1 / 43

Üldosa. Vesi.

Üldosa. Vesi. Kaie Pappel, PhD 2013. Aine eesmärgid: t oiduainete koostise ( koostisosade) tundma- õppimine t oiduainete töötlemisel, säilitamisel toimuvate keemiliste muutuste teadvustamine (lahtimõtestamine). Toidu käitlemisel toimuvate protsesside mõismine loob eeldused:

geneva
Download Presentation

Üldosa. Vesi.

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Üldosa. Vesi. Kaie Pappel, PhD 2013

  2. Aine eesmärgid: • toiduainete koostise (koostisosade) tundma- õppimine • toiduainete töötlemisel, säilitamisel toimuvate keemiliste muutuste teadvustamine (lahtimõtestamine) • .

  3. Toidu käitlemisel toimuvate protsesside mõismine loob eeldused: • ratsionaalseks, toitainete kadusid • vähendavaks valmistus- ja säilitusviiside • kasutamiseks • tervislikuks toiduvalikuks. • Aine tugineb: • biokeemial ja biotehnoloogial, • eeldab orgaanilise keemia aluste tundmist, • otsene seos mikrobioloogiaga

  4. Toiduainete koostis: • toitained – vesi, valgud, lipiidid (põhiliselt toidurasvad), süsivesikud, vitamiinid, mineraalained • aroomained, värvained jms lisandid • P.s. võib esineda: • toidu lisaaineid • saaste- ja reostusaineid • muid ühendeid, mis tekivad toiduainete tootmisel, säilitamisel ja kasutamisel (s.o toidu käitlemisel kulgevate reaktsioonide tagajärjel)

  5. Ehituslikult: • orgaanilised ühendid • ( nt valgud, süsivesikud, enamik toidu värvaineid jm) • anorgaanilised ühendid • ( nt keedusool, kergitusained jm)

  6. Toiduainete koostiseson erinevaid keemilisi elemente • Need on: • aatomitenabiomolekulide koostises (makrokogustes) • nt põhielemendid C, H, O, N ja P, S • mikrokogustes erinevate ainete koostises • nt Fe, Cu, F, I, Se, As jt • ioonidena • nt Na+, K+, Ca+, Mg+, Cl-

  7. AATOMITEVAHELISED SIDEMED • Kovalentne side • ühine elektronpaar kahe aatomi vahel. Sel viisiltekkinud ained – kovalentsed ühendid H H H C C O H H H

  8. Sidemele iseloomulikud parameetrid: • sidemeenergia • energiahulk, mis eraldub antud sideme moodustumisel või mida tuleb kulutada aatomite eraldamiseks • pikkus • Seostunud aatomite tsentrite vaheline kaugus • C-C 0,154 nm C=C 0,133 nm C-O 0,143 nm O-H 0,097 nm

  9. polaarsus • Tingitud elektrontiheduse ebaühtlasest jaotumisest aatomite vahel • polariseeritavus • Sideme elektronide ümberpaigutatavus välise elektrivälja toimel

  10. Kordne kovalentne side Aatomid ümbritsetud kahe / kolme elektronide paariga H H O N C C O H H H

  11. Koordinatiivne kovalentne side (doonor-aktseptorside) Sideme mõlemad elektronid pärinevad ühelt aatomit. N - Fe hemoglobiini N – Mg klorofülli O - Fe molekulis molekulis

  12. POLAARSED JA APOLAARSED SIDEMED Apolaar- sed Polaar- sed

  13. NÕRGAD SIDEMED JA VASTASTIKMÕJUD • • Vesinikside • Tekib tugevalt elektronegatiivse aatomi (elusaines • tavaliselt hapnikvõi lämmastik) ja kovalentselt teise • elektronegatiivse aatomiga seotud vesiniku aatomi vahel • kas samas või naabermolekulis. • nõrk side - sidemeenergia 10 - 40 kJ/mol. • suur tähtsus makromolekulide (valkude, nukleiinhapete, polüsahhariidide) ruumiliste struktuuride moodustumisel. • sidet tähistatakse ••• või /// N-H ··· O= =O ··· H-O- N-H···N-

  14. •Ioonne side Elektrostaatilised vastastikmõjud aatomite või aatomirühmade vahel.

  15. Hüdrofoobsed vastasmõjud • Sarnaste apolaarsete aatomirühmade (aromaatsed tuumad, pikemad C-radikaalid) "tõmbumine". Avaldub tänu vee molekulide elektrostaatilistele omadustele. • Van der Waalsi jõud Väga nõrgad vastastikmõjud naaberaatomite vahel. Toimivad ~ 1x10-1 nm ulatuses

  16. Sagedasemad funktsionaalsed rühmad biomolekulides

  17. BIOPOLÜMEERID • toiduainete koostises on erinevaid bioplümeere ( nt valgud, tärklis). Nende “ehitusblokkideks” on mitmesugused monomeerid. • Monomeerid 40 - 50 erinevat, sh aminohapped 20 lihtsuhkrud ~10 rasvhapped ~10 lämmastikalused 5 glütserool fosforhape …………………………

  18. Oligomeerid n ≤ 10 oligopeptiidid oligosahhariidid oligonukleotiidid jt Polümeerid n = 10...106 valgud nukleiinhapped polüsahhariidid jt

  19. Monomeersete ühikute vahelised sidemed

  20. Klassifitseerimise aspektid • Polümeeri ahela koostis • PolümeerhomoloogidDetermineeritud polümeerid • tärklis, tselluloos valgud, nukleiinhapped • Polümeeri ahela kuju • Lineaarne Hargnenud • valgud, nukleiinhapped mõned polüsahhariidid • ( nt glükogeen)

  21. Molekuli kuju • Globulaarne (kerakujuline) Fibrillaarne (niitjas) • valgud (ensüümid jpt) polüsahhariidid (tselluloos) • tugivalgud (kollageen) • Elektrilised omadused • Polüelektrolüütsed Elektroneutraalsed • valgud, nukleiinhapped polüsahhariidid • Suhtumine veesse • Hüdrofiilsed Hüdrofoobsed • valdav enamus üksikud (kautšuk)

  22. Bioplümeeride lahustuvus • Paljud biopolümeerid (valgud, nukleiinhapped) on • elektrilistelt omadustelt polüelektrolüüdid, käituvad • makroioonidena. • Vastastiktoimetlahuses mõjutavadpH ja väikesed • ioonid(soolakontsentratsioon lahuses). • Lahuse pH mõju makroioonide vastastiktoimele. Tõmbumine Tõukumine

  23. Lahuses sisalduvate väikeste ioonide mõju makroioonide vastastiktoimele.

  24. STEREOISOMEERIA Stereoisomeerid - molekulid, mis omavad ühesugust struktuurivalemit, kuid erinevad aatomite ruumilise paigutuse (s.o molekulaarse konfiguratsiooni) poolest. nt aminohapped, monosahhariidid. Optilised isomeerid e enantiomeerid - erinevad teineteisest nagu parem ja vasak käsi, s.o nad on teineteise peegelpildid, mis pole ruumiliselt ühildatavad. Enantiomeeride olemasolu eelduseks on kiraalse süsinikuaatomi esinemine molekulis.

  25. Kiraalne C-aatom - tetraeedrilisel süsinikul kõik sidemed erinevate aatomirühmadega. cheir (kr k ) - käsi; kiraalne = käesarnane

  26. D, L-süsteem - aluseks võetakse glütseraldehüüdi konfiguratsioon Glütseraldehüüd – üks lihtsamates kiraalsetest molekulidest

  27. S,R -süsteem- põhineb kiraalset süsinikku ümbritsevate aatomigruppide prioriteetsusel. R (rectum - õige, lad k ) - aatomigruppide prioriteetsus väheneb päripäeva S(sinistrum -vasak, lad k ) -- aatomigruppide prioriteetsus väheneb vastupäeva. Levinumatekiraalset süsinikku ümbritsevate aatomigruppide prioriteetsus: H < CH2OH < CHO < COOH < COOR < NH2 < OH < OR < SH

  28. VESI, H2O • Tähtsus: • domineeriv paljudes toiduainetes • keemilisi muutusi soodustav keskkond, osaleb hüdrolüüsil kui reaktsioonipartner • füüsikaline vastasmõju valkude, polüsahhariidide, lipiidide ja sooladega • oluline mõju toote tekstuurile • Vee eraldamine või sidumine (nt NaCl või suhkru abil) tingib paljude reaktsioonide pidurdumise.

  29. Toiduainete veesisaldus Toiduaine Veesisaldus, % Liha 65 – 75 Piim 87 - 89 Aedvili 70 – 90 Leib 35 – 45 Mesi 20 - 22 Jahu 12 – 14 Kohvioad ~ 5 Piimapulber ~ 4 Toiduõli 0

  30. Vee omadused: • kõrge sulamis- ja keemistemperatuur • suur aurumissoojus (540 kcal / kg) • suur soojusmahtuvus (1 kcal / kg deg) • kõrge pindpinevus

  31. Vesi on hea biomolekulide ja ioonide lahusti. See on seotud nii vee polaarsuse kui ka võimega moodustada vesiniksidemeid. vesinikside vesinikside

  32. pH väärtus pH - negatiivne logaritm hüdrooniumioonide (vesinikioonide) kontsentratsioonist pH = - log [H30+] Puhas vesi: pH 7 Vihmavesi: pH 4 – 5 (õhust CO2 ,sisaldab H2CO3 ; ka SO2ja lämmastikoksiide ) Merevesi: pH 8,5 Pinna- ja põhjaveed on aluselised; Bioloogiliste vedelike pH on erinev (nt veri – nõrgalt aluseline pH 7.3 – 7.4, maomahl – tugevalt happeline pH ~2)

  33. pH püsivuse tagavad puhversüsteemid: nt bikarbonaatpuhver H2C03 / HC03-, fosfaatpuhver H2P04 / HP042- jt • Osmootne rõhk - vedelikkude hüdrostaatiline rõhk, tingitud lahustunud • elektrolüütidest ja • mitteelektrolüütidest • π = i T R c, kus • i - Vant Hoffi koefitsient (arvestab osakeste arvu), c- aine molaarne kontsentratsioon, R- molaarne gaasikonstant, T- absoluutne temperatuur.

  34. Vesi toiduainetes võib olla vaba veena või seotud • kujul: • VESI • vaba vesiseotud vesi • (struktuurselt; molekulaarselt) • Vesi seotud: • adsorptsiooni teel • makro-, mikrokapillaarides • geeli struktuuris • kristallveena

  35. Vee aktiivsus: aw= p / p0 p – veeauru osarõhk toiduaines temperatuuril T, p0- puhta vee küllastunud veeaururõhk samal temperatuuril aw > 0,95 on - kergeltriknev 0,95 < aw> 0,91 - keskmiselt aw< 0,90 - väheriknev awväärtusi toiduainetes: Toiduaineaw maksavorst 0.96 salaami vorst 0.82...0.85 kuivatatud puuvili 0.72...0.80 mesi 0.75

  36. Toiduaine veesisaldus ja aw väärtus on erinevad suurused: Nt toiduainete veesisaldus aw =0.8 puhul Toiduaine Veesisaldus, % kartulitärklis 20 sahharoos 56 keedusool 332 Searasvas vett ~ 0.3%, aw = 0.8...0.9 Toiduained, mille aw = 0.6...0.9 on kaitstud mikrobioloogilise riknemise eest nt tärklis, sahharoos, sool, kuivatatud herned jms (nn IMF- toiduained (intermediate moisture food))

  37. aw muutuse mõju 1 – lipiidide peroksüdatsioon, 2 – „pruunistus“ reaktsioonid, 3 – ensümaatiline aktiivsus, 4 –hallitusseened, 5 – pärmid, 6 - bakterid

  38. Kogu toiduaines olev vesi ei külmu ega eraldu kuivatamisel. • Toiduaine veesidumisvõime - • oluline kvaliteedinäitaja • (nt liha, külmutatud tooted, želeed jms toodete • puhul) • parandamiseks lisatakse toidu lisaineid • ( nt fosfaate, polüfosfaate) või vettsiduvaid komponente ( nt keeduvorstidele kaseiini jm) • niiskusesäilitajad on hüdroskoopsed ained, mis seovad hästi vett ( nt glütserool keeksides, sorbitool martsipanis )

More Related