8 Вода в пищевой химии

Привет, Вы узнаете о том , что такое вода, Разберем основные их виды и особенности использования. Еще будет много подробных примеров и описаний. Для того чтобы лучше понимать что такое вода , настоятельно рекомендую прочитать все из категории Пищевая химия.

8.1 Свободная и связанная влага
вода – важная составляющая пищевых продуктов. Она не является
питательным веществом, но вода жизненно необходима как стабилизатор
температуры тела, переносчик питательных веществ, реагент и реакционная среда
во многих биохимических превращениях, стабилизатор биополимеров. Благодаря
физическому взаимодействию с белками, полисахаридами, липидами, солями вода
вносит большой вклад в текстуру пищевых продуктов. Вода присутствует в
растительных и животных продуктах как клеточный и внеклеточный компонент, как
диспергирующая среда и растворитель, влияет на консистенцию, структуру,
внешний вид, устойчивость продукта при хранении.
Обеспечение устойчивости при хранении продуктов определяется в большой
мере соотношением свободной и связанной влаги.
Свободная влага – это влага не связанная полимером и доступная для
протекания биохимических, микробиологических, химических процессов.
Количество свободной воды можно значительно уменьшить высушиванием,
замораживанием, сгущением.
Связанная влага – это ассоциированная вода, прочно связанная с
компонентами пищи – белками, углеводами, липидами за счет химических и
физических связей. По форме связи с компонентами пищи и по мере убывания
энергии связи делится на три группы: химическую, физико-химическую и
механическую.
Химически связанная влага входит в состав сухих веществ, например, в зерне
это вода кристаллогидратов полисахаридов. Она обладает наибольшей энергией
связи, очень прочна, разрушается с большим трудом и при высоких температурах.
Физико-химическая влага образуется в результате притяжения диполей воды
полярными группировками молекул белка, липидов. Такая вода образует гидратную
оболочку вокруг гидрофильных групп белка и липидов. Физико-химическая связь

оказывает влияние на стабильность белковых и липидных систем в продуктах.
Физико-химическая влага не замерзает при низких температурах (- 40 0С), не
растворяет нутриенты продукта, почти не удаляется из продукта при высушивании,
недоступна микроорганизмам.
Механически связанная влага – это влага, удерживаемая в капиллярах и
матричных структурах составных частей продукта. Большинство пищевых
продуктов имеет довольно большой диаметр капилляров и плохо удерживает такую
влагу. Механически связанная влага удерживается пектином, крахмалом, белком за
счет водородных связей, не выделяется из пищевого продукта, но в некоторых
технологических процессах она ведет себя как свободная вода. Ее можно удалить
высушиванием, можно заморозить.
8.2 Активность воды
Было замечено, что продукты с одинаковым содержанием влаги по-разному
портятся. Оказалось, что большое значение имеет то, насколько прочно вода связана
с компонентами продукта. Чем сильнее связана вода, тем она менее способна
участвовать в гидролитических и других процессах, разрушающих и портящих
продукт.
Для описания свойств в пищевых продуктах используется термин «активность
воды». Активность воды представляет собой ту часть общего количества
содержащейся в продукте воды, которая не связана растворенными в ней
веществами. Эта часть влаги, которую можно также обозначить как химически
несвязанную влагу пищевого продукта, оказывает прямое воздействие на
способность микроорганизмов к размножению, на их обмен веществ, а также на
сопротивляемость их, например, к тепловому воздействию или облучению.
Активность воды определяет способность воды к улетучиванию с
поверхности влажного продукта относительно способности к улетучиванию воды с
поверхности чистой (дистиллированной) воды при той же температуре. И над

поверхностью продукта, и над поверхностью воды создаются давления паров воды.
Отношение этих давлений и есть показатель активность воды (формула 2).
,
0 P
a PW
W  (2)
где W a – активность воды;
W P – давление паров воды над поверхностью продукта, Па;
0 P – давление пара чистого растворителя (дистиллированной воды) над водой
при той же температуре, Па.
Дистиллированная вода имеет W a = 1, а совершенно обезвоженное вещество
W a = 0. Активность воды в пищевых продуктах представлена в таблице 7.
Таблица 7 – Активность воды в пищевых продуктах
Продукты Влажность, % Активность воды
Фрукты 90-95 0,97
Яйца 70-80 0,97
Мясо 60-70 0,97
Сыр 40 0,96
Джем 30-35 0,82-0,94
Хлеб 40-50 0,95
Кекс 20-28 0,83
Мука 16-19 0,80
Мед 10-15 0,75
Карамель 7-8 0,65
Печенье 6-9 0,60
Шоколад 5-7 0,40
Сахар 0-0,15 0,10
8.3 Активность воды и критический предел активности воды для
развития микроорганизмов
В зависимости от отношения микроорганизмов к воде (по показателю
активность воды) они делятся на три группы (рисунок 34).

Рисунок 34 – Классификация микроорганизмов по активности воды
Гидрофилы – влаголюбивые микроорганизмы – (в основном бактериальная
микрофлора) – 1,00-0,92.
Мезофилы – средневлаголюбивые микроорганизмы – (по большей мере
различные расы дрожжей) – 0,88-0,85.
Ксерофилы – сухолюбивые микроорганизмы – (микроскопические грибы) –
0,70-0,65.
Анализ значений активности воды позволяет сделать вывод, что если
активность воды больше 0,65, то возможно развитие микрофлоры.
8.4 Активность воды и стабильность пищевых продуктов
Многие продукты питания содержат большое количество влаги, что
отрицательно сказывается на стабильности при хранении. Об этом говорит сайт https://intellect.icu . Так как вода
непосредственно участвует в гидролитических процессах, ее удаление, связывание
за счет увеличения содержания соли, сахара приводит к замедлению и даже к
прекращению многих реакций, ингибирует рост микроорганизмов. Все это
способствует увеличению сроков хранения продуктов.
По активности воды все пищевые продукты делятся на три группы
(рисунок 35):
- продукты с активной влажностью (мясо, сыр, фрукты) – 1,0-0,9;
- продукты с промежуточной влажностью (мука, мед, кексы) – 0,9-0,6;
- продукты с низкой влажностью (кофе, сахар) – 0,6-0,0.
Величина активности воды в продуктах с высокой и промежуточной
влажностью выше 0,65, следовательно, в этих продуктах возможно развитие

Рисунок 35 – Классификация продуктов питания по активности воды
микроорганизмов, а значит и микробиологическая порча. Но это не единственная
причина нестабильности продуктов питания при хранении.
Перечислим виды порчи продуктов питания с разной активностью воды.
1. Продукты с высокой активностью воды подвергаются, в основном,
микробиологической порче, ей принадлежит решающая роль.
2. Продукты с промежуточной активностью воды:
- микробиологическая порча;
- ферментативная порча – порча, вызванная активностью ферментных
систем (например, гидролиз липидов под действием липазы сопровождается
накоплением свободных жирных кислот, что является прокисанием жиров);
- неферментативное потемнение – реакция меланоидинообразования, в ходе
которой образуются пигменты коричневого цвета – меланоидины.
3. Продукты с низкой активностью воды:
- ферментативная порча – порча, вызванная активностью ферментных
систем (например, окисление липидов под действием липоксигеназы
сопровождается накоплением первичных (перекиси и гидроперекиси) и вторичных
(альдегиды, кетоны, спирты, карбоновые кислоты) продуктов окисления, т.е.
наблюдается прогоркание жира);
- неферментативное потемнение – в ходе реакции меланоидинообразования,
для осуществления которой не нужна влага, накапливаются пигменты коричневого
цвета – меланоидины;
- окисление жиров – процесс протекает в присутствии кислорода, причем на
скорость окисления липидов оказывает влияние присутствие металлов переменной

валентности (свинец, медь, железо, марганец, кобальт), ионов водорода,
повышенная температура, наличие света;
- потеря водорастворимых веществ – получение продуктов с низкой
активностью воду связано с удалением влаги из продукта, что ведет к снижению
содержания водорастворимых веществ, например, водорастворимых витаминов.
8.5 Значение воды для жизнедеятельности организма человека
Современное представление о роли воды в питании связано, прежде всего, с ее
большим значением как очистительного средства для организма. Поэтому качеству воды
следует придавать особое значение. Источники и пищевые формы воды разнообразны,
включая природные, т.е. не прошедшие дополнительную обработку, и обработанные
различными методами. Напитки выступают мощным фактором в питании и оздоровлении
организма. Они быстро попадают в желудок и быстро усваиваются в кишечнике.
Вода не является питательным веществом, но жизненно необходима как
стабилизатор температуры тела, переносчик нутриентов и отходов образующихся при
переваривании пищи, реагент и реакционная среда в ряде химических превращений.
В организме взрослого человека с массой тела 65 кг содержится в среднем 40 л
воды, из них около 25 л находятся внутри клеток, а 15 л – в составе внеклеточных
жидкостей организма. С возрастом количество воды постепенно уменьшается: в теле
трехмесячного плода 95 % воды, пятимесячного – 86 %, новорожденного ребенка – 70 %,
взрослого – 55-65 %. По мере старения человека количество воды в теле продолжает
снижаться. Считается, что одной из причин старения организма является понижение
способности некоторых веществ организма, особенно белков (коллоидных), связывать
воду.
Вода служит средой и обязательным участником реакций и процессов,
обеспечивающих поддержание жизни человека. Потеря организмом более 10 % воды
является угрожающей для организма. Потребность взрослого человека в воде составляет
около 40 мл на 1 кг массы тела в сутки, у детей грудного возраста она значительно выше и

достигает 120-150 мл на 1 кг массы тела в сутки. Средняя потребность взрослого человека
в воде составляет 2,5 л в сутки. Удовлетворяется эта потребность из трех источников:
1. Свободная жидкость (суп, чай, компот и др.) – 1-1,5 л.
2. Вода, содержащаяся в продуктах питания – 1-1,5 л.
3. Эндогенная вода – вода, образующаяся в организме человека при окислении
макронутриентов (белков, жиров, углеводов) – 300-400 мл.
Например, при окислении углеводов выделяется вода:
С6Н12О6 + 6О2 → 6СО2 + 6Н2О + энергия
Количество генерируемой организмом человека воды представлено в таблице 8.
Таблица 8 – Количество воды, образуемой в организме в ходе обмена веществ
Название макронутриента Количество эндогенной воды,
г/100 г макронутриента
Жиры 107
Углеводы 55
Белки 41
Количества потребляемой и выводимой из организма воды примерно равны.
Потери воды могут возрасти при некоторых отклонениях в состоянии здоровья: рвоте,
лихорадке, у больных после операции, при обширных ожогах.
Негативно влияет на организм не только дефицит воды, но и ее избыточное
поступление. Чрезмерное потребление создается повышенные нагрузки на сердце и
почки, из организма вместе с водой выводятся растворенные в ней минеральные
вещества и витамины. При недостаточном потреблении воды уменьшается выведение из
организма токсичных веществ. Хлорид натрия (поваренная соль) способствует задержке
воды в организме, а соли калия и кальция способствуют, наоборот, выведению воды.
Потеря организмом большого количества жидкости сопровождается сгущением крови,
что ведет к возникновению чувства жажды.

8.6 Требования к воде, используемой в пищевых целях
Вода на пищевых предприятиях используется для технологических,
хозяйственных и теплотехнических целей. В технологии вода может являться
сырьем, входящим в состав готового продукта, растворителем некоторых видов
сырья, средой для выполнения производственных операций.
Вода оказывает огромное влияние на органолептические свойства продукции
пищевой промышленности. Используемая в производстве вода должна быть чистой,
прозрачной, бесцветной, не иметь посторонних вкуса и запаха.
Качественные показатели воды, пригодной для использования в пищевой
промышленности, регламентируются СанПиН 2.1.4.1074-01 "Питьевая вода.
Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого
водоснабжения. Контроль качества" и СанПиН 2.1.4.1116-02 "Питьевая вода.
Гигиенические требования к качеству воды расфасованной в емкости. Контроль
качества" (таблица 9).
Воду, содержащую взвеси или не соответствующую санитарным
требованиям, очищают и обезвреживают.
Контрольные вопросы
1. Что такое свободная и связанная влага?
2. Что такое активность воды?
3. Какую влагу количественно характеризует показатель «активность воды»?
4. Активность воды какого продукта равна единице?
5. На какие группы по активности воды подразделяют микроорганизмы?
6. Какую группу микроорганизмов называют гидрофилами?
7. Какую группу микроорганизмов называют мезофилами?
8. Какую группу микроорганизмов называют ксерофилами?
9. На какие группы по активности воды подразделяют продукты питания?
10. Каким видам порчи подвержены продукты питания с высокой
активностью воды?

Таблица 9 – Основные требования к качеству воды (по СанПиН 2.1.4.1116-02 и СанПиН 2.1.4.1074-01)

* Значения, отмеченные звездочкой, могут быть изменены по решению Главного государственного санитарного врача для конкретных систем водоснабжения.

11. Каким видам порчи подвержены продукты питания с промежуточной
активностью воды?
12. Каким видам порчи подвержены продукты питания с низкой активностью
воды?
13. Какова средняя суточная потребность взрослого человека в воде?
14. Что такое эндогенная вода?
15. Какие документы регламентируют качественные показатели воды?

Исследование, описанное в статье про вода, подчеркивает ее значимость в современном мире. Надеюсь, что теперь ты понял что такое вода и для чего все это нужно, а если не понял, или есть замечания, то не стесняйся, пиши или спрашивай в комментариях, с удовольствием отвечу. Для того чтобы глубже понять настоятельно рекомендую изучить всю информацию из категории Пищевая химия

Ответы на вопросы для самопроверки пишите в комментариях, мы проверим, или же задавайте свой вопрос по данной теме.