Строение и химический состав овощей и фруктов

Строение и химический состав овощей и фруктовОсновная масса плодов состоит из мякоти (64,5—98,5% веса плода). Клетки, образующие плодовую мякоть, покрыты тонкой оболочкой — целлюлозой, внутри которой находится протоплазма (в виде отдельных нитей), состоящая из азотистых белковых веществ. Пространство между нитями протоплазмы заполнено клеточным соком, представляющим собой водный раствор минеральных и органических веществ.

Нерастворимыми веществами, содержащимися в плодах, являются целлюлоза, гемицеллюлоза (протопектин), нерастворимые азотистые вещества, крахмал, нерастворимые минеральные вещества. В состав растворимых веществ, образующих плодовый сок, входят:

1)    органические вещества:

  • а) сахара (фруктоза, глюкоза, сахароза),
  • б) многоатомные спирты (маннит, сорбит, инозит),
  • в) пентозаны, пектин,
  • г) кислоты (яблочная, лимонная, винная, муравьиная, бензойная, салициловая),
  • д) азотистые вещества,
  • е) жир,
  • ж) дубильные вещества (таниды),
  • з) красящие вещества,
  • и) эфирные масла,
  • к) ферменты,
  • л) витамины;

2)    неорганические вещества: соли кислот и оснований.

Строение и химический состав овощей и фруктовВ количественном отношении в плодах преобладает вода (70—90%); нерастворимые вещества составляют 2—8%, растворимые — 7—16%.

Качественно состав растворимых и нерастворимых веществ в овощах и плодах примерно одинаков, но количественные соотношения отдельных ингредиентов различны.

Вода

Вода является одним из основных факторов, определяющих активность течения жизненных процессов в организме.

Она входит в состав всех клеток, тканей и жидкостей организма. В тканях значительная часть воды находится в связанной форме. Все химические и физико-химические реакции происходят в организме в водной среде. Вода вступает во многие реакции; без нее не могут осуществляться процессы гидролиза, многие реакции окисления, гидратации, набухания коллоидов и т. д. Без воды немыслимо поступление пластических и энергетических веществ в ткани и выведение из организма продуктов обмена. Испарение воды с поверхности тела является мощным фактором в регуляции теплообмена в организме.

Строение и химический состав овощей и фруктовОгромное значение воды для организма подтверждается тем, что отсутствие ее переносится человеком и животными значительно хуже, чем голод. Без воды организм может существовать только несколько дней, в то время как отсутствие пищи человек может выносить более месяца.

Вода находится в плодах и овощах в свободном и связанном с коллоидами состоянии.

Свободная вода содержится в клеточном соке плодов и овощей; в ней растворены сахар, кислоты, минеральные соли и другие вещества; она легко удаляется при высушивании. Плоды и овощи содержат свободной воды больше, чем связанной. Вода, находящаяся в прочной связи с различными веществами (связанная), не может быть отделена от них без изменения их строения, поэтому всасывается она более постепенно, по мере ее освобождения. Кроме того, в воде, имеющейся в овощах, растворены минеральные соли, в том числе большие количества солей калия. Как известно, соли калия быстро выделяются из организма с мочой; вместе с ними выводится жидкость и поваренная соль. Поэтому вода, поступившая с овощами и фруктами, не задерживается в тканях, а быстро покидает организм, способствуя тем самым выведению из него продуктов обмена, в том числе азотистых шлаков. Диуретическое действие овощей и фруктов, способствующее усиленному выведению продуктов обмена веществ, широко используется в лечебном питании, особенно при сердечно-сосудистой недостаточности, болезнях почек.

Строение и химический состав овощей и фруктовОсобенно много воды в капусте (белокочанная, цветная, краснокочанная), луке, салате, шпинате, щавеле, баклажанах, кабачках, огурцах, томатах, арбузах, апельсинах, мандаринах, дыне и др.

Азотистые вещества

Содержание белков в растениях, в частности в овощах и плодах, изменчиво. Большое влияние на накопление и аминокислотный состав белков оказывают культура, сорт растений, почвенные и климатические условия. Большое значение имеет внесение удобрений, особенно азотных. Питательная ценность белков определяется их усвояемостью и аминокислотным составом. Белки, содержащиеся в растительных продуктах, заключены в клетчатку и трудно доступны воздействию пищеварительных ферментов, вследствие чего усвоение этих белков в кишечнике происходит менее полно, чем усвоение белка животного происхождения. Растительные белки, освобожденные от клетчатки, усваиваются так же хорошо, как и животные.

Подавляющее большинство овощей, все фрукты и ягоды содержат мало азотистых веществ — от 0,4 до 1,5%. Только сухие бобовые овощи богаты белком: горох содержит 19,8% белка, соя — 28,7%, фасоль — 19,6%, чечевица — 20,4%. Молодые стручковые овощи содержат мало белка, например зеленые бобовые стручки — 6%, зеленый горошек — 5%.

Из белков, содержащихся в овощах и фруктах, только белки гороха, сои и чечевицы содержат все незаменимые аминокислоты и являются полноценными. В белках остальных овощей и фруктов отсутствуют те или иные незаменимые аминокислоты, поэтому большинство растительных белков является менее ценным, чем животные белки.

Строение и химический состав овощей и фруктовУчитывая низкое содержание белка в овощах и плодах, отсутствие в них ряда незаменимых аминокислот, более трудную усвояемость растительных белков, можно сказать, что овощи и фрукты, за исключением бобовых, не представляют существенной ценности как источник белка в питании здорового человека. В лечебном питании в ряде случаев малое количество белка в овощах и фруктах является полезным. Благодаря этому овощи и фрукты находят широкое применение в диетах при заболеваниях почек и во всех тех случаях, когда необходимо на некоторое время ограничить поступление в организм белка.

Эфирные масла

Эфирные масла содержатся в плодах и листьях, обусловливая их запах и аромат. Названы они маслами не потому, что имеют связь с жирными маслами по своей химической природе, а вследствие внешнего сходства их физических свойств. Они плохо растворяются в воде, плавают на ее поверхности в виде масляных глазков, при взбалтывании дают неустойчивую эмульсию молочного вида, на бумаге оставляют масляное пятно, легко растворяются в спирте, эфире, хлороформе.

Эфирные масла содержатся в большом количестве в цитрусовых плодах и в некоторых овощах — луке, петрушке, редисе, редьке, укропе, сельдерее, чесноке. Они обладают дезинфицирующими и антисептическими свойствами; на кожу и слизистые оболочки оказывают местное раздражающее действие, вызывая жжение, гиперемию и воспаление. Кроме того, эфирные масла повышают отделение пищеварительных соков. Выделяются они почками в виде соединения с глюкуроновой и серной кислотами. В небольших дозах обусловливают усиленное отделение мочи, в больших — оказывают раздражающее влияние и могут даже вызывать тяжелый нефрит. Выделяясь частично легкими, эти вещества увеличивают отделение слизи и тем самым способствуют отхаркиванию, действуя одновременно и антисептически. На нервную систему эфирные масла влияют вначале возбуждающе, а в последующем угнетающе.

В связи с перечисленными выше свойствами эфирных масел употребление богатых ими овощей и фруктов в небольших количествах весьма целесообразно. Овощи, богатые эфирными маслами, употребляются в виде закусок и приправ к различным блюдам.

В лечебном питании назначение или запрещение овощей и фруктов — эфироносов — определяется характером патологического процесса. Например, при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, при энтеритах, колитах, острых нефритах, гепатитах и холециститах из диеты больного исключаются овощи и плоды, богатые эфирными маслами. При неврозах же, сопровождающихся истощением и одновременной потерей аппетита, введение эфироносов целесообразно.

Органические кислоты

Строение и химический состав овощей и фруктовВо многих плодах и овощах имеется значительное количество органических кислот. Наиболее часто в овощах и фруктах содержатся яблочная и лимонная кислоты. В некоторых плодах и ягодах имеются небольшие количества янтарной, щавелевой, салициловой, бензойной, муравьиной кислот.

Яблочная кислота содержится почти во всех плодах. Ее много в рябине, барбарисе, кизиле, но нет в цитрусовых и клюкве. Яблочная кислота преобладает в яблоках, лимонная кислота — в лимонах (6—8%). Много лимонной кислоты в цитрусовых, в ягодах (в частности, в клюкве). Виннокаменная кислота содержится в значительном количестве только в винограде. Небольшие количества ее имеются в красной смородине, крыжовнике, бруснике, черешне, землянике, айве, абрикосах, сливах.

Щавелевая кислота встречается в малых количествах во многих плодах и овощах и в значительном количестве в шпинате, щавеле, ревене, инжире. В кишечнике она соединяется с пищевым кальцием и образует с ним нерастворимую соль, чем препятствует его усвоению. Многие плоды и ягоды способствуют выведению из организма щавелевой кислоты. К их числу относятся яблоки, груши, айва, кизил, листья черной смородины, листья винограда (в виде настоя). На этом основано их применение при оксалурии.

Янтарная кислота содержится в незрелых вишнях, смородине, черешне, яблоках, в незрелом крыжовнике и винограде. Бензойная кислота есть в бруснике и клюкве; она обладает антисептическими свойствами. Салициловая кислота находится главным образом в землянике, малине и вишне. Муравьиную кислоту содержит малина.

Количество органических кислот определяет общую кислотность плодов или их сока. Вкус плодов зависит не только от содержания органических кислот, но и от вида имеющихся в них сахаров (глюкоза, фруктоза или сахароза), от наличия дубильных веществ (таниды), а также от различных сочетаний их.

Строение и химический состав овощей и фруктовОрганические кислоты относятся к сильным возбудителям секреции поджелудочной железы (Н. И. Лепоракий), стимулируют кишечную перистальтику (Л. Б. Берлин).

Таким образом, включение в пищевой режим овощей и фруктов, богатых органическими кислотами, способствует нормальному течению процессов пищеварения.

Дубильные вещества (таниды)

Дубильные вещества широко распространены в плодах. Они имеют большое вкусовое значение: от них зависит вяжущий, терпкий вкус некоторых плодов (черника, кизил, айва, груши и др.). Эти вещества обусловливают потемнение на воздухе поверхности свежего разреза некоторых плодов, что связано с действием фермента из группы оксидаз. Количество дубильных веществ в плодах уменьшается при замораживании, поэтому многие плоды (рябина, кизил) после замораживания становятся менее терпкими и менее вяжущими.

Дубильные вещества обладают способностью осаждать белки протоплазмы тканевых клеток и межклеточного вещества. Поэтому на слизистые оболочки дубильные вещества оказывают местное вяжущее или раздражающее действие в зависимости от концентрации их в растворе. Слой осажденного белка является до некоторой степени защитой слизистой оболочки от различных раздражений. В результате перистальтические движения кишечника, особенно если они были ненормально усилены, замедляются; пищевые массы дольше обыкновенного остаются в его полости и всасывание происходит в больших размерах, несмотря на то, что дубильные вещества сами по себе затрудняют всасывание слизистой оболочкой. В результате кишечное содержимое становится тверже и суше.

Противовоспалительное действие дубильных веществ на слизистую оболочку кишечника приводит к понижению его секреторной функции и в некоторой степени сопровождается антисептическим эффектом.

Из дубильных веществ наиболее хорошо изучен танин. Он обладает противовоспалительным, дезинфицирующим и частично сосудосуживающим действием, оказывает благоприятное действие на кишечник при диареи. Действие танина на слизистую оболочку пищеварительного тракта после еды весьма незначительно, так как белковые вещества пищи связывают его, прежде чем он достигает стенок желудка и кишечника.

Некоторые из плодов, богатых танином, такие, как черника и черемуха, используются в лечебном питании при заболеваниях желудочно-кишечного тракта как вяжущее и противовоспалительное средство.

Углеводы

В овощах, фруктах и ягодах содержатся следующие углеводы: моносахариды — а-глюкоза и а-фруктоза; дисахариды — сахароза (свекловичный сахар) и мальтоза (солодовый сахар); полисахариды — крахмал, целлюлоза, гемицеллюлоза, пектиновые вещества, пентозаны. Моно- и дисахариды, являясь водорастворимыми углеводами, обусловливают сладкий вкус плодов. Ими богаты инжир, виноград, яблоки, черешня, финики, хурма, бананы.

Глюкоза и фруктоза содержатся во всех плодах. Сахароза в некоторых плодах, например в винограде, красной смородине, морошке, кизиле, хурме, отсутствует. В семечковых плодах преобладает фруктоза. В косточковых плодах (абрикосы, персики, сливы) глюкозы несколько больше, чем фруктозы; они богаче сахарозой, чем семечковые плоды. Ягоды отличаются наименьшим содержанием сахарозы. Количество фруктозы и глюкозы в них приблизительно одинаково. В винограде при его созревании увеличивается содержание фруктозы. Из тропических плодов наибольшее количество сахаров имеется в бананах, в ананасах преобладает сахароза (8,6%). В цитрусовых плодах имеется много сахарозы за исключением лимонов, где ее содержится до 0,7—0,8% (при одновременном наличии большого количества лимонной кислоты — 6—8%).

Строение и химический состав овощей и фруктовСодержание сахаров сильно колеблется не только в плодах различных видов и сортов, но и в плодах одного и того же сорта, выращенных при различных климатических и почвенных условиях.

Сахара обладают легким слабительным действием.

Важнейшим углеводом растений, относящимся к группе полисахаридов, является крахмал. Он состоит из амилозы (80—85%) и амилопектина (15—20%). Крахмал содержится в основном в зеленых незрелых плодах, по мере созревания плода количество крахмала в нем уменьшается.

К овощам, богатым крахмалом, относится картофель (в среднем 16% крахмала) и зеленый горошек (в среднем 6%). Много крахмала в бананах. В ягодах крахмала очень мало.

Крахмал растительных продуктов хорошо переваривается в желудочно-кишечном тракте. Овощи и фрукты, богатые крахмалом, являются хорошими источниками углеводов.

Остов растительных пищевых продуктов составляют клеточные оболочки и расположенные между ними срединные пластинки, прочно склеивающие отдельные клетки. Эти структурные элементы Д. И. Лобанов называет «клеточными стенками». Срединные пластинки состоят из пектиновых веществ. Основным веществом в клеточных оболочках, как указывалось выше, является клетчатка (целлюлоза). Она не растворяется в воде и не разрушается слабыми кислотами и щелочами. По своему химическому составу это полисахарид, имеющий такую же химическую формулу, как крахмал, но иное расположение частиц глюкозы. Отдельные овощи и плоды отличаются по содержанию «клеточных стенок»: в столовых сортах моркови клеточных стенок в полтора раза больше, чем в свекле (на сухое вещество). В различных сортах одних и тех же овощей «клеточные стенки» составляют довольно постоянную величину.

Меньше всего клетчатки и клеточных оболочек содержат кабачки, лук и помидоры, относительно мало их в салате, тыкве, шпинате, белокочанной капусте и картофеле. Много клетчатки и клеточных оболочек в моркови, свекле и больше всего в зеленом горошке, фасоли и сухих фруктах.

Пищеварительными соками желудочно-кишечного тракта человека клетчатка совсем не переваривается. Клеточные оболочки частично расщепляются в нижней части тонкого и в толстом кишечнике, главным образом в слепой кишке, под влиянием фермента целлюлазы, вырабатываемого бактериями; в результате образуется глюкоза. Однако в толстом кишечнике глюкоза всасывается в ничтожных количествах, которые не имеют практического значения (Л. Б. Берлин). Роль клетчатки и клеточных оболочек в пищеварении заключается в том, что они раздражают механорецепторы, заложенные в стенках желудочно-кишечного тракта, влияя тем самым на моторную и секреторную деятельность органов пищеварения.

Строение и химический состав овощей и фруктовСтепень механического раздражения определяется как количеством, так и состояние^м клеточных оболочек: интенсивность его уменьшается при измельчении и варке пищи/

С. И. Чечулин на собаках, а позднее И. Т. Курцип в наблюдениях над людьми показали, что механическое раздражение желудка вызывает секрецию желудочного сока. И. Т. Курцин обнаружил, что при этом наступает также усиление желчеобразования и сокращений желчного пузыря.

Особенно большое влияние механическое раздражение оказывает на моторную и секреторную функции тонкого и толстого кишечника, усиливая их.

Употребление в пищу продуктов, богатых клеточными оболочками, повышает выделение из организма холестерина. При кормлении кроликов молоком и яйцами отмечены выраженные атеросклеротические изменения в аорте; при даче такого же количества чистого холестерина на фоне растительной диеты эти изменения не наступали.

Б. И. Барский установил, что нагрузка растительной пищей на фоне смешанного питания приводит к мобилизации и выбрасыванию с калом значительно больших количеств стеринов, чем при питании без такой нагрузки. В качестве нагрузки автор добавлял к суточному рациону 200 г моркови, 250 г белокочанной капусты, 100 г свеклы и 700 г яблок. На основании этого он предполагает, что клетчатка адсорбирует стерины и препятствует их обратному всасыванию.

Таким образом, клетчатка необходима для нормального течения процессов пищеварения. Овощи и фрукты, богатые клетчаткой, должны обязательно включаться в диету здорового человека, хотя они не оказывают существенного влияния на калорийность пищи. Действие клетчатки на органы пищеварения учитывается при построении лечебных пищевых режимов: в одних случаях стараются ввести возможно большие количества клетчатки (например, при запорах), в других — продукты, богатые клетчаткой, ограничиваются или исключаются из рациона (при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки в стадии обострения, при энтеритах и колитах).

Пектиновые вещества представляют собой сложные коллоидные полисахариды, называемые глюкополисахаридами. Химическая природа и строение их не совсем ясны. Известно, что в их молекулу входят два компонента: какой-нибудь полисахарид и пектиновая кислота. Название этих веществ происходит от слова pectys — студень — из-за способности кальциевых солей пектиновой кислоты образовывать характерные студни.

Пектиновые вещества образуют межклеточную прослойку (срединные пластинки) в растительных тканях, являясь цементирующим материалом между отдельными клетками. В растениях они содержатся в виде протопектина и пектина. В незрелых плодах содержится протопектин, нерастворимый в воде и как межклеточное вещество обусловливающий их плотность. При созревании плодов протопектин переходит в растворимый пектин, в связи с чем межклеточное вещество размягчается и плоды приобретают свойственную зрелым фруктам мягкость. Протопектин может быть превращен в пектин под действием фермента протопектиназы или при длительном кипячении. При этом образуется метиловый спирт и пектиновая кислота. Аналогично образуется метиловый спирт в незрелых и порченых плодах и ягодах.

Строение и химический состав овощей и фруктовВ настоящее время имеются данные о том, что пектин проходит в неизмененном виде по пищеварительному тракту вплоть до толстого кишечника, где подвергается воздействию микрофлоры [Кертеж (Z. J. Кег-tesz)]. На полноту расщепления пектиновых веществ в организме влияют такие факторы, как скорость прохождения остатков пищи через толстый кишечник, величина pH содержимого кишечника, изменяющаяся в довольно широких пределах, и состав микрофлоры, способный резко меняться в зависимости от характера предшествующей диеты либо в связи с такими заболеваниями, как дизентерия. Пектин и продукты его гидролиза способствуют детоксикации некоторых веществ, попадающих в организм, что было показано в отношении свинца и ментола.

Работами ряда авторов [Блок, Тарновски, Грин; Майерс, Рауз (L. Н. Block, A. Tarnowski, В. Н. Green; Р. В. Myers, А. Н. Rouse)] установлено положительное влияние пектиновых препаратов, в частности пектината никеля, при желудочно-кишечных заболеваниях. Оно объясняется главным образом адсорбирующими свойствами пектинов, благодаря чему из кишечника удаляются бактерии, токсины (Л. А. Певницкий, В. Е. Кремер, Н. Ф. Зайцева, В. Л. Ушакова, В. М. Голубева) и связывается вода. Наличие пектина в пище может привести к некоторому изменению микрофлоры кишечника (по данным Н. В. Куйбышевой). По мнению Уэрч и др. (S. С. Werch and oth.), это действие пектиновых веществ, если оно существует, вызывается скорее кислой природой пектиновых соединений, чем какими-то специфическими свойствами.

Пектиновым веществам приписывают также бактерицидные свойства. Штейнхаус, Георги (I. Е. Stein-haus, С. Е. Georgi) придерживаются того мнения, что не сам пектин, а продукты его распада в комбинации с другими соединениями обладают бактерицидными свойствами.

Наблюдениями Томпкинса, Крука, Хейнза, Уинтерса (С. A. Tompkins, G. W. Crook, Е. Haynes, М. Winters) установлено, что пектин способствует эпителизации тканей при лечении ожогов и зараженных ран, ускоряя тем самым заживление. Введение пектина в желудочно-кишечный тракт животных предохраняло слизистые оболочки от повреждений, вызываемых действием ментола и атофана [Менвилл, Брэдуэй, Мак Майнис; Уинтерс, Питерс, Крук (J. A. Manville, Е. М. Bradway, A. S. McMinis; М. Winters, G. A. Peters, G. W. Crook)].

Растительные диеты (яблочные, морковные, банановые), используемые многими авторами при лечении желудочно-кишечных заболеваний, богаты пектиновыми веществами. Этому обстоятельству большинство авторов приписывает терапевтическое действие.

Итак, подавляющее большинство свежих плодов и овощей содержит сравнительно низкое количество углеводов (не более 10%). В свежем виде из овощей только картофель, а из плодов некоторые сорта винограда содержат довольно много углеводов, но значительно меньше, чем крупы и злаки. В сушеных фруктах почти столько же углеводов, сколько в крупах и злаках. Значительная часть углеводов в овощах и плодах содержится в легкоусвояемой форме (в виде сахаров), в то время как в крупах и злаках углеводы находятся в виде крахмала. Из фруктов большую ценность представляет виноград, так как углеводы в нем находятся в значительном количестве и в легкоусвояемой форме.

Строение и химический состав овощей и фруктовЗа счет овощей и фруктов обычно покрывается небольшая часть суточной потребности в углеводах, но тем не менее они необходимы для организма. Объясняется это следующим:

  1. В плодах углеводы содержатся главным образом в виде сахаров и поэтому легко усваиваются.
  2. Из плодов готовятся разнообразные блюда с добавлением сахара (кисели, компоты, муссы, желе, варенья, джемы и т. д.), поэтому с блюдами из фруктов легко ввести в организм большие количества водорастворимых углеводов, что особенно важно учитывать в лечебном питании.
  3. Овощи и фрукты содержат такие углеводы, которые, не представляя питательной ценности, тем не менее нужны для нормального течения ряда физиологических процессов в организме (клетчатка, пектиновые вещества).

Суммируя все изложенное выше, можно сказать, что овощи и фрукты наряду со злаками, крупами и сахаром являются источником углеводов в питании.

Е. А. Беюл


Пищевые растения и их целебные свойства

Рецепты

Новые рецепты

Публикации

Новое на сайте

Новые сообщения
Новые вопросы