Большую часть азотистых веществ овощей и плодов составляют белки, которым обычно сопутствуют аминокислоты и амиды.
Кроме того, в растительном сырье содержатся и такие небелковые азотистые вещества, как нуклеиновые кислоты, аммиачные соли, нитриты, некоторые витамины. Азотистые вещества входят в соединение с сахарами, образуя глюкозиды.
Белки играют исключительно важную роль в питании. Они служат материалом для построения тканей человеческого организма.
Ф. Энгельс писал: «Жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования состоит по своему существу в постоянном самообновлении химических составных частей этих тел».
Белки являются также энергетическим материалом, обусловливающим наряду с углеводами калорийность пищевых продуктов. Средняя суточная потребность в белках составляет для взрослого человека 120 г.
Попадая в пищеварительный тракт человека, белки под действием протеолитических ферментов расщепляются до аминокислот, которые и усваиваются организмом. Не все аминокислоты имеют одинаковое значение для человека. Имеются так называемые незаменимые аминокислоты, которые не синтезируются в организме, но необходимы для нормального обмена веществ. К ним относятся лизин, триптофан, фенилаланин, лейцин, метионин, валин, треонин, изолейцин. Остальные аминокислоты могут образоваться в организме человека в результате взаимного превращения — переаминирования.
Усвояемость белков повышается после умеренной кулинарной обработки сырья. Длительное нагревание злечет за собой более глубокие изменения белков. При долгом воздействии высоких температур разрушаются содержащиеся в продукте аминокислоты. Поэтому режимы тепловой обработки необходимо подбирать с учетом степени денатурации белков.
Главным источником снабжения организма белком служат продукты животного происхождения. Белки этих продуктов являются полноценными. В овощах и плодах содержание азотистых веществ сравнительно невелико, однако продукты растительного происхождения занимают большую часть рациона. Поэтому в количественном отношении значительную часть всех потребляемых белков составляют растительные белки. Кроме того, овощи повышают усвояемость животных белков, поэтому в пищевом рационе обязательно должны сочетаться продукты животного и растительного происхождения.
Большинство плодов содержит менее 1% азотистых веществ. Только у некоторых ягод (смородина, земляника, малина) их количество доходит до 1,5%.
Белки некоторых овощей и картофеля являются полноценными. Вместе с тем в белках многих растительных культур отсутствует часть незаменимых аминокислот. Так, белки кукурузы не содержат лизина, в белках моркови триптофан имеется только в виде следов. Комбинируя в консервах различные овощи, можно компенсировать недостающие аминокислоты того или иного вида сырья.
Влияние белков на технологический процесс переработки сырья заключается в следующем.
Белки имеют огромные молекулы с очень большой молекулярной массой (от нескольких десятков тысяч до нескольких миллионов), поэтому их истинные растворы обладают рядом свойств, характерных для коллоидных растворов. Большая часть белков — как растительных, так и животных — имеет глобулярное (шаровидное) строение. В белковой глобуле полипептидные связи расположены в виде спирали, свернутой в форме клубка. Внутри спирали находятся гидрофобные (не связывающие воду) группы. На поверхности же глобулы содержатся гидрофильные группы, притягивающие воду. Благодаря наличию водной оболочки белки образуют стойкий коллоидный раствор.
Молекула белка, как и аминокислоты, дает в воде соединение типа HORH, являющееся амфотерным электролитом. Так как плодовый сок имеет кислую реакцию, то высокая концентрация ионов Н+ в дисперсионной среде препятствует высвобождению таких же ионов из молекул белков и способствует отделению от этих молекул ионов ОН—. Поэтому белки в плодовом соке носят положительный заряд.
Благодаря своим коллоидным свойствам белки, входящие в состав протоплазмы клетки, обусловливают ее полупроницаемость и явление тургора. При переработке сырья нередко сталкиваются с необходимостью повысить проницаемость протоплазмы, например, для более полного извлечения сока, для проникновения сиропа внутрь клеток при варке варенья и т. д.
Денатурация белков и разрушение образованной ими коллоидной системы могут быть вызваны нагреванием (свыше 50°С), действием кислот, солей, спирта, пропусканием электрического тока и т. п.
При нагревании возрастает интенсивность внутримолекулярных движений и усиливаются тенденции отдельных радикалов освободиться, изменяется конфигурация полипептидных цепей и происходит дегидратация. Гидрофильная в обычных условиях коллоидная система, образованная белками, переходит в гидрофобную. Молекулы денатурированного белка легко соединяются в агрегаты, образуя крупные нерастворимые частицы. Процесс является необратимым.
При добавлении кислоты, а также при пропускании электрического тока изменяется pH среды и может установиться равенство положительных и отрицательных зарядов в молекуле белка (изоэлектрическая точка), при котором белок обладает наименьшей растворимостью, а также наименьшей вязкостью растворов.
Добавление раствора соли, а также спирта вызывает обезвоживание белковых глобул, потерю ими гидрофильности, слипание в агрегаты и выпадение в осадок. Белки образуют также нерастворимые соединения с танином, чем иногда пользуются для осветления плодовых соков.
Из небелковых азотистых веществ в растительной ткани содержатся нуклеиновые кислоты, которые принимают участие в синтезе белков. Они состоят из пуриновых или пиримидиновых оснований, фосфорной кислоты и сахара. В зависимости от вида сахара различают кислоты рибонуклеиновую (РНК), содержащую рибозу, и дезоксирибонуклеиновую (ДНК), в состав которой входит дезоксирибоза.
ДНК содержится в ядрах клеток, определяет структуру синтезируемых белков и в известной мере наследственность. РНК находится как в ядрах, так и в протоплазме клеток и принимает участие в биосинтезе белков.