Химия пищевых продуктов

УДК 663/664  
ББК 36-1 
С95 
 
 
 
 
Рецензенты: 
доктор технических наук, профессор, заведующая научной лабораторией биомониторинга 
института биологии Коми НЦ УрО РАН и ВятГУ Ашихмина Тамара Яковлевна; 
кандидат медицинских наук, доцент ФГБОУ ВО Кировского ГМУ Минздрава России  
Козвонин Валерий Анатольевич 
 
 
 
 
 
 
 
Сырчина, Н. В. 
С95  
Химия пищевых продуктов : учебное пособие / Н. В. Сырчина. – 
Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2024. – 300 с. : ил., табл. 
ISBN 978-5-9729-2166-9  
 
Включает краткие сведения о химическом составе, энергетической ценности и 
физиологической роли основных компонентов пищевых продуктов, лабораторный 
практикум, а также вопросы и задания для закрепления полученных знаний и организации самостоятельной работы обучающихся. Лабораторный практикум ориентирован 
на использование практически значимых методик, не требующих сложного оборудования, опасных или малодоступных реактивов и чрезмерных затрат времени.  
Для обучающихся по программам среднего профессионального и высшего образования по направлениям 19.03.01 «Биотехнология»; 19.03.02 «Продукты питания 
из растительного сырья»; 19.03.03 «Продукты питания животного происхождения»; 
19.03.04 «Технология продукции и организация общественного питания» и специальностям 43.02.15 «Поварское и кондитерское дело»; 38.02.05 «Товароведение и экспертиза качества потребительских товаров»; 19.02.10 «Технология продукции общественного питания». 
 
УДК  663/664  
ББК   36-1 
 
 
 
 
ISBN 978-5-9729-2166-9 
” Сырчина Н. В., 2024 
 
” Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 
 
” Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 
2 
 

ǵǪDzǧǩDzǬǴǯǬ 
 
ВВЕДЕНИЕ 
................................................................................................................. 6 
 
РАЗДЕЛ I. ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ ............... 8 
 
1.1. Белки. Пептиды. Аминокислоты ................................................................ 9 
1.1.1. Состав и строение белков .................................................................. 9 
1.1.2. Качество белка. Незаменимые аминокислоты 
............................... 15 
1.1.3. Нетрадиционные источники пищевого белка 
................................ 20 
1.1.4. Пептиды ............................................................................................. 21 
Вопросы для проверки и закрепления знаний ............................................... 22 
Литература для углубленного изучения темы ............................................... 23 
 
1.2. ЛИПИДЫ .................................................................................................... 25 
1.2.1. Пищевые жиры 
.................................................................................. 25 
1.2.2. Фосфолипиды 
.................................................................................... 39 
1.2.3. Стерины ............................................................................................. 41 
Вопросы для проверки и закрепления знаний ............................................... 42 
Литература для углубленного изучения темы ............................................... 43 
 
1.3. УГЛЕВОДЫ 
................................................................................................ 44 
1.3.1. Строение и свойства углеводов 
....................................................... 44 
1.3.2. Важнейшие пищевые углеводы....................................................... 47 
Вопросы для проверки и закрепления знаний ............................................... 56 
Литература для углубленного изучения темы ............................................... 56 
 
1.4. ВИТАМИНЫ И ВИТАМИНОПОДОБНЫЕ ВЕЩЕСТВА .................... 57 
1.4.1. Витамины 
........................................................................................... 57 
1.4.2. Витаминоподобные вещества 
.......................................................... 71 
Вопросы для проверки и закрепления знаний ............................................... 78 
Литература для углубленного изучения темы ............................................... 80 
 
1.5. ПИЩЕВЫЕ КИСЛОТЫ ............................................................................ 81 
1.5.1. Общая характеристика пищевых кислот 
........................................ 81 
1.5.2. Важнейшие представители пищевых кислот 
................................. 83 
1.5.3. Активная и общая кислотность ....................................................... 87 
Вопросы для проверки и закрепления знаний ............................................... 89 
Литература для углубленного изучения темы ............................................... 89 
 
1.6. МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ ............ 90 
Вопросы для проверки и закрепления знаний ............................................... 96 
Литература для углубленного изучения темы ............................................... 96 
 
1.7. ВОДА КАК СОСТАВНАЯ ЧАСТЬ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ 
.......... 97 
Вопросы для проверки и закрепления знаний ............................................. 100 
Литература для углубленного изучения темы ............................................. 100 
 
1.8. АНТИПИТАТЕЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА ................................................... 101 
Вопросы для проверки и закрепления знаний ............................................. 113 
Литература для углубленного изучения темы ............................................. 114 
 
3 
 

1.9. АЛКОГОЛЬ В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ 
........................................... 115 
Вопросы для проверки и закрепления знаний ............................................. 118 
Литература для углубленного изучения темы ............................................. 118 
 
1.10. ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ. АРОМАТИЗАТОРЫ. 
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ СРЕДСТВА .................. 119 
1.10.1. Общие сведения о пищевых добавках 
........................................ 119 
1.10.2. Нумерация и классификация пищевых добавок 
........................ 121 
1.10.3. Пищевые добавки в различных продуктах питания ................. 123 
Вопросы для проверки и закрепления знаний ............................................. 125 
Литература для углубленного изучения темы ............................................. 125 
 
РАЗДЕЛ II. ПРАКТИКУМ ПО ХИМИИ И АНАЛИЗУ 
ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ ................................................................................. 127 
 
2.1. СОСТАВ И АНАЛИЗ ПИЩЕВЫХ БЕЛКОВ ....................................... 129 
2.1.1. Практическая работа «Аминокислотный состав белков» .......... 132 
2.1.2. Лабораторная работа «Качественные реакции на белки 
и аминокислоты. Выделение белков из пищевых продуктов. 
Свойства белков» ...................................................................................... 134 
2.1.3. Лабораторная работа «Количественное определение белка 
по методу Кьельдаля» .............................................................................. 144 
2.1.4. Лабораторная работа «Определение массовой доли белка 
в молоке модифицированным методом формольного титрования» ... 150 
2.1.5. Лабораторная работа «Определение массовой доли белка 
в сыром и питьевом молоке спектрофотометрическим методом» ...... 154 
 
2.2. ПИЩЕВЫЕ ЖИРЫ И ДРУГИЕ ЛИПИДЫ 
........................................... 156 
2.2.1. Лабораторная работа «Качественные реакции на жиры. 
Свойства жиров» 
....................................................................................... 159 
2.2.2. Лабораторная работа «Количественное определение жиров» 
... 164 
2.2.3. Лабораторная работа «Оценка качества пищевых жиров» ........ 170 
 
2.3. УГЛЕВОДЫ 
.............................................................................................. 176 
2.3.1. Лабораторная работа «Качественные реакции на углеводы. 
Свойства углеводов» ................................................................................ 178 
2.3.2. Лабораторная работа «Определение массовой доли 
сахара (сахарозы) в хлебобулочных изделиях  
ускоренным методом горячего титрования» ......................................... 186 
 
2.4. ВИТАМИНЫ ............................................................................................ 191 
2.4.1. Лабораторная работа «Качественные реакции на витамины» 
... 193 
2.4.2. Лабораторная работа «Количественное определение 
витаминов в пищевых продуктах» 
.......................................................... 201 
 
2.5. ПИЩЕВЫЕ КИСЛОТЫ .......................................................................... 207 
2.5.1. Лабораторная работа «Определение кислотности 
пищевых продуктов» ................................................................................ 209 
 
 
 
4 
 

2.6. МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА 
.............................................................. 214 
2.6.1. Лабораторная работа «Определение минеральных веществ 
в пищевых продуктах» ............................................................................. 216 
 
2.7. ВОДА КАК СОСТАВНАЯ ЧАСТЬ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ 
........ 225 
2.7.1. Лабораторная работа «Определение влажности 
пищевых продуктов» ................................................................................ 227 
2.7.2. Определение влажности пищевых продуктов 
с помощью анализатора влажности «Эвлас» 
......................................... 231 
 
2.8. АНТИПИТАТЕЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА ................................................... 232 
2.8.1. Лабораторная работа «Определение танинов в чае» .................. 233 
 
2.9. АЛКОГОЛЬ 
............................................................................................... 237 
2.9.1. Лабораторная работа «Определение объемной доли 
этилового спирта в спиртосодержащих напитках 
ареометрическим методом» 
..................................................................... 239 
 
2.10. ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ 
......................................................................... 242 
2.10.1. Лабораторная работа «Исследование йодированной 
пищевой соли» .......................................................................................... 244 
 
2.11. ПИЩЕВАЯ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ 
ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ .............................................................................. 251 
2.11.1. Практическая работа «Пищевая и энергетическая ценность 
продуктов питания» 
.................................................................................. 253 
 
2.12. СОСТАВЛЕНИЕ РАЦИОНОВ ПИТАНИЯ ........................................ 262 
2.12.1. Практическая работа «Составление рационов питания» ......... 264 
 
ОСНОВНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ИСТОЧНИКИ 
ПО КУРСУ «ХИМИЯ И АНАЛИЗ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ» 
................ 273 
 
СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ 
................................................................ 276 
 
ТЕРМИНЫ И ОБОЗНАЧЕНИЯ ........................................................................ 277 
 
ПРИМЕРЫ КОНТРОЛЬНЫХ ТЕСТОВ 
.......................................................... 281 
1. БЕЛКИ, ПЕПТИДЫ, АМИНОКИСЛОТЫ ............................................... 281 
2. ЛИПИДЫ ..................................................................................................... 284 
3. УГЛЕВОДЫ 
................................................................................................. 286 
4. ВИТАМИНЫ ............................................................................................... 287 
5. ПИЩЕВЫЕ КИСЛОТЫ ............................................................................. 289 
6. МИНЕРАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ................................................................ 291 
7. ВОДА В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ ........................................................ 293 
8. АНТИПИТАТЕЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА ...................................................... 294 
9. АЛКОГОЛЬ 
.................................................................................................. 296 
10. ПИЩЕВЫЕ ДОБАВКИ, АРОМАТИЗАТОРЫ, 
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ СРЕДСТВА .................. 297 
ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ ............................................................................... 299 
 
 
5 
 

ǩǩǬǫǬǴǯǬ 
 
Наличие глубоких систематизированных знаний по химии пищевого сырья и продуктов питания является важнейшим элементом профессиональной 
подготовки специалистов в области технологии пищевого производства, экспертизы и контроля качества пищевых продуктов, общественного питания, гигиены питания, диетологии, санитарии, медицины, биотехнологии, торговли продовольственными товарами. Соответствующие знания необходимы для успешного преодоления глобальных вызовов современности, обусловленных ошибками и просчетами в организации питания, несовершенной структурой потребления, неадекватным пищевым поведением, приводящим к различным алиментарным заболеваниям.  
Химия пищевых продуктов – наука о химическом составе, свойствах, пищевой и биологической ценности, безопасности, методах изучения и оценки 
продовольственного сырья и продуктов питания, а также основных направлениях трансформации состава и свойств пищевого сырья и продуктов питания 
в процессе технологической обработки и хранения. Одним из важнейших направлений развития соответствующей науки в современных условиях является 
оптимизация биологической ценности рационов и адаптация пищевых продуктов к условиям их хранения и реализации, а также актуальным физиологическим 
потребностям человека в зависимости от пола, возраста, здоровья, климатических условий проживания, интенсивности и характера трудовой деятельности.  
Химия пищевых продуктов является междисциплинарной наукой, базирующейся на современных достижениях основных разделов химии и химического 
анализа, биологии, биотехнологии, физиологии и гигиены питания. Для успешного освоения предмета, обучающиеся должны иметь прочные знания по таким 
дисциплинам, как общая, неорганическая, органическая, аналитическая химия 
и биохимия, а также сформированные навыки выполнения химического эксперимента и основных аналитических операций с использованием современного 
лабораторного оборудования.  
Настоящее учебное пособие состоит из двух разделов. В первом разделе 
приведены основные теоретические сведения о макро- и микронутриентах. Соответствующий раздел в основном рассчитан на самостоятельную подготовку обучающихся к выполнению лабораторных и практических работ. В каждой теме 
первого раздела приведены вопросы для проверки и закрепления полученных 
знаний, а также список литературы для углубленного изучения дисциплины. 
Второй раздел представляет собой лабораторный практикум, посвященный методам качественного и количественного анализа пищевых продуктов. 
Практикум включает методические указания по выполнению лабораторных и 
практических работ, а также задания для закрепления изученного материала и 
организации самостоятельной работы обучающихся. Лабораторный практикум 
ориентирован на использование практически значимых методик, не требующих 
6 
 

сложного оборудования, опасных или малодоступных реактивов и чрезмерных 
затрат времени. Включенные в пособие методы анализа максимально адаптированы к условиям реализации учебного процесса.  
Основные задачи лабораторного практикума – сформировать комплекс 
базовых умений и компетенций, необходимых для выполнения аналитических 
операций и математических расчетов в условиях пищевых лабораторий, обеспечить необходимую основу для дальнейшего развития творческих способностей 
и профессионального роста обучающихся.  
В каждой изучаемой теме приводится список источников информации, 
включающий научные статьи, опубликованные в последние годы. Ознакомление 
с актуальными научными публикациями необходимо для развития творческой 
инициативы обучающихся, формирования представлений о современных тенденциях и направлениях развития научных исследований в такой науке, как пищевая химия.  
В конце настоящего пособия приведен список литературы, включающий 
справочники, учебники, учебные и методические пособия, полезные для освоения дисциплины.  
Изучение каждой темы завершается контрольным тестом. Примеры соответствующих тестов приведены в конце методического пособия. 
 
 
 
7 
 

ǷǧǮǫǬDzI 
 
ǼǯdzǯǾǬǸDZǯǰǸǵǸǹǧǩǶǯȀǬǩȂǼǶǷǵǫǺDZǹǵǩ 
 
Полноценное и сбалансированное питание является важнейшим фактором 
обеспечения здоровья и активного долголетия каждого человека. Термин «питание» используют для обозначения процесса поступления в организм и усвоения 
организмом комплекса соединений (питательных веществ, нутриентов), необходимых для нормального обмена веществ и энергии, включая дыхание, пищеварение и выделение, а также рост, развитие, защиту от болезней, размножение. 
Питательными веществами называются входящие в состав пищевых продуктов химические соединения, благодаря которым удовлетворяются физиологические потребности организма в пластических веществах и энергии. За счет 
питания поддерживает гомеостаз, восполняются энергетические и пластические 
затраты организма. Здоровое питание должно содержать все необходимые для человека питательные вещества (нутриенты) в достаточных количествах и в оптимально сбалансированном соотношении.  
Потребляемые человеком питательные вещества принято разделять на 
макро- и микронутриенты. К макронутриентам относятся белки, жиры и углеводы, составляющие материальную основу для пластического и энергетического метаболизма. К микронутриентам относятся микроэлементы, минеральные вещества, витамины и другие биологически активные соединения. Микронутриенты содержатся в пище в небольшом количестве, измеряемом в миллиграммах или микрограммах, однако нормальный метаболизм в условиях дефицита микронутриентов протекать не может. Соответствующие соединения принимают участие в работе ферментных систем и гормонов, способствуют поддержанию баланса электролитов и кислотно-щелочного равновесия, играют важную роль в антиоксидантной защите, формировании иммунитета, процессах кроветворения, регуляции свертываемости крови, усвоении пищи, метаболизме белков, жиров и углеводов.  
Формированию здоровой микробиоты кишечника, нормальному усвоению макро- и микронутриентов в пищеварительной системе, выведению токсичных веществ из организма способствуют так называемые балластные вещества, 
к числу которых относятся пищевые волокна. Дефицит пищевых волокон в питании приводит к развитию многочисленных патологий, включая рак толстой 
и прямой кишки, желчнокаменную болезнь, сахарный диабет, ожирение, атеросклероз и др. Соответствие химического состава ежедневного рациона физиологическим потребностям человека в макро- и микронутриентах, а также балластных веществах входит в число важнейших принципов здорового питания.  
Различные продукты питания имеют различную пищевую и биологическую ценность. Пищевая ценность представляет собой понятие, отражающее 
всю полноту полезных свойств пищевого продукта, включая степень обеспечения физиологических потребностей человека в основных пищевых веществах 
8 
 

и энергии. Биологическая ценность – совокупность особенностей химического 
состава пищевого продукта, определяемых содержанием незаменимых аминокислот, полиненасыщенных жирных кислот, микронутриентов и других минорных компонентов пищи, пищевых волокон и т. д. Способность пищевых продуктов оказывать выраженное воздействие на пищеварительную, сердечно-сосудистую и нервную системы человека, на способность организма сопротивляться 
инфекционным заболеваниям называют физиологической ценностью.  
Следует отметить, что некоторые вещества, активно употребляемые многими людьми в составе пищевых продуктов, следовало бы полностью исключить 
из рациона. К таким веществам относится этиловый спирт (алкоголь). Соответствующее вещество способствует развитию многочисленных опасных заболеваний и не несет научно доказанной полезной функциональной нагрузки. 
 
 
1.1. ǨǬDzDZǯǶǬǶǹǯǫȂǧdzǯǴǵDZǯǸDzǵǹȂ 
 
1.1.1. ǸȕȘșȇȉȏȘșȗȕȌȔȏȌȈȌȒȑȕȉ 
 
Пищевые белки являются важнейшими (незаменимыми) нутриентами, входящими в состав пищи. Белки участвуют в формировании тканей тела, росте, 
биосинтезе различных соединений, выполняют функции ферментов, обеспечивают работу мышц, координацию биологических процессов, иммунную защиту, 
транспорт веществ внутри клеток и по всему организму. Белки не резервируются 
в организме человека. Соответствующие соединения принимают активное участие в метаболических процессах, а продукты их распада постоянно выводятся 
из организма. Потребность организма в белке существенно зависит от пола, возраста, характера и условий осуществления деятельности, физиологического состояния и некоторых других факторов. Согласно методическим рекомендациям 
MP 2.3.1.0253-21, суточная потребность в белке для мужчин составляет от 75 
до 114 г; для женщин – от 60 до 90 г; для детей до 1 года – от 2,2 до 2,9 г/кг массы тела, для детей старше 1 года (с увеличением возраста) – от 39 до 87 г.  
В среднем в состав обычных пищевых белков обычно входит: 50–55  углерода; 6,5–7,3  водорода; 21,5–23,5  кислорода; 15–18  азота; 0,3–2,5  серы. 
Кроме этих элементов в состав некоторых белков могут входить фосфор, 
железо, йод, медь и некоторые другие элементы, обычно в очень небольшом количестве. При полном окислении 1 г белка (или смеси аминокислот) в калориметрической бомбе в среднем образуется 5,65 ккал, при этом углерод окисляется 
до СО2, водород – до Н2О, а азот – до NО2. Из 5,65 ккал организму будут доступны в форме АТФ только 4,3 ккал, остальные 1,3 ккал являются энергией окисления азота. Действительная энергетическая ценность белка колеблется от 1,82 
до 4,27 ккал/г, что обусловлено различной молекулярной массой АК, а также 
разными путями и механизмами их окислительного метаболизма. За эталон энергетической ценности белков принимают 4,0 ккал/г. 
9 
 

Как недостаточное, так и избыточное поступление белков в организм приводит к негативным последствиям для здоровья, поэтому достоверная информация о содержании белковых веществ в продуктах питания имеет большое практическое значение.  
По химической природе молекулы белков представляют собой высокомолекулярные азотсодержащие органические вещества, которые образуются в результате поликонденсации D-аминокислот (АК). 
 
NH2-CH(R1)-COOH + NH2-CH(R2)-COOH = NH2-CH(R1)-CO-NH-CH(R2)-COOH + Н2О 
 
Химическая связь, образующаяся между карбоксильной группой одной АК 
и аминогруппой другой АК, называется пептидной, а продукты поликонденсации АК – пептидами или полипептидами. К полипептидам относят соединения, 
образованные из 20–30 (иногда до 50) АК. 
Пептидная связь может быть реализована в цис- и транс-конфигурациях 
(формах). В цис-конфигурации Į-атомы углерода и боковые цепи расположены 
по одну сторону от пептидной связи, в транс-конфигурации – по разные. Более 
широко в природе распространена транс – форма пептидных связей (встречается 
в 99,6  случаев). 
 
 
 
                                         Цис-конфигурация            Транс-конфигурация 
 
Белки, молекулы которых состоят только из остатков АК, называются простыми белками или протеинами. Если в состав молекулы белка входит компонент неаминокислотной природы, то белок называется сложным или протеидом. 
К сложным белкам относятся нуклеопротеиды, липопротеиды, гликопротеины, 
фосфопротеиды, гемопротеиды, флавопротеиды, металлопротеиды. Традиционно 
пищевой белок рассматривается как источник энергии и незаменимых аминокислот, необходимых для роста и поддержания физиологических функций организма. 
В состав практически всех белков, имеющих пищевое значение, входит 
20 основных (стандартных) D-АК: глицин, аланин, валин, лейцин, изолейцин, 
пролин, фенилаланин, тирозин, триптофан, цистеин, метионин, серин, треонин, 
аспарагиновая кислота, глутаминовая кислота, лизин, аргинин, гистидин, глутамин, аспарагин. Соответствующие АК называют протеиногенными. Общая формула D-АК: H2NíCH(R)–COOH. 
Различия межу АК определяются составом, строением и расположением 
бокового радикала (R) в пространстве относительно других атомов. Радикалы 
аминокислот могут содержать различные функциональные группы, что играет 
важную роль в формировании пространственной структуры белковых молекул 
10 
 

и образовании связей с другими компонентами в молекулах сложных белков 
(протеидов). В зависимости от строения радикала белковые аминокислоты можно разделить на следующие группы: 
 
Гидрофобные (неполярные) аминокислоты: 
 
Аланин 
Валин 
Лейцин 
Изолейцин 
Пролин 
Метионин 
Фенилаланин 
Триптофан 
 
 
 
Гидрофильные (полярные) аминокислоты: 
 
Глицин 
Серин 
Треонин 
Цистеин 
Тирозин 
Аспарагин 
Глутамин 
 
 
Основные аминокислоты: 
 
Лизин 
Гистидин 
Аргинин 
 
  
11