User:Ilze S/sandbox
Pārtikas ķīmija zinātnes apakšnozare, kura pēta visu pārtikas produktu sastāvdaļas bioloģiskos un nebioloģiskos procesus un sastāvdaļu savstarpējo mijiedarbību. [1][2] Par bioloģiskām vielām uzskatāmas kā, piemēram, gaļa, mājputnu gaļa, salāti, alus un piens. Līdzīgi kā bioķīmijā to galvenās pamatsastāvdaļas ir ogļhidrāti, tauki un olbaltumvielas, tas ietver arī ūdeni, vitamīnus, minerālvielas, enzīmus, pārtikas piedevas, miltus un krāsvielas. Šī zinātnes apakšnozare pēta arī produktu izmaiņas pārtikas apstrādes procesā un veidus, kā uzlabot vai novērot šos posmus. Piemēram, piena produktu fermentācijas procesa uzlabošana ar mikroorganismiem, kas pārvērš laktozi pienskābē; citronskābes vai citas skābes saturoša ūdens izmantošana, lai svaigi nomizota ābola virsma nebrūnētu.
Vēsture[edit]
Zinātniska pieeja pārtikai un uzturzinātnei radās pievēršoties lauksaimniecības ķīmijai J. G. Wallerius, Humphry Davy u.c. autoru darbos. Piemēram, Davy publikācija “Lauksaimniecības ķīmijas elementus” Lauksaimniecības padomes lekciju kursu (1813) Apvienotajā Karaliste, kas kalpoja par pamatu profesionāļiem visā pasaulē, piedzīvojot 5 izdevumus. Pie agrākiem darbiem uzskatāms Carl Wilhelm Scheele, kurš izdalīja ābolskābi (C4H6O5) no āboliem 1785. gadā.
1874. gadā tika veidots pārtikas produktu dienests ar mērķi pielietot pētīšanas metodes sabiedrības labā. Pirmie eksperimenti tika veikti ar maizi, pienu un vīnu. Nebija svarīga pārtikas piegādes kvalitāte, tās sastāvs.[3]
Koledžu un universitāšu attīstība Pasaulē (viszīmīgāk, ASV) ļāva paplašināties pārtikas ķīmijai, tāpat kā pētījumiem par uzturvielām, jo īpaši, Viena grauda pētījumā no 1907 – 1911. gadam. 19. gs. beigās ASV Lauksaimniecības departamentā H.W Wileys papildus veica pētījumus, radot pamatnosacījumus ASV un Pārtikas un zāļu pārvaldes izveidei 1906. gadā. Amerikas ķīmiķu savienība nodibināja lauksaimniecības un pārtikas nodaļu 1908. gadā. 1995. gadā Pārtikas tehnoloģijas institūts nodibināja pārtikas ķīmijas nodaļu. Food Chemistry Division
Pārtikas ķīmijas jēdziens ir attīstījies no fizikālās un ķīmiskās termodinamikas, ķīmisko saišu savstarpējo mijiedarbību, kvantu mehānikas un rekcijas kinētikas, bipolimēru zinātnes, šķīdumu savstarpējās iedarbības, atoma sadalīšanās, stikla attīstību un tas ir kā pamats pārtikas fizikālajai ķīmijai. [4][5]
Ūdens pārtikas sistēma[edit]
Pārtikas galvenā sastāvdaļa ir ūdens, kas sastāda 50% gaļas produktos, līdz 95% salātu lapu un gurķu, tomātu produktu. Tā arī ir lieliska vide baktēriju augšanai un pārtikas sabojāšanai, ja tā nav atbilstoši apstrādāta. Viens no veidiem, kā tas tiek mērīts, ir ūdens aktivitāte produktā, kas ir ļoti svarīgi produkta uzglabāšanas laikā. Lai pagarinātu uzglabāšanas laiku viens no galvenajiem pamatnosacījumiem ir samazināt ūdens daudzumu vai mainīt ūdens fizikālo stāvokli. Šādas metodes sevī ietver žāvēšanu un sasaldēšanu. Tas sevī ietver fiziokīmisku reakcijas principus un pārmaiņas. Kas notiek pārtikas ražošanas, pārvietošanas un uzglabāšanas laikā.[6][7][8][9] This field encompasses the "physiochemical principles of the reactions and conversions that occur during the manufacture, handling, and storage of foods".[10] .
Ogļhidrāti[edit]
Satur 75% no bioloģiskās pasaules un 80% no pārtikas, kuru patērē cilvēks. Vispazīstamākais ogļidrāts saharoze, ogļhidrātu vienkaršākais vieds ir monosaharīdi, kas satur oglekli, ūderņradi un skābekli, attiuecībā 1:2:1 ar vispārīgo formulu CNH2NON, kur N nevar būt mazāks par 3. Glikozes monosaharīdi ir fruktoze. Kombinējot tos ar attēlā pa labi, var iegūt saharozi, vienu no labāk pazīstamākajiem cukura produktiem. Polisaharīdi tiek veidoti no vairākiem monosaharīdiem. Tādi polisaharīdi kā pektīns, dekstrāns, agars un ksantāns. Cukura sastavu mēra BRIX grādos.
Lipīdi[edit]
Tauki ir visai daudzveidīga bioorganisko vielu grupa. Lipīdi ir ūdenī nešķīstoši vai slikti šķīstoši savienojumi, kuri labi šķīst nepolāros organiskajos šķīdinātājos. Pie lipīdiem pieder: taukskābes, tauki, eļļas, vaski, terpēni, fosfolipīdi, steroīdi. Daži lipīdiem ir lineāra molekulu uzbūves, citiem ir gredzenveida struktūra, daži ir aromatiski, daži ne. Lielākā daļa tauku ir polāri, bet daļa nepolāri. Lielākā daļā to struktūras ir nepolāra vai hidrofobiska, kas atgrūž ūdeni, vai citas līdzīgas vielas. Otra struktūras daļa ir polara jeb hidrofīliska, kas piesaista ūdeni vai citas līdzīgas vielas. Tas padara tās par amfifīliskām molekulā, kas sevī ietver gan hidrofobisku, gan hidrofobisku daļu. Holesterīnā polarā grupa ir - OH (Hidroksīds vai spirts). Lipīdi pārtikas produktos sastopami, ka eļļas, piemēram, sojas, graudu , augu tauki, piena, siera un gaļas daļas. Tie veic arī vitamīnu transporta funkciju.
Pārtikas proteīni[edit]
Proteīni veido vairāk ka 50% dzīvās šūnas svara un ir ļoti kompleksas makro molekulas. Tām ir fundamentālā nozīme šūnu uzbūvē un fukcionēšana. [11] Sastāvot galvenokārt no oglekļa, slāpekļa, ūdeņraža un skābekļa un nedaudz sēra, kā arī tie var saturēt arī dzelzi, varu, fosforu vai cinku.
Pārtikā olbaltumvielas ir svarīgas augšanai un izdzīvošanai, un nepeiciešamība ir atkarīga no cilvēka vecuma un fizioloģijas (piemēram, grūtniecības). Olbaltumvielas parasti iegūst no dzīvnieku izcelsmes produktiem: olām, piena un gaļas. Rieksti, graudi un pākšaugi nodrošina augu izcelsmes proteīnus. Augu izcelsmes proteīni tiek izmantoti, lai no dārzeņiem iegūtu pilnvērtīgas proteīna uztura kvotas.
ELISA testā konstatē proteīnu jutību kā pārtikas alerģiju
Enzīmi[edit]
Fermenti ir bioķīmiski katalizatori, ko izmanto vienas vielas pārveidošanas procesos. Tie ir iesaistīti arī ķīmiskā procesa laika un enerģijas apjoma samazināšanā. Daudzos pārtikas rūpniecības aspektos - siera, alus un maizes ražošanai izmanto katalizatorus, tostarp maizes cepšanu, alus cepšanu, piena un augļu sulas.
Vitamīni[edit]
Vitamīni ir uzturvielas, kas nelielā daudzumā nepieciešamas būtiskām vielmaiņas reakcijām organismā. Tās ir sadalītas kā ūdenī šķīstošs (C vitamīns) vai taukos šķīstošs (E vitamīns). Pietiekams vitamīnu daudzums var novērst tādas slimības kā beribēri, anēmija un čūlas, kamēr vitamīnu pārdozēšana var izraisīt sliktu dūšu un vemšanu vai pat nāvi.
Minerālvielas[edit]
Diētiskie minerāli pārtikas produktos ir daudz un dažādi, kas ir nepieciešami, lai funkcionētu, savukārt citi mikroelementi var būt bīstami, ja tos patērē pārmērīgos daudzumos. Lielākā daļa minerāli ar dienas devu (RDI, agrāk ieteicamā dienas deva (RDA)) vairāk nekā 200 mg/dienā ir kalcijs, magnijs un kālijs, bet svarīgās vielas (RDI mazāk nekā 200 mg/dienā) ir varš, dzelzs un cinks. Tie atrodami daudzos pārtikas produktos, bet tos var uzņemt arī ar uztura bagātinātājiem.
Krāsvielas[edit]
Pārtikas krāsvielu pievieno, lai mainītu jebkuras pārtikas vielas krāsu. To izmanto galvenokārt sensorās analīzes nolūkiem, lai imitētu produkta dabīgo krāsu, kā to uztver klients, piemēram, sarkano krāsojumu (piemēram, FD & C Red No .40 Allura Red AC) kečupā vai pievienotu nedabiskas krāsas tādam produktam kā Kellogg 's Froot Loops. Karamele ir dabiska pārtikas krāsviela; industriālā forma, karameļu krāsojums, ir visplašāk lietotā pārtikas krāsviela, un tā atrodama pārtikas produktos no bezalkoholiskajiem dzērieniem līdz sojas mērcei, maizei un marinējumiem.
Garšvielas[edit]
Aromatizēšana pārtikā ir svarīga, lai produkts smaržotu un būtu garšīgs patērētājam, jo īpaši sensorās analīzēs. Daži no šiem produktiem tiek ražoti dabīgi kā sāls un cukurs, bet garšvielu ķīmiķi (saukti par “aromatizētāju”) izstrādā daudzus pārtikas produktu aromātus. Šādi mākslīgie aromāti ir metilsalicilāts, kas rada zaļgano aromātu un pienskābi, kas pienam piešķir piesātinātāku garšu.
Pārtikas piedevas[edit]
Pārtikas piedevas ir vielas, kas pievienotas ēdienam, lai saglabātu aromātu vai uzlabotu garšu vai izskatu. Procesi ir tikpat veci kā etiķa pievienošana marinēšanai vai emulgators emulsijas maisījumiem, piemēram, majonēzei. Tos parasti norāda ar “E numuru” Eiropas Savienībā vai GRAS (“vispāratzīts par drošu”), ko veic Amerikas Savienoto Valstu Pārtikas un zāļu administrācija.
Atsauces[edit]
- ^ John M. de Man.1999. Principles of Food Chemistry (Food Science Text Series), Springer Science, Third Edition
- ^ John M. de Man. 2009. Food process engineering and technology, Academic Press, Elsevier: London and New York, 1st edn.
- ^ Proc. Soc. Analyt. Chem p. 234
- ^ Pieter Walstra. 2003. Physical Chemistry Of Foods. Marcel Dekker, Inc.: New York, 873 pages
- ^ Physical Chemistry Of Food Processes: Fundamental Aspects.1992.van Nostrand-Reinhold vol.1., 1st Edition,
- ^ Pieter Walstra. 2003. Physical Chemistry Of Foods. Marcel Dekker, Inc.: New York, 873 pages
- ^ Physical Chemistry Of Food Processes: Fundamental Aspects.1992.van Nostrand-Reinhold vol.1., 1st Edition,
- ^ Henry G. Schwartzberg, Richard W. Hartel. 1992. Physical Chemistry of Foods. IFT Basic Symposium Series, Marcel Dekker, Inc.:New York, 793 pages
- ^ Physical Chemistry of Food Processes, Advanced Techniques, Structures and Applications.1994. van Nostrand-Reinhold vols.1-2., 1st Edition, 998 pages; 3rd edn. Minuteman Press, 2010; vols. 2-3, fifth edition (in press)
- ^ Pieter Walstra. 2003. Physical Chemistry Of Foods. Marcel Dekker, Inc.: New York, 873 pages
- ^ Food and Nutrition Board of Institute of Medicine (2005) Dietary Reference Intakes for Protein and Amino Acids, page 685, from National Academies Press
Izmantotā literatūra[edit]
- Fennema, O.R., Ed. (1985). Food Chemistry - Second Edition, Revised and Expanded. New York: Marcel Dekker, Inc.
- Francis, F.J. (2000). "Harvey W. Wiley: Pioneer in Food Science and Quality." In A Century of Food Science. Chicago: Institute of Food Technologists. pp. 13–14.
- Potter, N.N. and J.H. Hotchkiss. (1995). Food Science, Fifth Edition. New York: Champman & Hall. pp. 24–68.
- U.S. Food and Drug Administration. (1993). Everything Added to Food in the United States. Boca Raton, Florida: C.K. Smoley (c/o CRC press, Inc.).