Organinės medžiagos, jų savybės ir klasifikacija. Organinės medžiagos

Ryžiai. 5. Friedrichas Wöhleris
(1800–1882)

Ryžiai. 6. Aleksandras
Michailovičius Butlerovas
(1828–1886)

Jų sukurtos cheminės struktūros teorijos esmė gali būti suformuluota trijų teiginių forma.
1. Atomai molekulėse yra susijungę tam tikra tvarka pagal valentiškumą, o anglis organiniuose junginiuose yra keturvalentė.
2. Medžiagų savybes lemia ne tik kokybinė ir kiekybinė elementų sudėtis, bet ir atomų jungčių tvarka molekulėse, t.y. cheminė struktūra.
3. Atomai molekulėse turi abipusę įtaką vienas kitam, o tai turi įtakos medžiagų savybėms.
* Vokiečių chemikas. Atliko mokslinius tyrimus neorganinės ir organinės chemijos srityje. Jis nustatė izomerijos reiškinio egzistavimą ir pirmą kartą atliko organinės medžiagos (karbamido) sintezę iš neorganinės. Gavo kai kurių metalų (aliuminio, berilio ir kt.).
** Nuostabus rusų chemikas, chemijos teorijos autorius
organinių medžiagų struktūra. Remiantisstruktūros sampratos paaiškino izomerizmo reiškinį, numatė daugelio medžiagų izomerų egzistavimą ir pirmą kartą juos susintetino. Jis pirmasis susintetino cukringą medžiagą. Rusijos chemijos mokyklos įkūrėjasIkovas, kuriame dalyvavo V. V. Markovnikovas, A. M. Zaicevas, E. E. Vagneris, A. E. Favorskis ir kt.

Šiandien atrodo neįtikėtina, kad iki XIX amžiaus vidurio, didžiųjų gamtos mokslo atradimų laikotarpiu, mokslininkai menkai suprato vidinę materijos sandarą. Butlerovas įvedė terminą „cheminė struktūra“, reiškiantį cheminių ryšių tarp molekulėje esančių atomų sistemą ir jų santykinį išsidėstymą erdvėje. Šio molekulės sandaros supratimo dėka tapo įmanoma paaiškinti izomerijos reiškinį, numatyti nežinomų izomerų egzistavimą ir susieti medžiagų savybes su jų chemine struktūra. Izomerijos reiškiniui iliustruoti pateikiame dviejų medžiagų – etilo alkoholio ir dimetilo eterio, kurių elementų sudėtis C2H6O vienoda, bet skirtingos cheminės struktūros, formules ir savybes (2 lentelė).
2 lentelė

Medžiagos savybių priklausomybės iliustracijanuo jo struktūros

Organinėje chemijoje labai paplitęs izomerijos reiškinys yra viena iš organinių medžiagų įvairovės priežasčių. Kita organinių medžiagų įvairovės priežastis yra unikalus anglies atomo gebėjimas sudaryti cheminius ryšius tarpusavyje, todėl susidaro anglies grandinės.
įvairaus ilgio ir struktūros: nešakotos, šakotos, uždaros. Pavyzdžiui, keturi anglies atomai gali sudaryti tokias grandines:

Jei atsižvelgsime į tai, kad tarp dviejų anglies atomų gali egzistuoti ne tik paprastos (vienkartinės) C–C jungtys, bet ir dvigubos C=C bei trigubos C≡C, tai anglies grandinių variantų skaičius ir, atitinkamai, įvairios organinės. medžiagų žymiai padidėja.
Organinių medžiagų klasifikacija taip pat pagrįsta Butlerovo cheminės struktūros teorija. Priklausomai nuo to, kokių atomų cheminiai elementai yra įtraukti į molekulę, visos organinės grupės: angliavandeniliai, deguonies turintys, azoto turintys junginiai.
Angliavandeniliai yra organiniai junginiai, susidedantys tik iš anglies ir vandenilio atomų.
Atsižvelgiant į anglies grandinės struktūrą ir kelių jungčių buvimą ar nebuvimą joje, visi angliavandeniliai skirstomi į kelias klases. Šios klasės pateiktos 2 diagramoje.
Jei angliavandenilyje nėra kelių jungčių ir anglies atomų grandinė nėra uždara, jis, kaip žinote, priklauso sočiųjų angliavandenilių, arba alkanų, klasei. Šio žodžio šaknis yra arabiškos kilmės, o priesaga -an yra visų šios klasės angliavandenilių pavadinimuose.
2 schema

Angliavandenilių klasifikacija

Vienos dvigubos jungties buvimas angliavandenilio molekulėje leidžia ją klasifikuoti kaip alkeną ir pabrėžiamas jos ryšys su šia medžiagų grupe.
priesaga -en pavadinime. Paprasčiausias alkenas yra etilenas, kurio formulė CH2=CH2. Molekulėje gali būti dvi C=C dvigubos jungtys, šiuo atveju medžiaga priklauso alkadienų klasei.
Pabandykite paaiškinti priesagų -diene reikšmę. Pavyzdžiui, 1,3 butadieno struktūrinė formulė: CH2=CH–CH=CH2.
Angliavandeniliai, kurių molekulėje yra trigubas anglies-anglies ryšys, vadinami alkinais. Priesaga -in rodo, kad medžiaga priklauso šiai klasei. Alkinų klasės protėvis yra acetilenas (etinas), kurio molekulinė formulė – C2H2, o struktūrinė – HC≡CH. Iš junginių su uždara anglies grandine
Svarbiausi atomai yra arenai – ypatinga angliavandenilių klasė, kurios pirmojo atstovo, kurį tikriausiai girdėjote, pavadinimas yra benzenas C6H6, kurio struktūrinę formulę taip pat žino kiekvienas kultūros žmogus:

Kaip jau supratote, be anglies ir vandenilio, organinėse medžiagose gali būti ir kitų elementų atomų, pirmiausia deguonies ir azoto. Dažniausiai šių elementų atomai įvairiuose deriniuose sudaro grupes, kurios vadinamos funkcinėmis.
Funkcinė grupė – atomų grupė, kuri lemia būdingiausias medžiagos chemines savybes ir jos priklausymą tam tikrai junginių klasei.
Pagrindinės organinių junginių, turinčių funkcines grupes, klasės pateiktos 3 schemoje.
3 schema
Pagrindinės organinių medžiagų, turinčių funkcines grupes, klasės

Funkcinė grupė –OH vadinama hidroksilu ir lemia priklausymą vienai iš svarbiausių organinių medžiagų – alkoholių – klasių.
Alkoholių pavadinimai sudaromi naudojant galūnę -ol. Pavyzdžiui, garsiausias alkoholių atstovas yra etilo alkoholis arba etanolis, C2H5OH.
Deguonies atomas gali būti susietas su anglies atomu chemine dviguba jungtimi. >C=O grupė vadinama karbonilu. Karbonilo grupė yra kelių dalis
funkcinės grupės, įskaitant aldehidą ir karboksilą. Organinės medžiagos, kuriose yra šių funkcinių grupių, vadinamos atitinkamai aldehidais ir karboksirūgštimis. Žymiausi aldehidų atstovai yra formaldehidas НСОН ir acetaldehidas CH3СОН. Tikriausiai visi žino acto rūgštį CH3COOH, kurios tirpalas vadinamas stalo actu. Išskirtinis azoto turinčių organinių junginių, o pirmiausia aminų ir aminorūgščių, struktūrinis bruožas yra amino grupės –NH2 buvimas jų molekulėse.
Aukščiau pateikta organinių medžiagų klasifikacija taip pat labai santykinė. Kaip vienoje molekulėje (pavyzdžiui, alkadienuose) gali būti dvi daugybinės jungtys, taip ir medžiaga gali turėti dvi ar net daugiau funkcinių grupių. Taigi pagrindinių gyvybės nešėjų žemėje – baltymų molekulių – struktūriniai vienetai yra aminorūgštys. Šių medžiagų molekulėse būtinai turi būti bent dvi funkcinės grupės – karboksilo ir amino grupės. Paprasčiausia aminorūgštis vadinama glicinu ir turi tokią formulę:

Kaip ir amfoteriniai hidroksidai, aminorūgštys sujungia rūgščių (dėl karboksilo grupės) ir bazių (dėl amino grupės buvimo molekulėje) savybes.
Gyvybės Žemėje organizavimui ypač svarbios aminorūgščių amfoterinės savybės – dėl amino grupių ir aminorūgščių karboksilo grupių sąveikos.
partijos yra sujungtos į polimerines baltymų grandines.
? 1. Kokios yra pagrindinės A.M. Butlerovo cheminės struktūros teorijos nuostatos. Kokį vaidmenį ši teorija suvaidino kuriant organinę chemiją?
2. Kokias angliavandenilių klases žinote? Kuo remiantis daroma ši klasifikacija?
3. Kokia yra organinio junginio funkcinė grupė? Kokias funkcines grupes galite įvardyti? Kokiose organinių junginių klasėse yra įvardytos funkcinės grupės? Užrašykite bendrąsias junginių klasių formules ir jų atstovų formules.
4. Apibrėžkite izomerizmą, užrašykite galimų izomerų formules junginiams, kurių sudėtis C4H10O. Naudodamiesi įvairiais informacijos šaltiniais, įvardykite kiekvieną iš jų ir paruoškite ataskaitą apie vieną iš junginių.
5. Medžiagas, kurių formulės yra: C6H6, C2H6, C2H4, HCOOH, CH3OH, C6H12O6, priskirkite atitinkamoms organinių junginių klasėms. Naudodamiesi įvairiais informacijos šaltiniais, įvardykite kiekvieną iš jų ir paruoškite ataskaitą apie vieną iš junginių.
6. Gliukozės struktūrinė formulė: Kuriai organinių junginių klasei priskirtumėte šią medžiagą? Kodėl jis vadinamas dviejų funkcijų junginiu?
7. Palyginkite organinius ir neorganinius amfoterinius junginius.
8. Kodėl aminorūgštys priskiriamos junginiams, atliekantiems dvi funkcijas? Kokį vaidmenį ši aminorūgščių struktūrinė savybė vaidina organizuojant gyvybę Žemėje?
9. Naudodamiesi internetu, paruoškite pranešimą tema „Amino rūgštys – gyvybės „statybiniai blokai“.
10. Pateikite organinių junginių skirstymo į tam tikras klases reliatyvumo pavyzdžių. Nubrėžkite paraleles su panašiu neorganinių junginių reliatyvumu.

Anksčiau mokslininkai visas gamtoje esančias medžiagas skirstydavo į sąlyginai negyvąsias ir gyvąsias, tarp jų – gyvūnų ir augalų karalystę. Pirmosios grupės medžiagos vadinamos mineralinėmis. O įtrauktos į antrąją pradėtos vadinti organinėmis medžiagomis.

Ką tai reiškia? Organinių medžiagų klasė yra pati didžiausia iš visų šiuolaikiniams mokslininkams žinomų cheminių junginių. Į klausimą, kokios medžiagos yra organinės, galima atsakyti taip – ​​tai cheminiai junginiai, kuriuose yra anglies.

Atkreipkite dėmesį, kad ne visi anglies turintys junginiai yra organiniai. Pavyzdžiui, korbidai ir karbonatai, anglies rūgštis ir cianidai bei anglies oksidai neįtraukiami.

Kodėl tiek daug organinių medžiagų?

Atsakymas į šį klausimą slypi anglies savybėse. Šis elementas yra įdomus, nes jis gali sudaryti savo atomų grandines. Ir tuo pačiu metu anglies ryšys yra labai stabilus.

Be to, organiniuose junginiuose jis pasižymi dideliu valentiškumu (IV), t.y. gebėjimas sudaryti cheminius ryšius su kitomis medžiagomis. Ir ne tik vienvietis, bet ir dvigubas ir net trigubas (kitaip kartotinis). Didėjant jungties dauginimuisi, atomų grandinė trumpėja, o ryšio stabilumas didėja.

Anglis taip pat turi galimybę formuoti linijines, plokščias ir trimates struktūras.

Štai kodėl organinės medžiagos gamtoje yra tokios įvairios. Galite nesunkiai tai patikrinti patys: atsistokite prieš veidrodį ir atidžiai pažiūrėkite į savo atspindį. Kiekvienas iš mūsų yra vaikščiojantis organinės chemijos vadovėlis. Pagalvokite apie tai: mažiausiai 30% kiekvienos jūsų ląstelės masės yra organiniai junginiai. Baltymai, kurie sukūrė jūsų kūną. Angliavandeniai, kurie tarnauja kaip „degalai“ ir energijos šaltinis. Riebalai, kurie kaupia energijos atsargas. Hormonai, kurie kontroliuoja organų veiklą ir net jūsų elgesį. Fermentai, kurie jūsų viduje pradeda chemines reakcijas. Ir net „šaltinio kodas“, DNR grandinės, yra anglies pagrindu pagaminti organiniai junginiai.

Organinių medžiagų sudėtis

Kaip minėjome pačioje pradžioje, pagrindinė organinių medžiagų statybinė medžiaga yra anglis. O praktiškai bet kuris elementas, susijungęs su anglimi, gali sudaryti organinius junginius.

Gamtoje organinėse medžiagose dažniausiai yra vandenilio, deguonies, azoto, sieros ir fosforo.

Organinių medžiagų struktūra

Organinių medžiagų įvairovę planetoje ir jų sandaros įvairovę galima paaiškinti būdingomis anglies atomų savybėmis.

Prisimenate, kad anglies atomai gali sudaryti labai stiprius ryšius vienas su kitu, jungtis grandinėmis. Rezultatas yra stabilios molekulės. Tai, kaip anglies atomai yra sujungti į grandinę (išdėstytą zigzagu), yra vienas iš pagrindinių jos struktūros bruožų. Anglis gali jungtis į atviras grandines ir į uždaras (ciklines) grandines.

Taip pat svarbu, kad cheminių medžiagų struktūra tiesiogiai įtakoja jų chemines savybes. Taip pat svarbų vaidmenį atlieka tai, kaip molekulėje esantys atomai ir atomų grupės veikia vieni kitus.

Dėl struktūrinių savybių tos pačios rūšies anglies junginių skaičius siekia dešimtis ir šimtus. Pavyzdžiui, galime laikyti anglies vandenilio junginius: metaną, etaną, propaną, butaną ir kt.

Pavyzdžiui, metanas - CH 4. Normaliomis sąlygomis toks vandenilio ir anglies junginys yra dujinės agregacijos būsenoje. Kai kompozicijoje atsiranda deguonies, susidaro skystis - metilo alkoholis CH 3 OH.

Ne tik skirtingos kokybinės sudėties medžiagos (kaip aukščiau pateiktame pavyzdyje) pasižymi skirtingomis savybėmis, bet ir tos pačios kokybinės sudėties medžiagos gali tai padaryti. Pavyzdys yra skirtingas metano CH 4 ir etileno C 2 H 4 gebėjimas reaguoti su bromu ir chloru. Metanas tokias reakcijas gali sukelti tik kaitinamas arba veikiamas ultravioletinių spindulių. O etilenas reaguoja net be apšvietimo ar šildymo.

Apsvarstykime šį variantą: cheminių junginių kokybinė sudėtis yra tokia pati, bet skiriasi kiekybinė sudėtis. Tada skiriasi junginių cheminės savybės. Kaip ir acetileno C 2 H 2 ir benzeno C 6 H 6 atveju.

Ne mažiau svarbus vaidmuo šioje įvairovėje tenka ir tokioms organinių medžiagų savybėms, „susietoms“ su jų struktūra, kaip izomerija ir homologija.

Įsivaizduokite, kad turite dvi iš pažiūros identiškas medžiagas – tą pačią sudėtį ir tą pačią molekulinę formulę joms apibūdinti. Tačiau šių medžiagų struktūra iš esmės skiriasi, todėl skiriasi cheminės ir fizinės savybės. Pavyzdžiui, molekulinę formulę C 4 H 10 galima parašyti dviem skirtingoms medžiagoms: butanui ir izobutanui.

Tai apie izomerai– tos pačios sudėties ir molekulinės masės junginiai. Tačiau atomai jų molekulėse išsidėstę įvairia tvarka (šakota ir nešakota struktūra).

Kalbant apie homologija- tai yra anglies grandinės charakteristika, kurioje kiekvieną paskesnį narį galima gauti pridedant vieną CH 2 grupę prie ankstesnės. Kiekviena homologinė serija gali būti išreikšta viena bendra formule. Ir žinant formulę, nesunku nustatyti bet kurio iš serijos narių sudėtį. Pavyzdžiui, metano homologai apibūdinami formule C n H 2n+2.

Didėjant „homologiniam skirtumui“ CH 2, ryšys tarp medžiagos atomų stiprėja. Paimkime homologinę metano seriją: pirmieji keturi jo nariai yra dujos (metanas, etanas, propanas, butanas), kiti šeši yra skysčiai (pentanas, heksanas, heptanas, oktanas, nonanas, dekanas), o po to seka kietoje medžiagoje esančios medžiagos. agregacijos būsena (pentadekanas, eikozanas ir kt.). Ir kuo stipresnis ryšys tarp anglies atomų, tuo didesnė medžiagų molekulinė masė, virimo ir lydymosi taškai.

Kokios organinių medžiagų klasės egzistuoja?

Biologinės kilmės organinės medžiagos apima:

• baltymai;
• angliavandeniai;
• nukleino rūgštys;
• lipidai.

Pirmieji trys taškai taip pat gali būti vadinami biologiniais polimerais.

Detalesnė organinių cheminių medžiagų klasifikacija apima ne tik biologinės kilmės medžiagas.

Angliavandeniliai apima:

• acikliniai junginiai:
  • sotieji angliavandeniliai (alkanai);
  • nesotieji angliavandeniliai:
    • alkenai;
    • alkinai;
    • alkadienų.
• ciklinės jungtys:
  • karbocikliniai junginiai:
    • aliciklinis;
    • aromatingas.
  • heterocikliniai junginiai.

Taip pat yra kitų klasių organinių junginių, kuriuose anglis jungiasi su kitomis medžiagomis nei vandenilis:

• alkoholiai ir fenoliai;
• aldehidai ir ketonai;
• karboksirūgštys;
• esteriai;
• lipidai;
• angliavandeniai:
  • monosacharidai;
  • oligosacharidai;
  • polisacharidai.
  • mukopolisacharidai.
• aminai;
• amino rūgštys;
• baltymai;
• nukleino rūgštys.

Organinių medžiagų formulės pagal klases

Organinių medžiagų pavyzdžiai

Kaip prisimenate, žmogaus organizme pagrindas yra įvairios organinės medžiagos. Tai mūsų audiniai ir skysčiai, hormonai ir pigmentai, fermentai ir ATP, ir daug daugiau.

Žmonių ir gyvūnų organizme pirmenybė teikiama baltymams ir riebalams (pusė gyvūninės ląstelės sausos masės yra baltymai). Augaluose (apie 80% sausos ląstelės masės) - angliavandeniai, pirmiausia kompleksiniai - polisacharidai. Įskaitant celiuliozę (be jos nebūtų popieriaus), krakmolą.

Pakalbėkime apie kai kuriuos iš jų išsamiau.

Pavyzdžiui, apie angliavandenių. Jei būtų galima paimti ir išmatuoti visų planetoje esančių organinių medžiagų mases, tai šiame konkurse laimėtų būtent angliavandeniai.

Jie tarnauja kaip energijos šaltinis organizme, yra statybinės medžiagos ląstelėms, taip pat kaupia medžiagas. Augalai tam naudoja krakmolą, gyvūnai – glikogeną.

Be to, angliavandenių yra labai įvairių. Pavyzdžiui, paprasti angliavandeniai. Gamtoje labiausiai paplitę monosacharidai yra pentozė (įskaitant dezoksiribozę, kuri yra DNR dalis) ir heksozės (gliukozė, kuri jums pažįstama).

Kaip ir plytos, didelėje gamtos statybvietėje polisacharidai statomi iš tūkstančių ir tūkstančių monosacharidų. Be jų, tiksliau, be celiuliozės ir krakmolo, nebūtų augalų. O gyvūnams be glikogeno, laktozės ir chitino būtų sunku.

Pažiūrėkime atidžiai voverės. Gamta – didžiausias mozaikų ir galvosūkių meistras: vos iš 20 aminorūgščių žmogaus organizme susidaro 5 milijonai rūšių baltymų. Baltymai taip pat atlieka daug gyvybiškai svarbių funkcijų. Pavyzdžiui, statyba, procesų organizme reguliavimas, kraujo krešėjimas (tam yra atskiri baltymai), judėjimas, tam tikrų medžiagų pernešimas organizme, jie taip pat yra energijos šaltinis, fermentų pavidalu veikia kaip reakcijų katalizatorius ir užtikrina apsaugą. Antikūnai atlieka svarbų vaidmenį apsaugant organizmą nuo neigiamo išorinio poveikio. Ir jei įvyksta sutrinka kūno derinimas, antikūnai, užuot sunaikinę išorinius priešus, gali veikti kaip agresoriai paties organizmo organams ir audiniams.

Baltymai taip pat skirstomi į paprastus (baltymai) ir kompleksinius (proteidus). Ir jie turi tik jiems būdingų savybių: denatūravimą (sunaikinimą, kurį ne kartą pastebėjote kietai verdant kiaušinį) ir renatūraciją (ši savybė plačiai pritaikyta antibiotikų, maisto koncentratų ir kt. gamyboje).

Neignoruokime lipidai(riebalai). Mūsų kūne jie tarnauja kaip atsarginis energijos šaltinis. Kaip tirpikliai jie padeda vykti biocheminėms reakcijoms. Dalyvauti kuriant kūną – pavyzdžiui, formuojant ląstelių membranas.

Ir dar keli žodžiai apie tokius įdomius organinius junginius kaip hormonai. Jie dalyvauja biocheminėse reakcijose ir medžiagų apykaitoje. Tokie maži hormonai daro vyrus vyrus (testosteronas), o moteris – moteris (estrogenus). Jie mus džiugina ar liūdina (skydliaukės hormonai vaidina svarbų vaidmenį keičiant nuotaikas, o endorfinas suteikia laimės jausmą). Ir jie netgi nustato, ar mes esame „naktinės pelėdos“, ar „lervos“. Ar norite mokytis vėlai, ar mieliau keltis anksti ir atlikti namų darbus prieš mokyklą, lemia ne tik kasdienė rutina, bet ir tam tikri antinksčių hormonai.

Išvada

Organinių medžiagų pasaulis yra tikrai nuostabus. Pakanka tik šiek tiek įsigilinti į jo tyrimą, kad atsikvėptumėte nuo giminystės jausmo su visa gyvybe Žemėje. Dvi kojos, keturios arba šaknys vietoj kojų – mus visus vienija Motinos Gamtos chemijos laboratorijos magija. Dėl to anglies atomai susijungia į grandines, reaguoja ir sukuria tūkstančius skirtingų cheminių junginių.

Dabar turite trumpą organinės chemijos vadovą. Žinoma, čia pateikiama ne visa įmanoma informacija. Kai kuriuos dalykus gali tekti išsiaiškinti patiems. Bet visada galite naudoti mūsų nurodytą maršrutą savo nepriklausomiems tyrimams.

Ruošdamiesi chemijos pamokoms mokykloje, galite naudoti ir straipsnyje pateiktą organinių medžiagų apibrėžimą, organinių junginių klasifikaciją ir bendrąsias formules bei bendrą informaciją apie juos.

Komentaruose pasakykite, kuri chemijos dalis (organinė ar neorganinė) jums patinka labiausiai ir kodėl. Nepamirškite straipsniu „pasidalyti“ socialiniuose tinkluose, kad iš to naudos galėtų gauti ir jūsų klasės draugai.

Praneškite man, jei straipsnyje rasite netikslumų ar klaidų. Mes visi esame žmonės ir visi kartais klystame.

svetainėje, kopijuojant visą medžiagą ar jos dalį, būtina nuoroda į šaltinį.

Organinės medžiagos - Tai junginiai, kuriuose yra anglies atomas. Dar ankstyvosiose chemijos raidos stadijose visos medžiagos buvo skirstomos į dvi grupes: mineralines ir organines. Tais laikais buvo manoma, kad norint susintetinti organines medžiagas, reikia turėti precedento neturinčią „gyvybinę jėgą“, kuri būdinga tik gyvoms biologinėms sistemoms. Todėl iš mineralinių organinių medžiagų sintetinti neįmanoma. Ir tik XIX amžiaus pradžioje F. Welleris paneigė esamą nuomonę ir susintetino karbamidą iš amonio cianato, tai yra, iš mineralinės gavo organinę medžiagą. Po to nemažai mokslininkų susintetino chloroformą, aniliną, acetato rūgštį ir daugelį kitų cheminių junginių.

Organinės medžiagos yra gyvųjų medžiagų egzistavimo pagrindas ir yra pagrindiniai žmonių ir gyvūnų maisto produktai. Dauguma organinių junginių yra žaliavos įvairioms pramonės šakoms – maisto, chemijos, lengvosios, farmacijos ir kt.

Šiandien žinoma daugiau nei 30 milijonų įvairių organinių junginių. Todėl organinės medžiagos sudaro didžiausią klasę. Organinių junginių įvairovė siejama su unikaliomis anglies savybėmis ir struktūra. Kaimyniniai anglies atomai yra sujungti vienas su kitu viengubomis arba daugybinėmis (dvigubomis, trigubomis) jungtimis.

Jiems būdingi kovalentiniai ryšiai C-C, taip pat poliniai kovalentiniai ryšiai C-N, C-O, C-Hal, C-metalas ir kt. Reakcijos, kuriose dalyvauja organinės medžiagos, turi tam tikrų savybių, palyginti su mineralinėmis. Neorganinių junginių reakcijose dažniausiai dalyvauja jonai. Dažnai tokios reakcijos vyksta labai greitai, kartais akimirksniu esant optimaliai temperatūrai. Reakcijose su dažniausiai dalyvauja molekulės. Reikia pasakyti, kad šiuo atveju vieni kovalentiniai ryšiai nutrūksta, o kiti susidaro. Paprastai šios reakcijos vyksta daug lėčiau, o norint jas pagreitinti, reikia padidinti temperatūrą arba naudoti katalizatorių (rūgštį ar bazę).

Kaip gamtoje susidaro organinės medžiagos? Dauguma organinių junginių gamtoje sintetinami iš anglies dioksido ir vandens žalių augalų chlorofiluose.

Organinių medžiagų klasės.

Remiantis O. Butlerovo teorija. Sisteminė klasifikacija yra mokslinės nomenklatūros pagrindas, leidžiantis pavadinti organinę medžiagą pagal esamą struktūrinę formulę. Klasifikavimas grindžiamas dviem pagrindiniais požymiais – anglies skeleto struktūra, funkcinių grupių skaičiumi ir išsidėstymu molekulėje.

Anglies skeletas yra organinės medžiagos molekulės dalis, kuri yra įvairiais būdais stabili. Pagal struktūrą visos organinės medžiagos skirstomos į grupes.

Acikliniams junginiams priskiriamos medžiagos, turinčios tiesią arba šakotą anglies grandinę. Karbocikliniai junginiai apima medžiagas su ciklais, kurios skirstomos į du pogrupius – aliciklinius ir aromatinius. Heterocikliniai junginiai yra medžiagos, kurių molekulės yra pagrįstos ciklais, sudarytais iš anglies atomų ir kitų cheminių elementų (deguonies, azoto, sieros) atomų, heteroatomų.

Organinės medžiagos taip pat klasifikuojamos pagal funkcines grupes, kurios yra molekulių dalis. Pavyzdžiui, angliavandenilių klasės (išskyrus tai, kad jų molekulėse nėra funkcinių grupių), fenoliai, alkoholiai, ketonai, aldehidai, aminai, esteriai, karboksirūgštys ir kt. Reikia atsiminti, kad kiekviena funkcinė grupė (COOH, OH, NH2, SH, NH, NO) lemia tam tikro junginio fizikines ir chemines savybes.

Prekėse esančios organinės medžiagos yra junginiai, kuriuose yra anglies ir vandenilio atomų. Jie skirstomi į monomerus, oligomerus ir polimerus.

Monomerai- organinės medžiagos, sudarytos iš vieno junginio ir neskilusios, kad susidarytų naujos organinės medžiagos. Monomerai daugiausia skyla į anglies dioksidą ir vandenį.

Monosacharidai - monomerai, priklausantys angliavandenių klasei, kurių molekulėje yra anglis, vandenilis ir deguonis (CH2O)n. Plačiausiai iš jų yra heksozės(C6H12O6) – gliukozė ir fruktozė. Daugiausia jų yra augalinės kilmės maisto produktuose (vaisiuose ir daržovėse, aromatizuotuose gėrimuose ir konditerijos gaminiuose). Pramonė taip pat gamina gryną gliukozę ir fruktozę kaip maisto produktą ir žaliavą konditerijos gaminiams ir gėrimams diabetikams gaminti. Iš natūralių produktų daugiausiai gliukozės ir fruktozės (iki 60%) yra meduje.

Monosacharidai suteikia produktams saldų skonį, turi energetinę vertę (1 g – 4 kcal) ir veikia jų turinčių produktų higroskopiškumą. Gliukozės ir fruktozės tirpalai yra gerai fermentuojami mielių ir naudojami kitų mikroorganizmų, todėl esant iki 20% ir padidintam vandens kiekiui, sutrumpėja jų galiojimo laikas.

Organinės rūgštys - junginiai, kurių molekulėse yra viena ar daugiau karboksilo grupių (-COOH).

Pagal karboksigrupių skaičių organinės rūgštys skirstomos į mono-, di- ir trikarboksirūgštis. Kiti šių rūgščių klasifikavimo požymiai yra anglies atomų skaičius (nuo C2 iki C40), taip pat amino ir fenolio grupės.

Natūralių organinių rūgščių yra šviežiuose vaisiuose ir daržovėse, jų perdirbtuose produktuose, aromatizuotuose gaminiuose, taip pat raugintuose pieno produktuose, sūriuose, raugintame svieste.

Organinės rūgštys - junginiai, suteikiantys maistui rūgštų skonį. Todėl jie naudojami maisto priedų pavidalu kaip rūgštikliai (acto, citrinos, pieno ir kitos rūgštys) saldiems konditerijos gaminiams, alkoholiniams ir nealkoholiniams gėrimams, padažams gaminti.

Maisto produktuose dažniausiai pasitaikančios rūgštys yra pieno, acto, citrinų, obuolių ir vyno rūgštys. Tam tikros rūgščių rūšys (citrinos, benzenkarboksirūgšties, sorbo) pasižymi baktericidinėmis savybėmis, todėl naudojamos kaip konservantai. Maisto produktuose esančios organinės rūgštys priskiriamos papildomoms energetinėms medžiagoms, nes dėl jų biologinės oksidacijos išsiskiria energija.

Riebalų rūgštys - alifatinės serijos karboksirūgštys, kurių molekulėje yra ne mažiau kaip šeši anglies atomai (C6-C22 ir daugiau). Jie skirstomi į didelės molekulinės masės (HML) ir mažos molekulinės masės (LMK).

Svarbiausios natūralios sotosios FA yra stearino ir palmitino, o nesočiosios – oleino, arachidono, linolo ir linoleno. Iš jų paskutinės dvi priklauso nepakeičiamoms polinesočiosioms riebalų rūgštims, kurios lemia maisto produktų biologinį efektyvumą. Natūralios riebalų rūgštys gali būti riebalų pavidalu visuose riebalų turinčiuose produktuose, tačiau laisvos formos jų randama nedideliais kiekiais, kaip ir EFA.

Amino rūgštys - karboksirūgštys, turinčios vieną ar daugiau amino grupių (NH2).

Produktuose esančios aminorūgštys gali būti laisvos formos arba kaip baltymų dalis. Iš viso žinoma apie 100 aminorūgščių, iš kurių beveik 80 randamos tik laisvos formos. Glutamo rūgštis ir jos natrio druska plačiai naudojama kaip maisto priedas prieskoniuose, padažuose, maisto koncentratuose mėsos ir žuvies pagrindu, nes sustiprina mėsos ir žuvies skonį.

Vitaminai - mažos molekulinės masės organiniai junginiai, kurie yra žmogaus organizmo medžiagų apykaitos procesų reguliatoriai arba dalyviai.

Vitaminai gali savarankiškai dalyvauti medžiagų apykaitoje (pavyzdžiui, vitaminai C, P, A ir kt.) arba būti fermentų, katalizuojančių biocheminius procesus (vitaminai B1, B2, B3, B6 ir kt.), dalis.

Be šių bendrųjų savybių, kiekvienas vitaminas turi specifinių funkcijų ir savybių. Šios savybės yra įtrauktos į discipliną „Mitybos fiziologija“.

Atsižvelgiant į jų tirpumą, vitaminai skirstomi taip:

• įjungta vandenyje tirpus(B1, B2, B3, RR, B6, B9, B12, C ir kt.);
• tirpus riebaluose(A, D, E, K).

Vitaminų grupė taip pat apima į vitaminus panašios medžiagos kai kurie iš jų vadinami vitaminais (karotinas, cholinas, vitaminas U ir kt.).

Alkoholiai - organiniai junginiai, kurių molekulėse yra viena ar daugiau hidroksilo grupių (OH) prie sočiųjų anglies atomų. Pagal šių grupių skaičių išskiriami vieno, dviejų (glikolių), trijų (glicerolio) ir polihidroksilių alkoholiai. Etilo alkoholis gaunamas kaip gatavas produktas alkoholio pramonėje, taip pat vyno, alkoholinių gėrimų, alaus gamybos pramonėje, gaminant vynus, degtinę, konjaką, romą, viskį, alų. Be to, gaminant kefyrą, kumisą ir girą, nedideliais kiekiais susidaro etilo alkoholis.

Oligomerai- organinės medžiagos, susidedančios iš 2-10 vienarūšių ir nevienalyčių medžiagų molekulių likučių.

Priklausomai nuo sudėties, oligomerai skirstomi į vienkomponentes, dvikomponentes, trikomponentes ir daugiakomponentes. KAM vienkomponentis oligomerai apima kai kuriuos oligosacharidus (maltozę, trehalozę), dviejų komponentų - sacharozė, laktozė, monogliceridiniai riebalai, kuriuose yra glicerolio molekulių likučių ir tik viena riebalų rūgštis, taip pat glikozidai, esteriai; Į trijų komponentų - rafinozė, digliceridiniai riebalai; Į daugiakomponentis - trigliceridų riebalai, lipoidai: fosfatidai, vaškai ir steroidai.

Oligosacharidai - angliavandeniai, kuriuose yra 2-10 monosacharidų molekulių likučių, susietų glikozidiniais ryšiais. Yra di-, tri- ir tetrasacharidai. Maisto produktuose dažniausiai pasitaikantys disacharidai yra sacharozė ir laktozė, kiek mažiau – maltozė ir trehalozė, taip pat trisacharidai rafinozė. Šie oligosacharidai randami tik maisto produktuose.

Sacharozė(runkelių arba cukranendrių cukrus) yra disacharidas, susidedantis iš gliukozės ir fruktozės molekulių likučių. Rūgštinės arba fermentinės hidrolizės metu sacharozė skyla į gliukozę ir fruktozę, kurių mišinys santykiu 1:1 vadinamas invertuotu cukrumi. Dėl hidrolizės sustiprėja saldus produktų skonis (pavyzdžiui, kai sunoksta vaisiai ir daržovės), nes fruktozė ir invertuotasis cukrus turi didesnį saldumo laipsnį nei sacharozė. Taigi, jei sacharozės saldumo laipsnis laikomas 100 įprastinių vienetų, fruktozės saldumo laipsnis bus lygus 220, o invertuoto cukraus - 130.

Sacharozės vyrauja šiuose maisto produktuose: granuliuotas cukrus, rafinuotas cukrus (99,7-99,9%), saldūs konditerijos gaminiai (50-96%), kai kurie vaisiai ir daržovės (bananai - iki 18%, melionai - iki 12%). %, svogūnai - iki 10-12%) ir kt. Be to, sacharozės nedideliais kiekiais gali būti ir kituose augalinės kilmės maisto produktuose (grūdų produktuose, daugelyje alkoholinių ir nealkoholinių gėrimų, nealkoholiniuose kokteiliuose, miltiniuose konditerijos gaminiuose), taip pat saldžiuose pieno produktuose – leduose, jogurte. ir kt. Gyvūninės kilmės maisto produktuose sacharozės nėra.

Laktozė (pieno cukrus) - disacharidas, susidedantis iš gliukozės ir galaktozės molekulių likučių. Rūgštinės arba fermentinės hidrolizės metu laktozė skyla į gliukozę ir galaktozę, kurias naudoja gyvi organizmai: žmonės, mielės ar pieno rūgšties bakterijos.

Laktozė saldumo laipsniu gerokai prastesnė už sacharozę ir gliukozę, kuri yra jos dalis. Pagal paplitimą jis yra prastesnis už juos, nes daugiausia randamas įvairių rūšių gyvūnų piene (3,1–7,0%) ir tam tikruose jo perdirbimo produktuose. Tačiau kai gamybos procese naudojama pieno ir (arba) alkoholinė fermentacija (pavyzdžiui, fermentuoti pieno produktai) ir (arba) šliužo fermentas (sūrio gamyboje), laktozė yra visiškai fermentuojama.

Maltozė (salyklo cukrus) - disacharidas, susidedantis iš dviejų gliukozės molekulių. Ši medžiaga randama kaip nepilnos krakmolo hidrolizės produktas salyklo, alaus, duonos ir miltinių konditerijos gaminiuose, paruoštuose naudojant daigintus grūdus. Jo yra tik nedideliais kiekiais.

Trehalozė (grybų cukrus) - disacharidas, susidedantis iš dviejų gliukozės molekulių. Šis cukrus gamtoje nėra plačiai paplitęs ir daugiausia randamas vienos grupės maisto produktuose – šviežiuose ir džiovintuose grybuose, taip pat natūraliuose konservuotuose grybuose ir mielėse. Marinuotuose (sūdytuose) grybuose trehalozės nėra, nes ji suvartojama fermentacijos metu.

Rafinozė - trisacharidas, susidedantis iš gliukozės, fruktozės ir galaktozės molekulių likučių. Kaip ir trehalozė, rafinozė yra rečiau paplitusi medžiaga, nedideliais kiekiais randama grūdinių miltų gaminiuose ir burokėliuose.

Savybės. Visi oligosacharidai yra atsarginės augalų organizmų maistinės medžiagos. Jie gerai tirpsta vandenyje, lengvai hidrolizuojasi iki monosacharidų, yra saldaus skonio, tačiau saldumo laipsnis skiriasi. Vienintelė išimtis yra rafinozė, kurios skonis yra nesaldus.

Oligosacharidai Jie yra higroskopiški aukštoje temperatūroje (160-200 °C) karamelizuojasi, susidarant tamsios spalvos medžiagoms (karamelės ir kt.). Sočiuosiuose tirpaluose iš oligosacharidų gali susidaryti kristalai, kurie kai kuriais atvejais pablogina produktų konsistenciją ir išvaizdą, sukelia defektų susidarymą (pvz., medaus ar uogienės cukravimas; laktozės kristalų susidarymas saldintame kondensuotame piene).

Lipidai ir lipidai - oligomerai, apimantys trihidroalkoholinio glicerolio arba kitų didelės molekulinės masės alkoholių, riebalų rūgščių ir kartais kitų medžiagų molekulių liekanas.

Lipidai - tai oligomerai, kurie yra glicerolio ir riebalų rūgščių esteriai - gliceridai. Natūralių lipidų, daugiausia trigliceridų, mišinys paprastai vadinamas riebalų. Produktuose yra riebalų.

Pagal riebalų rūgščių molekulių likučių skaičių gliceriduose jos išskiriamos mono-, di- Ir trigliceridai, o priklausomai nuo sočiųjų ar nesočiųjų rūgščių vyravimo, riebalai yra skysti ir kieti. Skysti riebalai Dažniausiai jie būna augalinės kilmės (pavyzdžiui, augaliniai aliejai: saulėgrąžų, alyvuogių, sojų pupelių ir kt.), nors yra ir kietų augalinių riebalų (kakavos sviesto, kokoso, palmių branduolių). Kietieji riebalai- tai daugiausia gyvulinės arba dirbtinės kilmės riebalai (jautienos, ėrienos riebalai; karvės sviestas, margarinas, kepimo riebalai). Tačiau tarp gyvulinių riebalų yra ir skystų (žuvų, banginių ir kt.).

Atsižvelgiant į kiekybinį riebalų kiekį, visus plataus vartojimo produktus galima suskirstyti į tokias grupes.

1. Produktai su itin dideliu riebalų kiekiu (90,0-99,9 proc.). Tai augaliniai aliejai, gyvuliniai ir kepimo riebalai bei karvės ghi.

2. Produktai, kuriuose vyrauja riebalų kiekis (60-89,9%) atstovauja sviestas, margarinas, kiaulienos taukai, riešutai: graikiniai riešutai, pušies riešutai, lazdyno riešutai, migdolai, anakardžiai ir kt.

3. Produktai, turintys daug riebalų (10-59 proc.). Šiai grupei priskiriami koncentruoti pieno produktai: sūriai, ledai, pieno konservai, grietinė, varškė, riebi grietinėlė, majonezas; riebi ir vidutinio riebumo mėsa, žuvis ir jų produktai, žuvų ikrai; kiaušinis; sojos pupelės, iš kurių pašalinti riebalai, ir jų perdirbimo produktai; pyragaičiai, pyragaičiai, sviestiniai sausainiai, riešutai, žemės riešutai, šokolado gaminiai, chalva, riebaliniai kremai ir kt.

4. Mažo riebumo produktai (1,5-9,9%) - ankštiniai augalai, užkandžiai ir konservuoti pietūs, pienas, grietinėlė, išskyrus riebius, fermentuoto pieno gėrimai, tam tikros liesos žuvies rūšys (pavyzdžiui, menkių šeimos) arba II riebumo kategorijos mėsa ir subproduktai (kaulai, galvos, kojos ir kt.).

5. Produktai su labai mažu riebalų kiekiu (0,1-1,4 proc.) – daugiausia grūdinių miltų bei vaisių ir daržovių produktų.

6. Produktai be riebalų (0%) - nealkoholiniai ir nealkoholiniai gėrimai, saldūs konditerijos gaminiai, išskyrus karamelę ir saldainius su pieno ir riešutų įdarais, irisas; cukraus; medus.

Bendrosios savybės. Riebalai yra rezervinės maistinės medžiagos, turi didžiausią energetinę vertę tarp kitų maistinių medžiagų (1 g – 9 kcal), taip pat biologinį efektyvumą, jei juose yra polinesočiųjų nepakeičiamųjų riebalų rūgščių. Riebalų santykinis tankis yra mažesnis nei 1, todėl jie yra lengvesni už vandenį. Jie netirpsta vandenyje, bet tirpsta organiniuose tirpikliuose (benzine, chloroforme ir kt.). Su vandeniu riebalai, esant emulsiatoriams, sudaro maistines emulsijas (margarinas, majonezas).

Riebalai hidrolizuojami veikiant fermentui lipazei arba muilinami šarmais. Pirmuoju atveju susidaro riebalų rūgščių ir glicerolio mišinys; antroje - muilas (riebalų rūgščių druskos) ir glicerinas. Fermentinė riebalų hidrolizė gali vykti ir sandėliuojant prekes. Susidarančių laisvųjų riebalų rūgščių kiekis apibūdinamas rūgšties skaičiumi.

Riebalų virškinamumas labai priklauso nuo lipazių intensyvumo, taip pat nuo lydymosi temperatūros. Skysti riebalai, kurių lydymosi temperatūra yra žema, absorbuojami geriau nei kieti riebalai, kurių lydymosi temperatūra yra aukšta. Didelis riebalų įsisavinimo intensyvumas, esant dideliam kiekiui šių ar kitų energetinių medžiagų (pavyzdžiui, angliavandenių), lemia jų pertekliaus nusėdimą riebalų depo pavidalu ir nutukimą.

Riebalai, kurių sudėtyje yra nesočiųjų (nesočiųjų) riebalų rūgščių, gali oksiduotis, o vėliau susidaro peroksidai ir hidroperoksidai, kurie daro žalingą poveikį žmogaus organizmui. Produktai su apkartusiais riebalais praranda saugumą ir yra sunaikinami arba perdirbami pramoniniu būdu. Riebalų apkartimas yra vienas iš kriterijų, nurodant riebalų turinčių produktų (avižinių dribsnių, kvietinių miltų, sausainių, sūrių ir kt.) galiojimo pabaigos ar laikymo kriterijų. Riebalų gebėjimą apkartti apibūdina jodo ir peroksido kiekis.

Skystuose riebaluose, kuriuose yra daug nesočiųjų riebalų rūgščių, gali vykti hidrinimo reakcija – tokių rūgščių prisotinimas vandeniliu, o riebalai įgauna vientisą konsistenciją ir veikia kaip kai kurių kietųjų gyvulinių riebalų pakaitalai. Ši reakcija sudaro margarino ir margarino produktų gamybos pagrindą.

Lipoidai - į riebalus panašios medžiagos, kurių molekulėse yra glicerino ar kitų didelės molekulinės masės alkoholių likučių, riebalų ir fosforo rūgščių, azoto ir kitų medžiagų.

Lipoidams priskiriami fosfatidai, steroidai ir vaškai. Nuo lipidų jie skiriasi tuo, kad yra fosforo rūgšties, azoto bazių ir kitų lipiduose neaptinkamų medžiagų. Tai sudėtingesnės medžiagos nei riebalai. Daugumą jų vienija riebalų rūgščių buvimas. Antrasis komponentas - alkoholis - gali turėti skirtingą cheminę prigimtį: riebaluose ir fosfatiduose - glicerolis, steroiduose - didelės molekulinės masės cikliniai alkoholiai-steroliai, vaškuose - aukštesni riebalų alkoholiai.

Cheminės prigimties artimiausias riebalams fosfatidai(fosfolipidai) – glicerolio, riebalų ir fosforo rūgščių bei azoto bazių esteriai. Atsižvelgiant į azoto bazės cheminę prigimtį, išskiriami šie fosfatidų tipai: lecitinas (naujas pavadinimas – fosfatidilcholinas), kuriame yra cholino; taip pat cefaliną, kuriame yra etanolamino. Lecitinas labiausiai paplitęs natūraliuose produktuose ir naudojamas maisto pramonėje. Lecitino gausu kiaušinių tryniuose, subproduktuose (smegenyse, kepenyse, širdyje), pieno riebaluose, ankštinėse daržovėse, ypač sojoje.

Savybės. Fosfolipidai pasižymi emulsinėmis savybėmis, dėl kurių lecitinas naudojamas kaip emulsiklis margarino, majonezo, šokolado, ledų gamyboje.

Steroidai Ir vaškai yra didelės molekulinės masės alkoholių ir didelės molekulinės masės riebalų rūgščių (C16-C36) esteriai. Nuo kitų lipoidų ir lipidų jie skiriasi tuo, kad jų molekulėse nėra glicerolio, o vienas nuo kito – alkoholiais: steroiduose yra sterolių molekulių likučių – ciklinių alkoholių, o vaškuose – monohidroksilių alkoholių, kurių molekulėje yra 12-46 C atomų. Pagrindinis sterolis augaluose yra β-sitosterolis, gyvūnuose – cholesterolis, mikroorganizmuose – ergosterolis. Augaliniuose aliejuose gausu sitosterolio, karvės svieste, kiaušiniuose, o subproduktuose – cholesterolio.

Savybės. Steroidai netirpsta vandenyje, nėra muilinami šarmų, turi aukštą lydymosi temperatūrą, pasižymi emulsinėmis savybėmis. Veikiant ultravioletiniams spinduliams, cholesterolis ir ergosterolis gali virsti vitaminu D.

Glikozidai - oligomerai, kuriuose likusios monosacharidų arba oligosacharidų molekulės yra sujungtos su likusia ne angliavandenių medžiaga - agliukonu per glikozidinę jungtį.

Glikozidai randami tik maisto produktuose, daugiausia augalinės kilmės. Ypač daug jų yra vaisiuose, daržovėse ir jų perdirbtuose produktuose. Šių produktų glikozidus atstovauja amigdalinas (kaulavaisių, migdolų, ypač karčiųjų, branduoliuose), solaninas ir chakoninas (bulvėse, pomidoruose, baklažanuose); hesperidinas ir naringinas (citrusiniuose vaisiuose), sinigrinas (krienuose, ridikuose), rutinas (daugelyje vaisių, taip pat grikiuose). Glikozidai nedideliais kiekiais randami ir gyvūninės kilmės produktuose.

Savybės. glikozidai tirpsta vandenyje ir alkoholyje, daugelis jų yra kartaus ir/ar aštraus skonio, specifinio aromato (pavyzdžiui, amigdalinas turi karčiųjų migdolų aromatą), baktericidinėmis ir gydomosiomis savybėmis (pvz., sinigrinas, širdies glikozidai ir kt. .).

Eteriai - oligomerai, kurių molekulėje į juos įeinančių medžiagų molekulių liekanas jungia paprastosios arba esterinės jungtys.

Priklausomai nuo šių ryšių, išskiriami eteriai ir esteriai.

• Paprasta eteriai yra įtrauktos į buitinę chemiją (tirpiklius) ir kvepalus bei kosmetiką. Maisto produktuose jų nėra, tačiau maisto pramonėje gali būti naudojamos kaip pagalbinės žaliavos.
• Esteriai- junginiai, sudaryti iš karboksirūgščių ir alkoholių molekulių liekanų.

Žemesniųjų karboksirūgščių ir paprastųjų alkoholių esteriai turi malonų vaisių kvapą, todėl kartais vadinami vaisių esteriais.

Esteriai (vaisių esteriai) kartu su terpenais ir jų dariniais aromatiniai alkoholiai (eugenolis, linaloolis, anetolis ir kt.) ir aldehidai (cinamonas, vanilė ir kt.) yra eterinių aliejų dalis, lemiantys daugelio maisto produktų (vaisių, uogų, vynų) aromatą. , likeriai, konditerijos gaminiai). Esteriai, jų kompozicijos ir eteriniai aliejai yra savarankiški produktai – maisto priedai, pavyzdžiui, kvapiosios medžiagos.

Savybės. Esteriai yra labai lakūs, netirpsta vandenyje, bet tirpsta etilo alkoholyje ir augaliniuose aliejuose. Šios savybės naudojamos išgaunant juos iš aštrių ir aromatingų žaliavų. Esteriai hidrolizuojami veikiant rūgštims ir šarmams, kad susidarytų jų sudedamosios dalys karboksirūgštys arba jų druskos ir alkoholiai, taip pat vyksta kondensacijos reakcijos, kad susidarytų polimerai ir peresterifikacija, kad gautų naujus esterius, pakeičiant vieną alkoholio ar rūgšties likutį.

Polimerai- didelės molekulinės medžiagos, susidedančios iš dešimčių ar daugiau vienarūšių arba nepanašių monomerų molekulių, sujungtų cheminiais ryšiais, likučių.

Jų molekulinė masė yra nuo kelių tūkstančių iki kelių milijonų deguonies vienetų ir susideda iš monomerų vienetų. Monomerinis vienetas(anksčiau vadinosi elementarus)- junginio vienetas, kuris polimerizacijos metu susidaro iš vienos monomero molekulės. Pavyzdžiui, krakmole - C6H10O5. Didėjant molekulinei masei ir vienetų skaičiui, polimerų stiprumas didėja.

Pagal kilmę polimerai skirstomi į natūralus, arba biopolimerai (pavyzdžiui, baltymai, polisacharidai, polifenoliai ir kt.), ir sintetinis (pvz., polietilenas, polistirenas, fenolio dervos). Priklausomai nuo atomų ir atominių grupių išsidėstymo makromolekulėje, jie išskiriami linijiniai polimerai atviros grandinės (pvz., natūralus kaučiukas, celiuliozė, amilozė), šakotieji polimerai, turi linijinę grandinę su šakomis (pavyzdžiui, amilopektinas), rutuliniai polimerai, pasižymi tuo, kad molekulėje esančių atomų grupių intramolekulinės sąveikos jėgos vyrauja prieš tarpmolekulinės sąveikos jėgas (pavyzdžiui, mėsos, žuvies raumenų audinio baltymai ir kt.), ir tinkliniai polimerai su trimačiais tinklais, sudarytais iš grandininės struktūros didelės molekulinės masės junginių segmentų (pavyzdžiui, sukietėjusių fenolio dervų). Yra ir kitų polimerinių makromolekulių struktūrų (kopėčių struktūros ir kt.), tačiau jos yra retos.

Pagal makromolekulių cheminę sudėtį išskiriami homopolimerai ir kopolimerai. Homopolimerai - didelės molekulinės masės junginiai, sudaryti iš to paties pavadinimo monomero (pavyzdžiui, krakmolas, celiuliozė, inulinas ir kt.). Kopolimerai - junginiai, sudaryti iš kelių skirtingų monomerų (dviejų ar daugiau). Pavyzdžiai yra baltymai, fermentai ir polifenoliai.

Biopolimerai - natūralūs didelės molekulinės masės junginiai, susidarę augalų ar gyvūnų ląstelių gyvavimo metu.

Biologiniuose organizmuose biopolimerai atlieka keturias svarbias funkcijas:

1) racionalus maisto medžiagų, kurias organizmas suvartoja, kaupimas, kai trūksta arba nėra jų tiekimo iš išorės;

2) organizmų audinių ir sistemų formavimas ir palaikymas gyvybingos būklės;

3) būtinos medžiagų apykaitos užtikrinimas;

4) apsauga nuo nepalankių išorinių sąlygų.

Biopolimerai ir toliau dalinai arba visiškai atlieka išvardytas funkcijas gaminiuose, kurių žaliava yra tam tikri bioorganizmai. Tuo pačiu metu tam tikrų biopolimerų funkcijų vyravimas priklauso nuo to, kokius poreikius tenkina konkretūs produktai. Pavyzdžiui, maisto produktai visų pirma tenkina energijos ir plastiko poreikius, taip pat vidinės saugos poreikį, todėl jų sudėtyje vyrauja atsarginiai virškinami (krakmolas, glikogenas, baltymai ir kt.) ir nevirškinami (celiuliozė, pektinai) arba sunkiai virškinami. virškinamieji biopolimerai (kai kurie baltymai), pasižymintys dideliu mechaniniu stiprumu ir apsauginėmis savybėmis. Vaisių ir daržovių produktuose yra baktericidiškai veikiančių biopolimerų, kurie suteikia papildomą apsaugą nuo neigiamo išorės poveikio, pirmiausia mikrobiologinio pobūdžio.

Maisto produktų biopolimerus sudaro virškinami ir nevirškinami polisacharidai, pektino medžiagos, virškinami ir sunkiai arba nevirškinami baltymai, taip pat polifenoliai.

Augalinės kilmės maisto produktuose biopolimerai vyrauja polisacharidai ir pektino medžiagos, o gyvūninės kilmės produktuose – baltymai. Yra žinomi augalinės kilmės produktai, susidedantys beveik vien iš polisacharidų su nedideliu kiekiu priemaišų (krakmolo ir krakmolo produktai). Gyvūninės kilmės produktuose polisacharidų praktiškai nėra (išskyrus gyvūnų mėsą ir kepenis, kuriose yra glikogeno), tačiau taip pat nėra produktų, kuriuos sudaro tik baltymai.

Polisacharidai - tai biopolimerai, turintys deguonies ir sudaryti iš daugybės monomerų vienetų, tokių kaip C5H8O4 arba C6H10O5.

Pagal jų virškinamumą žmogaus organizme polisacharidai skirstomi į virškinami(krakmolo, glikogeno, inulino) ir nevirškinamas(celiuliozė ir kt.).

Polisacharidus daugiausia sudaro augaliniai organizmai, todėl jie yra kiekybiškai vyraujančios medžiagos augalinės kilmės maisto produktuose (70-100 % sausosios medžiagos). Vienintelė išimtis yra glikogenas, vadinamasis gyvulinis krakmolas, susidarantis gyvūnų kepenyse. Skirtingos prekių klasės ir grupės skiriasi vyraujančių polisacharidų pogrupiais. Taigi krakmolas vyrauja grūdinių miltų gaminiuose (išskyrus sojų pupeles), miltiniuose konditerijos gaminiuose, bulvėse ir riešutuose. Vaisiuose ir daržovėse (išskyrus bulves ir riešutus), saldžiuose konditerijos gaminiuose krakmolo arba nėra, arba jo yra nedideliais kiekiais. Šiuose produktuose pagrindiniai angliavandeniai yra mono- ir oligosacharidai.

Krakmolas - biopolimeras, susidedantis iš monomerų vienetų - gliukozidų liekanų.

Natūralų krakmolą sudaro du polimerai: amilozė su linijine grandine ir amilopektinas su šakota, pastarasis vyrauja (76-84%). Augalų ląstelėse krakmolas susidaro krakmolo granulių pavidalu. Jų dydis, forma, taip pat amilozės ir amilopektino santykis yra tam tikrų rūšių (bulvių, kukurūzų ir kt.) natūralaus krakmolo ypatybės. Krakmolas yra atsarginė augalų organizmų medžiaga.

Savybės. Amilozė ir amilopektinas skiriasi ne tik struktūra, bet ir savybėmis. Didelės molekulinės masės (100 000 ir daugiau) amilopektinas netirpsta vandenyje, o amilozė tirpsta karštame vandenyje ir sudaro šiek tiek klampius tirpalus. Krakmolo pastos susidarymą ir klampumą daugiausia lemia amilopektinas. Amilozė lengviau hidrolizuojama į gliukozę nei amilopektinas. Laikymo metu krakmolas sensta, todėl sumažėja jo vandens sulaikymo pajėgumas.

• Maisto produktai, turintys daug krakmolo(50-80%), atstovaujami grūdų ir miltų gaminių – grūdų, javų, išskyrus ankštines kultūras; makaronai ir krekeriai, taip pat maisto priedai – krakmolas ir modifikuotas krakmolas.
• Produktai su vidutiniu krakmolo kiekiu(10-49 proc.). Tai bulvės, ankštiniai augalai, išskyrus sojų pupeles, kuriose nėra krakmolo, duona, miltiniai konditerijos gaminiai, riešutai, neprinokę bananai.
• Maisto produktai, kuriuose yra mažai krakmolo(0,1-9%): dauguma šviežių vaisių ir daržovių, išskyrus išvardytus, ir jų perdirbti produktai, jogurtai, ledai, virtos dešros ir kiti kombinuoti produktai, kurių gamyboje kaip konsistencijos stabilizatorius ar tirštiklis naudojamas krakmolas.

Kituose maisto produktuose krakmolo nėra.

Glikogenas - rezervinis gyvūnų organizmų polisacharidas. Jis turi šakotą struktūrą ir yra artimas amilopektinui. Didžiausias jo kiekis randamas gyvūnų kepenyse (iki 10%). Be to, jo yra raumeniniame audinyje, širdyje, smegenyse, taip pat mielėse ir grybeliuose.

Savybės. Glikogenas su vandeniu sudaro koloidinius tirpalus, hidrolizuojasi, sudarydamas gliukozę, o su jodu suteikia raudonai rudą spalvą.

Celiuliozė (pluoštas) - linijinis natūralus polisacharidas, susidedantis iš gliukozės molekulių liekanų.

Savybės. Celiuliozė yra policiklinis polimeras, turintis daug polinių hidroksilo grupių, o tai suteikia jo molekulinėms grandinėms standumo ir stiprumo (taip pat padidina drėgmės talpą ir higroskopiškumą). Celiuliozė netirpi vandenyje, neveikiama silpnų rūgščių ir šarmų, tirpsta tik labai nedaugelyje tirpiklių (vario-amonio tirpiklyje ir koncentruotuose ketvirtinių amonio bazių tirpaluose).

Pektino medžiagos - biopolimerų kompleksas, kurio pagrindinė grandinė susideda iš galakturono rūgšties molekulių likučių.

Pektino medžiagas atstovauja protopektinas, pektinas ir pektino rūgštis, kurios skiriasi molekuline mase, polimerizacijos laipsniu ir metilo grupių buvimu. Jų bendra savybė yra netirpumas vandenyje.

Protopektinas - polimeras, kurio pagrindinė grandinė susideda iš daugybės monomerų vienetų - pektino molekulių liekanų. Protopektiną sudaro arabano ir ksilano molekulės. Tai yra dalis vidurinių plokščių, jungiančių atskiras ląsteles audiniuose, taip pat kartu su celiulioze ir hemiceliulioze augalų audinių membranose, užtikrinant jų kietumą ir stiprumą.

Savybės. Protopektinas yra rūgštus ir fermentinis hidrolizė (pavyzdžiui, brandinant vaisius ir daržoves), taip pat sunaikinamas ilgai verdant vandenyje. Dėl to audiniai minkštėja, o tai palengvina maisto pasisavinimą žmogaus organizmui.

Pektinas - polimeras, susidedantis iš metilo esterio molekulių liekanų ir nemetilintos galakturono rūgšties. Įvairių augalų pektinai turi skirtingą polimerizacijos ir metilinimo laipsnį. Tai turi įtakos jų savybėms, visų pirma, stingimo gebėjimas, dėl kurio pektinas ir vaisiai, kuriuose jo yra pakankamais kiekiais, naudojami konditerijos pramonėje gaminant marmeladą, zefyrus, uogienę ir kt. Pektino stingimo savybės didėja didėjant jo molekulinei masei ir metilinimo laipsniui.

Savybės. Pektinas muilinamas veikiant šarmams, taip pat vyksta fermentinė hidrolizė, susidarant pektino rūgštims ir metilo alkoholiui. Pektinas netirpsta vandenyje ir jo nepasisavina organizmas, tačiau pasižymi dideliu vandens sulaikymo ir sorbcijos gebėjimu. Pastarosios savybės dėka jis pašalina iš žmogaus organizmo daug kenksmingų medžiagų: cholesterolį, sunkiųjų metalų druskas, radionuklidus, bakterijų ir grybelių nuodus.

Pektino medžiagų yra tik nerafinuotuose augalinės kilmės maisto produktuose (grūduose ir vaisiuose bei daržovėse), taip pat produktuose, į kuriuos pridėta pektino ar jo turtingų augalinių medžiagų (konditerijos gaminiuose iš vaisių ir uogų, plaktuose saldainiuose, pyraguose ir kt.) .

Voverės - natūralūs biopolimerai, susidedantys iš aminorūgščių molekulių liekanų, susietų amidinėmis (peptidinėmis) jungtimis, o atskiruose pogrupiuose papildomai yra neorganinių ir organinių junginių, kuriuose nėra azoto.

Vadinasi, pagal cheminę prigimtį baltymai gali būti organiniai arba paprasti polimerai ir organiniai elementai arba kompleksiniai kopolimerai.

Paprasti baltymai susideda tik iš aminorūgščių molekulių liekanų ir kompleksiniai baltymai be aminorūgščių, jose gali būti neorganinių elementų (geležies, fosforo, sieros ir kt.), taip pat junginių be azoto (lipidų, angliavandenių, dažiklių, nukleino rūgščių).

Pagal gebėjimą ištirpti įvairiuose tirpikliuose paprastieji baltymai skirstomi į šias rūšis: albuminai, globulinai, prolaminai, gliutelinai, protaminai, histonai, protenoidai.

Sudėtingi baltymai skirstomi į šiuos pogrupius, atsižvelgiant į azoto neturinčius junginius, sudarančius jų makromolekules:

• fosforoproteinai – tai baltymai, kuriuose yra fosforo rūgšties molekulių likučių (pieno kazeino, kiaušinių vitelino, žuvies ikrų ichtulino). Šie baltymai netirpūs, bet brinksta vandenyje;
• glikoproteinai - baltymai, kuriuose yra angliavandenių molekulių likučių (kaulų gleivinės ir gleivinės, kremzlės, seilės, taip pat akių ragena, skrandžio gleivinė, žarnos);
• lipoproteinai – baltymai su lipidų molekulių likučiais (randami membranose, augalų ir gyvūnų ląstelių protoplazmoje, kraujo plazmoje ir kt.);
• chromoproteinai - baltymai su dažančių junginių molekulių likučiais (raumenų audinio mioglobinas ir kraujo hemoglobinas ir kt.);
• nukleoproteinai – baltymai su nukleorūgščių liekanomis (ląstelių branduolių baltymai, javų sėklų gemalai, grikiai, ankštiniai augalai ir kt.).

Baltymuose gali būti 20-22 amino rūgštys skirtingu santykiu ir seka. Šios aminorūgštys skirstomos į esmines ir neesmines.

Nepakeičiamos aminorūgštys – aminorūgštys, kurios žmogaus organizme nesintetinamos, todėl turi būti iš išorės su maistu. Tai izoleucinas, leucinas, lizinas, metioninas, fenilalaninas, treoninas, triptofanas, valinas, argininas ir histidinas.

Neesminės aminorūgštys - žmogaus organizme sintetinamos aminorūgštys.

Priklausomai nuo nepakeičiamų aminorūgščių kiekio ir optimalaus santykio, baltymai skirstomi į visaverčius ir nepilnus.

Visaverčiai baltymai - baltymai, kuriuose yra visų nepakeičiamų aminorūgščių optimaliu žmogaus organizmui santykiu. Tai baltymai iš pieno, kiaušinių, mėsos ir žuvies raumenų audinio, grikių ir kt.

Nebaigti baltymai - baltymai, kuriuose trūksta vienos ar kelių nepakeičiamų aminorūgščių arba jų yra nepakankamai. Tai apima kaulų, kremzlių, odos, jungiamojo audinio baltymus ir kt.

Pagal virškinamumą baltymai skirstomi į virškinami(baltymai iš raumenų audinio, pieno, kiaušinių, grūdų, daržovių ir kt.) ir sunku virškinti(elastinas, kolagenas, keratinas ir kt.).

Baltymų makromolekulės turi sudėtingą struktūrą. Yra keturi baltymų molekulių organizavimo lygiai: pirminė, antrinė, tretinė ir ketvirtinė. Pirminė struktūra yra aminorūgščių liekanų seka polipeptidinėje grandinėje, sujungta amido jungtimi. Antrinė struktūra reiškia polipeptidinių grandinių išsidėstymo tipą, dažniausiai spiralės pavidalą, kurios posūkius kartu laiko vandenilio ryšiai. Pagal tretinė struktūra suprasti polipeptidinės grandinės vietą erdvėje. Daugeliui baltymų ši struktūra susidaro iš kelių kompaktiškų rutuliukų, vadinamų domenai o sujungti plonais tilteliais – pailgomis polipeptidinėmis grandinėmis. Kvarterinė struktūra atspindi būdą, kuriuo makromolekulės, susidedančios iš kelių polipeptidinių grandinių, nesusijusių kovalentiniais ryšiais, yra sujungiamos ir išsidėsčiusios erdvėje.

Tarp šių subvienetų susidaro vandeniliniai, joniniai ir kiti ryšiai. pH, temperatūros pokyčiai, apdorojimas druskomis, rūgštimis ir panašiai lemia makromolekulės disociaciją į pirminius subvienetus, tačiau pašalinus šiuos veiksnius, įvyksta savaiminė ketvirtinės struktūros rekonstrukcija. Didesni baltymų struktūros pokyčiai, įskaitant tretinius, vadinami denatūravimas.

Baltymų yra daugelyje maisto produktų: augalinės kilmės – grūdų miltuose, vaisiuose ir daržovėse, miltiniuose konditerijos gaminiuose ir gyvulinės kilmės – mėsoje, žuvyje ir pieno produktuose. Kai kuriuose maisto produktuose baltymų arba visiškai nėra, arba jų kiekis yra nereikšmingas ir neturi didelės maistinės reikšmės, nors gali turėti įtakos nuosėdoms arba drumstumui (pavyzdžiui, sultyse).

Savybės. Baltymų fizikines ir chemines savybes lemia jų didelė molekulinė prigimtis, polipeptidinių grandinių kompaktiškumas ir santykinis aminorūgščių išsidėstymas. Baltymų molekulinė masė svyruoja nuo 5 tūkstančių iki 1 mln.

Maisto produktuose didžiausią reikšmę turi šios savybės: energetinė vertė, fermentinė ir rūgštinė hidrolizė, denatūracija, brinkimas, melanoidų susidarymas.

Energetinė vertė baltymų yra 4,0 kcal 1 g. Tačiau žmogaus organizmui svarbesnė baltymų biologinė vertė, kurią lemia nepakeičiamų aminorūgščių kiekis.

Fermentinė ir rūgštinė baltymų hidrolizė atsiranda veikiant proteolitiniams fermentams ir skrandžio sulčių druskos rūgščiai. Dėl šios savybės žmogaus organizmas naudoja virškinamus baltymus, o hidrolizės metu susidariusios aminorūgštys dalyvauja žmogaus organizmo baltymų sintezėje. Baltymų hidrolizė vyksta tešlos fermentacijos metu, gaminant alkoholį, vyną ir alų bei raugintas daržoves.

Baltymų denatūravimas atsiranda dėl grįžtamų ir gilių negrįžtamų baltymų struktūros pokyčių. Grįžtamoji denatūracija siejama su ketvirtinės struktūros pokyčiais, o negrįžtama denatūracija – su antrinės ir tretinės struktūros pokyčiais. Denatūracija vyksta veikiant aukštai ir žemai temperatūrai, dehidratacijai, aplinkos pH pokyčiams, padidėjusioms cukrų, druskų ir kitų medžiagų koncentracijoms, tuo tarpu baltymų virškinamumas pagerėja, tačiau gebėjimas ištirpti vandenyje ir kituose tirpikliuose, nes taip pat išsipūsti, netenka. Baltymų denatūravimo procesas yra vienas reikšmingiausių daugelio maisto produktų ir kulinarijos gaminių gamyboje (kepų ir miltinių konditerijos gaminių kepimas, daržovių, pieno marinavimas, žuvies ir daržovių sūdymas, džiovinimas, konservavimas cukrumi ir rūgštimis).

Baltymų patinimas arba hidratacija - jų gebėjimas sugerti ir išlaikyti surištą vandenį didinant tūrį. Ši savybė yra pagrindas ruošiant tešlą kepiniams ir miltiniams konditerijos gaminiams, gaminant dešras ir kt. Išbrinkusių baltymų išsaugojimas yra svarbi daugelio jų turinčių maisto produktų užduotis. Baltymų vandens sulaikymo gebėjimo praradimas, vadinamas sinerezė, sukelia miltų ir javų baltymų, ypač ankštinių augalų, senėjimą, kepinių ir miltinių konditerijos gaminių senėjimą.

Melanoidų susidarymas- baltymų aminorūgščių likučių gebėjimas sąveikauti su redukuojančiais cukrumi, kad susidarytų tamsios spalvos junginiai - melanoidinai. Ši savybė aktyviausiai pasireiškia esant aukštai temperatūrai ir pH nuo 3 iki 7 gaminant kepinius ir miltinius konditerijos gaminius, alų, konservus, džiovintus vaisius ir daržoves. Dėl to gaminių spalva keičiasi nuo geltonai auksinės iki įvairių rudos ir juodos atspalvių, mažėja produktų biologinė vertė.

Fermentai - baltyminio pobūdžio biopolimerai, kurie yra daugelio biocheminių procesų katalizatoriai.

Pagrindinė fermentų funkcija yra pagreitinti medžiagų, patenkančių į bet kurį biologinį organizmą (žmogų, gyvūnų, augalų, mikroorganizmų) apykaitos metu patenkančių, turimų arba susidarančių medžiagų virsmą, taip pat biocheminių procesų reguliavimą, priklausomai nuo besikeičiančių išorinių sąlygų.

Priklausomai nuo makromolekulių cheminės prigimties, fermentai skirstomi į vienkomponentes ir dvikomponentes. Vienkomponentis susideda tik iš baltymų (pavyzdžiui, amilazės, pepsino ir kt.), dviejų komponentų- iš baltyminių ir nebaltyminių junginių. Baltymų molekulės paviršiuje arba specialiame plyšyje yra aktyvūs centrai, atstovaujami funkcinių aminorūgščių grupių, kurios tiesiogiai sąveikauja su substratu, ir (arba) nebaltyminių komponentų - kofermentų. Pastariesiems priskiriami vitaminai (B1, B2, PP ir kt.), taip pat mineralai (Cu, Zn, Fe ir kt.). Taigi, geležies turintys fermentai apima peroksidazę ir katalazę, o vario turinčius fermentus – askorbato oksidazę.

• oksireduktazės - fermentai, katalizuojantys redokso reakcijas perkeldami vandenilio jonus arba elektronus, pavyzdžiui, kvėpavimo fermentai peroksidazė, katalazė;
• transferazės- fermentai, katalizuojantys funkcinių grupių (CH3, COOH, NH2 ir kt.) perkėlimą iš vienos molekulės į kitą, pavyzdžiui, fermentai, katalizuojantys aminorūgščių, susidarančių žaliavų baltymų (grūdų, vaisių) hidrolizės metu, deaminaciją ir dekarboksilinimą. , bulvės), dėl ko gaminant etilo alkoholį, vyną ir alų kaupiasi aukštesni alkoholiai;
• hidrolazės- fermentai, katalizuojantys hidrolizinį ryšių skilimą (peptidiniai, glikozidiniai, eteriniai ir kt.). Tai lipazės, kurios hidrolizuoja riebalus, peptidazės – baltymai, amilazės ir fosforilazės – krakmolas ir kt.;
• lyazės- fermentai, kurie katalizuoja nehidrolizinį grupių skilimą iš substrato, susidarant dvigubai jungtims ir atvirkštinėms reakcijoms. Pavyzdžiui, piruvato dekarboksilazė skaido CO2 iš piruvinės rūgšties, todėl susidaro acetoaldehidas, kaip tarpinis alkoholio ir pieno rūgšties fermentacijos produktas;
• izomerazės- fermentai, kurie katalizuoja substrato izomerų susidarymą, perkeldami daugybę jungčių arba atomų grupių molekulėje;
• ligazės- fermentai, kurie katalizuoja dviejų molekulių pridėjimą, kad susidarytų nauji ryšiai.

Fermentų svarba. Neapdoroti fermentai nuo seno buvo naudojami daugelio maisto produktų gamyboje (kepykloje, alkoholio pramonėje, vyno gamyboje, sūrių gamyboje ir kt.). Daugelio prekių vartojimo savybės didžiąja dalimi susiformuoja specialios operacijos – fermentacijos metu (juodoji, raudonoji, geltonoji arbata, kakavos pupelės ir kt.). Išgryninti fermentiniai preparatai pradėti naudoti XX a. gaminant sultis, grynas aminorūgštis gydymui ir dirbtiniam maitinimui, laktozės šalinimą iš pieno kūdikių maistui ir kt. Laikant maisto produktus, fermentai prisideda prie mėsos, vaisių ir daržovių nokimo, bet taip pat gali sukelti jų gedimą (puvimą, pelėjimą, lieknėjimą, rūgimą).

Savybės. Fermentai pasižymi dideliu kataliziniu aktyvumu, dėl kurio nedidelis jų kiekis gali suaktyvinti didžiulio substrato kiekio biocheminius procesus; veiksmo specifiškumas, t.y. tam tikri fermentai veikia konkrečias medžiagas; veikimo grįžtamumas (tie patys fermentai gali skaidyti ir sintezuoti tam tikras medžiagas); mobilumas, pasireiškiantis veiklos pokyčiais veikiant įvairiems veiksniams (temperatūra, drėgmė, aplinkos pH, aktyvatoriai ir inaktyvatoriai).

Kiekvienai iš šių savybių būdingi tam tikri optimalūs intervalai (pavyzdžiui, 40-50 °C temperatūros diapazone stebimas didžiausias fermentų aktyvumas). Bet kokie nukrypimai nuo optimalaus diapazono sukelia fermentų aktyvumo sumažėjimą, o kartais ir visišką jų inaktyvavimą (pavyzdžiui, aukšta sterilizavimo temperatūra). Tuo remiasi daugelis maisto žaliavų konservavimo būdų. Tokiu atveju iš dalies arba visiškai inaktyvuojami pačios žaliavos fermentai ir produktai, taip pat mikroorganizmai, sukeliantys jų gedimą.

Maisto žaliavų ir prekių fermentams inaktyvuoti sandėliavimo metu naudojami įvairūs fizikiniai, fizikiniai ir cheminiai, cheminiai, biocheminiai ir kombinuoti metodai.

Polifenoliai - biopolimerai, kurių makromolekulėse gali būti fenolio rūgščių, alkoholių ir jų esterių, taip pat cukrų ir kitų junginių.

Šios medžiagos gyvojoje gamtoje randamos tik augalų ląstelėse. Be to, jų gali būti medienoje ir medienos gaminiuose, durpėse, rudosiose ir kietosiose anglyse bei naftos likučiuose.

Polifenoliai svarbiausi šviežiuose vaisiuose, daržovėse ir jų perdirbtuose produktuose, įskaitant vynus, alkoholinius gėrimus, taip pat arbatoje, kavoje, konjake, rome ir aluje. Šiuose produktuose esantys polifenoliai turi įtakos organoleptinėms savybėms (skoniui, spalvai), fiziologinei vertei (daugelis šių medžiagų pasižymi P-vitamino aktyvumu ir baktericidinėmis savybėmis) ir galiojimo laiką.

Augalinės kilmės produktuose esantys polifenoliai yra taninai (pavyzdžiui, katechinai), taip pat dažiosios medžiagos (flavonoidai, antocianinai, melaninai ir kt.).

Organinės medžiagos, skirtingai nei neorganinės, sudaro gyvų organizmų audinius ir organus. Tai yra baltymai, riebalai, angliavandeniai, nukleino rūgštys ir kt.

Organinių medžiagų sudėtis augalų ląstelėse

Šios medžiagos yra cheminiai junginiai, kuriuose yra anglies. Retos šios taisyklės išimtys yra karbidai, anglies rūgštis, cianidai, anglies oksidai, karbonatai. Organiniai junginiai susidaro, kai anglis jungiasi su bet kuriuo periodinės lentelės elementu. Dažniausiai šiose medžiagose yra deguonies, fosforo, azoto ir vandenilio.

Kiekviena mūsų planetos augalo ląstelė susideda iš organinių medžiagų, kurias galima suskirstyti į keturias klases. Tai angliavandeniai, riebalai (lipidai), baltymai (baltymai), nukleorūgštys. Šie junginiai yra biologiniai polimerai. Jie dalyvauja medžiagų apykaitos procesuose tiek augalų, tiek gyvūnų organizme ląstelių lygiu.

Keturios organinių medžiagų klasės

1. yra junginiai, kurių pagrindiniai struktūriniai elementai yra aminorūgštys. Augalų organizme baltymai atlieka įvairias svarbias funkcijas, kurių pagrindinė – struktūrinė. Jie yra įvairių ląstelių darinių dalis, reguliuoja gyvybinius procesus ir yra saugomi rezerve.

2. taip pat yra absoliučiai visų gyvų ląstelių dalis. Jie susideda iš paprasčiausių biologinių molekulių. Tai karboksirūgščių ir alkoholių esteriai. Pagrindinis riebalų vaidmuo ląstelių gyvenime yra energija. Riebalai nusėda sėklose ir kitose augalų dalyse. Dėl jų irimo išsiskiria organizmo gyvybei reikalinga energija. Žiemą daugelis krūmų ir medžių maitinasi išnaudodami per vasarą sukauptas riebalų ir aliejaus atsargas. Taip pat reikėtų pažymėti svarbų lipidų vaidmenį kuriant ląstelių membranas – tiek augalų, tiek gyvūnų.

3. Angliavandeniai yra pagrindinė organinių medžiagų grupė, kurią skaidydami organizmai gauna gyvybei reikalingą energiją. Jų vardas kalba pats už save. Angliavandenių molekulių struktūroje kartu su anglimi yra deguonies ir vandenilio. Dažniausias kaupiamasis angliavandenis, kuris susidaro ląstelėse fotosintezės metu, yra krakmolas. Didelis šios medžiagos kiekis nusėda, pavyzdžiui, bulvių gumbų ar javų sėklų ląstelėse. Kiti angliavandeniai suteikia saldų augalų vaisių skonį.