés ; le processus se déroule par étapes dans l’estomac, le duodénum et l’intestin grêle.

Dans l'estomac, la digestion des protéines s'effectue dans un environnement acide, dans le duodénum et les intestins dans un environnement légèrement alcalin. Diverses enzymes protéolytiques sont impliquées dans le processus de dégradation des protéines : pepsine, trypsine, aminopeptidase, carboxypeptidase et autres.

Absorption des lipides. Le processus se déroule dans l’intestin grêle. L'enzyme lipase est sécrétée par le pancréas. Lors de l'hydrolyse des lipides, sous l'influence de l'enzyme lipase, se forment des acides gras libres, du glycérol, de l'acide phosphorique et de la choline. Ces composants sont émulsionnés par les acides biliaires, puis absorbés dans la lymphe, et de là ils pénètrent dans le sang.

Les produits alimentaires remplissent trois fonctions principales dans le corps humain :

fourniture de matériaux pour la construction de tissus humains;

fournir l'énergie nécessaire pour maintenir la vie et effectuer le travail ;

fournir des substances qui jouent un rôle important dans la régulation du métabolisme du corps humain.

1.2 Théorie de l'alimentation équilibrée

La théorie de la nutrition rationnelle repose sur trois grands principes :

1. Bilan énergétique. L'énergie fournie quotidiennement par l'alimentation doit correspondre à l'énergie consommée par une personne au cours de sa vie.

2. Satisfaire les besoins du corps en quantité et rapport optimaux en nutriments.

3. Régime. Respect d'une certaine heure et d'un certain nombre de repas, répartition rationnelle des aliments à chaque repas.

Bilan énergétique. L'énergie fournie à l'organisme lors de la consommation et de l'assimilation des nutriments est dépensée pour la mise en œuvre de trois fonctions principales associées à la vie du corps humain. Cela comprend : le métabolisme basal, la digestion des aliments, l’activité musculaire.

Le métabolisme basal est la quantité minimale d’énergie dont une personne a besoin pour vivre au repos (pendant le sommeil). Pour les hommes, cette énergie est de 1 600 kcal, pour les femmes de 1 200 cal.

La digestion des aliments est associée à l’action dynamique spécifique des aliments en l’absence d’activité musculaire. En raison de l’action dynamique spécifique des aliments, le métabolisme basal d’une personne augmente de 10 à 15 %, ce qui correspond à 140 à 160 kcal par jour.

L’activité musculaire est déterminée par l’activité du mode de vie d’une personne et la nature de son travail. 1 000 à 2 500 kcal sont dépensés pour l'activité musculaire.

Au total, une personne dépense entre 2 200 et 2 400 kcal pour les femmes et entre 2 550 et 2 800 kcal pour les hommes pour remplir toutes les fonctions corporelles. Lors de la pratique d’une activité physique intense (sport, travail de mineur, de constructeur, etc.), les coûts énergétiques d’une personne augmentent jusqu’à 3 500 - 4 000 kcal. Dans le cas d'un bilan énergétique positif sur une longue période, l'excès d'énergie entrant s'accumule sous forme de graisse dans le tissu adipeux, ce qui entraîne un excès de poids corporel.

Satisfaire les besoins du corps en quantité et en ratio optimaux de nutriments. Un régime complet doit comprendre cinq classes de nutriments : les protéines (y compris les acides aminés essentiels), les lipides (y compris les acides gras essentiels), les glucides (y compris les fibres alimentaires), les vitamines et les minéraux.

Les besoins quotidiens du corps humain en glucides sont de 400 à 500 g, le saccharose représente 10 à 20 % de la quantité totale de glucides. Les glucides sont la principale source d’énergie pour l’homme. Fibres alimentaires - fibres, pectine, hémicelluloses stabilisent l'activité du tube digestif. Les fibres et les hémicelluloses nettoient les intestins et la pectine lie et élimine les substances nocives du corps. Les besoins quotidiens en fibres alimentaires sont de 25 g et en pectine de 5 g.

Les besoins quotidiens du corps humain en lipides sont de 102 g, dont 72 g provenant des plantes. Les lipides sont la principale source d'énergie et participent à la synthèse du cholestérol et d'autres stéroïdes. Le rapport optimal entre les graisses végétales et animales est de 7 : 3. Cela garantit un apport équilibré en divers acides gras : 30 % d'acides gras saturés, 60 % d'acides gras monoinsaturés et 10 % d'acides gras polyinsaturés. Les besoins quotidiens en acides gras essentiels (acide linoléique, acide linolénique) sont de 3 à 6 g.

Les phospholipides, nécessaires au renouvellement des cellules et des structures intracellulaires, sont physiologiquement précieux. Les besoins quotidiens en phospholipides sont de 5 g.

Les besoins quotidiens du corps humain en protéines sont de 85 g, dont 50 g de protéines animales. Les protéines fournies avec l'alimentation servent de matériaux de construction pour la synthèse et le renouvellement des protéines, assurent le métabolisme hormonal et sont une source d'énergie. Pour une alimentation normale, la quantité d'acides aminés essentiels dans l'alimentation doit être comprise entre 36 et 40 %, ce qui est assuré par le rapport des protéines végétales et animales dans les produits alimentaires à 45 : 55 %.

Les vitamines et les substances apparentées aux vitamines sont impliquées dans le métabolisme des substances dans le corps humain, font partie des coenzymes et des enzymes et influencent les processus métaboliques dans le corps humain. Les besoins d'une personne en vitamines doivent être satisfaits grâce à la consommation de produits naturels. Les besoins quotidiens en vitamines sont indiqués dans le tableau 6.1.

Les minéraux sont nécessaires à une alimentation normale, ils remplissent diverses fonctions : ils font partie des composants structurels des os, ils sont des électrolytes dans le maintien de la composition eau-sel du sang et des tissus, ils sont des groupes prothétiques dans diverses enzymes et ils influencent les processus métaboliques. dans le corps humain. La teneur quotidienne en minéraux de l'alimentation est présentée dans le tableau 4.1. Le rapport optimal des principaux macroéléments - calcium, phosphore, magnésium doit être de 1 : 1,5 : 0,5 ou en grammes 800 : 1200 : 400.

Il est très important, en matière d'alimentation, de garantir que le corps reçoive les nutriments nécessaires en quantités optimales et au bon moment. Les besoins en nutriments et en énergie dépendent du sexe, de l’âge, de la nature de l’activité professionnelle d’une personne, des conditions climatiques et d’un certain nombre d’autres facteurs.

Les normes de consommation des nutriments et de l'énergie les plus importants pour un adulte sont présentées dans le tableau 1.1.

Le régime repose sur quatre règles :

Régularité de la nutrition,

Fractionnalité de la nourriture,

Sélection rationnelle des produits,

Répartition optimale de la nourriture tout au long de la journée.

Tableau 1.1 Normes de consommation de nutriments et d'énergie

La régularité de l'alimentation est associée au respect des horaires de repas. Une personne développe un réflexe pour sécréter du suc digestif, qui assure une digestion et une absorption normales des aliments.

La dose de nourriture doit être de 3 à 4 repas par jour. Lorsqu'il est pris trois fois par jour, le petit-déjeuner devrait représenter 30 % de l'alimentation, le déjeuner 45 à 50 % et le dîner 20 à 25 %. Le dîner ne doit pas dépasser un tiers de l'alimentation quotidienne.

Une sélection rationnelle des aliments à chaque repas doit offrir des conditions optimales pour l'absorption des aliments. Il est recommandé de consommer les protéines animales dans la première moitié de la journée, les produits laitiers et végétaux - dans la seconde.

Une répartition optimale des aliments tout au long de la journée assure une charge uniforme sur le système digestif.

1.3 Détermination de la valeur énergétique et nutritionnelle des produits alimentaires

Sur la base des normes des besoins humains en nutriments de base et des données sur la composition chimique des produits alimentaires, il est possible de calculer la valeur nutritionnelle du produit et de créer un régime alimentaire individuel.

La valeur physiologique nutritionnelle d'un produit alimentaire s'entend comme la teneur équilibrée en substances essentielles digestibles dans un produit alimentaire : acides aminés essentiels, vitamines, minéraux, acides gras insaturés. Le concept de valeur nutritionnelle inclut également le rapport optimal de protéines, graisses et glucides dans les produits alimentaires, qui est de 1 : 1,2 : 4 ou 85 : 102 : 360 grammes. Lors du calcul de la valeur nutritionnelle d'un produit, le pourcentage de nutriments contenus dans le produit est déterminé : minéraux (calcium, magnésium, etc.), vitamines (thiamine, acide ascorbique, etc.), à partir de l'apport quotidien optimal de cette substance. Sur la base des résultats obtenus, une conclusion est tirée sur l'utilité ou l'infériorité du produit alimentaire en termes de composition.

L'énergie libérée par les substances alimentaires au cours du processus d'oxydation biologique est utilisée pour assurer les fonctions physiologiques de l'organisme et détermine la valeur énergétique du produit alimentaire.

La valeur énergétique des produits alimentaires est généralement exprimée en kilocalories, calculée pour 100 g de produit. Si un recalcul est nécessaire dans le système SI, un facteur de conversion de 1 kcal = 4,184 kJ est utilisé. Les facteurs de conversion de la valeur énergétique des composants les plus importants des matières premières et des produits alimentaires sont :

Protéines - 4 kcal ;

Glucides - 4 kcal ;

La somme des mono- et disaccharides est de 3,8 kcal ;

Graisses - 9 kcal ;

Acides organiques - 3 kcal

Alcool éthylique - 7 kcal.

Pour calculer la valeur nutritionnelle et énergétique des produits, il est nécessaire de connaître la composition chimique des produits. Ces informations peuvent être trouvées dans des ouvrages de référence spéciaux.

La valeur énergétique du produit est calculée à l'aide de la formule 1.1

E = (X protéines Ch 4) + (X glucides Ch4) + (X graisses Ch 9) + (X acides organiques Ch3) + (X alcool Ch 7) (1.1)

En fonction du niveau de valeur énergétique (teneur en calories), les produits alimentaires sont divisés en quatre groupes :

Particulièrement riche en énergie (chocolat, graisses) 400 - 900 kcal

Haute énergie (sucre, céréales) 250 - 400 kcal

Énergie moyenne (pain, viande) 100 - 250 kcal

Faible énergie (lait, poisson, légumes, fruits) jusqu'à 100 kcal

Pour exécuter toutes les fonctions corporelles, une personne dépense quotidiennement 2 200 à 2 400 kcal pour les femmes et 2 550 à 2 800 kcal pour les hommes. Avec une activité physique accrue, les coûts énergétiques augmentent jusqu'à 3 500 - 4 000 kcal.

2. Substances protéiques

2.1 Classification des protéines

Les substances protéiques sont des composés organiques de haut poids moléculaire dont les molécules sont constituées de résidus de 20 acides b-aminés différents. Les protéines jouent un rôle important dans les activités des organismes vivants, y compris les humains. Les fonctions les plus importantes des protéines sont :

Fonction structurelle (tissus conjonctifs, muscles, cheveux, etc.) ; fonction catalytique (les protéines font partie des enzymes) ;

Fonction de transport (transfert d'oxygène par l'hémoglobine dans le sang) ; fonction protectrice (anticorps, fibrinogène sanguin),

Fonction contractile (myosine du tissu musculaire) ; hormonal (hormones humaines);

Réserve (ferritine de rate). La réserve ou la fonction nutritionnelle des protéines est que les protéines sont utilisées par le corps humain pour la synthèse de protéines et de composés protéiques biologiquement actifs qui régulent les processus métaboliques dans le corps humain.

Les protéines sont constituées de résidus d'acides aminés b reliés par une liaison peptidique (- CO - NH -), qui est formée en raison du groupe carboxyle du premier acide aminé et du groupe b - aminé du deuxième acide aminé.

Il existe plusieurs types de classification des protéines.

Classification selon la structure de la chaîne peptidique : on distingue une forme hélicoïdale en forme d'hélice b et une structure repliée en forme d'hélice c.

Classification selon l'orientation de la molécule protéique dans l'espace :

1. La structure primaire est une connexion d’acides aminés dans la chaîne linéaire la plus simple utilisant uniquement des liaisons peptidiques.

2. La structure secondaire est la disposition spatiale de la chaîne polypeptidique sous la forme d'une structure en hélice L ou en pli B. La structure est maintenue ensemble par la formation de liaisons hydrogène entre les liaisons peptidiques adjacentes.

3. La structure tertiaire est une disposition spécifique de l'hélice b sous forme de globules. La structure est maintenue grâce à la formation de liaisons entre les radicaux latéraux des acides aminés.

4. La structure quaternaire est une combinaison de plusieurs globules qui sont dans un état de structure tertiaire en une structure élargie possédant de nouvelles propriétés qui ne sont pas caractéristiques des globules individuels. Les globules sont maintenus ensemble grâce à la formation de liaisons hydrogène.

Le maintien de la structure tertiaire spatiale caractéristique d'une molécule protéique est réalisé grâce à l'interaction des radicaux latéraux des acides aminés entre eux avec la formation de liaisons : hydrogène, disulfure, électrostatique, hydrophobe. Les configurations des connexions répertoriées sont illustrées dans la figure 2.1.

Classification selon le degré de solubilité des protéines.

Les protéines hydrosolubles ont un faible poids moléculaire et sont représentées par l'albumine d'œuf.

Les protéines solubles dans le sel se dissolvent dans une solution de chlorure de sodium à 10 %, elles sont représentées par des globulines : caséine protéique du lait, globuline protéique du sang.

Les protéines solubles dans les alcalis se dissolvent dans une solution d'hydroxyle de sodium à 0,2 % ; ce sont les glutélines : protéine de gluten de blé.

Les protéines solubles dans l'alcool se dissolvent dans 60 à 80 % d'alcool ; elles sont représentées par les prolamines : protéines des céréales.

Classification par structure protéique.

Les protéines, basées sur la structure de la molécule protéique, sont divisées en protéines simples ou complexes et en protéines complexes. Les protéines simples ne comprennent que les acides aminés, les protéines complexes comprennent les acides aminés (apoprotéine) et les substances de nature non protéique (groupe prothétique), qui comprennent : l'acide phosphorique, les glucides, les lipides, les acides nucléiques, etc.

Les protéides sont divisées en sous-groupes en fonction de la composition de la partie non protéique :

Les lipoprotéines sont constituées de résidus protéiques et lipidiques ; elles font partie des membranes cellulaires et du protoplasme des cellules.

Les glycoprotéines sont constituées de protéines et de glucides de haut poids moléculaire et font partie des blancs d'œufs.

Les chromoprotéines sont constituées de protéines et de substances colorantes - des pigments contenant des métaux, par exemple l'hémoglobine contient du fer.

Les nucléoprotéines sont constituées de protéines et d'acides nucléiques et font partie du protoplasme des cellules et du noyau cellulaire.

Les phosphoprotéines sont constituées de protéines et d'acide phosphorique et font partie de la cellule.

2.2 Transformations non enzymatiques des protéines

Les protéines sont utilisées dans la production alimentaire non seulement comme ingrédients nutritionnels, mais elles ont des propriétés spécifiques - des propriétés fonctionnelles qui structurent et influencent la technologie de production alimentaire.

Capacité de rétention d’eau ou d’hydratation. Les protéines sont capables de lier l’eau, c’est-à-dire qu’elles présentent des propriétés hydrophiles. Dans le même temps, les protéines gonflent, leur masse et leur volume augmentent. L'hydrophilie des protéines du gluten est l'une des caractéristiques caractérisant la qualité des céréales et de la farine. Le cytoplasme d'une cellule est une suspension stabilisée de molécules protéiques. Lors du traitement technologique des matières premières, l'eau est liée et les produits augmentent de volume - ils gonflent.

Types de liaisons dans une molécule protéique. Hydrogène : 1- entre les groupes peptidiques ; 2 - entre le groupe carboxyle (acides aspartique et glutamique) et l'alcool hydroxyle (sérine) ; 3- entre l'hydroxyle phénolique et l'imidazole. Interaction électrostatique : 4 - entre la base et l'acide (groupe amino de la lysine et groupe carboxyle des acides aminés aspartiques et glutamiques). Hydrophobe : 5 - avec la participation de leucine, isoleucine, valine, alanine ; 6 - avec la participation de phénylalanine.

La dénaturation des protéines est le processus de modification de la structure spatiale d'une protéine sous l'influence de facteurs externes : chauffage, action mécanique, action chimique, action physique, etc. Lors de la dénaturation, la structure quaternaire, tertiaire et secondaire de la protéine se désintègre, mais la structure primaire est préservée et la composition chimique de la protéine ne change pas. Lors de la dénaturation, les propriétés physiques de la protéine changent : la solubilité et la capacité de liaison à l'eau diminuent et l'activité biologique de la protéine est perdue. Dans le même temps, l’activité de certains groupes chimiques augmente et l’hydrolyse enzymatique de la protéine est facilitée.

Lors du traitement technologique des matières premières (nettoyage, mélange, cuisson, traitement avec des réactifs chimiques, sous vide ou haute pression), les protéines subissent une dénaturation, ce qui augmente leur degré d'absorption.

Moussant. Les protéines sont capables de former des systèmes liquide-gaz, solide-gaz très concentrés sous forme de mousse. Les protéines servent d'agents moussants dans l'industrie de la confiserie (soufflés, guimauves), dans la boulangerie et dans la production de bière. La surface des bulles de gaz est recouverte d'une coque liquide ou solide constituée de protéines. Lorsque cette coque devient plus fine, des bulles de gaz éclatent, une coalescence ou une fusion de bulles se produit et la mousse devient lâche et moins stable. La stabilité de la structure de la mousse est un facteur important pour améliorer la qualité des produits alimentaires, dont la bière.

Formation de mélanoïdes (réaction de Maillard). Lorsque les groupes aminés des protéines et des acides aminés interagissent avec les groupes carbonyle des glucides, la réaction de formation de mélanoïdes se produit. Il s'agit d'un processus redox avec formation de divers produits intermédiaires ; les produits de réaction finaux, les mélanoïdines, sont de couleur brune et affectent la couleur et le goût des produits finis. La réaction de Maillard se produit lors du séchage du malt, lors de l'ébullition du moût avec du houblon, lors de la cuisson du pain, lors de la cuisson des sirops de sucre, lors de la transformation des légumes et des fruits. La vitesse et la profondeur de la réaction de formation de mélanoïdine dépendent de la composition du produit, du niveau de pH de l'environnement (un environnement légèrement alcalin est plus favorable), de la température et de l'humidité. La formation de mélanoïdine réduit l'activité des vitamines et des enzymes, ce qui entraîne une diminution de la valeur nutritionnelle des produits.

2.3 Hydrolyse enzymatique des protéines

L'hydrolyse des protéines est réalisée par des enzymes protéolytiques. La grande variété d'enzymes protéolytiques est associée à la spécificité de leurs effets sur les protéines. Le site d'application ou d'action d'une enzyme protéolytique est lié à la structure des radicaux situés à proximité de la liaison peptidique. La pepsine coupe la liaison entre la phénylalanine et la tyrosine, l'acide glutamique et la cystine (méthionine, glycine), entre la valine et la leucine. La trypsine rompt la liaison entre l'arginine (lysine) et d'autres acides aminés. Chymotrypsine - entre les acides aminés aromatiques (tryptophane, tyrosine, phénylalanine) et la méthionine. Les aminopeptidases agissent du côté des acides aminés N-terminaux, les carboxypeptidases du côté des acides aminés C-terminaux. Les endopeptidases détruisent la protéine à l'intérieur de la molécule, les exopeptidases agissent depuis l'extrémité de la molécule. L'hydrolyse complète d'une molécule protéique nécessite un ensemble d'un grand nombre d'enzymes protéolytiques différentes.

2.4 Valeur nutritionnelle des protéines

La valeur biologique des protéines est déterminée par l'équilibre de la composition en acides aminés en termes de teneur en acides aminés essentiels. Ce groupe comprend les acides aminés qui ne sont pas synthétisés dans le corps humain. Les acides aminés essentiels comprennent les acides aminés suivants : valine, leucine, isoleucine, phénylalanine, lysine, thréonine, méthionine, tryptophane. Les acides aminés arginine et histidine sont partiellement remplaçables car ils sont lentement synthétisés par le corps humain. L'absence d'un ou plusieurs acides aminés essentiels dans les aliments entraîne une perturbation du système nerveux central, un arrêt de la croissance et du développement de l'organisme et une absorption incomplète des autres acides aminés. La valeur biologique des protéines est calculée par le score d'acides aminés (a.s.). Le score en acides aminés est exprimé en pourcentage, représentant le rapport entre la teneur en acide aminé essentiel dans la protéine produit étudiée et sa quantité dans la protéine de référence. La composition en acides aminés de la protéine de référence est équilibrée et répond idéalement aux besoins humains en chaque acide aminé essentiel. L’acide aminé ayant le taux le plus faible est appelé premier acide aminé limitant. Par exemple, dans les protéines de blé, l'acide aminé limitant est la lysine, dans le maïs - la méthionine, dans les pommes de terre et les légumineuses, la méthionine et la cystine sont limitantes - ce sont des acides aminés soufrés.

Les protéines animales et végétales diffèrent par leur valeur biologique. La composition en acides aminés des protéines animales est proche de celle des protéines humaines, les protéines animales sont donc complètes. Les protéines végétales contiennent de faibles niveaux de lysine, de tryptophane, de thréonine, de méthionine et de cystine.

La valeur biologique des protéines est déterminée par le degré de leur absorption dans le corps humain. Les protéines animales ont un degré de digestibilité plus élevé que les protéines végétales. 90 % des acides aminés sont absorbés à partir des protéines animales dans les intestins et 60 à 80 % à partir des protéines végétales. Par ordre décroissant de taux d'absorption des protéines, les aliments sont classés dans l'ordre suivant : poisson > produits laitiers > viande > pain > céréales.

L'une des raisons de la faible digestibilité des protéines végétales est leur interaction avec les polysaccharides, qui entravent l'accès des enzymes digestives aux polypeptides.

S'il y a un manque de glucides et de lipides dans l'alimentation, les besoins en protéines changent quelque peu. Parallèlement à son rôle biologique, la protéine commence à remplir une fonction énergétique. Lorsqu'1 gramme de protéine est absorbé, 4 kcal d'énergie sont libérées. Une consommation excessive de protéines présente un risque de synthèse lipidique et d'obésité.

Les besoins quotidiens en protéines d'un adulte sont de 5 g pour 1 kg de poids corporel, soit 70 à 100 g par jour. Les protéines animales devraient représenter 55 % et les protéines végétales 45 % de l’alimentation humaine quotidienne.

3. Les glucides

3.1 Classification et structure des glucides

Les glucides sont des polyoxyaldéhydes et des polyoxycétones, ainsi que des composés qui s'y transforment après hydrolyse.

Les glucides sont divisés en trois groupes :

Monosaccharides ;

Oligosaccharides ou disaccharides ;

Polysaccharides.

Les monosaccharides contiennent généralement cinq ou six atomes de carbone. Les pentoses les plus courants sont l'arabinose, le xylose et le ribose. Les hexoses les plus courants sont le glucose, le fructose et le galactose.

Le ribose est un composant essentiel des molécules biologiquement actives responsables de la transmission de l'information héréditaire, du transfert d'énergie chimique nécessaire à la mise en œuvre de nombreuses réactions biochimiques d'un organisme vivant, car il fait partie de l'acide ribonucléique (ARN), de l'acide désoxyribonucléique (ADN). ), l'adénosine triphosphate (ATP) et etc. L'arabinose et le xylose sont des composants du polysaccharide hémicellulose. Le glucose entre dans la composition des fruits 2 à 8%, dans la composition des polysaccharides : amidon, glycogène, cellulose, hémicellulose, ainsi que dans la composition des disaccharides : maltose, cellobiose, saccharose, lactose. Le fructose est présent dans 2 à 8 % des fruits et est un composant du disaccharide saccharose. Le galactose est un composant du disaccharide lactose ; les dérivés du galactose font partie de la pectine polysaccharide.

Les oligosaccharides sont des polysaccharides de premier ordre, c'est-à-dire qu'ils sont constitués de 2 à 10 résidus monosaccharides reliés par des liaisons glycosidiques. Parmi les oligosaccharides, les disaccharides sont les plus courants ; les dextrines, constituées de trois, quatre résidus de glucose ou plus, sont d'une importance pratique dans les industries de fermentation.

Les disaccharides sont divisés en disaccharides réducteurs et non réducteurs. Les composés réducteurs comprennent les disaccharides qui contiennent de l'hydroxyle hémiacétal libre, tels que le maltose, le cellobiose et le lactose. Les disaccharides non réducteurs comprennent ceux dans lesquels deux hydroxyles hémiacétals sont impliqués dans la formation de la liaison glycosidique : ce sont les disaccharides saccharose et tréhalose.

Le maltose contient la liaison b-D-glucopyranose 1,4. Le maltose est formé comme produit intermédiaire de l'hydrolyse de l'amidon ou du glycogène.

La composition du cellobiose comprend la liaison R-D-glucopyranose 1,4. Le cellobiose fait partie du polysaccharide cellulose et se forme comme produit intermédiaire de son hydrolyse.

La composition du lactose comprend la liaison R-D-galactopyranose et b-D-glucopyranose 1,4. Le lactose se trouve dans le lait et les produits laitiers, souvent appelé sucre du lait. Sur la figure, la formule du glucose est présentée à l’envers.

La composition du saccharose comprend la liaison I-D-fructofuranose et b-D-glucopyranose 1,2. Le saccharose fait partie d'un produit alimentaire courant : le sucre. L'hydrolyse du saccharose est réalisée par l'enzyme invertase ou R-fructofuranosidase ; l'hydrolyse du saccharose produit du fructose et du glucose. Ce processus est appelé inversion du saccharose. Les produits d'hydrolyse du saccharose améliorent le goût et l'arôme des produits et empêchent le rassis du pain.

Le tréhalose contient une liaison b-D-glucopyranose 1,1. Le tréhalose est un composant des glucides fongiques et est rarement trouvé dans les plantes.

Les polysaccharides du second ordre sont constitués d'un grand nombre de résidus glucidiques. Selon leur structure, les polysaccharides peuvent être constitués d'unités monosaccharides d'un type - ce sont des homopolysaccharides, ainsi que d'unités monomères de deux types ou plus - ce sont des hétéropilisaccharides. Les polysaccharides peuvent avoir une structure linéaire ou une structure ramifiée.

L'amidon est constitué de résidus b-D-glucopyranose. La liaison 1,4 se trouve dans la structure linéaire de l'amidon, appelée amylose, et les liaisons 1,4 et 1,6 se trouvent dans la structure de l'amidon ramifié, appelée amylopectine. L'amidon est le principal composant glucidique de l'alimentation humaine. C'est la principale ressource énergétique d'une personne.

Le glycogène est constitué de résidus b-D-glucopyranose, liaisons 1,4 et 1,6, les branches du glycogène sont situées toutes les 3-4 unités de glucose. Le glycogène est un nutriment de réserve d'une cellule vivante. L'hydrolyse du glycogène est réalisée par des enzymes amylolytiques.

La cellulose ou fibre est constituée de résidus R-D-glucopyranose, une liaison 1,4. La cellulose est un polysaccharide végétal courant ; elle fait partie du bois, du squelette des tiges et des feuilles, ainsi que de la coque des céréales, des légumes et des fruits. La cellulose n'est pas décomposée par les enzymes du tractus gastro-intestinal humain, elle joue donc dans la nutrition humaine le rôle d'une substance de lest - les fibres alimentaires, qui aident à nettoyer les intestins humains.

Les substances pectiques sont constituées d'acide galacturonique et de résidus d'acide galacturonique méthoxylés reliés par des liaisons b - (1,4) - glycosidiques. Il existe trois types de substances pectiques :

La protopectine, ou pectine insoluble, est liée à l'hémicellulose, à la cellulose ou aux protéines ;

La pectine soluble présente un degré élevé d'estérification avec les résidus d'alcool méthylique. La pectine soluble est capable de former de la gelée et des gels en milieu acide et en présence de sucre ;

Les acides pectiques ne contiennent pas de résidus d'alcool méthylique, tandis que l'acide pectique perd la capacité de former de la gelée et des gels.

La pectine a un poids moléculaire de 20 à 30 000 unités, n'est pas absorbée par le corps humain et appartient aux glucides de ballast (fibres alimentaires).

Les hémicelluloses sont des hétéropolysaccharides, car elles contiennent du R -D- glucopyranose, liaison 1,4 (jusqu'à 70%) et 1,3 (jusqu'à 30%), du R -D- xylopyranose, liaison 1,4 et R -L- Arabofuronose. , relation 1-2 et 1-3. Les résidus de galactose et de mannose sont moins courants. Le poids moléculaire des hémicelluloses est de 60 000 unités. Les hémicelluloses font partie des parois cellulaires végétales, notamment des parois des grains d'amidon, entravant l'action des enzymes amylolytiques sur l'amidon.

3.2 Conversions de mono et disaccharides

La respiration est un processus exothermique d'oxydation enzymatique des monosaccharides en eau et en dioxyde de carbone :

C6 H12 O6 + 6O2 > 6CO2 ^ + 6H2 O + 672 kcal

La respiration est la source d'énergie la plus importante pour l'homme. Le processus respiratoire nécessite une grande quantité d’oxygène.

En cas de manque ou d'absence d'oxygène, le processus de fermentation des monosaccharides se produit. Il existe plusieurs types de fermentation auxquels participent divers micro-organismes.

La fermentation alcoolique est réalisée avec la participation d'enzymes de levure selon le schéma suivant :

С6 Н12 О6 > 2СО2 ^ + 2С2 Н5 ОН+ 57 kcal

À la suite de la réaction de fermentation alcoolique, sous l'action d'un complexe d'enzymes de levure, deux molécules d'alcool éthylique et deux molécules de dioxyde de carbone se forment. Les monosaccharides sont fermentés par la levure à des rythmes différents. Le glucose et le fructose fermentent le plus facilement ; le mannose est plus difficile à fermenter ; le galactose, le principal glucide du lait, n'est pratiquement pas fermenté. Les pentoses ne sont pas fermentés par la levure. Outre les monosaccharides glucose et fructose, la levure peut fermenter les disaccharides maltose et saccharose, car la levure possède des enzymes capables de décomposer les molécules de ces deux disaccharides en glucose et fructose (b-glycosidase et b-fructofuranosidase). La fermentation alcoolique joue un rôle important dans la production de bière, d'alcool, de vin, de kvas et dans la pâtisserie. Outre les principaux produits de fermentation - l'alcool éthylique et le dioxyde de carbone, lors de la fermentation alcoolique, des sous-produits et des produits de fermentation secondaire se forment : glycérine, acétaldéhyde, acide acétique, isoamyle et autres alcools supérieurs. Ces produits affectent les propriétés organoleptiques des produits et dégradent souvent leur qualité.

La fermentation lactique est réalisée avec la participation d'enzymes provenant de bactéries lactiques :

C6 H12 O6 > 2CH3 ? CH (OH) ? COOH +52 kcal

À la suite de la réaction de fermentation de l'acide lactique sous l'action d'un complexe d'enzymes, deux molécules d'acide lactique se forment. La fermentation lactique joue un rôle important dans la production de produits laitiers fermentés, de kvas et de choucroute.

La fermentation de l'acide butyrique est réalisée avec la participation d'enzymes de bactéries acide butyrique :

С6Н12О6 > СН3 ? CH2 ? CH2 ? COOH + 2CO2 ^ +2 H2 ^

À la suite de la réaction de fermentation de l'acide butyrique, une molécule d'acide butyrique se forme, deux molécules de dioxyde de carbone et d'hydrogène. Ce processus se produit au fond des marécages lors de la décomposition des débris végétaux, ainsi que lorsqu'une infection par des micro-organismes d'acide butyrique se produit lors de la production alimentaire.

La fermentation de l'acide citrique est réalisée avec la participation d'enzymes du champignon Aspergillus niger :

C6 H12 O6 + [O] > COOH ? CH2 ? AVEC? CH2 ? UNS

À la suite de la réaction de fermentation de l’acide citrique, une molécule d’acide citrique se forme. Cette réaction est basée sur le processus de production d'acide citrique.

Caramélisation. La réaction de caramélisation est réalisée en chauffant des solutions de glucose, de fructose et de saccharose au-dessus de 100 °C. Dans ce cas, diverses transformations des glucides se produisent. Lorsque le saccharose est chauffé dans un environnement légèrement acide, une hydrolyse partielle (inversion) se produit pour former du glucose et du fructose. Lorsqu'elles sont chauffées, trois molécules d'eau peuvent être séparées des molécules de glucose et de fructose, la déshydratation se produit avec formation d'hydroxyméthylfurfural, dont la destruction ultérieure conduit à la destruction du squelette carboné et à la formation d'acides formique et lévulinique. L'hydroxyméthylfurfural est formé en chauffant des solutions de glucides de faible concentration - 10 à 30 % ; cette substance a une couleur brune et une odeur spécifique de croûte de pain cuite.

Lors de la première étape de la réaction de caramélisation, deux molécules d'eau sont séparées de la molécule de saccharose. Un caramelane se forme, constitué de cycles anhydres contenant des doubles liaisons (dihydrofurane, cyclohexanolone et autres composés) dans le cycle, qui sont de couleur brune. Lors de la deuxième étape, trois molécules d'eau sont séparées et un caramel de couleur brun foncé se forme. Au troisième stade, la condensation des molécules de saccharose se produit et il se forme un caramel de couleur brun foncé et peu soluble dans l'eau. La caramélisation du saccharose est réalisée à une teneur en saccharose de 70 à 80 %.

Formation mélanoïde ou réaction de Maillard. La réaction de l'interaction des disaccharides et monosaccharides réducteurs avec des acides aminés, des peptides et des protéines. À la suite de l'interaction du groupe carbonyle (aldéhyde ou cétone) des glucides et du groupe amino des protéines et des acides aminés, des transformations en plusieurs étapes des produits de réaction se produisent avec la formation de glucosamine, qui subit un réarrangement d'Amadori et Heits, puis de mélanoïdine. des pigments se forment, qui ont une couleur brun foncé, un goût et une odeur spécifiques. La réaction de formation de mélanoïdes est la principale cause du brunissement non enzymatique des aliments. Ce noircissement se produit lors de la cuisson du pain, du séchage du malt, de l'ébullition du moût avec du houblon dans la production de bière et du séchage des fruits. La vitesse de réaction dépend de la composition des produits en interaction, du pH de l'environnement, de la température et de l'humidité. À la suite de la réaction de formation de mélanoïdes, la teneur en glucides et acides aminés, y compris essentiels, est réduite de 25 %, ce qui entraîne une modification de la qualité du produit fini et une diminution de sa valeur nutritionnelle et énergétique. Il est prouvé que les produits de réaction de formation de mélanoïdine ont des propriétés antioxydantes et réduisent l'absorption des protéines.

Schéma de l'interaction des disaccharides et monosaccharides réducteurs avec les acides aminés sous une forme simplifiée :

3.3 Hydrolyse enzymatique des polysaccharides

L'hydrolyse de l'amidon est réalisée par des enzymes amylolytiques. L'enzyme b-amylase hydrolyse l'amidon, agissant de manière chaotique, brisant la liaison 1,4 pour former des dextrines et une petite quantité de maltose. L'enzyme b-amylase, agissant sur le grain d'amidon, forme des canaux qui divisent le polysaccharide en morceaux. Le schéma d'hydrolyse de l'amidon est présenté à la figure 3.1.

L'enzyme β-amylase hydrolyse l'amidon, agissant depuis l'extrémité de la chaîne, rompt la liaison 1,4 et forme du maltose ; sur les sites de ramification de l'amylopectine, l'action de la β-amylase s'arrête, dans ce cas une petite quantité de dextrines reste .

L'enzyme glucoamylase agit à l'extrémité de la chaîne, clive une molécule de glucose, rompt la liaison 1,4 ; aux sites de ramification de l'amylopectine, l'action de la glucoamylase s'arrête et il reste une petite quantité de dextrines non hydrolysées. L'enzyme oligo-1,6-glycosidase clive la liaison 1,6 pour former des dextrines. L'enzyme isomaltase hydrolyse le disaccharide isomaltose en glucose. L'hydrolyse de l'amidon est la réaction la plus importante qui se produit lors du traitement technologique des matières premières dans la production de bière et d'alcool.

L'hydrolyse du glycogène est réalisée par des enzymes amylolytiques.

L'hydrolyse de la pectine est réalisée par des enzymes pectolytiques.

La pectine soluble passe d'un état de pectine insoluble à un état soluble sous l'action de l'enzyme protopectinase ou en présence d'acides dilués. Dans ce cas, la pectine est séparée de l'hémicellulose ou d'autres composants liants. La pectine soluble est capable de former de la gelée et des gels en milieu acide et en présence de sucre ;

Les acides pectiques se forment à partir de pectine soluble sous l'action de l'enzyme pectase (pectinestérèse) ou en présence d'alcalis dilués, tandis que l'acide pectique perd sa capacité à former de la gelée et des gels. Sous l’action de l’enzyme pectase, l’alcool méthylique est séparé de la pectine soluble. L'hydrolyse enzymatique de la pectine peut être représentée sous la forme d'un schéma :

L'hydrolyse des hémicelluloses est réalisée par des enzymes cytolytiques, parmi lesquelles l'endo-R-glucanase, l'arabinosidase et la xylanase. Les hémicelluloses ne sont pas capables de se dissoudre dans l'eau et compliquent considérablement l'hydrolyse de l'amidon. L'action de l'enzyme endo-R-glucanase clive le résidu glucose, l'action de l'enzyme arabinosidase clive le résidu arabinose et l'action de l'enzyme xylonase clive le résidu xylose. Avec l'hydrolyse partielle de l'hémicellulose, il se forme des substances gommeuses ou amylanes, qui ont un poids moléculaire inférieur et se dissolvent dans l'eau, formant des solutions visqueuses. Le taux d'hydrolyse de l'amidon lors de la saccharification du malt dans la production de bière et la durée de la filtration du moût dépendent du degré d'hydrolyse de l'hémicellulose.

3.4 Valeur nutritionnelle des glucides

L’une des fonctions les plus importantes des glucides de faible poids moléculaire est de conférer un goût sucré aux aliments. Le tableau 3.1 montre les caractéristiques du goût sucré relatif de divers glucides et édulcorants par rapport au saccharose, dont le goût sucré est pris pour 1 unité.

Les glucides sont la principale source d'énergie pour l'homme : lorsque 1 g de mono ou disaccharide est absorbé, 4 kcal d'énergie sont libérées. Les besoins humains quotidiens en glucides sont de 400 à 500 g, dont 50 à 100 g de mono et disaccharides. Glucides de ballast (fibres alimentaires) - les substances cellulosiques et pectines doivent être consommées 10 à 15 g par jour, elles aident à nettoyer les intestins et à normaliser son activité . Un excès de glucides dans l'alimentation conduit à l'obésité, car les glucides sont utilisés pour fabriquer des acides gras, et conduit également à des perturbations du système nerveux et à des réactions allergiques.

Tableau 3.1 Succès relative (RS) des glucides et des édulcorants

4.1 Classification des lipides

Les lipides sont des dérivés d'acides gras, d'alcools, construits à l'aide d'une liaison ester. Les lipides contiennent également des liaisons éther, des liaisons phosphoester et des liaisons glycosidiques. Les lipides sont un mélange complexe de composés organiques ayant des propriétés physico-chimiques similaires.

Les lipides sont insolubles dans l'eau (hydrophobes), mais très solubles dans les solvants organiques (essence, chloroforme). Il existe des lipides d'origine végétale et d'origine animale. Dans les plantes, il s'accumule dans les graines et les fruits, surtout dans les noix (jusqu'à 60 %). Chez les animaux, les lipides sont concentrés dans les tissus sous-cutanés, cérébraux et nerveux. Le poisson contient 10 à 20 %, la viande de porc jusqu'à 33 %, la viande de bœuf 10 % de lipides.

Selon leur structure, les lipides sont divisés en deux groupes :

Lipides simples

Lipides complexes.

Les lipides simples comprennent les esters complexes (graisse et huile) ou simples (cire) d'acides gras et d'alcools supérieurs.

Les lipides complexes contiennent des composés contenant des atomes d'azote, de soufre et de phosphore. Ce groupe comprend les phospholipides. Ils sont représentés par l'acide phosphotidique, qui contient uniquement de l'acide phosphorique, qui remplace l'un des résidus d'acide gras, et par les phospholipides, qui contiennent trois bases azotées. Les bases azotées s'ajoutent au résidu d'acide phosphorique de l'acide phosphatidique. La phosphotidyléthanolamine contient la base azotée éthanolamine HO - CH2 - CH2 - NH2. La phosphotidylcholine contient la choline de base azotée [HO- CH2 - (CH3)3 N] + (OH), cette substance est appelée lécithine. La phosphotidylsérine contient l'acide aminé sérine HO-CH(NH2)-COOH.

Les lipides complexes contiennent des résidus glucidiques - glycolipides, des résidus protéiques - lipoprotéines, l'alcool sphingosine (au lieu du glycérol) contient des sphingolipides.

Les glycolipides remplissent des fonctions structurelles, font partie des membranes cellulaires et font partie du gluten des céréales. Les monosaccharides les plus courants présents dans les glycolipides sont le D-galactose et le D-glucose.

Les lipoprotéines font partie des membranes cellulaires, du protoplasme des cellules et affectent le métabolisme.

Les sphingolipides participent à l'activité du système nerveux central. Lorsque le métabolisme et le fonctionnement des sphingolipides sont perturbés, des perturbations de l'activité du système nerveux central se développent.

Les lipides simples les plus courants sont les acylglycides. Les acylglycérides comprennent l'alcool glycérol et les acides gras de haut poids moléculaire. Les acides gras les plus courants sont les acides saturés (ne contenant pas de liaisons multiples), l'acide palmitique (C15H31COOH) et l'acide stéarique (C17 H35COOH) et les acides insaturés (contenant des liaisons multiples) : acide oléique avec une double liaison (C17 H33COOH), acide linoléique avec deux liaisons multiples (C17 H31COOH), linolénique avec trois liaisons multiples (C17 H29COOH). Parmi les lipides simples, on retrouve principalement les triacylglycérides (contenant trois résidus d'acides gras identiques ou différents). Cependant, des lipides simples peuvent être présents sous forme de diacylglycérides et de monoacylglycérides.

Les graisses contiennent principalement des acides gras saturés. Les graisses ont une consistance solide et un point de fusion élevé. Contenu principalement dans les lipides d'origine animale. Les huiles contiennent principalement des acides gras insaturés, ont une consistance liquide et un point de fusion bas. Contenu dans des lipides d'origine végétale.

Les cires sont des esters qui contiennent un alcool monohydrique de haut poids moléculaire avec 18 à 30 atomes de carbone et un acide gras de haut poids moléculaire avec 18 à 30 atomes de carbone. Les cires se trouvent dans le monde végétal. La cire recouvre les feuilles et les fruits d'une très fine couche, les protégeant de l'engorgement, du dessèchement et de l'exposition aux micro-organismes. La teneur en cire est faible et s'élève à 0,01 à 0,2 %.

Les phospholipides sont courants parmi les lipides complexes. Les phospholipides contiennent deux types de substituants : hydrophiles et hydrophobes. Les radicaux d'acides gras sont hydrophobes et les résidus d'acide phosphorique et les bases azotées sont hydrophiles. Les phospholipides participent à la construction des membranes cellulaires et régulent le flux de nutriments dans la cellule.

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1. Les glucides, leur classification. Contenu dans les produits alimentaires. Importance en nutrition

Les glucides sont des composés organiques contenant des groupes aldéhyde ou cétone et alcool. Sous le nom général, les glucides regroupent des composés largement répandus dans la nature, qui comprennent des substances au goût sucré appelées sucres et chimiquement apparentées, mais de composition beaucoup plus complexe, des composés insolubles et au goût non sucré, par exemple l'amidon et la cellulose. ).

Les glucides font partie intégrante de nombreux aliments, puisqu’ils constituent jusqu’à 80 à 90 % de la matière sèche des plantes. Dans les organismes animaux, les glucides représentent environ 2% du poids corporel, mais leur importance est grande pour tous les organismes vivants, car ils font partie des nucléotides à partir desquels sont construits les acides nucléiques, qui réalisent la biosynthèse des protéines et la transmission des informations héréditaires. De nombreux glucides jouent un rôle important dans les processus qui empêchent la coagulation sanguine et la pénétration de micro-organismes pathogènes dans les macroorganismes, ainsi que dans les phénomènes immunitaires.

La formation de substances organiques dans la nature commence par la photosynthèse des glucides par les parties vertes des plantes et leur CO2 et H2O. Dans les feuilles et autres parties vertes des plantes, en présence de chlorophylle, des glucides se forment à partir du dioxyde de carbone provenant de l'air et de l'eau du sol sous l'influence de la lumière du soleil. La synthèse des glucides s'accompagne de l'absorption de grandes quantités d'énergie solaire et de la libération d'oxygène dans l'environnement.

Lumière 12 H2O + 6 CO2 - C6 H12 O6 + 6O2 + 6 H2O chlorophylle

Les sucres, au cours du processus de modifications ultérieures dans les organismes vivants, donnent naissance à d'autres composés organiques - polysaccharides, graisses, acides organiques, et en relation avec l'absorption de substances azotées du sol - protéines et bien d'autres. De nombreux glucides complexes, dans certaines conditions, subissent une hydrolyse et se décomposent en glucides moins complexes ; Certains glucides ne se décomposent pas sous l’influence de l’eau. C'est la base de la classification des glucides, qui sont divisés en deux classes principales :

Glucides simples, ou sucres simples, ou monosaccharides. Les monosaccharides contiennent de 3 à 9 atomes de carbone, les plus courants sont les pentoses (5C) et les hexoses (6C), et selon le groupe fonctionnel, les aldoses et les cétoses.

Les monosaccharides les plus connus sont le glucose, le fructose, le galactose, le rabinose, l'arabinose, le xylose et le D-ribose.

Le glucose (sucre de raisin) se trouve sous forme libre dans les baies et les fruits (dans les raisins - jusqu'à 8 % ; dans les prunes, les cerises - 5 à 6 % ; dans le miel - 36 %). L'amidon, le glycogène et le maltose sont constitués de molécules de glucose ; Le glucose est la partie principale du saccharose, le lactose.

Le fructose (sucre des fruits) se trouve sous forme pure dans le miel d'abeille (jusqu'à 37 %), les raisins (7,7 %), les pommes (5,5 %) ; est la partie principale du saccharose.

Le galactose est un composant du sucre du lait (lactose), présent dans le lait des mammifères, les tissus végétaux et les graines.

L'arabinose se trouve dans les conifères, dans la pulpe de betterave et est inclus dans les substances pectiques, le mucus, les gommes et les hémicelluloses.

Le xylose (sucre de bois) se trouve dans les cosses de coton et les épis de maïs. Le xylose fait partie des pentosanes. En combinaison avec le phosphore, le xylose se transforme en composés actifs qui jouent un rôle important dans l'interconversion des sucres.

Le D-ribose occupe une place particulière parmi les monosaccharides. Pourquoi la nature a choisi le ribose plutôt que tous les sucres n'est pas encore clair, mais c'est précisément lui qui sert de composant universel aux principales molécules biologiquement actives responsables de la transmission de l'information héréditaire - les acides ribonucléique (ARN) et désoxyribonucléique (ADN) ; Il fait également partie de l'ATP et de l'ADP, à l'aide desquels l'énergie chimique est stockée et transférée dans tout organisme vivant. Le remplacement de l'un des résidus phosphate de l'ATP par un fragment de pyridine conduit à la formation d'un autre agent important - le NAD - une substance directement impliquée dans les processus redox vitaux. Un autre agent clé est le ribulose 1,5 diphosphate. Ce composé est impliqué dans les processus d'assimilation du dioxyde de carbone par les plantes.

Glucides complexes, ou sucres complexes, ou polysaccharides (amidon, glycogène et polysaccharides non amylacés - fibres (cellulose et hémicellulose, pectines).

Il existe des polysaccharides (oligosaccharides) du premier et du deuxième ordre (polyoses).

Les oligosaccharides sont des polysaccharides de premier ordre dont les molécules contiennent de 2 à 10 résidus monosaccharides reliés par des liaisons glycosidiques. Conformément à cela, on distingue les disaccharides, les trisaccharides, etc.

Les disaccharides sont des sucres complexes dont chaque molécule, lors de l'hydrolyse, se décompose en deux molécules de monosaccharides. Les disaccharides, avec les polysaccharides, sont l'une des principales sources de glucides dans l'alimentation humaine et animale. Par structure, les disaccharides sont des glycosides dans lesquels deux molécules de monosaccharide sont reliées par une liaison glycosidique.

Parmi les disaccharides, le maltose, le saccharose et le lactose sont particulièrement connus. Le maltose, qui est l'a-glucopyranosyl-(1,4)-a-glucopyranose, se forme comme produit intermédiaire lors de l'action des amylases sur l'amidon (ou le glycogène).

L'un des disaccharides les plus courants est le saccharose, un sucre de table courant. La molécule de saccharose est constituée d'un résidu α-E-glucose et d'un résidu β-E-fructose. Contrairement à la plupart des disaccharides, le saccharose ne possède pas d’hydroxyle hémiacétal libre et n’a pas de propriétés réductrices.

Le lactose disaccharide se trouve uniquement dans le lait et se compose de R-E-galactose et d'E-glucose.

Les polysaccharides du second ordre sont divisés en structurels et de réserve. Le premier groupe comprend la cellulose et le groupe de réserve comprend le glycogène (chez les animaux) et l'amidon (chez les plantes).

L'amidon est un complexe d'amylose linéaire (10-30 %) et d'amylopectine ramifiée (70-90 %), construit à partir des résidus de la molécule de glucose (a-amylose et amylopectine en chaînes linéaires avec des liaisons a - 1,4 -, amylopectine aux points de ramification avec des liaisons interchaînes a - 1,6 -), dont la formule générale est C6H10O5p.

Le pain, les pommes de terre, les céréales et les légumes constituent la principale ressource énergétique du corps humain.

Le glycogène est un polysaccharide largement distribué dans les tissus animaux, de structure similaire à l'amylopectine (chaînes hautement ramifiées tous les 3-4 maillons, le nombre total de résidus glycosidiques est de 5 à 50 000)

La cellulose (fibre) est un homopolysaccharide végétal courant qui sert de matériau de support aux plantes (squelette végétal). Le bois est composé à moitié de fibres et de lignine qui lui sont associées ; c'est un biopolymère linéaire contenant 600 à 900 résidus de glucose reliés par des liaisons P - 1,4 - glycosidiques.

Les monosaccharides comprennent des composés qui ont au moins 3 atomes de carbone dans leur molécule. Selon le nombre d'atomes de carbone dans la molécule, on les appelle trioses, tétroses, pentoses, hexoses et heptoses.

Dans l’alimentation humaine et animale, les glucides constituent l’essentiel des aliments. Les glucides fournissent la moitié des besoins énergétiques quotidiens de l’alimentation humaine. Les glucides aident à empêcher le gaspillage des protéines à des fins énergétiques.

Un adulte a besoin de 400 à 500 g de glucides par jour (dont amidon - 350 à 400 g, sucres - 50 à 100 g, autres glucides - 25 g), qui doivent provenir de produits alimentaires. Lors d'une activité physique intense, le besoin en glucides augmente. Lorsqu'ils sont introduits de manière excessive dans le corps humain, les glucides peuvent être convertis en graisses ou déposés en petites quantités dans le foie et les muscles sous forme d'amidon animal - glycogène.

Du point de vue de la valeur nutritionnelle, les glucides sont divisés en digestibles et indigestes. Glucides digestibles - mono et disaccharides, amidon, glycogène. Indigeste - cellulose, hémicellulose, inuline, pectine, gomme, mucus. Dans le tube digestif humain, les glucides digestibles (à l'exception des monosaccharides) sont décomposés par des enzymes en monosaccharides, qui sont absorbés dans le sang par les parois intestinales et distribués dans tout le corps. Avec un excès de glucides simples et un manque de dépense énergétique, une partie des glucides est transformée en graisse ou stockée dans le foie comme source d'énergie de réserve pour un stockage temporaire sous forme de glycogène. Les glucides non digestibles ne sont pas utilisés par le corps humain, mais ils sont extrêmement importants pour la digestion et constituent ce qu’on appelle les « fibres alimentaires ». Les fibres alimentaires stimulent la fonction motrice intestinale, empêchent l'absorption du cholestérol, jouent un rôle positif dans la normalisation de la composition de la microflore intestinale, inhibent les processus de putréfaction et favorisent l'élimination des éléments toxiques du corps.

L'apport quotidien en fibres alimentaires est de 20 à 25 g. Les produits d'origine animale contiennent peu de glucides, la principale source de glucides pour l'homme sont donc les aliments végétaux. Les glucides représentent les trois quarts de la masse sèche des plantes et des algues ; on les trouve dans les céréales, les fruits et les légumes. Dans les plantes, les glucides s’accumulent comme substances de stockage (par exemple l’amidon) ou jouent le rôle de matériau de support (fibres).

Les principaux glucides digestibles de l’alimentation humaine sont l’amidon et le saccharose. L'amidon représente environ 80 % de tous les glucides consommés par les humains. L'amidon est la principale ressource énergétique de l'homme. Les sources d'amidon sont les céréales, les légumineuses et les pommes de terre. Les monosaccharides et oligosaccharides sont présents dans les céréales en quantités relativement faibles. Le saccharose pénètre généralement dans le corps humain avec les produits auxquels il est ajouté (confiseries, boissons, glaces). Les aliments riches en sucre sont les moins précieux de tous les aliments glucidiques. On sait qu’il est nécessaire d’augmenter la teneur en fibres alimentaires de l’alimentation. La source de fibres alimentaires est le son de seigle et de blé, les légumes et les fruits. Le pain à grains entiers a beaucoup plus de valeur en termes de teneur en fibres alimentaires que le pain fabriqué à partir de farine de première qualité. Les glucides des fruits sont principalement représentés par le saccharose, le glucose, le fructose, ainsi que les fibres et la pectine. Il existe des produits composés presque entièrement de glucides : amidon, sucre, miel, caramel. Les produits d'origine animale contiennent beaucoup moins de glucides que les aliments d'origine végétale. L’un des représentants les plus importants des amidons animaux est le glycogène. La viande et le glycogène hépatique ont une structure similaire à celle de l'amidon. Et le lait contient du lactose : 4,7 % - dans le lait de vache, 6,7 % - dans le lait maternel.

Les propriétés des glucides et leurs transformations sont d’une grande importance dans le stockage et la production alimentaire. Ainsi, lors du stockage des fruits et légumes, une perte de poids résulte de la consommation de glucides pour les processus respiratoires. Les transformations des substances pectiques entraînent des modifications dans la consistance des fruits.

2. Antienzymes. Contenu dans les produits alimentaires. Principe de fonctionnement. Facteurs qui réduisent l'effet inhibiteur

Antienzymes (inhibiteurs de protennase). Substances protéiques qui bloquent l'activité enzymatique. Contenu dans les légumineuses crues, les blancs d'œufs, le blé, l'orge et d'autres produits d'origine végétale et animale non cuits. L'effet des antienzymes sur les enzymes digestives, en particulier la pepsine, la trypsine et l'a-amylase, a été étudié. Une exception est la trypsine humaine, qui est sous forme cationique et n'est donc pas sensible à l'antiprotéase des légumineuses.

Actuellement, plusieurs dizaines d'inhibiteurs naturels de protéinase, leur structure principale et leur mécanisme d'action ont été étudiés. Les inhibiteurs de trypsine, selon la nature de l'acide diaminomonocarboxylique qu'ils contiennent, sont divisés en deux types : l'arginine et la lysine. Le type arginine comprend : l'inhibiteur de Kunitz de soja, les inhibiteurs de blé, de maïs, de seigle, d'orge, de pomme de terre, d'ovomucoïde d'œuf de poule, etc., le type lysine - inhibiteur de Bauman-Birk de soja, les ovomucoïdes de dinde, de pingouin, d'œufs de canard, ainsi que inhibiteurs isolés du colostrum de vache.

Le mécanisme d'action de ces substances anti-alimentaires est la formation de complexes inhibiteurs enzymatiques persistants et la suppression de l'activité des principales enzymes protéolytiques du pancréas : trypsine, chymotrypsine et élastase. Le résultat de ce blocage est une diminution de l’absorption des substances protéiques dans l’alimentation.

Les inhibiteurs d'origine végétale considérés se caractérisent par une stabilité thermique relativement élevée, ce qui n'est pas typique des substances protéiques. Chauffer des produits végétaux secs contenant ces inhibiteurs à 130°C ou les faire bouillir pendant une demi-heure n'entraîne pas de diminution significative de leurs propriétés inhibitrices. La destruction complète de l'inhibiteur de trypsine du soja est obtenue par autoclavage de 20 minutes à 115°C ou par ébullition du soja pendant 2 à 3 heures.

Les inhibiteurs d'origine animale sont plus sensibles à la chaleur. Cependant, consommer de grandes quantités d’œufs crus peut avoir un impact négatif sur l’absorption de la portion protéique de l’alimentation.

Les inhibiteurs d'enzymes individuels peuvent jouer un rôle spécifique dans l'organisme dans certaines conditions et à certains stades de développement de l'organisme, ce qui détermine généralement les modalités de leur recherche. Le traitement thermique des matières premières alimentaires entraîne une dénaturation de la molécule protéique de l'antienzyme, c'est-à-dire cela n’affecte la digestion que lorsque des aliments crus sont consommés.

Substances qui bloquent l'absorption ou le métabolisme des acides aminés. Il s’agit de l’effet des sucres réducteurs sur les acides aminés, principalement la lysine. L'interaction a lieu dans des conditions de chauffage sévère selon la réaction de Maillard, donc un traitement thermique doux et une teneur optimale en sources de sucres réducteurs dans l'alimentation assurent une bonne absorption des acides aminés essentiels.

glucide goût antienzyme acide

3. Le rôle des acides dans la formation du goût et de l'odeur des aliments. Application d'acides alimentaires dans la production alimentaire.

Presque tous les produits alimentaires contiennent des acides ou leurs sels acides et modérés. Dans les produits transformés, les acides proviennent des matières premières, mais ils sont souvent ajoutés lors de la production ou formés lors de la fermentation. Les acides donnent aux aliments un goût spécifique et contribuent ainsi à leur meilleure absorption.

Les acides alimentaires sont un groupe de substances de nature organique et inorganique, aux propriétés diverses. La composition et les caractéristiques de la structure chimique des acides alimentaires sont différentes et dépendent des spécificités de l'aliment, ainsi que de la nature de la formation de l'acide.

Les acides organiques les plus souvent présents dans les produits végétaux sont les acides malique, citrique, tartrique, oxalique, pyruvique et lactique. Les acides lactique, phosphorique et autres sont courants dans les produits d’origine animale. De plus, les acides gras se trouvent en petites quantités à l'état libre, ce qui aggrave parfois le goût et l'odeur des produits. En règle générale, les produits alimentaires contiennent des mélanges d'acides.

En raison de la présence d’acides libres et de sels acides, de nombreux aliments et leurs extraits aqueux sont acides.

Le goût aigre d'un produit alimentaire est causé par les ions hydrogène formés à la suite de la dissociation électrolytique des acides et des sels d'acide qu'il contient. L'activité des ions hydrogène (acidité active) est caractérisée par le pH (le logarithme négatif de la concentration en ions hydrogène).

Presque tous les acides alimentaires sont faibles et se dissocient légèrement dans les solutions aqueuses. De plus, le système alimentaire peut contenir des substances tampons, en présence desquelles l'activité des ions hydrogène restera à peu près constante en raison de son lien avec l'équilibre de dissociation des électrolytes faibles. Un exemple d’un tel système est le lait. À cet égard, la concentration totale de substances acides dans un produit alimentaire est déterminée par l'indicateur d'acidité potentielle, totale ou titrable (alcalie). Pour différents produits, cette valeur est exprimée à travers différents indicateurs. Par exemple, dans les jus, l'acidité totale est déterminée en g pour 1 litre, dans le lait - en degrés Turner, etc.

Les acides alimentaires présents dans les matières premières et les produits alimentaires remplissent diverses fonctions liées à la qualité des produits alimentaires. Faisant partie d'un complexe de substances aromatisantes, ils participent à la formation du goût et de l'arôme, qui sont parmi les principaux indicateurs de la qualité d'un produit alimentaire. C’est le goût, ainsi que l’odeur et l’apparence, qui ont encore aujourd’hui un impact plus important sur le choix du consommateur d’un produit particulier que des indicateurs tels que la composition et la valeur nutritionnelle. Les modifications du goût et de l'arôme sont souvent le signe d'un début de détérioration d'un produit alimentaire ou de la présence de substances étrangères dans sa composition.

La principale sensation gustative provoquée par la présence d'acides dans le produit est le goût aigre, qui est généralement proportionnel à la concentration en ions H. +(en tenant compte des différences d'activité des substances qui provoquent la même perception gustative). Par exemple, la concentration seuil (concentration minimale d'une substance aromatisante perçue par les sens) qui permet de percevoir un goût aigre est de 0,017 % pour l'acide citrique et de 0,03 % pour l'acide acétique.

Dans le cas des acides organiques, la perception du goût aigre est également influencée par l'anion de la molécule. Selon la nature de ce dernier, des sensations gustatives combinées peuvent survenir, par exemple, l'acide citrique a un goût aigre-doux et l'acide picrique a un goût aigre. - amer. Une modification des sensations gustatives se produit également en présence de sels d'acides organiques. Ainsi, les sels d'ammonium confèrent au produit un goût salé. Naturellement, la présence de plusieurs acides organiques dans le produit en combinaison avec des substances organiques aromatisantes d'autres classes détermine la formation de sensations gustatives originales, souvent inhérentes exclusivement à un type spécifique de produit alimentaire.

La participation des acides organiques à la formation de l'arôme varie selon les produits. La part des acides organiques et de leurs lactones dans le complexe de substances aromatiques, par exemple les fraises, est de 14 %, dans les tomates - environ 11 %, dans les agrumes et la bière - environ 16 %, dans le pain - plus de 18 %, tandis que les acides représentent moins de 6 % de la formation de l'arôme du café.

Le complexe aromatique des produits laitiers fermentés comprend les acides lactique, citrique, acétique, propionique et formique.

La qualité d'un produit alimentaire est une valeur intégrale qui comprend, outre les propriétés organoleptiques (goût, couleur, arôme), des indicateurs caractérisant sa stabilité colloïdale, chimique et microbiologique.

La formation de la qualité du produit s'effectue à toutes les étapes du processus technologique de sa production. Dans le même temps, de nombreux indicateurs technologiques garantissant la création d'un produit de haute qualité dépendent de l'acidité active (pH) du système alimentaire.

En général, la valeur du pH affecte les paramètres technologiques suivants :

-formation de composants gustatifs et aromatiques caractéristiques d'un type spécifique de produit ;

-stabilité colloïdale d'un système alimentaire polydispersé (par exemple, l'état colloïdal des protéines du lait ou un complexe de composés protéines-tanins dans la bière) ;

stabilité thermique du système alimentaire (par exemple, la stabilité thermique des substances protéiques dans les produits laitiers, en fonction de l'état d'équilibre entre le phosphate de calcium ionisé et distribué colloïdalement) ;

résistance biologique (par exemple, bière et jus de fruits) ;

activité enzymatique;

conditions de croissance de la microflore bénéfique et son influence sur les processus de maturation (par exemple, la bière ou les fromages).

La présence d'acides alimentaires dans un produit peut résulter de l'introduction délibérée d'acide dans le système alimentaire au cours du processus technologique visant à réguler son pH. Dans ce cas, les acides alimentaires sont utilisés comme additifs alimentaires technologiques.

D’une manière générale, l’ajout d’acides au système alimentaire répond à trois objectifs principaux :

-conférer certaines propriétés organoleptiques (goût, couleur, arôme) caractéristiques d'un produit particulier ;

-influence sur les propriétés colloïdales qui déterminent la formation de la consistance inhérente à un produit particulier ;

stabilité croissante, assurant la préservation de la qualité du produit sur une certaine période de temps.

Acide acétique (glacial) E460 est l'acide alimentaire le plus connu et est disponible sous la forme d'une essence contenant 70 à 80 % de l'acide lui-même. Dans la vie de tous les jours, on utilise de l'essence de vinaigre diluée avec de l'eau, appelée vinaigre de table. L’utilisation du vinaigre pour conserver les aliments est l’une des méthodes de mise en conserve les plus anciennes. Selon la matière première à partir de laquelle l'acide acétique est obtenu, on distingue le vinaigre de vin, le vinaigre de fruits, le vinaigre de cidre de pomme, le vinaigre d'alcool et l'acide acétique synthétique. L'acide acétique est produit par fermentation de l'acide acétique. Les sels et esters de cet acide sont appelés acétates. Les acétates de potassium et de sodium (E461 et E462) sont utilisés comme additifs alimentaires.

Outre l'acide acétique et les acétates, des diacétates de sodium et de potassium sont utilisés. Ces substances sont constituées d'acide acétique et d'acétates dans un rapport molaire de 1:1. L'acide acétique est un liquide incolore, miscible à l'eau à tous égards. Le diacétate de sodium est une poudre cristalline blanche, soluble dans l'eau, avec une forte odeur d'acide acétique.

L'acide acétique n'a aucune restriction légale ; son effet repose principalement sur la réduction du pH du produit en conserve, se manifeste à une teneur supérieure à 0,5% et est dirigé principalement contre les bactéries . Le principal domaine d'utilisation est celui des légumes en conserve et des produits marinés. Il est utilisé dans la mayonnaise, les sauces et pour mariner les produits à base de poisson et les légumes, les baies et les fruits. L'acide acétique est également largement utilisé comme agent aromatisant.

Acide lactique est disponible sous deux formes qui diffèrent par leur concentration : une solution à 40 % et un concentré contenant au moins 70 % d'acide. Obtenu par fermentation lactique des sucres. Ses sels et esters sont appelés lactates. Sous forme d'additif alimentaire, l'E270 est utilisé dans la fabrication de boissons gazeuses, de masses de caramel et de produits laitiers fermentés. L'utilisation de l'acide lactique est soumise à des restrictions dans les produits alimentaires pour bébés.

Acide de citron - produit de la fermentation citrique des sucres. Il a le goût le plus doux par rapport aux autres acides alimentaires et n'irrite pas les muqueuses du tube digestif. Sels et esters d'acide citrique - citrates. Il est utilisé dans l'industrie de la confiserie, dans la production de boissons gazeuses et de certains types de poissons en conserve (additif alimentaire E330).

Acide de pomme a un goût moins aigre que le citron et le vin. Pour un usage industriel, cet acide est obtenu synthétiquement à partir de l'acide maléique et, par conséquent, les critères de pureté incluent des restrictions sur la teneur en impuretés toxiques de l'acide maléique. Les sels et esters de l’acide malique sont appelés malates. L'acide malique possède les propriétés chimiques des hydroxyacides. Lorsqu'il est chauffé à 100°C, il se transforme en anhydride. Il est utilisé dans l'industrie de la confiserie et dans la production de boissons gazeuses (additif alimentaire E296).

Acide du vin est un produit de transformation des déchets de vinification (levure de vin et crème de tartre). Il n'a pas d'effet irritant significatif sur les muqueuses du tractus gastro-intestinal et n'est pas soumis à des transformations métaboliques dans le corps humain. La majeure partie (environ 80 %) est détruite dans les intestins sous l'influence de bactéries. Les sels et esters de l’acide tartrique sont appelés tartrates. Utilisé dans les produits de confiserie et les boissons gazeuses (additif alimentaire E334).

acide succinique est un sous-produit de la production d'acide adipique. Il existe également une méthode connue pour l'isoler des déchets ambrés. Il possède des propriétés chimiques caractéristiques des acides dicarboxyliques et forme des sels et des esters, appelés succinates. À 235°C, l'acide succinique se sépare de l'eau et se transforme en anhydride succinique. Utilisé dans l'industrie agroalimentaire pour réguler le pH des systèmes alimentaires (additif alimentaire E363).

Anhydride succinique est un produit de déshydratation à haute température de l'acide succinique. Il est également obtenu par hydrogénation catalytique de l'anhydride maléique. Il est peu soluble dans l’eau, où il s’hydrolyse très lentement en acide succinique.

Acide adipique Il est obtenu dans l'industrie principalement par oxydation en deux étapes du cyclohexane. Il possède toutes les propriétés chimiques caractéristiques des acides carboxyliques, notamment, il forme des sels dont la plupart sont solubles dans l'eau. S'estérifie facilement en mono- et diesters. Les sels et esters de l’acide adipique sont appelés adipates. C'est un additif alimentaire (E355) qui donne un goût aigre aux produits, notamment aux boissons gazeuses.

L'acide fumarique trouvé dans de nombreuses plantes et champignons, formé lors de la fermentation des glucides en présence d'Aspergillus fumaricus. Le procédé de production industrielle est basé sur l'isomérisation de l'acide maléique sous l'action du HC1 contenant du brome. Les sels et les esters sont appelés fumarates. Dans l'industrie alimentaire, l'acide fumarique est utilisé comme substitut aux acides citrique et tartrique (additif alimentaire E297). Il est toxique et sa consommation quotidienne dans les aliments est donc limitée à 6 mg pour 1 kg de poids corporel.

Glucono-delta-lactone - un produit d'oxydation aérobie enzymatique (, D-glucose. Dans les solutions aqueuses, la glucono-delta-lactone est hydrolysée en acide gluconique, ce qui s'accompagne d'une modification du pH de la solution. Il est utilisé comme régulateur d'acidité et agent levant (additif alimentaire E575) dans les préparations pour desserts et les produits à base de viande hachée, par exemple dans les saucisses.

Acide phosphorique et ses sels - les phosphates (potassium, sodium et calcium) sont largement distribués dans les matières premières alimentaires et les produits transformés. Les phosphates se trouvent en concentrations élevées dans les produits laitiers, la viande et le poisson, ainsi que dans certains types de céréales et de noix. Les phosphates (additifs alimentaires E339 - 341) sont introduits dans les boissons gazeuses et les produits de confiserie. La dose journalière admissible, en termes d'acide phosphorique, correspond à 5 à 15 mg pour 1 kg de poids corporel (car une quantité excessive dans l'organisme peut provoquer un déséquilibre du calcium et du phosphore).

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Chimie alimentaire- une section de chimie expérimentale qui traite de la création de produits alimentaires de haute qualité et des méthodes analytiques en chimie de la production alimentaire.

La chimie des additifs alimentaires contrôle leur introduction dans les produits alimentaires pour améliorer la technologie de production, ainsi que la structure et les propriétés organoleptiques du produit, augmenter sa durée de conservation et augmenter sa valeur biologique. Ces additifs comprennent :

• stabilisateurs
• agents aromatisants et arômes
• intensificateurs de goût et d'odeur
• épices

La création d’aliments artificiels est également un sujet de chimie alimentaire. Il s'agit de produits obtenus à partir de protéines, d'acides aminés, de lipides et de glucides, préalablement isolés à partir de matières premières naturelles ou obtenus par synthèse dirigée à partir de matières premières minérales. Ils sont complétés par des additifs alimentaires, ainsi que des vitamines, des acides minéraux, des micro-éléments et d'autres substances qui confèrent au produit non seulement une valeur nutritionnelle, mais également une couleur, une odeur et la structure nécessaire. Comme matières premières naturelles, on utilise des matières premières secondaires provenant des industries de la viande et des produits laitiers, des graines, de la masse verte de plantes, des hydrobiontes et de la biomasse de micro-organismes, comme la levure. À partir de celles-ci, des substances de haut poids moléculaire (protéines, polysaccharides) et des substances de faible poids moléculaire (lipides, sucres, acides aminés et autres) sont isolées par des méthodes chimiques. Les nutriments de faible poids moléculaire sont également obtenus par synthèse microbiologique à partir de saccharose, d'acide acétique, de méthanol, d'hydrocarbures, par synthèse enzymatique à partir de précurseurs et par synthèse organique (y compris la synthèse asymétrique de composés optiquement actifs). Il existe des aliments synthétiques obtenus à partir de substances synthétisées, par exemple des régimes pour la nutrition thérapeutique, des produits combinés à partir de produits naturels avec des additifs alimentaires artificiels, par exemple des saucisses, de la viande hachée, des pâtés et des analogues alimentaires qui imitent des produits naturels, par exemple du noir. caviar.

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Fondation Wikimédia. 2010.

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