Transcript Kémia a háztartásban

Bioszervetlen kémia
•
Ez a „kémia” a szervetlen anyagok, ionok biológiai-biokémiai szerepével, biológiai
rendszerekben betöltött helyével, a biokémiai környezetben tapasztalható kémiai
viselkedésükkel, komplexképző tulajdonságaikkal, az élő szervezetek működésére
kifejtett hatásukkal stb. foglakozik.
•
A bioszervetlen kémia és mikroelem-kutatás jelentős eredményei alapján egyre több
elemről ismerjük fel a biológiai rendszerekben kifejtett jelentőségét. A periódusos
rendszert áttekintve az elemeket az alábbi csoportokba sorolhatjuk:
•
•
•
•
1. Létfontosságú makroelemek
2. Létfontosságú mikroelemek
3. Az élő szervezetek működésében szerepet nem játszó elemek.
Az 1. csoportba tartozó elemek :
A létfontosságú makroelemek
Hidrogén
Oxigén
Szén
Nitrogén
Foszfor
Kén
Klór
Kálium
Kalcium
Nátrium
Magnézium
A 2. csoportba tarozó elemek
A 3. csoportba az alábbi elemek sorolhatók:
Nemesgázok
Radioaktiv elemek
Hélium
Aktinium
Neon
Polonium
Argon
Protaktinium
Kripton
Rádium
Xenon
Tórium
Urán
R a d o n
Egy adott elem létfontosságát akkor tekintették egyértelműnek az irodalomban, ha az
bizonyos kritériumoknak megfelel. Ezek az alábbiak:
1.
Az élőlény sem fejlődni nem tud, sem életciklusát nem tudja teljessé tenni az adott
elem hiánya esetén.
2.
Az elemet teljes mértékben egyetlen más elem sem tudja helyettesíteni az adott
életfolyamatokban.
3.
3.
anyagcsere-
Az adott elem közvetlenül hat az élő szervezetre és részt vesz az
folyamatokban.
•
•
Ma azon a véleményen vannak a kutatók, hogy egy elemről nagyon nehéz azt bebizonyítani, hogy
létfontosságú, de azt bizonyítani, hogy az életfolyamatokban nem lehet jelentősége, szinte
lehetetlen. Ennek okát az analitikai módszerek finomodásában kell keresnünk. A mérgezés
fogalmát mindig össze kell kötnünk a dózis (mennyiség, koncentráció) adataival.
Paracelsus : “Minden dolog méreg, és semmi sincs méreg nélkül. Egyedül a dózis szabja meg,
hogy valami méreg-e, vagy sem !“
•
Életfolyamatainkat az enzimek irányítják és - jelenlegi tudásunk alapján azt mondhatjuk - szinte
nincs is olyan enzim, amelynek megfelelő mûködéséhez ne lenne szüksége valamely fémion aktív
jelenlétére - mikroelemek.
•
A mikroelem csökkent mennyisége hiánybetegséghez, fokozott jelenléte pedig mérgezéshez
vezethet.
•
A fokozott környezetszennyezés következtében olyan mikroelemek is egyre nagyobb
mennyiségben fordulnak elô élelmiszereinkben, melyek régebben csak nyomokban voltak
megtalálhatók.
•
Az ásványi elemek élettani funkciókat szabályoznak, a hiányuk vagy túlsúlyuk hiány- vagy
túlsúlybetegségekhez vezethet a humán populációban is. Egyre nehezebb feltárni a minőséget befolyásoló,
ill. terméslimitáló tényezőket.
•
Az energiakrízis lassan állandósul. Az élelmiszer és az energia összefügg, termelésük versenyhelyzetet
termet a mezőgazdaságban. Az USA-ban pl. az etanol célú kukorica-felhasználás 2005 és 2006 között, 1 év
alatt 1/3-ával nőtt (Thompson 2006). Mérséklődtek az élelmiszer-készletek, segélyalapok. Az
élelmiszerbiztonsággal kapcsolatos aggodalmakat növeli a biotechnikai haladás, a környezeti szennyeződés
hatása és a globális éghajlatváltozással összefüggő bizonytalanság is. A megújuló energia (bioenergia)
termelése termőföldet igényel. Horn (2008) szerint USA az üzemanyag szükségletének 10%-át a kukorica
termelésének 52%-ával válthatná ki. Az EU-ban reálisan 5-6%-ot lehetne pótolni a tartalékföldek,
pihentetett területek ilyen célú igénybevételével
Egy 70 kg-os felnôtt ember átlagos elem-összetétele
Makroelemek
Oxigén
Szén
Hidrogén
Nitrogén
Kalcium
44 kg
12,6 kg
6,6 kg
1,8 kg
1,7 kg
Vas
Szilícium
Mikro- és ultramikro elemek
5000 mg
Ólom
3000 mg
Molibdén
Cink
Rubídium
Réz
1750 mg
360 mg
280 mg
Bór
Arzén
Kobalt
14 mg
3 mg
3 mg
Stroncium
Bróm
Ón
280 mg
140 mg
140 mg
Króm
Nikkel
Szelén
3 mg
3 mg
2 mg
Mangán
Jód
Alumínium
70 mg
70 mg
35 mg
Lítium
Vanádium
2 mg
2 mg
Foszfor
Kálium
Klór
Kén
Nátrium
Magnézium
680 g
250 g
115 g
100 g
70 g
42 g
35 mg
21 mg
időszakasz dátuma
időszakasz hossza
(év)
népességszám a szakasz
elején
(millió fő)
népességszám a szakasz
végén
(millió fő)
népességnövekedés
(millió fő)
Kr.e. 10000-Kr.e. 7000
3000
5
10
5
Kr.e. 7000-Kr.e. 4500
2500
10
20
10
Kr.e. 4500-Kr.e. 2500
2000
20
40
20
Kr.e. 2500-Kr.e. 1000
1500
40
80
40
Kr.e. 1000- Kr. születése
1000
80
160
80
Kr. születése- 900
900
160
320
160
900-1700
800
320
600
280
1700-1850
150
600
1200
600
1850-1950
100
1200
2500
1300
1950-1985
35
2500
5000
2500
1. táblázat: A világnépesség megkétszereződési szakaszai
év
népesség
(millió fő)
1950
1955
1960
1965
1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2516
2751
3019
3336
3698
4079
4448
4851
5292
5770
6200
2. táblázat: A világ népességének alakulása 1950-2000
• Élelmiszerek tartósítása:
• Hagyományos tartósítás
• Szárítás
• Sózás
• Füstölés
•
•
•
•
•
Savanyítás
Cukrozás
(mézben, mustban tárolás)
Fagyasztás (jégveremben tárolás)
Hőkezelés aszalás
Konzerv(álás)
N.F.Apert
• Újabb tartósítási módszerek
• Hőkezelés („pasztőrőzés”, konzerválás, )
• Szűrés
COOH
OH
• Tartósítószerek
– Szalicilsav és észterei
– Benzoesav és származékai (pl.p-hidroxi-benzoesav-észterek, sók, stb.)
COONa
COOR
R=CH3, C2H5
– Kén-dioxid, szulfitok
OH
SO2 NaHSO3 Na2S2O5
– Nitrátok, nitritek
NaNO2 KNO3
– Szorbinsav és sói
– Egyéb vegyületek (bifenil, bórsav és sói, savak:pl. almasav,
hangyasav, propionsav, és sóik, formaldehid, hexametilén-
tetramin)
almasav
propionsav
hexametilén-tetramin
Mezőgazdasági nagyüzemek:
Tömegtermelés
Növénytermesztés
–
–
–
–
Műtrágyázás (foszfor, nitrogén, kálium, vas)
Növényvédelem: herbicid, fungicid, peszticid, inszekticid, stb.
(pl. szerves foszforsav-észterek, polihalogénezett benzol-származékok
Szerves trágya – gyógyszerszármazékok
DDT
Gesarol
Állattenyésztés -”Nagyüzemi állatgyártás”
Kisebb helyen
- minél több állat
- minél gyorsabb növekedés
- minél jobb táphasznosítás
• Szűk hely, sok állat – fertőzésveszély
Antibiotikumok (kloramfenikol, tetraciklinek, gentamicin, stb.)
• Gyors növekedés - „tudományosan összeállított tápok”
-
hormonok
béta agonisták (sovány hús)
glukokortikoidok
• Kitenyésztett fajták – betegségre hajlamos állatok
kloramfenikol
tetraciklin
gentamicin
• Nem engedélyezett szerek:
– Antidepresszánsok, neuroleptikumok, trankvillánsok
– Hormonok
– béta-blokkolók
– Anthelmintikumok
– Thyreosztatikumok
Élelmiszeripar – Teljes hasznosítás
• Minden hasznos
– minden hasznossá tehető
• A FOGYASZTÓ mindenek előtt !! (??????)
• Növényi táplálékok:
– Gabonafélék (lisztek) /növényi és állati szennyezők, toxinok,
nehézfémek/
– Zöldségek (primőr /„fóliában termelt”/ és szabadföldi)
/nehézfémek, permetszerek/
– Gyümölcsök /permetszerek, fertőtlenítők, érlelőszerek/
• Állati eredetű táplálékok:
– Húsok
(hal, baromfi, sertés, marha, borjú, vadhúsok)
/gyógyszermaradványok, nehézfémek, sugárzó anyagok,
fertőtlenítőszerek, húspuhítók (enzimek), VÍZ,VÍZ,VÍZ !!!!!!!!/
– Húskészítmények:
maximális hasznosítás
• Felvágottak (segédanyagok !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!)
/nitrát, nitrit, ízfokozók, gélesítők, töltőanyagok, stabilizátorok,
színanyagok, tartósítószerek, ízfokozók, aromaanyagok, emulgátorok/
• Füstölt áruk: pácsók (nitrit, nitrát), hideg-, meleg-, forró- füstölés,
füstaroma, glükózszirup
• Májkrémek: minden, ami belefér (húspép, bőrke, ipari szalonna,
füstaroma, szójafehérje, máj (5-25%)
pl.: hazai tyúkmájkrém összetétele:
ivóvíz, tyúkmáj (25%), baromfi húspép (10%), ipari szalonna, sertésbőr,
búzaliszt, szójafehérje-koncentrátum, burgonyakeményítő, emulgeálószer
E 451, fűszerek, dextróz, antioxidáns E 301, ízfokozó E 621, tartósítószer
E 252, nitrites pácsó E 250)
− A Tej:
Szennyeződések a tejben: növényvédőszerek, aflatoxin, mikotoxinok,
gyógyszerek (mastitis – fejőgép !!), antibiotikumok, sugárzó anyagok,
fertőtlenítő szerek (fejőgép!!)
Tej- és tejtermék-gyártás
Tej 1,5 – 3,6%-os, tartós és féltartós tejek, homogénezett tej,
„reggeli ital”, „kakaós ital”, ízesített savóitalok,
Sajtok („kenhető élelmiszerkészítmények”, növényi zsíradék alapú
készítmények)
Vaj és vajkészítmények (vajas margarinok), túrókészítmények
Tejföl („frissföl”), joghurtok, kefírek
• Élelmiszeripar
- Ipari segédanyagok
Mivel állítólag a legfontosabb a FOGYASZTÓ - tájékoztassuk, de ne ijesszük meg:
E számok
„Az Európai Közösség az 1960-as években fejlesztette ki az élelmiszer-adalékanyagok
azonosítására az E-számozási rendszert, annak érdekében, hogy a soknyelvű
közösségben az élelmiszer-adalékanyagok nevének fordításából adódó problémák és
esetleges félreértések elkerülhetők legyenek, s hogy az élelmiszer-adalékanyagok
azonosítása és jelölése egyszerűbbé váljon.”
Színezékek (B100−E199)
Tartósítószerek (E200−E299)
Antioxidánsok és antioxidáns szinergisták (E300−E499)
Emulgeálók, stabilizálók, sűrítők és zselésítők (E400−E499, E1400-1499)
Savanyúságot szabályozó anyagok (E260−350)
Ízfokozók (E620−640 és 950−960)
Édesítőszerek (E950 – 970)
• Antioxidánsok
Az antioxidánsok úgy növelik az eltarthatóságot, hogy késleltetik az élelmiszerek
kémiai oxidáció okozta romlását (pl. a zsírok avasodását, a gyümölcsök
megbarnulását). Ezek az adalékok tehát kiegészítik a mikroorganizmusok okozta
romlást gátló tartósító-szerek hatását. (ld. Később)
• Csomósodásgátlók
Csomósodást és lesülést gátló anyagok csökkentik az élelmiszer önálló részeinek
egymáshoz tapadását, gátolják az élelmiszer részecskéinek vízfelvételét, elválasztják
az elemi szemcséket egymástól (pl.: talkum, Mg-szilikát, MgO, Na2CO3, sárga- és
vörösvérlugsó)
• Csomagológázok
Hajtó- és csomagológázok azok a levegőtől eltérő gázok, amelyeket az élelmiszer
betöltése előtt, alatt vagy után vezetnek be az élelmiszer csomagolásába, illetve azok
a levegőtől eltérő gázok, amelyek az élelmiszert körülvevő levegőt
a
csomagolóeszközből kiszorítják.
(N2, CO2, Ar, He, N2O, O2)
• Emulgeálóanyagok
Az emulgeátorok hatásmechanimusa a mosószerekéhez hasonlít. Lehetővé teszik
több - egyébként nem vegyíthető - fázis (pl. a víz és a zsír) összekeverését, és
stabilizálják a keverék állagát.
Az emulgeálósók (ömlesztősók) azok az anyagok, amelyek a sajtban lévő fehérjéket
folyékony állapotúvá alakítják, és a zsírt és más komponenseket egyenletesen
eloszlatják. Nagy jelentősége van a félkész és készételek, az instant (folyadékban
oldódó) termékek előállításánál. Felhasználásukkal nő a tészták gépi
megmunkálhatósága, könnyebb a megfelelő szemcsésség, a habosság vagy a
krémszerűség beállítása. Ezzel együtt alapanyag is megtakarítható, hiszen így az
anyagba több víz vagy levegő keverhető.
Az emulgeátorok felhasználási területe: pékáruk, édességek, öntetek,
desszertek,margarin, kolbász- és szalámifélék, fagylalt, stb.
(pl.: lecitinek, foszfátok, zsírsavak mono- és digliceridjei, szorbitán-monooleát és
palmitát, polioxetén-oleát, -sztearát, -palmitát, stb.)
• Fényezőanyagok
Fényezőanyagok (beleértve a kenőanyagokat is) azok az anyagok, amelyek az
élelmiszer külső felületén alkalmazva csillogó megjelenést adnak vagy védőbevonatot
képeznek. (pl. viaszok, sellak, paraffin)
• Színezékek (E-100-199)
Színezékek olyan anyagok, amelyek egy adott élelmiszernek,
illetve az élelmiszer fogyasztásra nem kerülő részének (pl. szár,
levél, esetenként a héj, burkolat) színt adnak, vagy az élelmiszer
eredeti színét helyreállítják.
E104 kinolinsárga
E102 tartrazin
E101 riboflafin
E106b Annato
E140 klorofill
E162 Betanin
• Antioxidánsok és antioxidáns
szinergisták (E300−E399)
aszkorbinsav
• Mesterséges édesítőszerek
Az élelmiszerek édes ízének kialakítására vagy asztali édesítőszerként használják.
Elsősorban a diabetikus és "light" termékek édesítésére alkalmazzák őket
ciklamát
aszpartam
xilit
acesulfam
sorbitol
sucralose
• Ízfokozók
Ízfokozók azok az anyagok, amelyek erősítik az élelmiszerek
meglevő ízét és zamatát, elnyomják az ízbeli hibákat, és
állandósítják az élelmiszer ízét. Növelhetik élvezeti értékét, de
túlfogyasztásra is ingerelhetnek. Ezek az adalékanyagok főleg olyan
termékek eladhatóságát segítik, amelyek az ízüket, aromájukat
kedvezőtlenül
befolyásoló
(rossz)
nyersanyagból
vagy
technológiával készültek.
Természetes ízfokozók: só, cukor, fokhagyma
Mesterséges: Na-, K-, Ca-5’-ribonukleotidok, inozinátok, guanilátok, glutamátok
Nátrium-glutamát
Nátrium-inozinát
• Savasságszabályozók
Étkezési savak azok az anyagok, amelyek növelik az élelmiszer savasságát és/vagy annak
savanyú ízt adnak. Lehetővé teszik egy élelmiszer savasságának pontos értékre történő
beállítását. Ide főleg a pufferanyagok (foszfátok, citrátok), valamint a lúgok és a savak
sorolhatók, pl.a foszforsav és sói (E338-341), a difoszfátok és polifoszfátok (E450-452,
E540-544).
• Stabilizálószerek
Stabilizátorok azok az anyagok, amelyek lehetővé teszik az élelmiszer fizikai-kémiai
állapotának megőrzését. Stabilizátorok azok az anyagok is, amelyek képesek két vagy több
nem elegyedő anyag homogén keverékének fenntartására az élelmiszerben, továbbá azok
az anyagok, amelyek stabilizálják, megőrzik, vagy erősítik az élelmiszer meglévő színét.
(pl.:guargumi, galaktán, glicerin, gumiarábikum, cellulózszármazékok)
• Sűrítőanyagok
A sűrítőanyagokat nemcsak besűrítésre és zselésítésre használják, hanem egyre gyakrabban az élelmiszer "optimális állagának" beállítására (így érik el pl. az italok kellő testességét, vagy a gumimacik élvezetes rághatóságát). A sűrítőanyagok szabályozzák a kész
öntetek viszkozitását, megakadályozzák a kakaórészecskék lerakódását a tejben, vagy vágható állagúra kocsonyásítják a vizet. Sok kalóriaszegény "light" terméknél "nélkülözhetetlen". (pl.:galaktán, glicerin)
• Térfogatnövelők
Térfogatnövelő szerek azok az anyagok vagy anyagkeverékek, amelyek gáz
képzodésével növelik a tészták térfogatát.
• Tömegnövelők
Tömegnövelő szerek azok az anyagok, amelyek növelik az élelmiszer tömegét anélkül,
hogy lényegesen növelnék annak hasznosuló energiatartalmát. (pl.:
cellulózszármazékok, gumiarábikum, dextrán)
• Zselésítőanyagok
pl.: karragén, pektin és származékai, gellángumi)
• Hordozóanyagok
A hordozó- és oldószereket más adalékok használatának megkönnyítésére
alkalmazzák. Saját technológiai hatásuk nincs, de alkalmazásukkal az adalékanyag
oldása, hígítása, szétoszlatása vagy másféle fizikai módosítása egyszerűbbé válik úgy,
hogy technológiai funkciója nem változik meg. (pl.: Szentjánoskenyérmag-list,
tragantmézga, Xantángumi, gumiarábikum)
• Hidrogénezett növényi olajok
Hidrogénezés – keményebb, zsírszerű termék
Olcsóbb nyersanyagok is jobban felhasználhatóvá válnak – pl. pálmaolaj
Felhasználók: Édesipar, cukrászat, élelmiszeripar, vendéglátóipar
„ Növényi alapú habok” ≠ tejszínhab
Sütőolajok: transz-zsírsavak (biológiai eredetű termékekben csak cisz!!!)
Margarinok
transz
cisz