УДК 633.1:631.563(075)
ББК 36.91я73
С79
Степанова Наталья Юрьевна, канд. с.-х. наук, доцент, Санкт-Петербургский
государственный аграрный университет (СПбГАУ);
Авторы:
Богатырёв Андрей Николаевич, д-р техн. наук, профессор, академик РАН
Рецензенты:
Владимир Иванович Марченко, канд. техн. наук, доцент, СПбГАУ;
А. Л. Ишевский — доктор технических наук, профессор, заведующий
кафедрой, декан факультета пищевых технологий Института холода
и биотехнологий СПб НИУ ИТМО;
Ю. Я. Свириденко — доктор технических наук, профессор,
действительный член Российской академии наук (академик)
Степанова Н. Ю.
С79
Биохимические основы переработки и хранения сырья растительISBN
978-5-98879-199-7
Приведены теоретические основы и методы анализа состава, строения, биохимических
изменений, информация о методах контроля качества сырья растительного
происхождения при переработке, хранении в охлаждённом и замороженном
состояниях.
Книга рассчитана на студентов вузов, обучающихся по направлениям «Технология
производства и переработки сельскохозяйственной продукции», «Технология
сырья и продуктов растительного происхождения», а также будет полезна
специалистам АПК и пищевой промышленности.
УДК 633.1:631.563(075)
ББК 36.91я73
ного происхождения : учеб. пособие / Н. Ю. Степанова, В. И. Марченко,
А. Н. Богатырёв. — СПб. : ГИОРД, 2017. — 312 с.
ISBN 978-5-98879-199-7
© ООО «Издательство „ГИОРД“», 2017
Стр.4
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПРИНЯТЫЕ СОКРАЩЕНИЯ ..................................................................... 10
ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................... 11
ГЛАВА 1. СОСТАВ И СТРОЕНИЕ СЫРЬЯ
РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ ....................................... 13
1.1. Состав и строение растительной ткани .......................................... 13
1.1.1. Особенности строения растительной клетки .................. 13
1.1.2. Состав и строение основных растительных
тканей ......................................................................................... 22
1.1.3. Овощи — продукт здорового питания человека ............. 32
1.1.4. Пищевая и физиологическая ценность
растительного сырья............................................................... 41
1.2. Химический состав растительного сырья ...................................... 49
1.2.1. Вода, сухие вещества .............................................................. 49
1.2.2. Белки, аминокислоты, нуклеиновые кислоты .................. 50
1.2.3. Углеводы — сахара, крахмал, целлюлоза, клетчатка ...... 53
1.2.4. Жиры .......................................................................................... 58
1.2.5. Органические кислоты ........................................................... 60
1.2.6. Витамины .................................................................................. 62
1.2.7. Красящие вещества ................................................................. 71
1.2.8. Фенольные соединения .......................................................... 74
1.2.9. Дубильные и пектиновые вещества .................................... 77
1.2.10. Минеральные вещества ......................................................... 79
1.2.11. Эфирные масла. Глюкозиды .................................................. 82
1.2.12. Ферменты, фитонциды ........................................................... 85
Контрольные вопросы к гл. 1 ...................................................................... 87
ГЛАВА 2. ИЗМЕНЕНИЯ, ПРОИСХОДЯЩИЕ
В РАСТИТЕЛЬНОМ СЫРЬЕ ПРИ ХРАНЕНИИ ............................. 89
2.1. Физиолого-биохимические и микробиологические
процессы, происходящие в сырье в послеуборочный
период ...................................................................................................... 89
5
Стр.5
Оглавление
2.1.1. Созревание, степени зрелости ............................................. 89
2.1.2. Послеуборочное дозревание зерна и его
долговечность ........................................................................... 96
2.1.3. Дыхание ................................................................................... 101
2.1.4. Испарение влаги .................................................................... 108
2.1.5. Раневые реакции .................................................................... 110
2.1.6. Роль этилена при созревании плодов ............................... 113
2.1.7. Покой и прорастание ............................................................ 116
2.1.8. Физиологические расстройства у растений .................... 118
2.1.9. Микробиологические процессы, происходящие
при хранении картофеля, овощей, плодов ...................... 120
2.1.10. Самосогревание зерновой массы ...................................... 121
2.2. Изменение химического состава растительного сырья
при хранении ....................................................................................... 122
2.2.1. Изменение содержания воды и сухих веществ
плодов и овощей .................................................................... 123
2.2.2. Динамика углеводов в овощах и плодах .......................... 125
2.2.3. Превращения пигментов плодов ....................................... 127
2.2.4. Изменение пектиновых веществ при созревании
плодов и овощей .................................................................... 129
2.2.5. Динамика органических кислот в плодах
и овощах ................................................................................... 131
2.2.6. Изменение белков и других азотистых веществ ............ 132
2.2.7. Потери биологически активных веществ ........................ 133
2.2.8. Изменения в летучих ароматических компонентах
плодов и овощей .................................................................... 137
2.2.9. Превращения красящих и фенольных веществ
плодов и овощей .................................................................... 140
2.2.10. Ферментативные процессы в липидном комплексе
зерна .......................................................................................... 142
2.3. Хранение плодов в регулируемой газовой среде ........................ 142
2.4. Охлаждение и хранение плодов и овощей в охлаждённом
состоянии .............................................................................................. 149
Контрольные вопросы к гл. 2 .................................................................... 152
ГЛАВА 3. ИЗМЕНЕНИЕ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
ПРИ ЕГО ЗАМОРАЖИВАНИИ ...................................................... 154
3.1. Процессы, протекающие в растительных тканях
при замораживании плодоовощного сырья ................................ 154
6
Стр.6
Оглавление
3.2. Технологические схемы производства
быстрозамороженных растительных продуктов ........................ 160
3.3. Способы замораживания плодоовощного сырья ....................... 163
3.4. Оборудование для замораживания сырья .................................... 168
3.5. Изменение состава и свойств плодов и овощей
при замораживании ........................................................................... 175
3.5.1. Изменения в ферментном комплексе
продуктов ................................................................................ 178
3.5.2. Изменения состава углеводов ............................................ 180
3.5.3. Изменения содержания витаминов .................................. 183
3.5.4. Изменения фенольных соединений .................................. 184
3.5.5. Изменение аромата и вкуса................................................. 186
3.5.6. Изменение структуры замороженных
растительных продуктов ..................................................... 187
Контрольные вопросы к гл. 3 .................................................................... 189
ГЛАВА 4. ИЗМЕНЕНИЕ РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ
ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ........................................................................ 190
4.1. Влияние технологических процессов
(тепловой обработки) на содержание биологически
активных веществ в пищевых продуктах ..................................... 190
4.1.1. Изменения белков ................................................................. 191
4.1.2. Окислительные и гидролитические изменения
жиров ........................................................................................ 196
4.1.3. Превращения углеводов ...................................................... 199
4.2. Изменение биологически активных веществ
при консервировании овощей, плодов и ягод ............................. 206
4.3. Влияние предварительной тепловой обработки
на ферментативную активность ...................................................... 212
Контрольные вопросы к гл. 4 .................................................................... 214
ГЛАВА 5. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПИЩЕВОГО СЫРЬЯ
РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ ..................................... 215
5.1. Определение содержания сухого вещества
(по ГОСТ 28561–90) ........................................................................... 215
5.2. Метод определения белка (по ГОСТ 10846–91) .......................... 217
5.3. Определение содержания азота (по ГОСТ Р 51438–99) ............ 222
5.4. Определение количества и качества сырой клейковины
(по ГОСТ Р 54478–2011) .................................................................... 224
7
Стр.7
Оглавление
5.5. Методы определения суммы сахаров
(по ГОСТ 8756.13–87) ........................................................................ 231
5.5.1. Перманганатный метод ........................................................ 231
5.5.2. Фотоколориметрический метод ........................................ 235
5.6. Определение содержания крахмала в картофеле ........................ 238
5.7. Методы определения жира (по ГОСТ 8756.21–89) ..................... 239
5.7.1. Гравиметрический метод с экстракцией жира
смесью хлороформа и этилового спирта ......................... 239
5.7.2. Рефрактометрический метод .............................................. 241
5.8. Методы определения титруемой кислотности
(по ГОСТ 25555.0–82) ........................................................................ 242
5.8.1. Потенциометрический метод ............................................. 242
5.8.2. Визуальный метод ................................................................. 244
5.9. Определение содержания каротина (по ГОСТ 8756.22–80) ..... 244
5.10. Методы определения витамина С (по ГОСТ 24556–89) ........... 247
5.10.1. Титриметрический метод .................................................... 247
5.10.2. Флуорометрический метод ................................................. 251
5.11. Метод определения витамина В1 (по ГОСТ 25999–83) .............. 253
5.12. Рибофлавиновый метод определения витамина В2
(по ГОСТ 25999–83) ........................................................................... 257
5.13. Метод определения содержания витамина РР
(по ГОСТ Р 50479–93) ........................................................................ 259
5.14. Определение содержания хлорофиллов а и b.............................. 263
5.15. Определение содержания флавонолов .......................................... 265
5.16. Метод определения содержания фенольных
веществ .................................................................................................. 265
5.17. Определение содержания дубильных веществ
(по ГОСТ 24027.2–80) ........................................................................ 266
5.18. Титриметрический метод определения содержания
пектиновых веществ (по ГОСТ 29059–91) .................................... 268
5.19. Определение зольности (по ГОСТ Р 51411–99) .......................... 273
5.20. Метод определения содержания эфирного масла
(по ГОСТ 24027.2–80) ........................................................................ 274
5.21. Методы определения активности пероксидазы
и полифенолоксидазы ........................................................................ 277
5.22. Газохроматографический метод определения
содержания сорбиновой кислоты (по ГОСТ 30670–2000) ........ 279
5.23. Ионометрический метод определения нитратов
(по ГОСТ 29270–95) ........................................................................... 284
8
Стр.8
Оглавление
Контрольные вопросы к гл. 5 .................................................................... 287
СПИСОК ТЕРМИНОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЙ.......................................... 288
ПРИЛОЖЕНИЯ............................................................................................ 295
Приложение 1. Режимы испытаний и ориентировочное
время сушки до постоянной массы продуктов
переработки плодов и овощей ................................... 295
Приложение 2. Поправочный коэффициент, учитывающий
неполное извлечение влаги из продукта
или потерю имевшихся или образовавшихся
в продукте летучих соединений ................................ 297
Приложение 3. Аппарат для отгонки аммиака с водяным
паром ................................................................................ 298
............................... 302
Приложение 4. Определение сахаров ..................................................... 299
Приложение 5. Содержание нитратов в продуктах
в зависимости от значения рСNО3
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ........................................................................... 305
Стр.9