Úvod nutriční terapie, Voda

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),
    • základní živiny, živné látky (bílkoviny, tuky, cukry),
    • esenciální (nepostradatelné) výživové faktory, přídatné (akcesorní) živiny (vitaminy, minerální látky),
    • voda.

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:

• organoleptické vlastnosti,
• senzorická (smyslová) hodnota (jakost).

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)

 Podrobnější informace naleznete na stránce Antinutriční látky.

Přirozené toxické látky

 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

[ ✎ upravit vložený článek ]

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:
  • 25 kg intracelulární (buněčné tekutiny),
  • 15 kg extracelulární tekutiny (12 kg tkáně, 3 kg plasma).

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.

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

a_w = (f / f₀)= p_w / p_w⁰ = ϕ/ 100

kde:

• p_w = parciální tlak vodní páry nad potravinou
• p_w⁰ = 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 a_w)/d(1/T) = - ΔH/R

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

[ ✎ upravit vložený článek ]

Odkazy

Zdroj

• DAVÍDEK, Jiří. 1. ÚVOD, VODA [online]. [cit. 2012-03-10]. <https://el.lf1.cuni.cz/p42204189/>.