Élelmiszerkémia Csapó, János

Élelmiszerkémia Csapó, János

Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Élelmiszerkémia Csapó, János

Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Tartalom ........................................................................................................................................................... iv ............................................................................................................................................................ v ........................................................................................................................................................... vi .......................................................................................................................................................... vii 1. A víz és a vizes oldatok .................................................................................................................. 1 2. Az ásványi anyagok ........................................................................................................................ 3 3. A szénhidrátok ................................................................................................................................ 4 4. Aminosavak, peptidek és fehérjék ................................................................................................. 5 5. A lipidek ........................................................................................................................................ 7 6. A vitaminok ................................................................................................................................... 8 7. Természetes színezékek ................................................................................................................. 9 8. Íz- és aromaanyagok .................................................................................................................... 10 9. Az élelmiszer-tudomány szempontjából legfontosabb enzimek .................................................. 12 10. Élelmiszertechnológiai adalékok. A tartósítószerek, az antioxidánsok, az ízesítőanyagok, a mesterséges színezékek, az állományjavító-anyagok és a tápértéket növelő anyagok ..................... 13 11. Mérgező anyagok ...................................................................................................................... 14 12. Legfontosabb élelmiszereink és azok összetétele ....................................................................... 15 1. Tej és tejtermékek .............................................................................................................. 15 2. Hús és hústermékek ............................................................................................................. 16 3. A tojás ................................................................................................................................. 17 4. Étkezési zsiradékok és olajok .............................................................................................. 18 5. Gabonafélék ........................................................................................................................ 18 6. Zöldségek és gyümölcsök ................................................................................................... 19 7. A természetes édesítőszerek és a csokoládé ........................................................................ 20 8. Alkoholos italok .................................................................................................................. 20

iii Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Élelmiszerkémia Oktatási segédlet a Takarmányozási és takarmánybiztonsági mérnöki, valamint az Állattenyésztő mérnöki (MSc) mesterszak hallgatói számára

E digitális tankönyv szövege, ábraanyaga és mindenféle tartozéka szerzői jogi oltalom és a kizárólagos felhasználási jog védelme alatt áll. Csak a szerzői jog tulajdonosának előzetes írásbeli engedélye alapján jogszerű a mű egészének vagy bármely részének felhasználása, illetve sokszorosítása akár mechanikai, akár fotó-, akár elektronikus úton. Ezen engedélyek hiányában mind a másolatkészítés, mind a sugárzás vagy a vezeték útján a nyilvánossághoz való közvetítés, mind a digitalizált formában való tárolás, mind a számítógépes hálózaton átvitt mű anyagi formában való megjelenítése jogszerűtlen.

iv Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Élelmiszerkémia Szerzők: Prof. Dr. Csapó János, egyetemi tanár (Kaposvári Egyetem) Vargáné Dr. Visi Éva, egyetemi adjunktus (Kaposvári Egyetem)

© Kaposvári Egyetem, 2011 E digitális tankönyv szövege, ábraanyaga és mindenféle tartozéka szerzői jogi oltalom és a kizárólagos felhasználási jog védelme alatt áll. Csak a szerzői jog tulajdonosának előzetes írásbeli engedélye alapján jogszerű a mű egészének vagy bármely részének felhasználása, illetve sokszorosítása akár mechanikai, akár fotó-, akár elektronikus úton. Ezen engedélyek hiányában mind a másolatkészítés, mind a sugárzás vagy a vezeték útján a nyilvánossághoz való közvetítés, mind a digitalizált formában való tárolás, mind a számítógépes hálózaton átvitt mű anyagi formában való megjelenítése jogszerűtlen.

v Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Kézirat lezárva: 2011. július 25.

A nyilvánosságra hozott mű tartalmáért felel: a TÁMOP-4.1.2-08/1/A-2009-0059 projekt megvalósítására létrehozott konzorcium E digitális tankönyv szövege, ábraanyaga és mindenféle tartozéka szerzői jogi oltalom és a kizárólagos felhasználási jog védelme alatt áll. Csak a szerzői jog tulajdonosának előzetes írásbeli engedélye alapján jogszerű a mű egészének vagy bármely részé¬nek felhasználása, illetve sokszorosítása akár mechanikai, akár fotó-, akár elektronikus úton. Ezen engedélyek hiányában mind a másolatkészítés, mind a sugárzás vagy a vezeték útján a nyilvánossághoz való közvetítés, mind a digitalizált formában való tárolás, mind a számítógépes hálózaton átvitt mű anyagi formában való megjelenítése jogszerűtlen.

vi Created by XMLmind XSL-FO Converter.

A digitalizálásért felel: Kaposvári Egyetem Agrár- és Élelmiszertudományi Nonprofit Kft. E digitális tankönyv szövege, ábraanyaga és mindenféle tartozéka szerzői jogi oltalom és a kizárólagos felhasználási jog védelme alatt áll. Csak a szerzői jog tulajdonosának előzetes írásbeli engedélye alapján jogszerű a mű egészének vagy bármely részé¬nek felhasználása, illetve sokszorosítása akár mechanikai, akár fotó-, akár elektronikus úton. Ezen engedélyek hiányában mind a másolatkészítés, mind a sugárzás vagy a vezeték útján a nyilvánossághoz való közvetítés, mind a digitalizált formában való tárolás, mind a számítógépes hálózaton átvitt mű anyagi formában való megjelenítése jogszerűtlen.

vii Created by XMLmind XSL-FO Converter.

1. fejezet - A víz és a vizes oldatok A víz kémiai és fizikai tulajdonságainál fogva az élet legalapvetőbb eleme, amely az emberi testnek is 60-70%át teszi ki. A vízmolekulák egymással hidrogénhíd-kötésekkel kapcsolódnak, amelyek alapvető szerepet játszanak mind a víz, mind a jég szerkezetének kialakításában. A hidrogénhíd-kötések által összetartott asszociátumok a víznek is bizonyos fokú rendezettséget kölcsönöznek. A víz sűrűsége 3,98 °C-on maximális, nagyobb, mint a jégé és ez megakadályozza a folyóvizek és a tavak összes vízállományának megfagyását, segítve így a vízi élővilág áttelelését. Oldáshője és párolgáshője rendkívül nagy; óriási hőkapacitása miatt meghatározó szerepet tölt be a hőmérséklet szabályozásában. Elektromosság- és hővezető képessége csekély, dielektromos állandója miatt nagyfrekvenciás térben felmelegíthető. A víznek különleges jelentősége van az élőlények szempontjából, hisz a víz egyrészt közege a különféle átalakulási folyamatoknak, másrészt segítője a biológiai szervezetek kialakulásának. Benne oldódnak a különféle szerves és szervetlen molekulák, segítségével alakulnak ki a hidrátburkok és a kristályvíztartalmú vegyületek. A természetes vizek és az ivóvizek jelentős mennyiségű szervetlen iont is tartalmaznak, amelyek közül a Ca2+- és a Mg2+-ionok okozzák a víz keménységét. A víz lágyítása különféle fizikai és kémiai módszerekkel (desztillálás, fordított ozmózis, ioncsere, vegyszerek) megoldható. A víz az élelmi anyagban szabad és kötött formában is jelen van. A kémiailag kötött víz jelentős erőkel kapcsolódik az élelmi anyag szerves vagy szervetlen alkotóihoz. A fizikailag-kémiailag kötött víz két módon kötődhet az anyaghoz: Adszorpciós víz : a víz az alkotórészek felületén hidrátburokban található. Nem lehet mechanikai folyamatok során (pl. préseléssel) eltávolítani, azonban fűtéssel és/vagy alacsony nedvességtartalmú levegő hatására elpárologtatható. Ozmózisos vízmegkötés . Az élelmiszerben található makrokomponensek által kialakított üregekben kis móltömegű anyagok oldata található, amelyekben a víz az ozmózis jelensége miatt kötve marad. Mechanikailag kötött víz található az élelmi anyag felszínén (nedvesítés adhézióval) és kapillárisaiban, továbbá az anyagot alkotó sejtek magasabb szintű szerkezeti egységei között is jelen van ilyen formában kötött víz (szerkezeti víz). A nyersanyagok és a késztermékek eltarthatóságát alapvetően nem az abszolút víztartalom határozza meg, hanem az a vízmennyiség, amely a mikroorganizmusok részére is hozzáférhető. A mikróbák nem tudják hasznosítani a kémiailag kötött vagy kifagyasztott vizet, a számukra hozzáférhető víz hányadáról a teljes víztartalmon belül jó tájékoztatást ad a vízaktivitás (av).

Ahol P = a víz parciális gőznyomása az élelmiszer felett T hőmérsékleten, P0 = a víz telítési gőznyomása T hőmérsékleten, ERP = az egyensúlyi relatív páratartalom T hőmérsékleten. Az élelmi anyagok víztartalma és vízaktivitása közti kapcsolatot a szorpciós izoterma írja le. A magas víztartalmú élelmiszerek szorpciós izotermája eltér azoktól, amelyek csak kevés vizet tartalmaznak. A második esetben, amennyiben az élelmiszer víztartalma kevesebb, mint 50%, a fenti paraméter kis változása jelentős vízaktivitás-változáshoz vezet. Továbbá, a vízaktivitás és a víztartalom közti összefüggést az is befolyásolja, hogy az élelmiszer víztartalma abszorpció (nedvesedés), vagy deszorpció (száradás) során változik meg. Ez a jelenség a hiszterézis, és a szorpciós izotermán a hiszterézis-hurok reprezentálja meglétét. Amennyiben az élelmiszer vizet köt meg ebben a tartományban, ugyanakkora víztartalomnál nagyobb lesz a vízaktivitása, mint száradáskor. Nedvesedés során a víztartalomban bekövetkező kismértékű változás nagy vízaktivitás-növekedést eredményezhet, és ez megnövelheti az élelmiszerromlás felgyorsulásának kockázatát. 1 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

A víz és a vizes oldatok

A mikrobanövekedés a vízaktivitás csökkentésével visszaszorul. A nem enzimes barnulás reakciósebessége és az enzimreakciók sebessége is lassul, azonban a kis vízaktivitású szárított élelmiszerek hajlamosak az autooxidációra. Azok az élelmiszerek, amelyek vízaktivitása 0,6 és 0,9 között van (Közepes Nedvességtartalmú Élelmiszerek) nagymértékben védettek a mikrobiológiai romlással szemben. Az élelmiszerek eltarthatóságának növelése érdekében a vízaktivitás szárítással csökkenthető. Egy másik lehetőség a nagy nedvesség-megkötő képességű anyagok használata (pl. sók, cukor, glicerin, szorbitol).

2 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

2. fejezet - Az ásványi anyagok Az ásványi anyagok rendkívül fontos alkotórészei az élelmiszereknek. A legfontosabb makroelem a nátrium, a kálium, a magnézium, a kalcium, a foszfor, a kén és a klór. Az esszenciális mikroelemek közé tartozik a vas, a fluor, a cink, a réz, a vanádium, a mangán, a jód, az ón, a nikkel, a molibdén, a szelén, a króm és a kobalt. A nem esszenciális mikroelemek közé tartozik az alumínium és a bór. Az élelmiszerek nedvességtartalmát előszárítással vagy egy lépésben határozzuk meg. Az ásványi alkotórészek meghatározásakor a hamutartalmat és a sósavban oldhatatlan hamutartalmat izzítással, a hamu ásványi alkotórészeit pedig spektroszkópiai módszerekkel határozzuk meg. Ezek közül különös jelentőséggel bírnak az emissziós (lángfotometria, plazmaemisszió) és az abszorpciós (atomabszorpciós fotometria, ultraibolya és látható abszorpciós fotometria) spektroszkópiás módszerek.


3. fejezet - A szénhidrátok A természetben előforduló szerves anyagok fő tömegét alkotó szénhidrátok alapegységei a cukrok, amelyek 3-8 szénatomból felépülő polihidroxi-aldehidek, polihidroxi-ketonok. Ezek monomer, oligomer és polimer formában fordulnak elő. Az élelmiszerek legnagyobb mennyiségben hexózokat és pentózokat tartalmaznak, amelyek részben szabadon, de nagyobb részben kötött formában vannak jelen. A monoszacharidok legfontosabb reakciói az oxocsoporthoz kötődnek: ezek során cukor-oximok, glükaminok, oxidált származékok, glikozidok, észterek keletkezhetnek belőlük, ezenkívül éterek, cukor-anhidridek és anhidrocukrok képzésére is képesek, reverzióval vizet veszíthetnek, és végbemehet endiolképződés és izomerizáció is a reakció során. Savanyú és bázikus közegben átalakulva oligoszacharidok, cukoranhidridek és anhidrocukrok, furán, pirán és ciklopentanon-származékok, endiolok, karbonsavak és hidroxikarbonsavak, reduktonok és reakcióra képes hidroxi-oxovegyületek képződhetnek belőlük. A karamellizáció és a MAILLARD-reakció során jellegzetes aromájú, barna színű termékek, aromakomponensek és melanoidok alakulnak ki belőlük. A nem enzimes barnulás lehet előnyös és hátrányos is, de a folyamatot minden esetben fehérjeveszteség kíséri. Élelmiszer-ipari szempontból a legfontosabb monoszacharidok a pentózok (D-xilóz, L- és D-arabinóz, D-ribóz, D-dezoxi-ribóz) és a hexózok (glükóz, mannóz, galaktóz, fruktóz), a legfontosabb monoszacharidszármazékok pedig a dezoxicukrok, az aminocukrok, a cukorészterek, a cukoréterek, a cukoralkoholok, a savszármazékok és a glikozidok. Az egyszerű cukrok egymással glikozidkötéssel kapcsolódva oligo- és poliszacharidokat alakítanak ki. A kapcsolódástól függően a diszacharidok lehetnek redukálók és nem redukálók. Legfontosabbak közülük a répavagy nádcukor, a maltóz, az izomaltóz, a cellobióz és a tejcukor. A triszacharidok közül említést érdemel a raffinóz és a laktóztartalmú triszacharidok. A poliszacharidok olyan, nagymolekulájú vegyületek, amelyekben az egyes cukormolekulák glikozidos kötéssel kapcsolódnak egymáshoz, és amelyek savas vagy enzimes hidrolízissel monoszacharidokra bomlanak. A homopoliszacharidok azonos, a heteropoliszacharidok különböző monoszacharidokból épülnek fel. A glükózpolimerek közül legjelentősebb a keményítő, amely az amilóz és amilopektin keveréke, a keményítő különféle származékai (duzzadó-, hígfolyós-, oxidációval módosított keményítő, dextrinek, fehér, sárga és ciklodextrin, keményítő-észterek és -éterek, térhálós szerkezetű keményítő), a glikogén, a cellulóz, valamint a cellulóz származékai. A fruktózpolimerek közé tartozik az inulin, a graminin és a leván, a mannánok közé a kődiómannán és a konjakmannán, az uronsavpolimerek közé pedig a pektin és az alginát. Glükózamin-polimer a kitin, míg a kevert poliszacharidok közé a xilán, a hemicellulóz, a pentozán, a xantán, a karragén, az agar és az arab gumi tartozik. A szénhidrát-fehérje származékok közül gyakorlati jelentőséggel bír a heparin, a hialuronsav, a kondroitin és a tojásfehérje glikoproteinek. Az aldózok kimutatása a FEHLING-reakcióval és az ezüsttükör próbával történhet. Lehetőség van a redukáló és az összes cukortartalom meghatározására jodometriás titrálással, valamint a monoszacharidok szétválasztására és egyenkénti meghatározására nagyhatékonyságú folyadékkromatográfiával. A keményítőtartalom a jódkeményítő reakcióval mutatható ki, amellyel a keményítő hidrolízise is nyomon követhető. A háztartási keményítő tisztaságát polarimetriával mérjük. Az élelmiszerek nyersrosttartalmát savas és lúgos főzéssel, a rostfrakciókat (hemicellulóz, cellulóz, lignin) detergens oldatokkal való kezeléssel lehet meghatározni.


4. fejezet - Aminosavak, peptidek és fehérjék Az élővilágban található sokmillió fehérje mindössze húszféle aminosavból épül fel. Ezek a prolin kivételével közös szerkezeti alapelemet tartalmaznak, az α-szénatomhoz kapcsolódó amino- és karboxilcsoportot, és az αszénatomhoz kapcsolódik az a rész is, amely az aminosavakat megkülönbözteti. Ez az R-csoport lehet apoláros, poláros, savas vagy bázikus. Az aminosavak a glicin kivételével optikailag aktív vegyületek. Néhány bakteriális eredetűtől eltekintve mind L-konfigurációjúak. Az anyagcsere-folyamatokban keletkezik néhány nem fehérjealkotó aminosav is, és a különféle folyamatok során β-, γ-, és δ-aminosavak is szerephez jutnak. Semleges közegben az aminosavak kettős jelleműek, mert mind amino-, mind karboxilcsoportjuk disszociál. Az aromás aminosavak abszorbeálják az ultraibolya-fényt, és így a fehérjék mennyiségét spektrofotometriásan meg lehet határozni. Több aminosav α-karboxil- és α-aminocsoportjai kondenzáció útján összekapcsolódva polipeptidláncot hoznak létre. A peptidkötés merev, a peptidláncon belül elfordulásra csak az α-szénatomok körül van lehetőség. A természetben nagyszámú, változatos funkciójú oligo- és polipeptid is előfordul. Ezek néhány aminosavtól 80-100 aminosavig kapcsolódhatnak egymáshoz. Funkciójuk szerint lehetnek antibiotikumok, hormonok, gombamérgek, proteinázinhibitorok és sok más biológiai hatású vegyület. A peptidek nagy része, konfigurációtól függetlenül (az édes L-aszparaginsav dipeptidek kivételével) keserű vagy semleges ízű. A fehérjék minden biológiai folyamatban kulcsszerepet játszanak, mivel szinte nincs is olyan biológiai jelenség, amelyben enzimek ne vennének részt. A fehérjék soksejtű szervezetekben részt vesznek a sejtek közötti kommunikációban és a sejten belüli, illetve kívüli anyagok szállításában. Aktívan közreműködnek a sejtek és a szervezet sajátos morfológiai jellemzőinek kialakításában. Szabályzó tevékenységük útján biztosítják a szervezet és a környezet közötti kapcsolat fenntartását. Speciálisan kialakított fehérjemolekulák teszik lehetővé az élőlények mozgását. Védő szerepet töltenek be a szervezeteket veszélyeztető károsodásokkal szemben. A fehérjék sokféle funkciójának ellátását szerkezeti felépítésük rendkívüli változatossága teszi lehetővé. A húszféle aminosavból rendkívül sok aminosav-sorrend alakulhat ki. Tovább növeli a változatosságot, hogy a polipeptidláncok különféle anyagokkal is kapcsolódhatnak. A fehérjék megköthetnek ionokat, kisebb-nagyobb molekulákat, laza kapcsolatokat létesíthetnek lipidekkel, nukleinsavakkal, és kovalensen kötődhetnek a fehérjék szénhidrát részéhez. A fehérjék funkcionális sokoldalúsága egyrészt abból ered, hogy a húszféle aminosavból rendkívül változatos aminosav-sorrendek (elsődleges szerkezet) alakulhatnak ki, másrészt abból, hogy a polipeptidláncon belül periodikusan rendezett másodlagos szerkezet (α-hélix, β-redő) és periodicitást nem mutató szakaszok váltakoznak. Ezek lehetővé teszik, hogy a polipeptidlánc összegombolyodjék (harmadlagos szerkezet), és globuláris fehérjék jöjjenek létre. A polipeptidlánc-gombolyagok egymással asszociálhatnak, negyedleges szerkezetet létrehozva. A polipeptidláncok térben rendezett szerkezetét különféle nem kovalens és diszulfid (másodlagos kovalens) kötések stabilizálják. A háromdimenziós szerkezet kialakulása következtében az oldalláncok között olyan kölcsönhatások létesülhetnek, amelyek eredményeként a tulajdonságok módosulhatnak. A térszerkezet kialakulásához a polipeptidlánc számára nincs szükség extra információra, az az aminosav-sorrendből adódóan vizes közegben spontán kialakul. Egy fehérje jellemzésénél megadjuk a molekulatömeget, oldhatóságát, izoelektromos, izoionos pontját, a poláros fény síkjának forgatását, fényabszorpcióját és kristályosodási hajlamát. A fehérjék kémiai reakciói és kapcsolódásai közül a legfontosabbak a csapadékképző- és színreakciók, a fehérje-víz és a fehérje-lipid kapcsolódások. A fehérje denaturációja lehet reverzíbilis vagy irreverzíbilis, előidézhetik fizikai módszerek, illetve kémiai anyagok. A funkcionális tulajdonságok közül a leglényegesebbek a hidratációs tulajdonságok, az oldhatóság, a viszkozitás, a gélképződés, a texturálás, az emulgeálóképesség és a habképző tulajdonságok. Kémiai összetételük alapján egyszerű, illetve összetett fehérjéket különböztethetünk meg. Az egyszerű fehérjék lehetnek protaminok, hisztonok, albuminok, globulinok, prolaminok, glutelinek, vázfehérjék, az összetett fehérjék pedig prosztetikus csoportjuk alapján lehetnek foszfoproteinek, mukoproteinek, kromoproteinek, nukleoproteinek és lipoproteinek. A fontosabb természetes fehérjék közé tartoznak az izomfehérjék, a plazmafehérjék, a légzőfehérjék, a tejfehérjék, a tojásfehérje és -sárgája fehérjéi, a vázfehérjék és a különféle növényi fehérjék. Az élelmiszer-fehérjék feldolgozása és tárolása során bekövetkező átalakulások közül a jelentősebbek a denaturálódás, a különféle fehérje-fehérje kapcsolódások, az oxidáció, reakciók a redukáló szénhidrátokkal (pl.


Aminosavak, peptidek és fehérjék

a nem enzimes barnulás), a dehidroalanin és rajta keresztül a lizinoalanin keletkezése, valamint a fehérje – lipid, –polifenol és –fitinsav bekapcsolódások. Élelmiszerek fehérjetartalmát a DUMAS-féle égetéses és a KJELDAHL-féle kénsavas roncsolásos módszerrel lehet meghatározni. Ez utóbbi módszer elvén alapszik a Kjel-Tec automatikus nitrogénmeghatározó működése. A nyersfehérje-tartalmon túl meghatározzuk még az emészthető nyersfehérje- és a valódifehérje-tartalmat, és lehetőség van a fehérje in vitro emészthetőségének és a fehérje hőkezeltségi fokának meghatározására is. A fehérje aminosav-összetétele ioncserés oszlopkromatográfiával és nagyhatékonyságú folyadékkromatográfiával is meghatározható. Mód van az egyes aminosavak fotometriás mérésére, és meg lehet határozni az esszenciális aminosavak hasznosítható mennyiségét is. Az aminosav enantiomerek szétválasztása nagyhatékonyságú folyadékkromatográfiával elvégezhető. A Daminosav-tartalom alapján a baktériumok által szintetizált fehérje mennyiségére és a masztitiszes tőgyből származó tej részarányára lehet következtetni.


5. fejezet - A lipidek A lipidek a szervezetnek csak zsíroldó szerekben oldódó anyagai, amelyek zömükben két feladatot töltenek be a sejtben: energetikai szempontból igen hatékony raktározott üzemanyagok, valamint a sejtek és organellumok membránját felépítő anyagok. Kis mennyiségben hormonok, vitaminok stb. formájában jelentős szabályozó funkcióik is vannak. Az állati szervezetek energiakészletének egy részét a glicerinből és zsírsavakból felépülő triacil-glicerinek, az ún. neutrális zsírok alkotják, amelyek tulajdonságai a zsírsavrész hosszától és a benne lévő telítetlen kötések számától függnek. A membránok felépítésében az amfipatikus, poláros lipidek vesznek részt, amelyek glicerinhez kötött két zsírsavláncot, a harmadik alkoholos hidroxilhoz kapcsolódó foszforsav részt, és az ehhez kapcsolódó egyéb alkotórészt tartalmaznak. Az idegrendszerben másféle poláros lipidek (pl. szfingolipidek) is találhatók. A lipidek külön csoportját képezik a terpének és a belőlük származtatható sokféle vegyület. Ezek között található vitaminhatásúak, kofaktorként működők, és izoprénből vezethető le az élővilágban igen változatos szerepet játszó szteránvázas vegyületek nagy csoportja is. A lipidek fehérjékkel alkotott komplexei a lipoproteinek; felépítésük függ a szervezet tápláltságától és a transzportfeladatoktól. A membránok lényegében lipidekből és fehérjékből épülnek fel, meghatározva a sejt és környezete közötti szelektív kapcsolatokat, valamint a sejt alakját és integritását. A zsírok kémiai reakciói közül kiemelésre érdemes az észterkötés hidrolízise, a lipidoxidáció, az avasodás, valamint a hőhatásra bekövetkező dimerizációs és polimerizációs átalakulások. A természetes zsiradékok közül legfontosabbak a tejzsiradékok, a sertészsír, a marhafaggyú, a baromfizsír és a növényi eredetű olajok, amelyek keményítésével különféle étkezési margarinokat állítanak elő. Az élelmiszerek nyerszsírtartalma SOXHLET-féle extrakcióval, savas feltárással vagy anélkül határozható meg. A zsír minőségéről a peroxidszám és a savszám ad felvilágosítást. A zsír zsírsav-összetételét, valamint a savanyítással készült élelmiszerek illózsírsav-tartalmát gázkromatográfiával határozzák meg. Az antioxidánsok meghatározására alacsony forráspontjuk miatt ugyancsak alkalmas a gázkromatográfia.


6. fejezet - A vitaminok A vitaminok olyan, természetes szerves vegyületek, amelyeket különböző külső forrásból kis mennyiségben meg kell szerezni ahhoz, hogy a szervezet anyagcseréje, energiaforgalma és megújítása zavartalan legyen. A vitaminok, nevüktől eltérően, nemcsak aminok, hanem egészen eltérő felépítésű vegyületek is lehetnek. A Cvitamin és a biotin kivételével többségük kisebb-nagyobb kémiai átalakulás után nyeri el funkcióképes alakját. A vitaminok hatása azon alapul, hogy katalizáló- vagy szabályzótényezőként bekapcsolódnak az életfolyamatokba, részben fehérjéhez kötődve enzimként (prosztetikus vitaminok), részben egyéb, még nem tisztázott módon (induktív vitaminok). Oldódásuk alapján megkülönböztetünk zsíroldható és vízoldható vitaminokat, és ismerünk még provitaminokat és antivitaminokat is. Mai tudásunk szerint a zsíroldható vitaminok egyes fehérjék bioszintézisét szabályozzák. Mivel a szervezet tárolni képes őket, ezért velük kapcsolatos avitaminózis ritkán fordul elő. A zsíroldható vitaminok közül az A-, E-, és K-vitamin részben vagy teljesen izoprén egységekből épül fel, a D-vitamin viszont a szteránvázas vegyületek csoportjába tartozik. A vízben oldható vitaminok (B1-, B2-, B6-, B12-, B15-vitamin, nikotinsav, folsav, pantoténsav, biotin, C-, P- és Uvitamin) feleslegét a szervezet a vizelettel kiválasztja, ezért ezeket a táplálékkal rendszeresen fel kell venni. Biokémiai szempontból jellemző rájuk, hogy a biológiai oxidációt katalizáló enzimek koenzimjei vagy azok alkotórészei. Nincsenek provitaminjaik, és a velük kapcsolatos hiánytünetek gyorsan lépnek fel. A vitaminokon kívül nélkülözhetetlenek még a szervezet számára az esszenciális aminosavak és zsírsavak, valamint az inozit, a kolin és a liponsav, amelyeknek ugyancsak az élelmiszerekkel kell a szervezetbe jutni. Mivel a vitaminok többsége érzékeny az oxidációra, a magas hőmérsékletre és a fényre, valamint mivel kémiai összetételüket tekintve rendkívül sokfélék, ezért meghatározásuk összetett analitikai feladat. Analízisük általában szerves oldószerrel (zsíroldható vitaminok) vagy vízzel és pufferoldattal (vízoldható vitaminok) való extrakcióval kezdődik, tisztítási lépésekkel folytatódik, majd általában kromatográfiás (legtöbbször nagyhatékonyságú folyadékkromatográfiás) módszerrel történik.


7. fejezet - Természetes színezékek A természetben előforduló növényi és állati szervezetek színét adó vegyületek a színezőanyagok. A karotinoid színezékek a magasabb rendű növények lipidjeiben oldva előforduló sárga, narancssárga, vöröses és ibolyás színt adó vegyületek. Legtöbbjük izoprénből levezethető, 40 szénatomos vegyület, amelyekre jellemző a konjugált kettős kötés és a transz konfiguráció. A kinonszármazékok közül legelterjedtebbek a benzo-kinonok és a naftokinonok, amelyek narancs- és vörös színű anyagok. A magasabb rendű növényekben megtalálható flavonoidok színtelen, sárga, narancssárga, piros, ibolya és kék színhatású vegyületek. A pirrolszínezékek közül a gyűrűs tetrapirrol-származékok a legjelentősebbek, amelyek a sárga, a vörös, a zöld és a kék szín kialakításához járulnak hozzá. A legismertebb e csoportba tartozó vegyületek a hemoglobin és a mioglobin, valamint a forbinvázas vegyületek csoportjába tartozó klorofill és származékai. Az egyéb természetes színezékek közül említést érdemelnek a melaninok, a betalainok, a betaxantin, a betacianin, valamint a tanninok.


8. fejezet - Íz- és aromaanyagok A zamat („flavor”) a táplálék fogyasztásakor kialakuló többféle érzet összességét jelenti. Az íz, a szag és a szerkezet érzékelésének együttese határozza meg az ételek, italok zamatát. Az íz kialakításában szerepet játszó anyagok többnyire szobahőmérsékleten nem illékonyak, és ezért csak az íz-receptorokra képesek hatni. A termék illatát kialakító élelmiszeralkotók már illékony molekulák, ezeket aromaanyagoknak nevezzük. Az íz- és az aromaanyag kategóriák nem átjárhatatlanok; egyes vegyületek mindkét fajta érzetet képesek kiváltani. Az ismertté vált illóanyagok száma rendkívül nagy, azonban csak korlátozott számban vesznek részt az aroma kialakításában; az aroma-aktív anyagok közül is csak azok, melyek az illatküszöb feletti mennyiségben vannak jelen. Azonban arra is van példa, hogy több küszöbérték alatti koncentrációban jelenlévő illóanyag együttesen már képes hozzájárulni a termék aromájához. A kulcsfontosságú illatanyagok („key odorants”) azokat a molekulákat jelentik egy adott élelmiszerre vonatkoztatva, melyek döntő szerepet vállalnak jellegzetes illatának kialakításában. A kedvezőtlen illatú vagy szagú anyagokat off-zamatanyagoknak hívjuk („off-flavors”). Ennek a fogalomnak a használata az adott élelmiszertől is függhet: ugyanaz a molekula hozzájárulhat egy adott étel megszokott illatához vagy ízéhez, míg egy másik terméknél nemkívánatos hatást válthat ki. Az íz-intenzitást definiálni lehet egyrészt úgy, hogy meghatározzuk a vizsgált molekula felismerési küszöbét (azt a legkisebb koncentrációt, melynél már érezhető az édes íz), de mérhető az u.n. „azonos mértékben édes koncentráció” alapján (a vizsgált cukor oldatának azon töménysége, amely azonos mértékű édes ízérzetet vált ki, mint a referenciacukor adott koncentrációjú oldata). Többnyire a répacukrot használják referencia-anyagként. Gyakorlati alkalmazásra az utóbbi módszer jobban bevált. Az egyes édes komponensek íz-intenzitása tág határok közt változhat. Az íz jellegét és intenzitását befolyásoló fontosabb tényezők: a kémiai szerkezet, az élelmiszer hőmérséklete, pH-ja valamint egyéb édes és nem-édes komponensek jelenléte a mátrixban. Az illatküszöb egy adott vegyület legkisebb koncentrációja, amelynél már fel lehet ismerni az illatát. A detektálási küszöb az a töménység, mikor már detektáljuk a komponenst, de az aroma jellege még felismerhetetlen. Mindkét érték megállapítható csupán szaglással (ortonazális érték), vagy az étel szájba vételével, mikor az illatanyagok a szájból kerülnek az orrüregbe (retronazális érték) és a két érték jelentősen különbözhet. A küszöbérték függ a molekula szerkezettől, a szaglószervi sajátságoktól, de az adott élelmiszer többi anyagától (a mátrixtól) is. A közeg és a hőmérséklet hatást gyakorol a komponensek gőznyomására és ezáltal az érzékelés meglétére vagy hiányára, továbbá több illatgeneráló anyag együttes jelenléte más hatást fejthet ki, mintha csak külön-külön lennének jelen a termékben. Több aromaanyag jelenlétében érvényesül az u.n. additív hatás. Hasonló illatú komponensek együttes intenzitása többnyire elmarad attól, mintha az egyedi intenzitásokat összegeznénk. Különböző illatjegyeket viselő komponensek jelenlétekor két eset lehetséges. Amennyiben hasonló az aroma-intenzitásuk, az aromaprofilt az egyes komponensek jellegének összessége alakítja ki. Amikor egy adott vegyület illat-intenzitása a domináns, ez elnyomja a többi anyag aroma-jellegét. A fentiekből következik, hogy azonos illatanyagokat tartalmazót élelmiszerek aroma-profilja változhat annak függvényében, hogy az aromaanyagok milyen koncentrációarányban vannak jelen. Ez a helyzet akkor is előállhat, mikor az ételkészítés módja megváltozik, ezáltal az aromaanyagok egyensúlya megbomlik, és az élelmiszer illata már nem a megszokott lesz. A nemkívánatos off-zamatanyagok származhatnak az állati vagy növényi eredetű nyersanyagból, vagy kialakulhatnak az élelmiszergyártás termikus vagy fermentációs műveletei során. A hosszú időn keresztül történő tároláskor tisztán kémiai változások (pl. lipid oxidáció, Maillard reakció) vagy mikrobiális romlás is felelős lehet kialakulásukért, pl. a szkatol fekáliaszagú aromaanyag, míg a 2-metizoborneolnak földszerűposhadt aromája van. Mindkettő vegyület mikrobiális tevékenység eredményeképpen jön létre, és gyakran előfordulnak azokban az élelmiszerekben, ahol kellemetlen, sertésre jellemző szagot érzékeltek a fogyasztók. A nemkívánatos zamatanyagok nem minden esetben olyan idegen anyagok, melyek eredetileg nem voltak jelen az élelmiszerben. Az organoleptikus sajátságok nagyban megváltozhatnak, ha a kulcsfontosságú illatanyagok mennyisége lecsökken, vagy az egyes komponensek koncentráció-aránya megváltozik. A fontosabb illatanyagok csoportosíthatók képződési reakcióik (enzimes, nemenzimes, vagy mindkettő) vagy kémiai szerkezetük alapján. A nemenzimes reakciók (pl. a lipid oxidáció vagy a Maillard reakció egyes részfolyamatai) jelentős változást okozhatnak tároláskor, még alacsony hőmérsékleten is, amennyiben a tárolási idő hosszú. A hőkezelések (pl. sütés) felgyorsítják a folyamatokat. Az élelmiszer felületének kiszáradása után a hőmérséklet gyorsan emelkedik 10 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Íz- és aromaanyagok

és a szénhidrátok, fehérjék, zsírok és sok egyéb anyag (pl. fenolos savak) pirolitikusan elbomlanak. A nemenzimes reakciókra jellemző, hogy viszonylag kisszámú kiindulási anyagból nagyon sokféle termék keletkezik, mindazonáltal a létrejött aroma-aktív anyagok koncentrációja gyakran még erőteljes kezelések esetés sem éri el az illatküszöböt. Fentiekből adódik, hogy a hőkezelt élelmiszerek illóanyagai közül aránylag kevés válik aromakomponenssé. A karbonil komponensek legfontosabb reakciói a lipid oxidáció, a karamellizáció és az aminosavak Streckerdegradációja. A piranon vegyületek szénhidrát prekurzorokból keletkeznek, és karamellszerű illatuk van. Elfedik a komló (vagy a kóla) keserű zamatát, és helyette édes ízt adnak a terméknek. A furanon vegyületek a Maillard reakció másodlagos folyamatainak termékei. A norfuranol a húsleves főzésekor is kialakul, és pirított, cikóriaszerű, karamell-jellegű aromajegyeket mutat. A kéntartalmú aminosavakból, monoszacharidokból és tiaminokból tiolok, tioléterek, di- és triszulfidok keletkeznek. Aromájuk lehet egyaránt kedvező, vagy kedvezőtlen. A tioloknak intenzív illatuk mellett további illékony anyagok prekurzoraiként is jelentőségük van, például a Maillard reakcióból származó diketonokkal merkaptoalkánokat képeznek, melyeknek fontos szerepük van a hús-aroma kialakításában. A tiazolok ciszteaminból és 2-oxopropanalból keletkeznek. A főtt hús jellegzetes aromakomponensei, de a hőkezelt tej, a sör és a kávé aromájának kialakításában is részt vesznek. A pirrolok és a piridinek N-tartalmú heterociklusos vegyületek, némely származékaik szükségesek a pörkölt aroma kialakításához. Az illat- és aromaanyagok analízisének lépései az élelmiszer minta előkészítése, az illat- és aromaanyagok kivonása, tisztítása, koncentrálása desztillációval vagy extrakcióval, majd következik a komponensek szétválasztása és meghatározása gázkromatográfiával, nagyhatékonyságú folyadékkromatográfiával vagy vékonyréteg-kromatográfiával.


9. fejezet - Az élelmiszer-tudomány szempontjából legfontosabb enzimek Az oxidoreduktázok hidrogén- vagy elektronátvitelt és oxigénbevitelt katalizáló enzimek, amelyek elsősorban az energia-felszabadító folyamatokban vesznek részt. Közéjük tartoznak a piridinenzimek, a flavinenzimek, a heminenzimek és az oxigenázok. A transzferázok különböző atomcsoportok, gyökök átvitelét katalizálják a szubsztrátból egy másik molekulára. Az átvitt csoport lehet foszfátgyök, szulfátgyök, metilgyök, cukorrész, aminocsoport, nukleotidrész és más egyéb vegyület is. Fontos szerepet töltenek be az erjedési folyamatokban, a gyümölcsérésben és az aromaképződésben. Legfontosabb transzferázok a foszfotranszferázok, a glikozil transzferázok és az aminotranszferázok. A hidrolázok szubsztrátjuk kovalens kötéseit víz segítségével revezíbilis reakciókban bontják, ennek ellenére a hidrolázok főként a lebontási folyamatokban vesznek részt. Élelmiszer-tudományi szempontból legfontosabb hidrolázok az észterázok, a glikozidázok, a proteázok, az amidázok, az amidinázok és a savanhidrid hidrolázok. A liázok C-C, C-O, C-N kötéseket bontanak nem hidrolízissel, és nem redoxfolyamattal, amelynek következtében a reakciótermékek egyike mindig kettős kötést tartalmaz. A telítetlen szubsztrátokba is képesek atomcsoportokat beépíteni; szerepük van a biológiailag aktív vegyületek szintézisében és az intermedier anyagcserében. Az izomerázok a szubsztrát összetételének megváltoztatása nélkül a molekulán belüli szerkezetváltozást katalizálják. Az izomerizáció típusa alapján ismerünk racemázokat és epimerázokat, cisz-transz izomerázokat, intramolekuláris oxidoreduktázokat, -transzferázokat, -liázokat és egyéb liázokat, amely enzimek az átvitt csoport kémiai jellegében, illetve a szubsztrát összetételében különböznek egymástól. Élelmiszer-ipari szempontból közülük a cukor izomerázok a legjelentősebbek. A ligázok két molekula összekapcsolódását katalizálják, ATP vagy más nukleozid-trifoszfátok energiájának felhasználásával. Az élő sejtekben lejátszódó anyagcsere kulcsenzimei, amelyek minden, energiát igénylő szintézis katalízisében részt vesznek. A létesített kötéstípus alapján lehetnek C-O, C-S, C-N és C-C-kötést és foszfátésztereket létesítő enzimek. Az enzimek mennyiségét a katalizált reakció kezdeti sebességéből vagy a szubsztrát átalakulásának felezési idejéből számíthatjuk. Az enzimreakció meghatározott szubsztrátkoncentrációra, hőmérsékletre, pH-ra és kofaktorok, ionok, védőanyagok jelenlétére vonatkozik, ugyanis ezen tényezők az enzimreakciók sebességét jelentős mértékben megváltoztathatják. Az enzimaktivitás mérésénél vagy valamilyen színes termék, vagy a reakcióban (esetleg kapcsolt reakcióban) keletkezett NAD +, illetve NADH+H+ koncentrációjának változását mérjük, amelyből az enzim aktivitása számolható.


10. fejezet - Élelmiszertechnológiai adalékok. A tartósítószerek, az antioxidánsok, az ízesítőanyagok, a mesterséges színezékek, az állományjavító-anyagok és a tápértéket növelő anyagok A tartósítószerek az élesztők, a penészek és a baktériumok életműködését már kis koncentrációban is gátolják. Adszorpcióval megkötődnek a mikroorganizmus felszínén, majd a sejtmembránon áthaladva a protoplazma enzimfehérjéit módosítják, megzavarva a mikroba anyagcseréjét. A legfontosabb szervetlen tartósítószer a kéndioxid, a kénessav, a kénessavas sók, valamint a piroszulfit. A szerves tartósítószerek közül a legismertebb a hangyasav, a propionsav, a szorbinsav, a benzoesav, a p-hidroxi-benzoesav és észterei, a szalicilsav, a piroszénsavas észterek, a difenil és az o-fenil-fenol. Tartósításra használhatók ezenkívül még bizonyos antibiotikumok és fitoncidok is. Az antioxidánsok az oxidációt katalizáló fémnyomok megkötésével, valamint a zsiradék oxidációjának gátlásával megakadályozzák annak romlását. Az antioxidánsok egyrészt megkötik a romlást előidéző szabad gyököket, másrészt a peroxidokat hidroxi-vegyületekké redukálják. A legfontosabb természetes antioxidánsok a tokoferolok, a karotinoidok és az aszkorbinsav; a mesterséges antioxidánsok közül legjelentősebbek a galluszsav észterei és a fenolos antioxidánsok (BHA, BHT). Az ízesítő és zamatosító alkotórészek javítják egyes élelmiszerek élvezeti értékét, növelik az élelmiszer eredeti íz- és aromakészletét, esetleg átformálják azt. A szénhidrát alapú, édes ízű adalékok mellett egyre nagyobb szerepük van az energiamentes természetes és mesterséges édesítőszereknek. A sós ízt okozó nátrium-klorid kiváltására csökkentett nátriumion-tartalmú anyagokat hoznak forgalomba. A keserű ízű vegyületek az alkaloidok, a glikozidok és a cserzőanyagok, a savanyú íz pedig a hidrogénion és a disszociálatlan sav együttes koncentrációjának függvénye. A fűszerek adják ételeink jellegzetes ízét és zamatát, amelyek nélkül ma már az élelmiszerek elképzelhetetlenek. A mesterséges színezékeket a feldolgozás során, illetve a termék tárolása alatt fellépő színveszteségek ellensúlyozására használják. Olyan, a fogyasztó számára teljesen közömbös anyagok tartoznak e csoportba, amelyek segítségével a színskála bármelyik színét elő lehet állítani. A nagy víztartalmú anyagok konzisztenciájának fenntartására, a nagy zsírtartalmú rendszerek stabilizálására állományjavító anyagokat használunk, amelyek lehetnek szénhidrát és fehérje alapú gélképzők, szervetlen állományjavító anyagok és emulgeátorok. A szénhidrát alapú gélképzők közül a pektin, az agar, az alginátok, a keményítő és származékai, valamint a cellulózszármazékok a legfontosabbak. A legismertebb fehérje alapú gélképző a zselatin, a kazein és a szójafehérje. Szervetlen állományjavító a konyhasó és a polifoszfátok, míg az emulgeátorok közül természetes eredetű a lecitin és a kefalin, valamint a mesterségesen előállított mono- és digliceridek, a laktil-tejsav-, a cukor- és a szorbitán-észterek használatosak az élelmiszer-előállítás folyamán. Az élelmiszerek tápértékét vitamindúsítással, fehérjekomplettálással, makro- és mikroelemkiegészítéssel lehet növelni. A bor kénessavtartalmát jodometriás titrálással, a hangyasavtartalmat brómecetes átalakítást követően jodometriásan, a benzoesav-tartalmat redukciót követően fotometriásan, a szorbinsav-tartalmat 2tiobarbitursavval fotometriásan, a szacharin- és ciklamáttartalmat vékonyréteg-kromatográfiával, UVdetektálással, illetve gravimetriásan határozhatjuk meg. A mesterséges élelmiszer-színezékeket leggyorsabban vékonyréteg-kromatográfiával elemezhetjük, de szóba jöhet meghatározásuknál a nagyhatékonyságú folyadékkromatográfia is.


11. fejezet - Mérgező anyagok A mérgek az emberi szervezetre már kis adagban is ártalmasak, átmenetileg vagy tartósan kóros állapotot alakítanak ki, és súlyos esetben halált is okozhatnak. A mérgező anyagok a nyersanyagok természetes alkotórészeiként, mikroorganizmusok toxinjaiként, növényvédőszer-maradékként, technikai vagy környezeti szennyezésként juthatnak a tápcsatornába, a bőrfelületen vagy légutakon keresztül a szervezetbe. A természetes mérgek kémiai szerkezetük alapján lehetnek alkaloidok, aminosav-származékok, illóolajok és antinutritív anyagok. Ezen utóbbiak nem közvetlenül mérgező hatásúak, de rendszeresen bejutva a szervezetbe, káros elváltozásokat okozhatnak. A mérgező alkaloidok közül legismertebbek a ricinin, a lupin-alkaloidok, továbbá a gombamérgek (muszkarin, iboténsav, muszcimol), és az utóbbi években pszichotróp hatású gombaalkaloidokat is felfedeztek. A mérgező aminosav-származékok közül legjelentősebbek a fallo- és amatoxinok, a lektinek és a fazin. A mérgező glikozidok lehetnek ciántartalmúak (amigdalin, fazeolunatin), szteránvázasok (szolanin, tomatin, szaponin) és mustárolaj glikozidok (szinigrin, szinalbin). A mérgező illóolajkomponensek legjellegzetesebb képviselői a szafrol, a miriszticin és a kumarin. Az antinutritív anyagok közül a tripszin- és a kimotripszininhibitorok, a fitinsav, az α-galaktozil-oligoszacharoidok, a vicin és a konvicin, a cseranyagok és a fitoösztrogének bírnak gyakorlati jelentőséggel. A mikroorganizmusok által termelt mérgek lehetnek baktériumtoxinok és mikotoxinok. A baktériumtoxinok által okozott élelmiszer-mérgezések közül legsúlyosabb a botulizmus és a sztafilokokkuszos ételmérgezés, gyakran előfordul a szalmonellás ételfertőzés, és a biogén-aminok is súlyos egészségkárosodást okozhatnak. A mikotoxinok közül hazánkban legnagyobb jelentőséggel a Fusariumok által termelt zearalenon- és trichotecén-mikotoxinok bírnak, de súlyos mérgezést okozhatnak az aflatoxinok, az ochratoxinok és a patulin, valamint egyes neurotoxinok, amely utóbbiak bénítólag hatnak a központi idegrendszerre. A peszticidek egy része a táplálkozási lánccal eljuthat az emberi szervezetbe is, ahol mérgező hatást fejthet ki. Az inszekticidek közül legveszélyesebbek a klórozott szénhidrogének, a szerves foszforvegyületek, a fenolészterek és a foszfitszármazékok. A fungicidek közül a ditiolkarbamátok és a ftálimidek veszélyesek, a herbicidek pedig jobbára csak kellemetlen szagot és ízt okoznak az élelmiszer-ipari feldolgozás során. Az állattenyésztési és gyógyászati maradékok közül veszélyesek lehetnek az antibiotikum-maradványok, amelyek a rezisztencia kialakulását segíthetik elő, és a hormonhatású anyagok, amelyek megzavarhatják az emberi szervezet hormonháztartását. Fentieken túl jelentőséggel bírhatnak még a környezetből eredő toxikus fémszennyeződések, a műanyagokból kioldódó mérgek és a szennyezett természeti környezet ártalmas komponensei. A fémszennyeződések közül legjelentősebb az ólom, a kadmium és a higany, amely utóbbi főleg szerves higanyvegyületek formájában kerül az élelmiszerbe. A csomagolásra használt műanyagból mérgező monomerek, stabilizálók és töltőanyagok oldódhatnak ki. A szennyezett környezetből policiklikus aromás szénhidrogének, nitrózaminok, poliklórozottbifenilek kerülhetnek élelmiszereinkbe, és környezetünk különböző sugárzásai is nemkívánatos elváltozásokat okozhatnak.


12. fejezet - Legfontosabb élelmiszereink és azok összetétele 1. Tej és tejtermékek A tej tulajdonképpen egyféle olaj-a-vízben emulziónak is tekinthető, amely a következő diszpergált részecskéket tartalmazza: zsírgolyócskák, kazein micellák, globuláris fehérjék (savófehérjék), lipoprotein részecskék (mikroszómák) és szomatikus sejtek (leukociták). Az ásványi anyagok és a szénhidrátok oldott állapotban vannak jelen. A tej színét befolyásolja a zsírgolyócskákon kívül a fehérje micellák fényabszorpciója és fényszórása is (a fölözött tej is fehér színű). A tej sárgás színe a takarmány eredetű karotinoidoknak köszönhető. Enyhén édes ízét a laktóz biztosítja. Az egyes fehérjefrakciók aránya faj- és fajtafüggő. A kazeinnek számos frakciója (α, β, γ, κ) és alfrakciója létezik. A savófehérjék a következő fő komponensekből állnak: α-laktalbumin, β-laktoglobulin, szérumalbumin, immunoglobulinok (G1, G2, A, M) és proteóz-pepton frakció. A kazein túlnyomó hányada 50–300 nm-es komplexekbe tömörül, melyet kazein micellának nevezünk. Az alegységek (szubmicellák) kazein monomerekből állnak és kalcium-foszfát hidakkal kapcsolódnak egymáshoz. A κ-kazein a szubmicellák felületén helyezkedik el és anionos jellege miatt elektrosztatikus taszítás révén meggátolja a kazein micellák koagulációját. Az oltóenzim (kimozin, rennin) a κ-kazein peptidláncát para-κ-kazeinné és glikopeptiddé hasítja. Az apoláros jellegű para-κ-kazein a felszínen marad és az így kialakuló hidrofób kölcsönhatások adják a gélképződés hajtóerejét. A savas alvasztás során a kazein kicsapódása más módon zajlik. Sav hatására a micellaszerkezet a kalcium-foszfát és a kazein-monomerek vándorlása miatt változik meg. Mivel a micella mérete gyakorlatilag konstans, ez a komponensvándorlás azzal jár, hogy a micella megduzzad, majd szétesik, ezt követően a szétoszlatott kazein újra összeáll, és gélhálózat alakul ki. A tej fő szénhidrátja, a laktóz, kevésbé édes ízű, mint a fruktóz, glükóz vagy a szacharóz. A glükóz, az aminocukrok és az oligoszacharidok szintén jelen vannak kis mennyiségben. A laktulóz melléktermékként keletkezik laktózból a tej hőkezeléssel történő tartósítása során. A laktóz-intoleranciában szenvedő emberek számára készül a laktózmentes tej. Ennél a terméknél a laktózt β1,4-galaktozidáz enzimmel glükózzá és fruktózzá hidrolizálják. A tejzsír 0,1-10 μm-es cseppecskék formájában van jelen a tejben, melyek túlnyomó hányadát (95-96%) trigliceridek adják. A triglicerid-tartalmú lipid magot foszfo- és glikolipid-tartalmú membrán és kettős fehérjeréteg veszi körül. A zsírgolyócskák membránfehérjéi (MFGM „milk fat globule membrane” fehérjék) az arra érzékeny egyedeknél egészségre ártalmasok lehetnek. A tej a homogénezés során nyomás alatt áramlik át egy szűk résen. A turbulencia, a kavitáció és a nyíróerő hatására a zsírgolyócskák kisebb cseppecskékre esnek szét (<1 μm), és a tejszín akkor sem válik ki, ha a tejet hosszú ideig tárolják (nincs felfölöződés). A zsírgolyócskák membránja segít megelőzni a lipolízist. A homogénezés hatására a zsírgolyócskák fajlagos felülete megnő, és membránjaik kialakításában a kazein és az enzimfehérjék is részt vesznek. A zsírgolyócskákhoz kötődő lipázok a triglicerideket hidrolizálják, melyek bomlástermékei avas jellegű off-aromákká alakulhatnak tovább, ezért van szükség a tej homogénezés előtti pasztőrözésére. A kérődzők tejzsírjában viszonylag nagy arányban találhatók meg a rövid szénláncú zsírsavak . A linolsav aránya viszonylag kicsi, mivel a takarmányban még meglévő linolsav túlnyomó hányada hidrogéneződik a bendőben; azonban mikrokapszulázással növelhető ennek a zsírsavnak az aránya a tejzsírban. A páratlan szénatomszámú, elágazó láncú és oxo-zsírsavak kis mennyiségben szintén jelen vannak. A tej fontos forrása a retinolnak (A-vitamin), riboflavinnak (B2-vitamin) és kobalaminnak (B12 -vitamin), valamint jelentős kalcium- és foszfor-forrás. Egy felnőtt napi szükséglete a fentiekből mindössze 7dl tej fogyasztásával fedezhető. A tejből jó a kalcium-abszorpció hatékonysága, mivel a kalcium főként fehérjéhez kötött formában van jelen, és a laktóz, a D-vitamin valamint a citromsav jelenléte is elősegíti felszívódását. A tartósítási célból alkalmazott hőkezelési eljárások az értékes tejalkotók mennyiségi csökkenéséhez vezethetnek, de a veszteség nagyban függ attól, hogy a termék milyen mértékű hőterhelést kap. Míg a sterilezés


Legfontosabb élelmiszereink és azok összetétele a tiamin, piridoxin, cianokobalamin, folsav és aszkorbinsav 20-100%-os veszteségével jár, a pasztőrözés vagy UHT-eljárás során tapasztalt veszteség sokkal mérsékeltebb (0-30%). A sterilezés során jelentősek a laktóz és a szabad amino csoporttal rendelkező komponensek között reakciók (Maillard reakció). A fenti folyamat a hidroximetilfurfurol (HMF) szintjének növekedésével, vagy a tej barnulásával követhető nyomon. Hidroxi- és keto-zsírsavak jelenlétében egyaránt kialakulhatnak kellemes illatú δ-laktonok, vagy nemkívánatos szagú metil-ketonok. Erőteljes hőbehatásra a kalcium-foszfát a kazein-micelák és a zsírgolyócskák felületén kicsapódik, amely a zsírszeparációs tulajdonságok megváltozásával jár együtt. A hőkezelés hatására tiol-diszulfid kicserélődési reakció is végbemehet a κ-kazein és a β-laktoglobulin között, ezáltal a κ-kazein kisebb hajlandóságot mutat az oltóenzimes hidrolízisre, és az oltós alvasztás ideje elhúzódik. A kazein nem különösebben érzékeny a magas hőmérsékletre, viszonylag nagy hőbehatás szükséges ahhoz, hogy koaguláljon. A nátrium- vagy kalciumkazeinát oldatok defoszforilezése 120 °C-on 5 órát vesz igénybe. A pH-érték fontos szerepet játszik a kazein koagulációs sajátságait illetően, mivel kisebb pH-n a koagulációhoz szükséges hőmérséklet is kisebb. A savófehérje kicsapódását a hőmérséklet és a pH is lényegesen befolyásolja. Magasabb hőmérsékleten vagy hosszabb ideig tartó hőkezelés során a savófehérjék kicsapódnak. A kazein és savófehérjék együttes kicsapásával u.n. koprecipitátum készíthető. Ilyenkor először hővel kicsapják a savófehérjéket, majd ezt követően megsavanyítják a tejet, hogy a kazein is kicsapódjon. Ez a folyamat fontos pl. egyes túróféleségek gyártásánál.

2. Hús és hústermékek A „hús” fogalma többféleképpen definiálható. Élelmiszer-hatósági szempontból melegvérű állatok emberi fogyasztásra alkalmas része friss vagy tartósított formában. Általánosságban: több-kevesebb zsírszövetet is tartalmazó harántcsíkos izomszövet. Táplálkozási szempontból tekintve a hús értékes fehérje-, zsír-, vitamin- és ásványianyag-forrás, alacsony szénhidráttartalommal. A szerves savaknak a hús jellegzetes aromájának a kialakításában van szerepük. A hús átlagosan 76% nedvességet tartalmaz. A szárazanyag összetevői közül a fehérje viszonylag nagy arányban fordul elő (átlagosan a szárazanyag 89%-a) – azonban ez az érték a zsírtartalom nagy varianciája miatt nagy szóródást mutat. A hús kémiai összetétele függ a genetikai tényezőktől (faj, fajta), a takarmányozástól, kortól, nemtől, és a karkaszon belül is változó. A húsok színében tapasztalható eltérés a mioglobin-tartalom különbözőségére, valamint a kötőszövet eltérő arányára vezethető vissza. A fehér húsok (baromfi és hal) miofibrillumban gazdagok és kevés szarkoplazmát tartalmaznak, míg a vörös húsokban a szarkoplazma aránya nagy a miofibrillumokhoz képest. Az izomszövet fehérjéi három csoportba oszthatók: az izom-összehúzódásban részt vevő fehérjék, melyek tömény sóoldatokkal extrahálhatók, a vízoldható fehérjék, valamint a kötőszövetben és a membránban jelenlévő oldhatatlan fehérjék. Az első csoportba tartozik a miozin, az aktin, a tropomiozin, a troponin és a titin. A vízoldható fehérjék csoportjának legfontosabb képviselői az enzimek és a mioglobin . Amennyiben az oxigén parciális nyomása magas, a jelen lévő oximioglobin adja a friss hússzeletek világospiros színét. Amennyiben az oxigén parciális nyomása alacsony, az oxidáció lassú, és barna metmioglobin képződik. Az oldhatatlan fehérjék csoportjába főként kötőszöveti fehérjék tartoznak. A kollagén az emlősök fehérjekészletének mintegy 20-25%-át teszi ki. A kollagén a post mortem változások során a glükózból keletkező tejsav hatására denaturálódik, és a lizoszomális enzimek bontják le (pl. a lizoszomális kollagenáz és katepszin B1). Az intakt kollagén hő hatására zsugorodik. Mikor a hőmérséklet meghalad egy határt, a kollagén fibrózus szerkezete random coil szerkezetté alakul, és az oldhatóság megnő. A zselatinizációnak (a kollagén zselatinná alakulásának) mértéke a hús főzése és sütése során függ az állat korától (a kollagén keresztkötések mértékétől); valamint a kezelés során alkalmazott körülményektől (hőmérséklet, idő, nyomás). A csontokból és bőrből származó zselatint gélképzőként hasznosítják.


Legfontosabb élelmiszereink és azok összetétele A biogén aminok az aminosavak dekarboxilezésével jönnek létre, többnyire mikrobiális enzimek hatására, ezért jelenlétükből a termék mikrobiológiai minőségre lehet következtetni. Marha- és sertéshúsban a hisztamin, tiramin, putreszcin és kadaverin fordulhat elő. A kreatin és a kreatinin az izomszövet egy tipikus összetevője (a kreatin-foszfát energiatároló vegyület), jelenléte indikátorként szolgálhat a hús kimutatására élelmiszerekből. Stressz hatására a sertések húsában még a vágás előtt gyorsan lebomlik az ATP, a glikolízis sebessége felgyorsul, amely gyors pH-csökkenést eredményez, és a test hőmérséklete 40–41 ºC-ra nő. A fenti folyamatok a hús minőségromlásához vezetnek (halvány, lágy és vizenyős hús, PSE hús). A kicsapódott fehérjék fényszórása miatt a hús sápadtnak tűnik, annak ellenére, hogy a mioglobin-tartalom változatlan marad. A sejtembránok szétesése miatt a hús vízmegkötő képessége kisebb, és ezért nagy a vízveszteség (a csöpögési veszteség 3 nap alatt kisebb, mint 15%, a normál húsnál tapasztalt 4%-kal szemben). A sertéshús egy másik fajta minőségi hibája akkor alakul ki, mikor a glikogén döntő hányada a stressz miatt felhasználásra kerül, ennek következtében a vágás után már csak kevés tejsav keletkezik, és a pH-érték alig csökken. Magas pH-n a miofibrillumok több vizet kötnek meg, és ez azzal jár, hogy a hús szövete szárazabb lesz. Az oximioglobin stabilabb magasabb pH-n, ezért a hús sötét színű lesz. Az emelkedett pH-érték következtében ezek a húsok hajlamosabbak a mikrobiológiai minőségromlásra. A fenti „tüneteggyüttest” produkáló terméket DFD-húsként tartja számon a szakmai közvélemény (sötét, rágós és száraz hús). A marhahúsnál a PSE-effektus nem számottevő, mivel a zsírok oxidációja elég energiával látja el a szöveteket, és ezért a glikogén lebomlása lassabban megy végbe.

3. A tojás A tojást nagy táplálóanyag-tartalma miatt a természet által létrehozott egyik legértékesebb élelmiszernek tekintik. Ipari és otthoni felhasználása sokoldalú. A tyúktojáson kívül számos egyéb madár (kacsa, liba, bíbic, sirály, fürj) tojását is fogyasztják kisebb mennyiségben. A tojássárgája mikroszerkezetét egy olyan zsír-a-vízben típusú emulzió adja, melynek mintegy 50%-át a víz teszi ki, és a szárazanyagában a lipidek (65%) és a fehérjék (31%) dominálnak. A foszvitin és a lipovitellinek adják a fehérjék túlnyomó hányadát. A foszvitin egy viszonylag hőstabil glikofoszfoprotein, amely polielektrolitként funkcionál (polianion). Nagyon erősen megköti a többszörösen pozitív töltésű kationokat; a nehézfémionok megkötése révén a foszvitin szinergikus módon támogatja az antioxidánsokat. A lipovitellinek nagy sűrűségű lipoproteinek (HDL), melyek kovalensen kötődnek mannóz, galaktóz, glükózamin, sziálsav egységekből álló oligoszacharidokhoz. Komplex formájában, a foszvitinnel együtt fordulnak elő és hőstabil fehérjék. A tojássárgájában található lipidek a fehérjékkel szoros kapcsolatban, leginkább lipoproteinként vannak jelen. Zsírsavösszetételük a tojóállat takarmányozásán keresztül megváltoztatható, azonban a takarmány zsírsavmintázata sokkal inkább megmutatkozik a tojás lipidek triglicerid-frakciójában, mint a poláros lipidek csoportjában. A szterolok a szárazanyag 2,5%-át és a lipidtartalom 4%-át adják; túlnyomó részük koleszterin. A tojás koleszterin-tartalma – néhány kivételtől eltekintve – messze meghaladja a többi élelmiszerét, ezért a koleszterintartalom-meghatározás eredménye felhasználható annak eldöntésére, hogy egy adott élelmiszer gyártása során felhasználtak-e jelentős mértékben tojást. Az albumin (tojásfehérje) a fehérjék 10%-os vizes oldatának is tekinthető. A biológiai aktivitással bíró albumin fehérjék védelmet nyújtanak a mikrobiológiai romlás ellen. Ezek a fehérjék funkcionálisan lehetnek enzimek (pl. lizozim), enzim inhibitorok (pl. ovomukoid, ovoinhibitor), illetve koenzim komplex-képző anyagok (pl. flavoprotein, avidin). Az albumin fehérjék közül az ovalbumin fordul elő a legnagyobb mennyiségben. Az ovalbumin vizes oldatban mechanikai hatásra viszonylag könnyen denaturálódik (rázatás, habverés). A konalbumin (ovotranszferrin) gátolja a mikrobanövekedést, míg az ovomukoid gátolja a szarvasmarha eredetű tripszin működését, de a humán eredetű tripszinét nem. A lizozim sok állati szövetben és váladékban is megtalálható, s a Gram-pozitív baktériumokat sejtfaluk hidrolízisével pusztítja el. A minőség javítása, a fogyasztók által kívánatosnak tartott tojássárgája szín kialakítása érdekében, a tojók takarmányába keverten használják az u.n. tojásszínező anyagokat. Alkalmazhatnak a takarmányban 17 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Legfontosabb élelmiszereink és azok összetétele természetszerűen is jelenlevő anyagokat (karotinoidok és xantofillok, pl. lutein) vagy egyéb színezékeket, melyek képesek felszívódni a tápcsatornából és bekerülni a termékbe. A tojás tárolása során változik a sűrűség és a viszkozitás, valamint egyéb, a felhasználás szempontjából fontos tényezők (pl. habképző sajátság) értéke is. A feldolgozás szempontjából fontos tulajdonság még a termikus koaguláció és az emulgeáló hatás.

4. Étkezési zsiradékok és olajok Az élelmiszerekben található lipidek túlnyomó hányada eltérő zsírsavösszetételű triacil-glicerolokból (trigliceridekből) áll. A nem elszappanosítható frakció aránya többnyire alacsony (3% alatt van). Általában zsíroknak nevezzük a szobahőmérsékleten szilárd, míg olajoknak a folyékony lipidek egyvelegét, azonban ez a megnevezés nem egyértelmű, mivel sok zsiradék ilyen körülmények között a folyadék és a szilárd halmazállapot között átmeneti fázisban van. A laurinsavban és mirisztinsavban gazdag olajok csoportjába tartozik a kókuszdió és a pálmamagolaj. Ezek a zsiradékok szobahőmérsékleten szilárdak és a margaringyártásnál hasznosítják őket. Az eltarthatóságot nagyban befolyásolja a zsírsavösszetétel s mivel a linolsav csak elhanyagolható mennyiségben van jelen, a fenti zsiradékokban az autooxidációs változások késleltetve vannak. A palmitinsavban és sztearinsavban gazdag olajok csoportjába tartozik a kakaóvaj, valamint helyettesítő zsiradékai. Viszonylag kemény konzisztenciájú anyagok. A kakaóvaj olvadási tartománya szűk. Mikor megolvad, kellemes hűsítő érzetet ad a szájban. Ellenáll az autooxidációnak és a mikrobiális romlásnak; az édességiparban hasznosítják, de drága összetevő. A palmitinsavban gazdag olajok csoportjába tartoznak a gabonacsíra-olajok és a gyapotmag olaj. A kukoricaolaj használata világviszonylatban az iparban és a háztartásokban széleskörű. A rizscsíraolajat főként Ázsiában, míg a tökmagolajat Dél-Európában fogyasztják. A kevés palmitinsavat és sok olaj- és linolsavat tartalmazó olajok fontos margaringyártási alapanyagok. Számos fajtól származó nagyszámú olaj-típus tartozik ebbe a csoportba. A napraforgó Európa legnagyobb mennyiségben termesztett olajmag-növénye. Finomított olaját sütésre, hidegen és ipari célokra (margaringyártás) egyaránt felhasználják. A szójaolaj az egyik legnagyobb mennyiségben termelt növényi zsiradék, melynek eltarthatósága növelhető részleges hidrogénezéssel. Egyes szója genotípusok olaja kevés linolsavat és sok olajsavat tartalmaz, így ellenáll az oxidációnak, és ezáltal kivédhető a parciális hidrogénezés. A hagyományos repcefajok olaja 45–50 [w/w%] erukasavat tartalmaz, amely szívizom-károsító hatású. Manapság a nullás (erukasavat nem tartalmazó) és a duplanullás fajták (sem erukasavat, sem goitrogén anyagokat nem tartalmazó fajták) használata terjedt el. A lenmagolaj magas linolénsav-tartalma miatt gyorsan oxidálódik. Főként hidegen préselt változatát használják étkezési célokra. Az állati eredetű zsiradékok fő zsírsavai az olajsav, a sztearinsav és a palmitinsav. Az egyes zsírsavak előfordulási aránya nagyban eltérhet a különféle állati zsiradékokban; a zsírsavösszetételre főként a genetikai tényezők és a takarmányozás gyakorol hatást. A marhafaggyú omlós állagú, törékeny konzisztenciájú anyag és zsírsavösszetételére nincs nagy hatással a takarmányozás. A sertészsír a faggyú és a vaj után a leggyakrabban fogyasztott állati zsiradék, konzisztenciája szemcsés és olajszerű. Zsírsavprofilját a fajta és a takarmányozás módja egyaránt lényegesen befolyásolja. A zsírok és az olajok minőségét befolyásoló kémiai/biokémiai folyamatok összességét avasodásnak hívjuk, melynek két alapvető folyamata a lipolízis és az oxidatív avasodás.

5. Gabonafélék A világon termelt legfőbb gabonafélék a búza, a rozs, a rizs, az árpa, a köles és a zab. A gabonák az emberiség legfontosabb élelmiszerforrásai közé tartoznak. Az ipari országokban a kenyérfogyasztásból eredő tápanyagellátás fedezi a napi szénhidrátszükséglet 50%-át, a fehérjeigény mintegy egyharmadát és a Bvitaminszükséglet 50-60%-át. A gabonafélék a fentieken kívül még fontos ásványi anyag- és nyomelemforrások is. A keményítő a gabonafélék endospermiumában található legfőbb tároló szénhidrát. A keményítő granulátumok amorf és egy szemi-kristályos rétegekből állnak, az elsőt főként az amilóz, az utóbbit amilopektin alkotja. A gabonaforrástól függően a keményítőszemcsék duzzadása és zselatinizációja más és más hőmérséklettartományban következik be. Az egyéb szénhidrátok (pentozánok, cellulóz, β-glükánok és glukofruktánok) 18 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Legfontosabb élelmiszereink és azok összetétele főként sejtfalalkotók, ezért arányuk a lisztben az őrlési finomság növekedésével csökken. A keményítőn és a ligninen kívül előforduló oldható és oldhatatlan poliszacharidokat összefoglaló néven diétás rostnak nevezzük. A gabonafélék fehérjéi a szükségletekhez képest kis arányban tartalmazzák a lizint és a metionint. Különösen kevés metionint tartalmaz a búza, a rozs, az árpa, a zab és a kukorica. Az enzimfehérjék az albumin és a globulin-frakcióban vannak jelen, míg a tárolófehérjék a prolaminok és a glutelinek csoportjába tartoznak. A búza, a rozs és az árpa aminosav-összetétele hasonló. Az egyes gabonafajok botanikai származása csak a prolaminok aminosav-összetételében tükröződik. A búza glutént alkotó fehérjéi a velük kapcsolatban lévő lipidekkel együtt alakítják ki a tészta kohéziv és viszkoelasztikus tulajdonságait. A glutén a felelős a tészta stabilitásáért és plasztikus sajátságáért. A fenti reológiai tulajdonságok határozzák meg a tészta gáztartó kapacitását a kelesztés során, és ezek alapozzák meg a sütés során kialakuló porózus, szivacsszerű állagú termék bélzetének elasztikus tulajdonságait. A gabonafélék szemtermése viszonylag kevés lipidet tartalmaz, melyek főleg a csírában és kisebb mértékben az aleuronrétegben helyezkednek el. A gabonafélék lipidjeinek zsírsavösszetételében nincs jelentős különbség. A zsírsavak között a linolsav dominál. A búza lipidjei nagyban befolyásolják a sütési eredményt. A poláros lipidek elősegítik a gáztartó képesség és a sütési térfogat növekedését. A nem poláros lipidek a legtöbb búzafajta esetében viszont rontják a sütési eredményt. A búza- és a rozskenyér gyártásánál a tésztaképződéshez elengedhetetlen az α- és β-amilázok optimális aktivitása. A nyugalmi állapotban lévő magok lipáz aktivitása (a zab kivételével) alacsony, azonban ezen enzimek tevékenysége révén a szabad zsírsavak mennyisége megemelkedhet a liszt tárolása során. A fitát (inozitolhexafoszfát) részleges hidrolízise fitáz enzimmel táplálkozásfiziológiai szempontból kívánatos, mivel a kevésbé foszforilált inozitolok nem képeznek olyan stabil komplexet a kationokkal, mint a fitát, ezáltal a cink, a vas, a kalcium és a magnézium ionok felszívódása nem gátolt. A búza lipoxigenáz elősegíti a karotinoidok kooxidációját, amely a tészta termékek sárgás színének fakulásához vezethet, ezért a búza lipoxigenázt inaktiválni kell ezen termékek gyártása során. A polifenol-oxidázok a teljes kiőrlésű lisztek barnulását okozhatják.

6. Zöldségek és gyümölcsök A zöldségek emberi táplálkozásra alkalmas friss növényi részek, melyek nyers és/vagy feldolgozott (főzött, párolt vagy tartósított) formában fogyaszthatók. Az érett magvak (borsók, babok, gabona magvak) nem tekinthetők zöldségeknek. A zöldségek kémiai összetétele nagyban függ a fajtától, a termesztési körülményektől és a termőhelytől. A legtöbb zöldség szárazanyag-tartalmának túlnyomó hányadát a szénhidrátok adják. Kisebb mennyiségben jelenlévő, de fontos összetevők többek közt az ásványi anyagok, vitaminok és aromaanyagok. A keményítő széles körben előforduló tároló szénhidrát, amely számos gyökér- és gumószöldségben nagy mennyiségben van jelen. Az inulin a fészkesvirágzatúak (Compositae) tároló szénhidrátja. A szénhidrát frakción belül megtalálható fő cukorkomponensek a glükóz, a fruktóz és a szacharóz. A pektinnek különleges szerepe van a zöldségfélék szöveti szilárdságának biztosításában. A zöldségek fehérjefrakciói nagyszámú enzimet tartalmaznak, melyek a feldolgozás során előnyös, de káros változásokat is létrehozhatnak a termékben. Felelősek lehetnek a termék megszokott, elvárt zamatának kialakulásáért, azonban nemkívánatos hatásuk is lehet: pl. a szövetek gyengülése vagy elszíneződése. A lipid -tartalom többnyire alacsony. A karotinoid-tartalom esetenként magas (pl. paprika, paradicsom). Az adott zöldségféle jellegzetes aromaanyagainak egy része telítetlen lipidekből, vagy egyéb prekurzorokból (pl. a keresztesvirágúak (Brassicaceae) glükozinolátjaiból, vagy a fokhagyma alliinjéből) alakul ki enzimes oxidációval. A nyers zöldségekben jelen lévő aromaanyagok számottevő átalakuláson mennek keresztül a hőkezelés során. Az aromahibát okozó enzimes folyamatokat blansírozással ki lehet iktatni. A zöldségek vitamintartalma meglehetősen tág határok között változik. A vitamin-tartalmat befolyásoló legfontosabb tényezők a fajta, az éghajlat és a tárolás időtartama. Az ásványi anyagok közül a legnagyobb mennyiségben a kálium van jelen. 19 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Legfontosabb élelmiszereink és azok összetétele A gyümölcsök nagyobb mennyiségben jelen lévő összetevői – a szárazanyag-tartalmon belül – a cukrok, a poliszacharidok és a szerves savak. A szénhidrátok döntő hányadát a glükóz és a fruktóz adják. A teljes pektin -tartalom csökken az érés során, azonban – ezen belül – az oldható pektin-frakció aránya növekszik. A keményítő, néhány kivételtől eltekintve (pl. banán), főleg az éretlen gyümölcsökben van jelen. A fenolos komponensek főként glikozidként, részben észterek formájában vannak jelen. Antioxidáns sajátságuk mellett részt vesznek sok gyümölcs színének és ízének a kialakításában is. A feldolgozás során fémkomplex-képződéssel kialakult származékaik a termék nemkívánatos elszíneződését okozhatják; fehérjékkel képzett komplexeik pedig a turbiditást növelik, zavarosodást okozhatnak. A fenolok fenol oxidáz enzim révén végbemenő oxidációját enzimes barnulásnak nevezzük. Az elszíneződés kivédhető az enzimek hőkezeléses inaktiválásával, redukálószerek alkalmazásával (SO2 vagy aszkorbinsav), vagy a rendelkezésre álló oxigén-szint csökkentésével.

7. A természetes édesítőszerek és a csokoládé A természetben előforduló cukrok közül csak keveset használunk fel édesítőszerként. A világszerte erre a célra leggyakrabban alkalmazott cukrok a szacharóz (répacukor, nádcukor), glükóz (szőlőcukor), az invertcukor (glükóz és fruktóz ekvimoláris elegye; továbbá a maltóz, laktóz és a fruktóz. Az édesítőanyagok elterjedtségét és jelentőségét számos tényező befolyásolja, többek között az általuk kiváltott érzet (íz) jellege és intenzitása, a táplálkozástudományi és élelmiszertechnológiai tulajdonságok, és kiválasztásukat egy adott termékhez nyilvánvaló módon – nagy mértékben – a gazdaságosság határozza meg. Az édesítőszerként való alkalmazhatóságot befolyásoló legfontosabb fizikai tulajdonságok az oldhatóság, az oldatok viszkozitása és a higroszkóposság. A kémiai tulajdonságot nagyban befolyásolja a közeg pH-ja. Enyhén savas oldatban a monoszacharidok stabilak, a diszacharidok azonban monoszacharidokra hidrolizálnak. Erősen savas oldatokban dehidratáció játszódik le. Enyhén lúgos oldatban a redukáló cukrok átalakulnak, azonban a nem redukáló diszacharidok (pl. szacharóz) nem bomlanak el. Az egyes cukrok termikus stabilitása is változatos képet mutat. Táplálkozásélettani szempontból fontos kiemelni, hogy a szacharóz, a maltóz és az izmaltóz-típusú oligoszacharidok gond nélkül hidrolizálnak az ember emésztőrendszerében, azonban egyes felnőttek szervezetéből hiányzik a laktáz , vagy aktivitása nem megfelelő. Az összes metabolizálható monoszacharid kölcsönösen átalakulhat egymásba. Közülük csak a glükóz lép be az inzulin által szabályozott energia-átalakító folyamatokba. A galaktóz könnyen alakul át glükózzá, ezért tápérték szempontjából azonosnak vehető vele. A glükóz és a galaktóz felvétele gyors vércukorszint-növekedést és inzulin-szekréciót eredményez. A többi monoszacharidnak előbb át kell alakulnia a májban, ezért nem azonnal a felszívódást követően, hanem később (elhúzódva) befolyásolják a szervezet glülóz-státuszát és az inzulinszintet. Az egyes szénhidrátok vércukorszint-emelő hatását a glikémiás index-szel (GI) lehet számszerűsíteni. A méz a létező legrégebben használt édesítőszer. Bár összetétele alapján – első pillantásra – úgy tűnik, gyakorlatilag nem több, mint glükóz és fruktóz tömény vizes oldata, az igazság ennél sokkal árnyaltabb, mivel a benne kis mennyiségben megtalálható komponensek (pl. szerves savak, aromaanyagok, sók, enzimek) is jelentősek a tápérték szempontjából. A méz víztartalmának kevesebbnek kell lennie 20%-nál, hogy az ozmofil élesztők tevékenysége elkerülhetővé váljon. A méz legalább 20-féle di- és oligoszacharidot tartalmaz, melyek közül a maltóz van jelen a legnagyobb mennyiségben. A méz bakteriosztatikus hatása a glükonsav-tartalommal magyarázható. A glükonsav a mézben jelenlévő glükóz oxidáz közreműködésével képződik glükózból. A csokoládé fő alapanyagai: a kakaótöret finomaprításával kapott kakaómassza, a cukor (szacharóz), a kakaóvaj, az aromák, valamint egyéb komponensek (tejalkotók, csonthéjas magvak, kávémassza, stb.). A kakaóvaj zsírja gazdag palmitinsavban és sztearinsavban, viszonylag kemény állagú és olvadási tartománya szűk (30-40 ºC). Zsírsavösszetételének köszönhetően ellenáll az autooxidációnak és a mikrobiális romlásnak; továbbá fogyasztáskor kellemes (”szájban olvadó” jellegű) hűsítő érzetet ad. A kakaóporban jelen lévő egyes fenolos jellegű vegyületekről kimutatták, hogy kemopreventív hatást fejtenek ki a daganatfejlődéssel szemben.

8. Alkoholos italok A bor és a sörgyártás fermentációs technológiája már ősidők óta ismert folyamat, ezzel szemben az égetett szeszes italok gyártása során alkalmazott desztillációs folyamatok rövidebb múltra tekintenek vissza. 20 Created by XMLmind XSL-FO Converter.

Legfontosabb élelmiszereink és azok összetétele A bor készítésekor az erjesztés alapanyagául szolgálhat a szőlő préselt leve (a must), vagy a friss, zúzott szőlő (héjon erjesztés). A fermentáció lehet részleges vagy teljes. Az érett szőlő mustja a glükózt és a fruktózt közel azonos mólarányban tartalmazza, míg a túlérett vagy botritiszes szőlőnél a fruktóz dominál. Jó évjáratokban az L-borkősav van a legnagyobb mennyiségben jelen a szerves savak közül, míg gyenge években, mikor éretlen szőlőt fermentálnak, az L-almasav válik fő komponenssé. A fenolos komponensek (pl. a tannin) a szárban, a szemek külsejében és a magokban fordulnak elő. A vörösbor pigmentjeit az antocianidinek, valamint a belőlük glikozilezéssel képződő antocianinok adják. A glikozil-származékok stabilabbak. A pigment-összetétel szőlőfajtánként változó. A főerjedés (zajos erjedés) során a must cukortartalmának nagy része alkohollá alakul. A fehérjék, tanninok, a tartarátok és az élesztősejtek az erjesztőtartály alján leülepedve adják a seprőt. Az utóerjedésnek vagy az erjeszthető cukor elfogyása vagy az alkoholtartalom (élesztőtípustól függően) 12-15%-ra emelkedése vet véget. Az első fejtés előtti kénezés gátolja a nemkívánatos mikrobák elszaporodását, meggátolja az enzimes barnulást és az oxidációs folyamatokat. A bor zavarosodását az oxidált és kondenzált polifenol-vegyületek, a fehérjék, valamint többértékű fémionok okozhatják. A termék zavarosodása derítéssel elkerülhető/megszüntethető, melynek során kicsapás és/vagy adszorpció eredményeként gyorsan ülepedő koagulátum jön létre. A borok minőségét meghatározó legfőbb komponensek az etanol, a glicerin, a cukrok, a savak, valamint a bukéanyagok. Az extrakt a must vagy a bor bepárlása után visszamaradt anyagok összességét jelenti. A nagyobb extrakt-tartalom testességgel, teltséggel és többnyire nagyobb ízgazdagsággal jár. A borok minősítése alapvetően az érzékszervi bírálat alapján valósul meg, de a szakszerű borbírálat a fizikai, kémiai és mikrobiológiai vizsgálatok, valamint az érzékszervi bírálat együttes eredményén alapszik. A sörgyártás alapanyagai: a maláta, amely csíráztatott gabonaféle (leggyakrabban árpa), a komló (a növény virágai), a sörélesztő és a víz. A komló és a fermentáció során képződött aromaanyagok okozzák jellegzetes zamatát és keserű ízét. Az etanol-tartalmat az határozza meg, hogy milyen sűrű cefrét készítettünk és mennyire erjesztettük el. Mennyisége általában 1% (kevésbé kierjesztett, extraktban gazdag sör) és 5,5% között változik. A szén-dioxidtartalom felelős a frissítő hatásért és a termék eltarthatóságáért. A szén-dioxid-tartalom általában 0,2% (állott ízű sör) és 0,4% között változik (alsóerjesztésű sörök). A tápérték a ki nem erjedt oldható extrakt mennyiségétől függ (szénhidrátok, fehérjék). Az extrakt túlnyomó hányadát a szénhidrátok (főként dextrinek) adják. Az extrakt-tartalom 2-3%-tól 8-10%-ig terjed. A sörben a tejsavon kívül kis mennyiségben az ecetsav, hangyasav és borostyánkősav is megtalálható. Az élesztők tevékenységéből és az alapanyagokból származó nitrogén-tartalmú anyagok egy része a sörök hideg tárolása során zavarosodást okozhat. A zamatanyagok egy része komló eredetű és a sörlé főzése során megy át a sörbe. A sör típusát alapvetően az aktív íz és illatanyagok határozzák meg. A Pilsener sörök keserű ízét az izohumulonok és humulének, valamint oxidált származékaik okozzák. A barna sörök jellegzetes karamell jellegű ízét a furaneol adja. A habképző képesség a fehérjék, szénhidrátok és egyes keserű anyagok együttes jelenlététől függ. A β-glükánok a viszkozitás növelése révén stabilizáló hatásúak.


Élelmiszerkémia Csapó, János

Recommend Documents