Углеводы - основной энергетический материал. Содержание их в плодах и овощах невелико, поэтому и калорийность этих продуктов питания небольшая: 25-40 ккал в 100 г овощей и 50-70 ккал в 100 г плодов и ягод. Но представленные в них углеводы (фруктоза, глюкоза и др.) быстро и полностью усваиваются человеческим организмом.
В плодах и овощах содержатся моносахариды, дисахариды и полисахариды. Из моносахаридов преобладают фруктоза (или плодовый сахар), глюкоза (или виноградный сахар). Из дисахаридов в плодах и овощах наиболее распространена сахароза - основной сахар, содержащийся в корнеплодах сахарной свеклы и стеблях сахарного тростника. Все они хорошо растворимы в воде, растворимость их значительно увеличивается с повышением температуры. Сахара очень гигроскопичны, т.е. способны поглощать водяные пары из окружающей среды.
При сильном и продолжительном нагревании происходит карамелизация сахаров с образованием продуктов темно-коричневого цвета (переваренное варенье). Вкусовое ощущение сладости проявляется в зависимости от вида и концентрации сахара. Наиболее сладкая из названных сахаров фруктоза, затем идет сахароза и наименее сладкая - глюкоза.
Значение моно- и дисахаридов плодов и овощей как источника энергии, вкусовых веществ хорошо известно. Менее известна роль полисахаридов.
Полисахариды в сочной продукции представлены крахмалом, инулином, целлюлозой (клетчаткой), гемицеллюлозой, лигнином, пектиновыми веществами.
Крахмал. Высокомолекулярный полисахарид. Представлен двумя полисахаридами - амилозой и амилопектином. Продукты распада крахмала являются источниками энергии и основным материалом для биосинтеза.
В промышленности из крахмала получают патоку, спирт, искусственный каучук и другую важную продукцию.
Крахмал - основное запасное питательное вещество многих растений. В клубнях картофеля его содержится в среднем 15-18 %, в других овощах и плодах - значительно меньше. В фасоли, зеленом горошке, бобах количество крахмала может возрастать до нескольких процентов, причем особенно резко при их перезревании. Одновременно сокращается количество сахаров, продукт огрубевает, вкус его ухудшается.
По содержанию крахмала в зеленом горошке определяют сроки его уборки. По темпам убывания крахмала можно судить о созревании яблок: в недозрелых плодах зимних сортов яблок и груш его может быть 4-5 %, а при полной зрелости - менее 1 %.
Кулинарные свойства картофеля во многом определяются содержанием в нем крахмала: чем его больше, тем лучше развариваемость клубней. Плотность крахмала в картофеле составляет 1,5—1,6 г/см3, поэтому из измельченной массы клубней, смешанной с водой, крахмал оседает на дно сосуда. В воде крахмал не растворяется, но постепенно набухает, а при нагревании образует коллоидный раствор - крахмальный клейстер, поглощая при этом до 300 % воды.
При понижении температуры во время хранения картофеля до 0 °С под действием фермента амилазы крахмал в клубнях переходит в сахар, вкус становится сладким. Технологические качества такого картофеля ухудшаются. Но если после «холодного хранения» выдержать клубни в течение некоторого времени при температуре 15-20 °С, то накопившиеся сахара снова превратятся в крахмал, т.е. произойдет ресинтез крахмала.
Инулин. Полисахарид, который в большом количестве содержится в клубнях земляной груши (топинамбура) - 13-20 %, в корнях цикория - до 17 %.
Целлюлоза (клетчатка). Полисахарид, характеризующийся высокой степенью полимеризации, из него в основном построены клеточные стенки растительных тканей. Химическая стойкость целлюлозы высока. Практически целлюлоза не расщепляется в желудочно-кишечном тракте человека. Она усваивается в сложном желудке жвачных животных, где имеются бактерии, разлагающие клетчатку и способствующие ее перевариванию.
Повышенное содержание целлюлозы связывают с механической прочностью тканей, транспортабельностью и лежко- стью овощей и плодов. Содержание целлюлозы в плодах колеблется от 0,5 до 2, в овощах - от 0,2 до 2,8 %.
Гемицеллюлоза. Высокомолекулярное вещество, которое наряду с клетчаткой образует клеточные стенки. Общее содержание гемицеллюлозы в плодах и овощах, как правило, тем выше, чем больше в них клетчатки. Обычно оно колеблется в пределах от 0,2 до 3,1 %. Гемицеллюлоза подвергается более или менее полному гидролизу во время переработки плодов и овощей, поэтому ее содержание может влиять на консистенцию готового продукта.
Лигнин. Высокомолекулярное вещество, сопутствующее целлюлозе. Лигнин - трехмерный полимер фенольной природы. Присутствует в одревесневших тканях растений. В заметном количестве (десятые доли процента) лигнин накапливается в столовой свекле при перезревании и огрублении сосудисто-волокнистых пучков. В других плодах и овощах его содержание незначительно.
Пектиновые вещества. Высокомолекулярные соединения углеводной природы. Различают протопектины, пектины, пектиновую кислоту и ее соли - пектаты.
Протопектины - это вещества, связанные с крахмалом, целлюлозой и другими соединениями. Протопектины нерастворимы в воде, но легко гидролизуются до пектинов под действием кислот или ферментов.
Пектины растворимы в воде. Состав и свойства пектиновых веществ в разных видах сочной продукции неодинаковы. Пектиновых веществ в плодах и ягодах больше, чем в овощах. Среднее содержание (%) пектинов следующее:
Яблоки 0,3-1,8 Смородина черная 1,5
Груши 0,2-1,0 Клюква 0,5-1,3
Сливы 0,2-1,5 Крыжовник 0,3-1,4
Пектиновые вещества отличаются способностью в той или иной мере образовывать желе в присутствии сахара и кислоты, что используется при производстве желе, конфитюра, повидла. Для образования желе оптимальное содержание сахара составляет 60 %, кислот - 1 % (рН 3,1-3,5), пектина - 0,5-1,5 %. Быстрое образование плотного желе наблюдается при переработке цитрусовых. Хорошее желе получают из некоторых сортов яблок, из слив, абрикосов, персиков, смородины, крыжовника, клюквы. Слабое - из вишни, груши, винограда. Пектиновые вещества овощей желируют слабее.
Разрушение структуры плодов и овощей при варке и стерилизации связано с гидролитическим расщеплением пектиновых веществ. Объекты с более кислым клеточным соком, например слива, вишня, алыча, развариваются быстрее, чем малокислотные. Яблоки сорта антоновка обыкновенная, кислотность которых высока, сильно развариваются, но если снизить кислотность при помощи питьевой соды, то процесс сдерживается. Структура яблок малокислотных сортов и груш при обработке почти не разрушается. Разваривание уменьшается с возрастанием концентрации сахара. В сахарном сиропе 4060 %-ной концентрации степень гидролиза протопектина в 5-10 раз ниже, чем в чистой воде.
При производстве осветленных соков приходится удалять пектиновые вещества, так как они могут давать осадок, помутнение при взаимодействии с другими компонентами сока, в частности с дубильными веществами.
Характерны превращения пектиновых веществ при созревании плодов. Протопектин как бы цементирует клетки растительной ткани, по мере созревания он переходит в растворимый пектин клеточного сока, консистенция плодов изменяется.
Такие высокомолекулярные углеводы, как целлюлоза, гемицеллюлоза и пектиновые вещества, практически не гидролизуются пищеварительными ферментами человека и не абсорбируются в тонком кишечнике. Долгое время их считали бесполезным неусвояемым балластом пищи. В настоящее время доказана их роль в обеспечении здорового питания (оптимальное содержание в суточном рационе 20-25 г) и в технологии.
Целлюлоза, гемицеллюлоза, пектиновые вещества и некоторые неуглеводные компоненты (лигнин) выделены в особую группу - группу пищевых волокон. Доказано, что недостаток в пище растительных волокон обусловливает нарушение обмена веществ, развитие атеросклероза, диабета и др. Это объясняется тем, что пищевые волокна способны удерживать влагу, увеличивая пищевой комок и ускоряя его движение в кишках, сокращая тем самым время воздействия на организм токсических продуктов распада пищи. Способны связывать загрязняющие компоненты пищи и некоторые пищевые вещества, связывать желчные кислоты, снижать уровень глюкозы и холестерина в крови, связывая их.
Пектины растительных волокон способны связывать канцерогенные вещества, тяжелые металлы, радионуклиды и некоторые токсичные вещества, образуя менее токсические соединения, к тому же быстро выводимые.
Коллоидные растворы пектиновых веществ обладают обволакивающим свойством, благодаря чему они способствуют локализации и заживлению язвенных поражений желудка и кишечного тракта.
Значение пектиновых веществ в питании современного человека настолько велико, что кондитерская и консервная промышленности испытывают в них постоянную потребность, организовано производство пищевого пектина. Сырьем для него служит жом сахарной свеклы и яблочные выжимки.