Úvod nutriční terapie, Voda

Z WikiSkript

Úvod nutriční terapie

Nutriční terapie je věda o potravinách, jejíž součástí je jednak chemie potravin (se svou statickou a dynamickou částí), technologie potravin (zpracování, skladování, distribuce), mikrobiologie a výživa.

Terminologie

Potrava je označení, které můžeme používat obecně jako název označující:

poživatiny:

    • potraviny,
    • pochutiny (lahůdky, nápoje),
    • potravní doplňky (nutriční faktory),
    • potraviny pro zvláštní výživu (funkční potraviny, nutraceutika).

Chemické složení potravin tj. jaké látky ve složení potravin nalézáme:

živiny:

    • Výživová (nutriční) hodnota (jakost),
    • energetická hodnota (výtěžnost),

Výživová a energetická hodnota závisí na:

      • obsahu živin,
      • travitelnosti,
      • vstřebatelnosti,
      • využitelnosti,
      • obsahu jiných látek,
      • stravovacím režimu,
      • zdravotním a psychickém stavu,
      • spalném teple.

Senzoricky aktivní látky dávají potravinám:

Vjemy rozeznáváme:

  • olfaktorické (vůně) − vonné látky,
  • gustativní (chuť) − chuťové látky,
  • aróma − aromatické látky,
  • vizuální (barva) − barevné látky,
  • vzhled, tvar (geometrické aspekty),
  • haptické (hmatové) textura − konzistence (mechanické aspekty),
  • auditorické − zvuky.

Antinutriční látky (faktory)

Searchtool right.svg Podrobnější informace naleznete na stránce Antinutriční látky.

Přirozené toxické látky

Searchtool right.svg Podrobnější informace naleznete na stránce Toxické látky v potravinách.

Cizorodé látky:

  • aditivní (přídatné) látky, aditiva,
  • kontaminující látky (kontaminanty) – exogenní, endogenní,
  • hygienicko-toxikologická hodnota (jakost),
  • zdravotní nezávadnost.
Další složky jakosti potravin

Voda

Voda je:

  • jediná anorganická sloučenina v biosféře přítomná ve velkém množství,
  • přítomna ve všech živých organismech,
  • často hlavní složka,
  • lidské tělo obsahuje asi 60 % vody, z toho:

Funkce

  • termoregulace,
  • transportní medium,
  • stabilizátor biopolymerů,
  • rozpouštědlo,
  • reakční medium,
  • reaktant.

Klasifikace

  • voda endogenní: oxidace hlavních živin, 300−400 g/den,
  • voda exogenní: nápoje, potrava, 2000−2800 g (průměrně 2500 g)/den,

nebo

  • voda pitná,
  • voda v potravinách.

Voda pitná

Na pitnou vodu máme jakostní požadavky.

Voda povrchová (~ 80 %)

  • velmi čistá voda,
  • čistá voda.

Voda podzemní (~ 20 %)

  • vhodná pro vodárenské účely,
  • prostá (< 1 g/l),
  • minerální (> 1 g/l).

Jakostní požadavky na pitnou vodu jsou:

  • mikrobiologické,
  • fyzikální,
  • chemické,
  • radiologické.

Požadavky potravinářského průmyslu ohledně pitné vody:

  • tvrdost, obsah některých kationtů, aniontů.
  • Kojenecká (vybraný druh pitné vody z podzemních zdrojů),
  • pitná (druh pitné vody),
  • sodová (nápoj ze stolní nebo pitné vody a CO2),
  • perlivá, sycená,
  • přírodní, pramenitá, lehce mineralizovaná, ….

Jiné požadavky jsou kladeny na vodu užitkovou a vodu provozní.

Voda v potravinách

Obsah vody v potravinách ovlivňuje jejich:

  • organoleptické vlastnosti (textura, chuť, ….),
  • odolnost vůči ataku mikroorganismů,
  • biochemické a chemické reakce.

Klasifikace potravin podle obsahu vody:

  • potraviny s vysokým obsahem,
  • potraviny se středním obsahem,
  • potraviny s nízkým obsahem.

Změny při skladování a zpracování

  • spontánní (přirozené),
  • záměrné (uchovatelnost).

Při skladování mohou nastat ztráty vody procesy sušení, vaření, pečení, rozmrazování, či nárůst množství vody vlhnutím, bobtnáním, vařením.

Struktura

Vodu jako chemické individuum známe v těchto formách:

  • nedisociované molekuly H2O,
  • hydratované hydroniové ionty (protony) H3O+(H9O3+),
  • hydroxylové ionty HO-,
  • jejich izotopové varianty (2H, 3H, 17O, 18O).

Molekula vody působí jako elektrický stálý (permanentní) dipól.

Interakce molekul vody

Elektrostatické interakce molekul, asociace vodíkovými vazbami.

Koordinační číslo: led=4, voda (1,5 °C) = 4,4

Asociační struktura: mřížka, poruchy struktury: neelektrolyty, elektrolyty, ionty

Vlastnosti

Za běžné teploty se vyskytuje ve třech skupenstvích (vzájemné vztahy ukazuje stavový diagram). Voda má unikátní, anomální vlastnosti - nejvyšší hustota při 4 °C.

Voda fazovy diagram.jpg

Vlastnosti vody mají technologické důsledky a je nutné je respektovat při jejím využití.

Interakce v potravinách

Nevazebné (nekovalentní) interakce

Interakce voda – minerální látky

  • rozpouštění a vznik pravých roztoků,
  • hydratace iontů.

Interakce voda – bílkoviny

  • nativní konformace,
  • aktivita enzymů,
  • denaturace,
  • vznik disperzních soustav (gelů).

Interakce voda – lipidy

  • vznik biomembrán,
  • vznik disperzních soustav (emulzí).

Interakce voda – sacharidy

  • rozpouštění krystalů,
  • stabilizace anomerů, konformerů,
  • vznik disperzních soustav (gelů).

Voda se vyskytuje jako voda volná (mobilní) nebo voda vázaná (imobilizovaná).


Kategorie (potraviny s > 90 % vody)

  • monomolekulární vrstva (voda vicinální),
  • voda vícevrstvá,
  • voda kondenzovaná (zachycená a volná).

Aktivita vody

Vodní aktivita je fyzikálně chemický pojem, který označuje obsah volné vody, jenž není vázaná například v hydratačních obalech iontů, a mikroorganismy tuto vodu mohou využívat - umožňuje růst mikroorganismů. Vodní aktivita nabývá hodnot mezi 0 a 1 a je nepřímo úměrná osmotickému tlaku. Látky s nízkou vodní aktivitou jsou nevhodné pro růst mikroorganismů.

Množství vody v relaci s

  • růstem mikroorganismů,
  • biochemickými a chemickými reakcemi,
  • organoleptickými vlastnostmi.

Kromě množství vody v potravině je tak podstatná její dostupnost (využitelnost).


Aproximace Lewisova zákona pro nízký tlak

aw = (f / f0)= pw / pw0 = ϕ/ 100

kde:

  • pw = parciální tlak vodní páry nad potravinou
  • pw0 = parciální tlak vodní páry čisté vody stejné teploty
  • ϕ = rovnovážná relativní vlhkost vzduchu

Další faktory: pH, O2


Závislost na teplotě: Clausius-Clapeyronova rovnice (kde: ΔH = isosterické teplo sorpce)

d(ln aw)/d(1/T) = - ΔH/R


Vliv aw na mikroorganismy a významné reakce


Sorpční izotermy Sorpční izotermy jsou udávány obvykle ve formě diagramu ev. tabulky. Výsledkem je křivka rovnovážných obsahů vlhkostí biologického materiálu, potraviny, znázorněná v souřadnicích aw – w. Udávají vztah mezi obsahem vody v potravině a její aktivitou (rovnovážnou relativní vlhkostí okolního vzduchu).


Teplota skelného přechodu (Tg, charakteristická veličina přechodu z elastického, tj. pružného, do sklovitého stavu) - obecně podle teploty, kdy polymer přechází ze stavu skelného do stavu kaučukovitého...


Odkazy

Související články

Externí odkazy

Zdroj


Použitá literatura