Для поддержания нормальной жизнедеятельности организма человек употребляет пищевые продукты, которые характеризуются определенным химическим составом. В состав продовольственных товаров входят различные пищевые вещества: вода, минеральные вещества, углеводы, жиры, белки, витамины, ферменты, органические кислоты, дубильные, ароматические, красящие вещества и др. От содержания и соотношения пищевых веществ зависят структура, внешний вид и потребительские свойства продовольственных и некоторых непродовольственных товаров. По химическому составу все пищевые вещества делят на неорганические (вода, минеральные вещества) и органические (углеводы, жиры, белки, витамины, ферменты и др.).

Вода (H2O) имеет огромное значение для жизнедеятельности организма человека. Вода является средой, в которой существуют клетки и протекают процессы кровообращения, дыхания, пищеварения и др. Вместе с водой (пот, выдыхаемый воздух, моча) из организма выводятся вредные продукты обмена. Вода является самой значительной по количеству составной частью клеток организма (2/3 массы тела человека). В сутки человеку необходимо 1,75–3,0 л, или 40 г на 1 кг массы тела. Недостаток воды в организме человека приводит к повышению вязкости крови, а избыток – к усилению вымывания солей, быстрому распаду белков, к увеличению нагрузки на сердце и почки.

Вода входит в состав практически всех пищевых продуктов, но содержание ее различно: в свежих овощах и плодах – 70–95 %, мясе и мясопродуктах – 38–78 %, рыбе и рыбопродуктах – 57–89 %, молоке – 88 %, крупе и муке – 10–14 %, хлебе – 35–50 %, сахаре – 0,1–0,4 %.

Количество воды в пищевых продуктах влияет на их потребительские свойства, активность микробиологических и биохимических процессов, а также сохраняемость. Чем больше воды в продукте, тем ниже его пищевая ценность и меньше сроки хранения. Уменьшение или увеличение содержания воды влияет на качество продукта. Так, товарный вид, вкус, цвет свежих овощей, плодов и хлеба ухудшаются при снижении влажности, а крупы, сахара и макаронных изделий – при увеличении влажности.

Свойства пищевых продуктов зависят как от содержания в них воды, так и от формы связи ее с другими веществами. В пищевых продуктах вода может находиться в свободном или связанном состоянии.

Вода находится в трех формах связи с веществами продукта: химической (ионная и молекулярная); физико-химической и физико-механической (влага смачивания).

Химически связанная вода в пищевых продуктах встречается редко. Она может быть удалена из продукта путем его прокаливания или химического взаимодействия.

Адсорбционно связанная вода – это вода, прочно удерживаемая «молекулярным силовым полем» у поверхности коллоидных частиц с окружающей средой. Адсорбционная влага прочно связана с материалом, поэтому известна под названием связанной, или гидратационной.

Осмотически поглощенная влага (влага набухания) находится в микропространствах, образованных мембранами клеток, фибриллярными молекулами белков и другими структурами. Она удерживается осмотическими силами, обусловливает тургор клеток и оказывает влияние на пластические свойства животных тканей.

Макро- и микрокапиллярная вода представляет собой растворы, содержащие органические и минеральные вещества продукта. Она удерживается в промежутках структурно-капиллярной системы продуктов силой капиллярности.

Влага смачивания наименее прочно связана с субстратом и удерживается на поверхности силами поверхностного натяжения.

Влага смачивания, макро-, микрокапиллярная влага, а также осмотически связанная влага называется свободной водой пищевых продуктов.

Свободная вода обладает теми же свойствами, что и чистая вода. Свободная вода содержится в клеточном соке, между клетками и на поверхности продукта. Она легко испаряется из пищевых продуктов при их сушке и замораживании.

Содержание влаги в пищевых продуктах определяют путем высушивания их навески до постоянной массы. Для многих пищевых продуктов массовая доля влаги является важным показателем качества. Этот показатель нормируется стандартами с указанием верхнего предела.

Неорганические (минеральные) вещества не обладают энергетической ценностью, однако без них жизнь человека невозможна. Минеральные вещества выполняют пластическую функцию в процессе жизнедеятельности человека. Они участвуют в важнейших обменных процессах организма – водно-солевом, кислотно-щелочном. Но особенно велика роль минеральных веществ в построении костной и других тканей организма человека, ферментов, гормонов, пищеварительных соков. Суточная потребность организма в минеральных веществах составляет 20–30 г.

Минеральные вещества в организме человека должны поступать с пищевыми продуктами. Минеральные вещества содержатся в пищевых продуктах в небольших количествах (0,7–3,0 %). В зависимости от количественного содержания минеральных веществ в пищевых продуктах их условно делят на три группы: макроэлементы, микроэлементы, ультрамикроэлементы (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Минеральные вещества пищевых продуктов

Кальций составляет основу костной ткани, активизирует деятельность ряда важных ферментов, влияет на процессы, происходящие в нервной, мышечной и сердечно-сосудистой системах. Больше всего кальция содержится в молоке (120 мг%) и молочных продуктах, за счет которых удовлетворяется 4/5 всей потребности в кальции.