ПИЩЕВАЯ ЦЕННОСТЬ КАРТОФЕЛЯ, ОВОЩЕЙ И ПЛОДОВ

В свежих овощах и плодах содержится значительное количест­во воды (75...95 %). Способность тканей овощей, плодов и грибов сохранять форму и определенную структуру при таком большом со­держании воды объясняется присутствием в них белков и пектино­вых веществ, способных удерживать значительное количество влаги.

В состав сухого остатка картофеля и овощей входят в основ­ном углеводы, а также азотистые и минеральные вещества, орга­нические кислоты, витамины, пигменты,¹ полифенольные соеди­нения, ферменты и др.

Из углеводов в картофеле, овощах и плодах содержатся моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза, рамноза и др.), дисахариды (сахароза, мальтоза) и полисахариды (крахмал, клет­чатка, гемицеллюлозы, пектиновые вещества).

Общее содержание Сахаров в овощах колеблется от 1,5 % (на сырую массу съедобной части) в картофеле до 9 % в арбузах, дынях, свекле, луке репчатом. Достаточно много их содержится в моркови (6 %) и белых кореньях (петрушка — 9,4 %, пастернак — 6,5, сельдерей — 5,5 %); в капустных овощах Сахаров более 4 %. В плодах и ягодах общее содержание Сахаров колеблется от 3...4 % в лимонах и клюкве до 16... 19 % в винограде и бананах.

Соотношение различных Сахаров в отдельных видах овощей и плодов неодинаково. Например, в картофеле они представлены в основном глюкозой и сахарозой, фруктозы в нем очень мало; в луке репчатом и моркови — сахарозой и в меньшей степени глю­козой и фруктозой. В белокочанной капусте содержатся в основ­ном глюкоза и фруктоза, сахарозы в ней в 10 раз меньше, чем мо­носахаридов. В яблоках, грушах сахара представлены фруктозой и в меньшей степени глюкозой и сахарозой, в винограде и вишне — глюкозой и фруктозой. В абрикосах, персиках, апельсинах, ман­даринах содержится больше сахарозы, чем моносахаров. В лимо­нах все три вида Сахаров присутствуют в равных количествах.

Крахмал в относительно больших количествах содержится в картофеле — в среднем 16 % (на сырую массу съедобной части).

Рис. 9.1. Структура пектиновой молекулы (по Альберсхейму):

Р — рамноза; ГК — галактуроновая кислота

Из овощей сравнительно высоким содержанием крахмала отли­чаются зеленый горошек (6,8 %), бобы овощные (6 %), пастернак (4 %), фасоль стручковая (2 %). В остальных овощах содержание его не превышает десятых долей процента. В большинстве пло­дов и ягод крахмал отсутствует; в небольших количествах он со­держится лишь в бананах, яблоках, грушах и айве.

Содержание клетчатки в картофеле, овощах и плодах ко­леблется от 0,3 до 1,4 % (на сырую массу съедобной части). По­вышенным ее содержанием отличаются пастернак (2,4 %), хрен (2,8 %), укроп (3,5 %), а также некоторые ягоды — малина (5,1 %), облепиха (4,7 %).

Гемицеллюлоз (галактан, арабинан, арабиногалактан, ксилоглюкан) в картофеле, овощах и плодах содержится больше, чем клетчатки (0,1...0,7 %).

Клетчатка (целлюлоза) и гемицеллюлозы состоят в основном из остатков нейтральных Сахаров — глюкозы, галактозы, арабинозы, ксилозы и др. Однако имеются сведения, что в состав гемицеллюлоз могут входить глюкуроновая, галактуроновая и дру­гие кислоты, придавая этим полисахаридам кислые свойства.

Содержание пектиновых веществ в картофеле, овощах и плодах колеблется от десятых долей процента до 1,1 % (на сы­рую массу съедобной части). Пектиновые вещества в раститель­ных продуктах представлены двумя формами: нерастворимой в холодной воде — протопектином и растворимой — пектином. Основную массу пектиновых веществ картофеля, овощей и пло­дов составляет протопектин (около 75 %).

Молекула протопектина представляет собой гетерополимер со сложной разветвленной структурой (рис. 9.1). Главная цепы этого полимера состоит из остатков молекул галактуроновой и полигалактуроновой кислот, частично этерифицированных метиловым спиртом (метаксилированных), и рамнозы. Главную цепь протопектина называют рамногалактуронаном.

Рамногалактуронан состоит из а-1,4-связанного галактуронана (галактуроновая кислота), соединенного 1,2-связью с рам-нозилом (рамнозой).

Молекулы пектина представляют собой цепочки рамногалакту-ронана, содержащие 20 и более остатков галактуроновой кислоты.

Ниже представлен фрагмент рамногалактуронана, состоящий из остатков полигалактуроновой кислоты, в которой часть кар­боксильных групп метоксилирована или ионизирована (диссо­циирована).

Цепочки полигалактуроновых кислот связаны между собой водородными, ангидридными, эфирными связями и солевыми мостиками, которым отводят доминирующую роль в стабилиза­ции структуры протопектина. В молекулу протопектина могут также входить остатки фосфорной и уксусной кислот, Сахаров и целлюлозы. Кроме того, ковалентными связями могут быть при­соединены боковые цепи гемицеллюлоз — галактанов и арабинанов (в некоторых случаях через фосфорную кислоту).

Молекула рамногалактуронана содержит два вида функцио­нальных групп: гидроксильные и карбоксильные. Последние мо­гут быть частично этерифицированы (обычно метанолом), час­тично связаны с катионами металлов. Часть карбоксильных групп остается свободной, обусловливая их кислотные свойства.

Отношение количества этерифицированных карбоксильных групп к общему количеству карбоксильных групп (свободные и этерифицированные) называют степенью этерификации пек­тиновых веществ. В зависимости от степени этерификации пектиновые вещества подразделяют на высоко- и низкоэтери-фицированные (соответственно более 70 и менее 50 %). Сте­пень этерификации — важный показатель пектиновых веществ, отражающий их физико-химические свойства, например ус­тойчивость к гидролизу, растворимость, студнеобразующую способность.

Степень этерификации пектиновых веществ различных ово­щей неодинакова (от 40 % в картофеле до 72 % в свекле). Сте­пень этерификации и степень диссоциации полигалактуроно­вых кислот определяют такие свойства пектиновых веществ, проявляющиеся при кулинарной обработке картофеля, овощей и плодов, как способность к деструкции под действием фермен­тов, температуры, состава и рН среды, образованию раствори­мых и нерастворимых продуктов, деструкции, студнеобразованию и др.

Установлено, что в молекулах пектиновых веществ кроме продольных ковалентных связей в цепях рамногалактуронана присутствуют водородные связи и существуют гидрофобное вза­имодействие между этерифицированными остатками галактуро­новой кислоты и хелатные связи между неэтерифицированными остатками галактуроновой кислоты, образованные с участием ионов Са²⁺ и Mg²⁺ в виде солевых мостиков.

Ниже представлена схема образования солевого мостика между двумя молекулами пектиновых веществ. Горизонтальной линией изображена цепочка рамногалактуронана.

Вероятность образования солевых мостиков и степень этерификации полигалактуроновых кислот связаны обратной зависи­мостью.

В протопектине могут возникать и другие поперечные свя­зи — эфирные (через фосфорную кислоту), ангидридные и иные.

Присутствие свободных карбоксильных групп предопределя­ет способность пектинов образовывать соли (пектинаты) и осаж­даться из растворов ионами поливалентных металлов.

Количество галактуроновых и полигалактуроновых кислот и других составляющих молекулы протопектина, а также его моле­кулярная масса точно пока неизвестны, так как протопектин не удалось выделить из растительных тканей в неизмененном со­стоянии. При извлечении протопектина различными способами обычно получают продукты его распада, в частности полигалактуроновые кислоты различной степени полимеризации, галактуроновую кислоту, рамнозу и др. Считают, что молекулярная мас­са пектиновых веществ может колебаться в пределах от 20 000 до 200 000. Пектины с молекулярной массой 150 000...200 000 харак­теризуются высокой желирующей способностью. Из пектино­вых веществ с различной молекулярной массой легче растворя­ются те, у которых меньше молекулярная масса и выше степень этерификации.

Азотистых веществ в картофеле и овощах относительно немного: не более 3 % (в пересчете на белок), и только в бобовых овощах (зеленый горошек, фасоль стручковая, бобы и др.) содер­жание их достигает 4...6 %. В плодах и ягодах азотистых веществ содержится меньше, чем в овощах (0,2... 1,5 %). Примерно поло­вину азотистых веществ составляют белки. Кроме белков карто­фель, овощи и плоды содержат свободные аминокислоты (до 0,5 % на сырую массу).

Содержание минеральных веществ (золы) в картофеле, овощах и плодах составляет в среднем 0,5 % и не превышает 1,5 %. Минеральные вещества входят в состав картофеля и ово­щей в виде солей органических и неорганических кислот. В ос­новном это калий, натрий, кальций, магний, фосфор и др., а из микроэлементов — железо, медь, марганец и др.

Органические кислоты картофеля, овощей и плодов представлены яблочной, лимонной, щавелевой, винной, фити­новой, янтарной и др. Общее содержание органических кислот составляет в среднем 1 % на сырую массу. Преобладает, как пра­вило, яблочная кислота; в цитрусовых плодах и черной смородине — лимонная, в винограде — винная и яблочная, в персиках и клюкве — яблочная и лимонная кислоты.

Органические кислоты находятся в свободном или связанном состоянии. Количество кислот, связанных с различными катио­нами, значительно превышает количество свободных.

В картофеле, овощах и плодах содержатся почти все извест­ные в настоящее время витамины, кроме В₁₂ и D. К витами­нам, источником которых служат главным образом картофель, овощи, плоды, относятся: водорастворимые витамины — С, Р, фолацин и витамин U; жирорастворимые — Е, К и каротиноиды (криптоксантин, α-, β-, нео-β- и γ-каротины).

Особое значение имеет термолабильный витамин С (аскор­биновая кислота). Содержание его в овощах колеблется от 5 (баклажаны, морковь) до 250 мг (перец красный сладкий) на 100 г съедобной части продукта. В таких овощах, как картофель, капуста, содержание витамина С относительно невелико (20... 60 мг на 100 г), но поскольку эти овощи играют важную роль в питании человека, их можно рассматривать в качестве основно­го источника витамина С. Из плодов витамином С богаты цитру­совые, черная смородина и шиповник (соответственно 38, 200 и 470 мг на 100 г).

Аскорбиновая кислота в картофеле, овощах и плодах присутст­вует в трех формах: восстановленной, окисленной (дегидроформа) и связанной (аскорбиген). В процессе созревания и хранения ово­щей и плодов восстановленная форма аскорбиновой кислоты мо­жет окисляться с помощью соответствующих ферментов или дру­гих окислительных агентов и переходить в дегидроформу.

Дегидроаскорбиновая кислота обладает всеми свойствами витамина С, но по сравнению с аскорбиновой кислотой менее устойчива к действию внешних факторов и быстро разрушается. Аскорбиген может подвергаться гидролизу, в результате чего вы­свобождается свободная аскорбиновая кислота. Содержание ас­корбиновой кислоты в картофеле, овощах и плодах в процессе их хранения, как правило, уменьшается. Значительные потери ее происходят при хранении картофеля.

Витамин Р усиливает биологический эффект витамина С, так как способен задерживать его окисление. Р-витаминной ак­тивностью обладают многие вещества фенольной природы, на­пример биофлавоноиды (рутин, кверцетин). Средняя суточная потребность человека в витамине Р (рутине) составляет 25 мг. Многие овощи и плоды характеризуются достаточно высоким содержанием Р-активных соединений. Например, в яблоках оно достигает 43...45 мг на 100 г.

Фолацин (фолиевая кислота) содержится в овощах и пло­дах в относительно больших количествах (от 1 до 30 мкг на 100 г). Особенно богаты им зеленые овощи: капуста брюссельская, фа­соль стручковая, шпинат и зелень петрушки (соответственно 31, 36, 80 и ПО мкг на 100 г). Суточная потребность в этом витамине взрослого человека (0,2...0,4 мг) может быть в значительной сте­пени удовлетворена за счет овощей и плодов.

Наиболее богатыми источниками витамина U — антияз­венного фактора, представляющего собой метилсульфоновое производное метионина (сокращенное название «S-метилметионин» или SMM), являются листья белокочанной капусты (85 мг на 100 г сухой массы) и побеги спаржи (100... 160 мг на 100 г сухой массы). Этот витамин был обнаружен также в томатах, стеблях сельдерея, но в меньших количествах. Суточная потребность в этом витамине для здорового человека не определена.

Каротиноиды содержатся во многих овощах и плодах. Большая часть их представлена β-каротином, наиболее активной формой по сравнению с другими каротиноидами. Важный ис­точник этого провитамина А — морковь, в мякоти которой его содержится в среднем 9 мг на 100 г съедобной части. Достаточно много β-каротина в шпинате (4,5 мг на 100 г) и других зеленых овощах (1,0...2,0 мг на 100 г). В остальных овощах содержание его колеблется от 0,01 мг до нескольких десятых долей милли­грамма на 100 г. В плодах и ягодах β-каротина содержится значи­тельно меньше, чем в овощах. Повышенным содержанием его отличаются шиповник (2,6 мг на 100 г), абрикосы (1,6 мг на 100 г) и облепиха (1,5 мг на 100 г). Среднесуточная потребность взрос­лого человека в каротине составляет 3...5 мг и легко покрывается за счет потребления овощей и плодов.

Окраска картофеля, овощей, плодов и ягод обусловлена при­сутствием в них различных пигментов — хлорофилла (зеле­ная), каротиноидов (желто-оранжевая) и некоторых полифенольных соединений. К последней группе пигментов относят бетанин свеклы, антоцианы, флавоны и флавонолы. Антоцианы придают плодам и овощам окраску от розовой до сине-фиолето­вой, флавоны и флавонолы — желтую. Кроме того, в картофе­ле, овощах и плодах содержатся и другие вещества фенольного характера — тирозин, хлорогеновая кислота, лейкоантоцианы, катехины и др. Эти вещества бесцветные, но при кулинарной обработке картофеля, овощей и плодов они могут окисляться и вызывать изменение цвета полуфабрикатов и готовых изделий.

Содержание полифенолов зависит от видовых и сортовых различий овощей и плодов. В картофеле, например, содержится от 8 до 30 мг на 100 г веществ фенольного характера, в основном тирозина и хлорогеновой кислоты. Распределение полифенолов в различных частях клубня неодинаково: в клетках, расположен­ных непосредственно под кожицей, их накапливается примерно в 15...20 раз больше, чем в собственно мякоти.