Разработка технологической линии производства пшеничного хлеба с добавкой йодхитозана

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

В настоящее время производство функциональных продуктов питания является важной задачей в области пищевых технологий, поскольку образ жизни современного человека приводит к ухудшению здоровья всех слоев населения.

Одной из самых распространенных проблем является проблема дефицита йода. Эндемический зоб - самая распространенная в мире болезнь без учета инфекционных заболеваний. Недостаток йода в организме может привести к серьезным последствиям для организма, особенно в детском возрасте. Причем патологии щитовидной железы - это не единственное и не самое тяжелое следствие дефицита йода, так как недостаток йода в организме приводит к нарушению синтеза тиреоидных гормонов, которые регулируют и обеспечивают основной обмен в организме.

Основной метод профилактики йоддефицитных заболеваний - это йодирование продуктов питания, в частности хлеба и хлебобулочных изделий. Йодирование именно хлеба имеет ряд преимуществ относительно других продуктов питания. Хлеб является доступный и ежедневно потребляемым продуктом, который употребляется повсеместно и в течение 1 - 2 дней после покупки.

Так как ассортимент йодобогащенных хлебобулочных изделий в городе Нижний Новгород практически отсутствует, целью работы является разработка технологической линии производства пшеничного хлеба, обогащенного йодом для устранения и профилактики дефицита йода.

Для реализации поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

~ провести аналитический обзор научно-технической литературы, патентной информации;

~ обосновать выбор йодсодержащей добавки;

~ установить основные технологические параметры и технологию производства продукта;

~ произвести расчет аппарата;

~ выявить опасные и вредные производственные факторы и разработать мероприятия для обеспечения безопасных и безвредных условий труда;

~ произвести расчет системы приточно-вытяжной вентиляции;

~ рассчитать цену продукта и экономический эффект от реализации проекта.

1. Технико-экономическое обоснование

В качестве базового варианта технологичеcкой линии производства пшеничного хлеба с добавкой йодхитозана принята cущеcтвующая линия производства белого хлеба из муки 1 сорта на хлебозаводе ОАО «Каравай». В проекте предлагается введение в рецептуру йодхитозана.

2. Литературный обзор

2.1 Функциональные продукты питания. Хлебобулочные изделия лечебно-профилактичеcкого назначения

Функциональный пищевой продукт - специальный пищевой продут, предназначенный для cиcтематичеcкого употребления в cоcтаве пищевых рационов вcеми возраcтными группами здорового населения, обладающий научно обоcнованными и подтвержденными cвойcтвами, cнижающий риcк развития заболеваний, cвязанных c питанием, предотвращающий дефицит или воcполняющий имеющийся в организме человека дефицит питательных вещеcтв, сохраняющий и улучшающий здоровье за cчет наличия в его cоcтаве физиологически функциональных пищевых ингредиентов.

Для обогащения витаминами и/или минеральными веществами рекомендованы следующие группы пищевых продуктов:

- мука и хлебобулочные изделия;

- молочная продукция;

- напитки безалкогольные;

- cоковая продукция из фруктов (включая ягоды) и овощей (cоки, фруктовые и (или) овощные нектары, фруктовые и (или) овощные cокоcодержащие напитки);

- маcложировая продукция (маcла раcтительные, маргарины, cпреды, майонезы, cоуcы);

- cоль поваренная пищевая;

- зерновые продукты (готовые завтраки, готовые к употреблению экcтрудированные продукты, макаронные и крупяные изделия быcтрого приготовления);

- пищевые концентраты (киcели, напитки быcтрого приготовления, блюда, не требующие варки, концентраты каш быcтрого приготовления);

- продукты белковые из cемян зерновых, зернобобовых и других культур, а также пищевые продукты, предназначенные для отдельных групп наcеления:

- продукты детcкого питания;

- продукты диетичеcкого (лечебного и профилактичеcкого) питания;

- функциональные пищевые продукты;

- cпециализированные пищевые продукты, в том числе c заданным химичеcким cоcтавом.

Хлебобулочные изделия, в чаcтноcти хлеб, являютcя оcновными продуктами питания наcеления Роccии и cамыми удобными объектами, c помощью которых можно в нужном направлении корректировать питательную и профилактичеcкую ценноcть рациона.

Диетичеcкие хлебобулочные изделия, предназначенные для лечебного и профилактичеcкого питания делятcя на:

· Беccолевые хлебобулочные изделия предназначены для лиц c заболеваниями почек, cердечно-cоcудиcтой cиcтемы, гипертонией и при гормонотерапии.

· Хлебобулочные изделия c пониженной киcлотноcтью предназначены для лиц, cтрадающих гаcтритом и язвенной болезнью.

· Хлебобулочные изделия c пониженным cодержанием углеводов -- для больных cахарным диабетом, при ожоговых травмах, ожирении, ревматизме.

· Хлебобулочные изделия c пониженным cодержанием белка (безбелковые изделия) -- для питания больных c хроничеcкой почечной недоcтаточноcтью и другими заболеваниями, cвязанными c нарушением белкового обмена.

· Хлебобулочные изделия c повышенным cодержанием пищевых волокон предназначены для лиц, cтрадающих атонией кишечника, ожирением, а также для лиц, не имеющих противопоказаний для потребления такого хлеба.

· Хлебобулочные изделия c добавлением лецитина или овcяной муки предназначены для лиц, cтрадающих атероcклерозом, ожирением, заболеванием печени, нервным иcтощением, пониженной функцией кишечника.

· Хлебобулочные изделия c повышенным cодержанием йода рекомендуютcя при заболеваниях щитовидной железы, cердечно-cоcудиcтой cиcтемы, а также лицам, проживающим в районах c йодной недоcтаточноcтью.

2.2 Биохимия зерна пшеницы и пшеничной муки

Пшеничная мука сегодня является основополагающим сырьем, которое используется для выпечки хлебобулочных изделий. Её химический состав и качество готового продукта зависят от состава зерна, из которого она получена (таблица 1).

Таблица 1 - Химический состав зерна пшеницы

Наименование, (% в зерне)	Белки	Крахмал	Моно- и дисахариды	Клетчатка	Пентозаны	Липиды	Зола
Целое зерно (100)	16,06	63,07	4,32	2,76	8,10	2,24	3,45
Эндосперм (81,6)	12,9	78,82	3,54	0,15	2,72	0,68	1,19
Зародыш (3,24)	41,30	-	25,12	2,46	9,74	15,04	6,34
Оболочка с алейроновым слоем (15,16)	28,75	-	4,18	16,20	36,65	7,78	6,44

Плод хлебных злаков, состоящий из одного семени, называется зерновкой. Зерно пшеницы состоит из оболочек, эндосперма и зародыша - это основные части зерна, и они имеют различное биологическое значение и химический состав (рисунок 1).

Самая наружная оболочка зерна - плодовая, состоит из трех слоев клеток, как и семенная оболочка. Первый слой семенной оболочки образуется прозрачными клетками, второй содержит вещества, придающие цвет зерну, а третий - гиалиновый слой, состоит из непрозрачных набухающих клеток.

Рисунок 1 - Продольный разрез зерна пшеницы: 1 - зачаточный корешок; 2 - почечка; 3 - зародыш; 4 - щиток; 5 - эндосперм; 6 - алейроновый слой; 7, 8, 9, 10 - оболочки (плодовые и семенные); 11 - бородка

Зародыш - зачаток будущего растения. Он состоит из почечки, зачаточного корешка и щитка. Зародыш содержит много Сахаров, азотистых веществ, жира, витаминов и ферментов. При прорастании зерна питательные вещества поступают в зародыш через щиток.

Наиболее ценной частью зерна является эндосперм. Он представлен крупными тонкостенными клетками неправильной формы, которые содержат клеточные включения в виде крахмальных зерен. Также в нем различают периферический алейроновый слой, прилегающий к семенной оболочке. Клетки алейронового слоя крупные, имеют сильно утолщенные стенки и обогащены белками и липидами.

Муку высших сортов получают из эндосперма. При переработке зерна оболочки и зародыш удаляются. Также удаляется и алейроновый слой.

Белковые вещества играют значительную роль в процессе приготовления хлеба. Роль белковых веществ состоит в создании клейковинного каркаса, формировании газоудерживающей способности тестовой заготовки. Большое значение имеют водорастворимые белковые вещества, участвующие в микробиологических и ферментативных процессах, определяющих органолептические свойства продукта.

Белки пшеницы в соответствии с их растворимостью делятся на альбумины, глобулины, проламины и глютелины. Альбумины растворяются в воде, глобулины - в водных растворах различных солей, проламины - в 60 - 80% растворе этанола, а глютелины - в 0,1 - 0,2% растворах щелочей. В зерне пшеницы их содержится соответственно 2,4, 0,6, 4 и 4,4%. В состав белков также входят склеропротеины. Они содержатся в оболочках и периферических слоях зерна, выполняют структурную функцию и плохо усваиваются организмом. Современные методы выделения, фракционирования и характеристики белковых веществ доказали, что альбумин, глобулин, глиадин и глютенин не являются однородными индивидуальными белками. Их можно характеризовать как многокомпонентные фракции белкового вещества зерна, отличающиеся по электрофоретической подвижности, аминокислотному составу, способности агрегатироваться за счет дисульфидных связей и так далее.

Альбуминный комплекс зерна в основном состоит из ферментов. Глобулины отличаются более высоким содержанием лизина по сравнению с клейковинными белками (проламинами и глютелинами).

В зерне пшеницы больше всего проламина и глютелина, которые образуют клейковину. Характерной особенностью проламинов является высокое содержание глутаминовой кислоты и пролина. Особо можно отметить чрезвычайно низкое содержание в проламиновой и глютелиновой фракциях лизина.

Особенностью белков пшеницы является способность к формированию клейковины. Клейковина (глютен) - белковая часть пшеничной муки, остающаяся в виде эластичного сгустка после вымывания из теста водой крахмала. Составляющая часть клейковины - это запасные белки эндосперма - глютенины и глиадины.

Технологическое значение клейковины состоит в том, что она формирует тесто, образуя при набухании сплошную упругую сетку, соединяющую в компактную массу все компоненты муки. При внесении дрожжей в тесто в результате спиртового брожения выделяется СО2, который растягивает клейковину. Сначала сплошной комок теста начинает быстро увеличиваться в объеме (подниматься). К концу брожения тесто приобретает пористое строение. Разрыхленное тесто, состоящее из огромного числа пузырьков СО2, стенки которых образованы клейковиной, закрепляется в таком состоянии при выпечке, образуя характерную пористую структуру пшеничного хлебного мякиша.

Следует отметить, что только соединение глютенина и глиадина в одном комплексе создает клейковинный белок. Существует мнение, что формирование клейковины связано с особым способом образования дисульфидных связей между отдельными полипептидными цепями глютенина.

Глютенин пшеницы представляет собой сложную полимерную структуру с молекулярной массой 2·106 - 3·106, образованную низкомолекулярными белками, которые связаны между собой только продольными дисульфидными связями, формируя структуру линейного вида (рисунок 2, а). Другая белковая фракция - глиадин - представлена в основном единичными полипептидпыми цепями с внутримолекулярными дисульфидными мостиками (рисунок 2, б).



Рисунок 2 - Дисульфидные связи в глютениновой фракции (а) и в глиадиновой (б)

Предполагается, что полипептидные цепи глиадина в разных местах и разными связями соединяются с линейными полимерными фракциями глютенина, образуя сложную трехмерную сетку переплетающихся полипептидных цепей. В образовании такой сетки значительную роль, помимо ковалентных дисульфидных связей, играют водородные связи и ван-дер-ваальсовые взаимодействия. Именно невалентные взаимодействия, легко разрываемые и вновь возникающие при различных воздействиях на белок, определяют реологические свойства клейковины - упругость и эластичность.

Свойства вязкости и эластичности возникают вследствие растяжения достаточно гибких полипептидиых цепей и перемещения их относительно друг друга с последующим возвращением растянутых, но не закрученных полипептидпых цепей, в исходную конформацию. Причем чем больше высокомолекулярных субъединиц в глютелиновой фракции (? 60%), тем выше вязкоэластичные свойства клейковины. Всего в глютелинах обнаружено свыше 25 высокомолекулярных субъединиц, 3 - 5 из них присутствуют в каждом сорте пшеницы. В целом, около половины полипептидпых цепей клейковины связаны дисульфидиыми связями.

Образование клейковины основано и на сольватных и влагоудерживающих свойствах глиадиновой и глютениновой фракций. При взаимодействии с водой не растворимых в ней белковых молекул происходит их сольватация, молекулы воды могут проникать в структуру белка и удерживаться там за счет ван-дер-ваальсовых взаимодействий. Белок при этом увеличивает объем и массу, иными словами, «набухает». При этом и образуется эластичная клейкая масса, названная клейковиной. Будучи отмыта и отжата, клейковина, тем не менее, продолжает удерживать значительное количество воды.

Различают крепкую и слабую клейковину. Крепкая клейковина формирует тугое тесто, с трудом поддающееся растяжению диоксидом углерода. Слабое тесто, наоборот, плохо удерживает СО2, так как слабая клейковина не может создать в тесте белкового каркаса необходимой прочности.

Содержание клейковины в зерне и ее качественные параметры зависят от ряда факторов: генетических, свойственных сорту пшеницы, экологических и экзогенных. Под последними понимают физико-химические воздействия на зерно, муку или непосредственно клейковину.

Здесь лишь отметим некоторые. На качество клейковины большое влияние оказывают некоторые вещества, например:

· глутатион (восстановленная форма), содержащийся в большом количестве (до 0,45%) в зародыше зерна, а также в дрожжах (особенно старых);

· цистеин;

· протеолитические ферменты, вносимые вредителями;

· протеиндисульфатредуктаза, расщепляющая дисульфидные связи.

Количество сырой клейковины зависит также от степени гидратации белков. Мука, полученная из дефектного зерна, при нормальном содержании белка дает низкий выход сырой клейковины, так как гидрофильные свойства ее белков нарушены.

Углеводы играют важную технологическую роль при приготовлении хлеба, являясь основным источником энергии, а также субстратом для спиртового, молочнокислого и других типов брожения теста, влияют па газообразующую и сахаробразующую способности теста, формирование клейковинного каркаса и определяют многие показатели качества хлеба.

В муке (и в тесте) сахара разделяются на собственные сахара муки и сахара, накопленные в результате ферментативного гидролиза крахмала. Собственные сахара муки представлены моно- и полисахаридами: моносахариды - глюкоза, фруктоза; дисахариды - сахароза, мальтоза; полисахариды - крахмал, целлюлоза, гемицеллюлоза, слизи.

Крахмал, как видно из таблицы 1, является основным углеводом зерна пшеницы и муки. На его долю приходится около 63% от массы сухого вещества. В клетках крахмал образует зерна - гранулы размером от 2 до 180 мкм с характерной слоистостью. От особенностей строения, формы, размеров, количественного соотношения различных фракций, молекулярной структуры крахмальных зерен зависят их физико-химические свойства. Крахмал не является химически индивидуальным веществом, а состоит из структурных фрагментов двух полисахаридов - амилозы (18 - 25%) и амилопектина (75 - 82%), построенных из остатков глюкопиранозы и различающихся по строению и свойствам. Различия в строении амилозы и амилопектина представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Различия в строении амилозы и амилопектина

Наименование свойств	Амилоза	Амилопектин
Молекулярная масса	1,0·105 - 4·105	1,0·106 - 5·108
Растворимость при обработке зерен крахмала водой при температуре ниже 100?С	Растворима	Нерастворим
Стабильность раствора при хранении	Легко ретроградирует	Остается стабильным
Окраска йодного комплекса	Синяя	Фиолетовая
Способность связывать йод, %	18 - 20	0 -0,13
Число нередуцирующих концевых групп на молекулу	1	Несколько сотен
Отношение раствора к высшим спиртам	Выпадает в осадок в виде комплексного соединения	Остается в растворе
Действие в-амилазы	Расщепляется полностью	Расщепляется примерно на 50%
Пленкообразующая способность фракций	Эластичные пленки	Хрупкие пленки

В амилозе a-D-глюкопиранозные фрагменты связаны между собой a-1,4-О-гликозидными связями, причем полисахаридная цепь не содержит разветвленных участков (точек ветвления).

Амилопектин имеет разветвленное строение. Его молекула состоит из большого числа коротких цепочек, содержащих около 20 - 30 моносахаридных фрагментов. В пределах короткой цепочки остатки глюкозы соединены б-1,4-О-гликозидными связями.

В отличие от других широко представленных полисахаридов растений крахмал в растениях не выполняет никаких структурных функций. Напротив, в хлебе, крахмал является структурообразующим компонентом, поскольку при гидротермической обработке начинает проявляться способность крахмала набухать с последующим формированием структуры геля.

В присутствии воды водородные взаимодействия «крахмал-крахмал» заменяются па взаимодействия «крахмал-вода» (рисунок 3). Это приводит к разделению организованных цепей в зоне кристалличности и набуханию крахмала. Повышение температуры облегчает разрушение водородных связей между цепями крахмала и образование новых водородных связей между молекулами воды и гидроксильными группами крахмала. В конечном итоге происходит диспергирование крахмальных полимеров в растворе с переходом в вязкоколлоидное состояние, другими словами, происходит клейстеризация крахмала. Для пшеничной муки температура клейстеризации составляет 58-64?С.



Рисунок 3 - Схема набухания крахмала

При клейстеризации происходит разделение амилозы и амилопектина. Амилоза легко диффундирует из зерен крахмала. При охлаждении в результате стабилизирующих водородных взаимодействий молекулы амилозы самообъединяются в упорядоченные параллельные образования. Явление образования таких ассоциатов амилозных цепочек называется ретроградацией, или регрессом. Предполагается, что ретроградация крахмала является главной причиной черствения хлеба.

Из других полисахаридов в зерне пшеницы представлены пентозаны и целлюлоза. Клетчатка и гемицеллюлозы - главные составные части пшеничных диетических отрубей - пищевых волокон.

Пентозаны относятся к гемицеллюлозам, содержащимся в оболочечных частях зерна. При гидролизе пентозаны образуют только пентозы, обычно арабинозу и ксилозу. Пентозаны оказывают большое влияние на качество муки и теста вследствие их способности к гелеобразованию и повышенной способности к гидратации.

Целлюлоза (клетчатка) - это линейный полимер, состоящий из в-D-глюкопиранозных остатков, соединенных между собой в-1,4-О-гликозидными связями. Фрагменты в-D-глюкозы в молекуле целлюлозы повернуты относительно друг друга на 180°, что способствует образованию водородных связей между пиранозным кислородом одного фрагмента и гидроксильной группой при СЗ соседней в-D-глюкозы.

Такие водородные взаимодействия стабилизируют линейную структуру молекулы целлюлозы, препятствуя вращению расположенных рядом остатков глюкозы вокруг связывающей их О-гликозидной связи. В результате формируется жесткая линейная структура, определяющая высокую механическую прочность, устойчивость к химическому и ферментативному гидролизу нативной целлюлозы.

От углеводно-амилазного комплекса связано второе важнейшее свойство муки - газообразующая способность.

Газообразующая способность характеризуется количеством диоксида углерода, выделившегося за 5 ч брожения при температуре 30?С теста, приготовленного из 100 г муки, 60 мл воды, 10 г прессованных дрожжей. Двуокись углерода образуется вследствие спиртового брожения сахаров хлебопекарными дрожжами.

В начале брожения важную роль играют сбраживаемые сахара муки: глюкоза, фруктоза, сахароза, мальтоза. В связи с чем по мере брожения возрастает значение сбраживаемых сахаров, образующихся в результате действия амилолитических ферментов муки на крахмал. Следует отметить, что у хлебопекарных дрожжей в числе экзоферментов, выделяемых ими в процессе жизнедеятельности, амилазы отсутствуют. Активность дрожжей и интенсивность газовыделения зависят исключительно от состояния углеводно-амилазного комплекса муки.

В нормальном не проросшем зерне пшеницы содержится в достаточном количестве только в-амилаза, которая катализирует гидролиз крахмала по б-1,4-О-гликозидным связям, последовательно отщепляя от нередуцирующего конца в-мальтозу. Однако нередуцирующих участков, доступных для воздействия присутствующей в муке в-амилазы, явно недостаточно, чтобы обеспечить мальтозой дрожжевые клетки при приготовлении теста. В связи с чем важнейшей характеристикой качества муки, кроме содержания клейковины, является амилолитическая активность муки, которая связана с содержанием в муке б-амилазы.

б-Амилаза - водорастворимый глобулярный белок, металлопротеин, содержащий в качестве кофактора ионы кальция. Все б-амилазы устойчивы к действию протеолитических ферментов. б-Амилаза - эндофермент, действующий на внутренние а-1,4-О-гликозидные связи в любой части молекулы крахмала без какого-либо определенного порядка. В результате образуются декстрины, а количество нередуцирующих концов - мест атаки в-амилазы, существенно возрастает. Схема действия б- и в-амилаз на крахмал представлена на рисунке 4.

Рисунок 4 - Схема действия б-амилазы (1) и в-амилазы (2) на крахмал

Каталитический центр амилаз образован остатками гистидина, аспарагиновой или глутаминовой кислоты. Предполагается, что субстратный центр не перекрывается с каталитическим и образован несколькими фрагментами тирозина, который за счет водородных связей с пиранозным кислородом полисахарида фиксирует субстрат таким образом, что в каталитическом центре оказывается внутренняя О-гликозидная связь (рисунок 5, а).

Одновременное согласованное образование и расщепление связей в каталитическом центре амилазы показано на рисунке 5, б. После завершения этого процесса один из образующихся декстринов покидает каталитический центр, а структурно измененный каталитический центр занимает второй реагент - вода (рисунок 5, в).

Имидазольный фрагмент гистидина, обладая основными свойствами, формирует связь с водородом воды, при этом вода нуклеофильно активируется и конкурирует за образование связи с атомом углерода С1 глюкозного фрагмента.

Схема взаимодействия каталитического центра с водой представлена на рисунке 5, г. По окончании гидролитического процесса строение каталитического центра восстанавливается, а второй декстрин покидает каталитический центр.

Рисунок 5 - Схема действия б-амилазы

Как видно из схемы, представленной на рисунке 5, особую роль в осуществлении гидролиза гликозидных связей играют имидазольные фрагменты гистидина. Именно при их участии осуществляется перенос протона в каталитическом центре амилазы. Аналогичное строение и механизм действия имеют другие амилазы.

2.3 Брожение теста

Начиная с замеса, происходит спиртовое брожение - процесс сбраживания углеводов в отсутствии кислорода с образованием этанола и углекислого газа, вызываемый дрожжами. Спиртовое брожение осуществляется через целый ряд промежуточных продуктов с участием многочисленных ферментов.

Дрожжи, применяемые в хлебопекарном производстве, относятся к виду Saccharomyces cerevisiae. Дрожжи сбраживают глюкозу непосредственно, фруктозу - после её изомеризации в глюкозу фруктоизомеразой дрожжей. Сахароза предварительно превращается в глюкозу и фруктозу под действием в-фруктофуранозидазы дрожжей. При наличии мальтозы в среде дрожжевая клетка продуцирует мальтопермеазу, которая осуществляет транспорт мальтозы внутрь клетки, где она расщепляется ферментом б-глюкозидазой (мальтазой) на две молекулы глюкозы. Мальтопермеаза, фрктоизомераза и мальтаза являются адаптивными, тогда как ферменты, сбраживающие глюкозу и сахарозу, являются конститутивными.

Сбраживание глюкозы происходит по реакциям анаэробного гликолиза.

Первой стадией является фосфорилирование глюкозы с участием АТФ, катализируемое гексокиназой:

Глюкозо-6-фосфат изомеризуется под действием глюкозофосфатизомеразы во фруктозо-6-фосфат:



Образование фруктозо-1,6-дифосфата с участием фермента фосфофруктокиназы и АТФ:

Фруктозо-1,6-дифосфат распадается на две молекулы: глицеральдегид-3-фосфат и дигидроацетон-3-фосфат под действием фермента альдолазы:

Образовавшиеся дигидроксиацетонфосфат изомеризуется в глицеральдегид-3-фосфат с участием триозофосфатизомеразы:

Триозы находятся в равновесии, причем в равновесной смеси в большем количестве содержится дигидроксиацетонфосфат. Но поскольку в дальнейшие превращения включается только глицеральдегид-3-фосфат, равновесие постоянно смещается вправо, и весь дигидроксиацетонфосфат постепенно превращается в глицеральдегид-3-фосфат.

Окислительное фосфорилирование под действием глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы проходит в 3 стадии:

1. Фермент через фрагмент цистеина образует фермент-субстратный комплекс, который на второй стадии окисляется с участием НАДН:

2. Тиополуацеталь окисляется, перенося гидрид-ион на окисленную форму НАД+, при этом образуется тиоэфир:

3. Образовавшийся промежуточный фермент-субстратный комплекс присоединяет фрагмент фосфорной кислоты. Образуется 1,3-дифосфоглицерат:

Суммарная реакция:

1,3-Дифосфоглицерат является макроэргическим соединением, в связи с чем гидролиз макроэргической связи в 1,3-дифосфоглицерате сопряжен с фосфорилирофанием АДФ и образованием АТФ:

3-фосфоглицерат изомеризуется в 2-фосфоглицерат (фермент - фосфоглицератмутаза):

Обратимая реакция енолизации, в процессе которой от 2-фосфоглицерата отщепляется вода с образованием макроэргического фосфоенолпирувата. Реакция катализируется енолазой:

Перенос фосфатной группы от фосфоенолпирувата на АДФ с образованием пирувата и АТФ:

Пируват декарбоксилируется дрожжевой декарбоксилазой:

Восстановление ацетальделида под действием фермента алкогольделидрогеназы:

Суммарная реакция сбраживания глюкозы:

С6Н12О6 2С2Н5ОН + 2СО2 + 117,36 кДж

Также помимо спиртового брожения в пшеничном тесте протекают и другие виды брожения:

· молочнокислое;

· пропионовокислое;

· бутиленгликолевое;

· маслянокислое;

· ацетонобутиловое;

· ацетоноэтиловое.

Многие виды бактерий присутствуют в исходном сырье - муке, дрожжах - и их жизнедеятельность нередко оказывает влияние на свойства теста и хлеба. Вызываемые ими различные типы брожения обуславливают накопление в тесте различных побочных продуктов, которые могут как положительно, так и отрицательно влиять на качество продукта.

2.4 Состав и свойства обогащающей добавки

Для обогащения йодом продукта была выбрана йодсодержащая добавка «Йодхитозан». В составе добавки йод находится в органически связанной форме и стабилизирован в биосовместимой и биодеградируемой органической субстанции - хитозане, который в совокупности с НМ-В геллановой камедью при указанных количественных соотношениях образует порошок, отличающийся хорошей растворимостью в жидких средах. Ингредиенты заявляемой БАД наделены широким спектром биологических эффектов, в совокупности обеспечивающих оптимизацию йодного обмена: так, хитозан проявляет способность к селективному связыванию тяжелых металлов и органических соединений, блокирующих механизмы усвоения йода, пролонгирует эффекты лекарственных препаратов и биологически активных веществ, обладает иммуностимулирующей, антиоксидантной, бактериостатической активностью и образует термоустойчивые механически прочные гели. Ингредиенты БАД относятся к полисахаридам природного генеза, не оказывают побочных эффектов и сенсибилизирующего воздействия на организм при неограниченно длительном применении.

Состав добавки.

Биологически активная добавка к пище «Йодхитозан» для профилактики йодной недостаточности содержит:

- йод кристаллический,

- йодистый калий,

- НМ-В геллановая камедь,

- хитозан низкомолекулярный пищевой водорастворимый.

Хитозан - частично N-дезацетилированное производное хитина, линейный полисахарид, 2-амино-2-дезокси-в-D-глюкан. Его макромолекулы состоят из случайно-связанных в-(1-4)-D-глюкозаминовых звеньев и N-ацетил-D-глюкозамина.

Физические и химические свойства хитозана определяются строением его молекул, имеющих реакционноспособные амино- и гидроксильные группы:

Технологические свойства хитозана:

· растворимость;

· липкость;

· вязкость;

· эмульгирующая способность;

· комплексообразующая способность.

Медико-биологические свойства хитозана:

· биодеградируемость;

· биосовместимость;

· минимальная токсичность;

· липотропный и детоксицирующие эффекты;

· противовирусный, противогрибковый и противомикробный эффекты;

· антисклеротический эффект;

· антиокислительные свойства;

· способность регулировать углеводный обмен.

Хитозан может разлагаться под действием ферментов желудочного сока, поджелудочной железы и кишечника до низкомолекулярных компонентов, которые включаются в метаболические процессы организма. Биодеградация хитозана может происходить частично и под действием лизоцима, находящегося в слюне.

Хитозан как физиологическое вещество нетоксичен. Для человека относительный LD50 составил 1,33 г/день/кг веса человека, что для среднего человека с массой в 70 кг составит более 90 г/день.

По результатам комплексного анализа применения хитозана в лечебной практике врачей Японии была получена следующая информация. Хитозан способен понижать уровень липопротеидов низкой плотности и повышать уровень липопротеидов высокой плотности. Он обладает противовирусным, противогрибковым, противомикробным эффектами, поддерживает в норме уровень сахара в крови, способен очищать кровь от токсинов, устраняет побочные эффекты фармпрепаратов, увеличивает выносливость организма. По мнению японских врачей, хитозан оказывает корректировку центральной и автономной нервных систем. Продукты расщепления хитозана - ацетилглюкозамин и глюкозамин, всасываясь в кишечнике, достигают центра голода в гипоталамусе, активируют его, вызывая ощущение голода. Таким образом, прием хитозана способен повышать аппетит. Дополнительное назначение хитозана при лечении печени способствовало восстановлению функций клеток печени, при этом нормализовались показатели печеночных проб, улучшались показатели липидного состава крови, в том числе холестерина. Известно эффективное применение хитозана при гипертонической болезни, воспалительных заболеваниях желудочно-кишечного тракта. В онкологии хитозан может быть применен как вещество, способное концентрироваться вокруг раковых клеток и тормозить их действие, и как препарат, регулирующий иммунологическую активность организма. Кроме того, с использованием хитозана осуществляется доставка противоопухолевых препаратов в живой объект.

Установлены антисклеротический эффект хитозана, его антиокислительные свойства, способность регулировать углеводный обмен.

Как сказано выше, хитозан обладает способностью к комплексообразованию, что позволяет использовать его для получения БАД и пищевых продуктов, при создании новых технологий целевой доставки лекарств или функционального ингредиента в организм. Находясь в контакте с другими полимерами и являясь поликатионом, хитозан способен образовывать коллоидные полиэлектронные комплексы (ПЭК) с полианионами, например геллановой камедью. Комплексы образуются за счет взаимодействия аминогрупп хитозана и отрицательно заряженных групп сополимера за счет солевых связей.

С учетом способности взаимодействовать в условиях физиологических параметров (активная кислотность и температура) и образовывать продукты реакции с новыми свойствами хитозан рассматривается как перспективное соединение для решения важных фундаментальных и практических задач для получения полиэлектролитных комплексов, востребованных в биомедицине, получении БАД и пищевых продуктах при создании новых технологий целевой доставки лекарственного препарата или функционального ингредиента в организм. Высокий потенциал ПЭК на основе хитозана делает его привлекательным для решения насущных практических задач в пищевой технологии.

Хитозан, присутствуя в составе пищевых продуктов, положительно влияет на их биологическую ценность. Он относится к диетическим волокнам. Поступающий перорально как лечебно-профилактический препарат или компонент пищи, хитозан проявляет свойства энтеросорбента, иммуномодулятора, антисклеротического и антиартрозного фактора, регулятора кислотности желудочного сока, ингибитора пепсина.

Также хитозан имеет высокую терапевтическую и профилактическую активность при лечении и профилактике желудочно-кишечных заболеваний при полном отсутствии токсичности и других побочных действий. При его использовании наблюдалось улучшение клинического состояния, исчезали признаки диареи, улучшались биохимические показатели крови, и в 80 - 90% случаев наступало полное выздоровление.

В хлебобулочных изделиях хитозан применяют в коллоидном и твердофазном состояниях, при этом он оказывает влияние на свойства безопарного теста и хлебобулочных изделий, замедляет черствление хлеба, а изделия приобретают золотистую окраску, приятный вкус и аромат, мелкую равномерную пористость.

В состав «Йодхитозана» йод входит в комплексно-связанной форме, так как неорганические формы йода при длительном употреблении могут устранить лишь легкие формы йоддефицитных заболеваний. Органические формы йода отличаются лучшей усвояемостью, стабильностью, как на технологических этапах производства, так и при хранении продукта. Включение йода в комплекс позволяет уменьшить его токсичность, сохранив присущую ему биоактивность. Также йод, иммобилизованный на смешанной полимерной матрице (хитозан - геллановая камедь) прочно удерживается ею.

Геллановая камедь - Е418 - загуститель пищевого продукта, получаемый микробиологическим синтезом с помощью микроорганизмов Sphingomonas elodea на сахаросодержащих субстратах, содержащий основного вещества не менее 85,0%, представляющий собой желтовато-белый сыпучий порошок.

Геллановая камедь представляет собой гетерополисахарид линейного строения, состоящий из остатков в-D-глюкозы, в-D-глюкуроновой кислоты и б-L-рамнозы:



В пищевых системах кроме свойств загустителя проявляет себя как структурообразователь, стабилизатор, гелеобразователь.

НМ-В геллановая камедь, включенная в состав используемой добавки, обеспечивает длительное суспендирование эссенциальных микроэлементов за счет создания сложносплетенной сети текучего геля из крупных молекул в низкой концентрации. НМ-В геллановая камедь совместима с традиционным технологическим оборудованием, применяемым в молочной промышленности, диспергируется без образования комков, легко гидратируется и является термостабильной.

Способ приготовления «Йодхитозана» осуществляется следующим образом.

В раствор йода, который получен растворением 60 мг кристаллического йода в водном растворе 120 мг йодистого калия, вносят 2,5 г НМ-В геллановой камеди, тщательно перемешивают до получения гелеобразной массы. В полученную массу добавляют 2,5 грамма хитозана низкомолекулярного пищевого водорастворимого и перемешивают до получения гомогенной пластичной массы, которую высушивают при температуре 20-80?C, а затем измельчают в гомогенизаторе до частиц размерами не более 0,5 мм. Готовый продукт упаковывают в герметичную стеклянную или пластмассовую тару.

Приведенный способ производства «Йодхитозана» запатентован (патент РФ № 2380984), также утверждены ТУ и ТИ на хлеб и хлебобулочные изделия с ним.

Авторами работы были исследованы некоторые закономерности комплексообразования системы хитозан-йод-йодид калия. Комплексы хитозан-йод-йодид калия синтезировали двумя способами. В первом случае навеску хитозана предварительно растворяли в азотной кислоте при постоянном перемешивании и нагревании. Отдельно готовили раствор йода с добавлением йодида калия. Соотношение мольных концентраций йода и йодида калия [I2]/[KI] было постоянным и составляло 1:10. Далее смешивали растворы хитозана и йода/йодида калия. Молярные отношения [ХТЗ]/[I2] варьировали от 20/1 до 2/1. Концентрации ХТЗ в растворе составляла 0.005 моль/л. Синтез комплексов хитозана с йодом проводили при температуре ?5?С методом замораживания в течение суток. Об образовании аддукт судили по характерному фиолетовому окрашиванию. В данном случае комплекс образовывался только после выделения фазы хитозана из раствора. Во втором случае мелкоизмельченный порошок ХТЗ всыпали в предварительно подготовленный раствор йода с добавлением йодида калия в азотной кислоте и тщательно перемешивали до полного растворения с помощью магнитной мешалки. Выделенные продукты реакции были проанализированы спектрофотометрическими методами исследования. Электронные спектры растворов смесей «йод-йодид калия» и «хитозан-йод-йодид калия» приведены на рисунке 6.

Рисунок 6 - УФ спектр системы I2/KI (1) и комплекса хитозан-йод (2)

Исходя из данных УФ спектров видно, что при смешении хитозана с йодом в присутствии калия йодида формируется комплекс фиолетового цвета, разрушающийся при нагревании свыше 50?С. Согласно данным работы, комплекс хитозан-йод формирует агрегат с двухслойной цилиндрической структурой, составленной из внутренней полийодидной цепи, окруженной ансамблем кристаллоподобных протяженных хитозановых цепочек, соединенных сетью межмолекулярных водородных связей.

При температуре выше 50?С цилиндрическая структура начинает разрушаться и преобразуется в сферическую структуру из свободных хитозановых цепей, что по-видимому, связано с меньшей стабильностью комплекса при повышенной температуре.

При комнатной температуре полное разложение комплекса происходит в течение 10 суток (рисунок 7).

Рисунок 7 - Кинетика разложения комплекса хитозан-йод в азотной кислоте при комнатной температуре (л = 513 нм)

Согласно данным ИК-спектроскопии, основными центрами в хитозане, удерживающими полийодидную цепочку внутри хитозановой спирали, являются как гидроксильные, так и аминогруппы полисахарида.

Были изучены механизмы комплексообразования неорганических форм йода с биополимерами, было показано, что модификация хитозана йодом проводит к существенному снижению размеров диспергированных частиц биополимера.

Результаты измерений размеров хитозана и йодхитозана в сравнительном аспекте представлены в виде распределения, которое показывает долю частиц с данным диаметром.

Как показали результаты лазерного наноструктурного анализа, наиболее крупные частицы имеет хитозан - диаметром порядка 141,2 мкм. Модификация хитозана йодом приводит к существенному снижению размеров частиц, образуемой им дисперсии в воде, где диаметр частиц равен 4,5 мкм. Были изучены некоторые закономерности комплексообразования йода с природным полисахаридом хитозаном, а также было показано, что добавление второго полимера - полисахарида геллановой камеди - способствует стабилизации комплексного соединения и обеспечивает прочное удерживание йода хитозановой матрицей.

Методом ИК-спектрометрии установлено, что главными активными центрами комплексообразования в органоминеральном комплексе «хитозан-геллановая камедь-йод-иодид калия» («Йодхитозан») являются гидроксильные или аминогруппы хитозана, а также карбонильная группа геллановой камеди, способствующие стабилизации комплекса.

На основании данных метода молярных отношений был проведен расчет константы устойчивости полученных комплексных соединений. Константы устойчивости комплексных соединений составили 4,4·104 л/моль в комплексе «йод-гелановая камедь» и 8,1·104 л/моль в органоминеральном соединении «йод-хитозан». Константа устойчивости системы «хитозан-геллановая камедь-йод-йодид калия» составила 1,2·105 л/моль. Исследование разбавленных растворов данных полимеров в присутствии системы I2/KI позволяет утверждать, что устойчивость смешанного комплекса ХТ-ГК-I2/KI выше, чем комплексов ХТ-I2/KI и ГК-I2/KI.



Рисунок 8 - УФ спектры тонкой пленки фиолетового комплекса: 1 - ХТ-I2/KI и 2, 3 - ХТ-ГК-I2/KI, анализируемые после выдержки на воздухе в течение одних суток (1, 2) и 10 суток (3).

УФ спектры тонких пленок (рисунок 8), полученных из комплекса ХТ-ГК-I2/KI, свидетельствуют о повышении интенсивности как трийодидных, так и полийодидных полос поглощения с течением времени, что также говорит в пользу стабилизации смешанного комплекса по сравнению с йодидными комплексами индивидуальных полимеров.

Рисунок 9 - Кинетика выхода ионов йода I3- при длине волны 290 нм для комплексов: 1 - ГК-I2/KI, 2 - ХТ-I2/KI и 3 - смешанного комплекса

Кинетика выхода йода из пленочных материалов (рисунок 9) позволяет говорить о том, что именно в смешанном комплексе происходит прочное удерживание йода полимерной матрицей.

Сравнительная характеристика «Йодхитозана» и других йодсодержащих добавок

Известны следующие БАД для профилактики йоддефицита:

«Йодказеин» - содержит казеин (не менее 92%) и йод (не менее 7 - 9%). "Йодказеин" изготавливают на основе молочного белка. Для йодирования используют элементарный йод. «Йодказеин» используют для обогащения хлеба, при выработке молочных продуктов. Недостатком этой биологически активной добавки является наличие в составе ингредиентов, исключающих возможность применения данного вида БАД у той части населения, которая имеет аллергию к белкам коровьего молока, а также то, что длительное применение белков животного происхождения, в частности казеина, способствует сенсибилизации соответствующих систем организма.

«Фитойод» - содержит кристаллический йод (3,03 - 9,52%), йодистый калий (6,06 - 19,04%), пектин (30,30 - 47,62%) и дистиллированную воду (23,81 - 60,61%), может добавляться в сырье и полуфабрикаты на технологических стадиях производства хлебобулочных, мясных, колбасных, молочных, овощных и других сложных продуктов питания.

Биологически активная добавка «Фитойод» так имеет ряд недостатков:

· отсутствие ингредиентов, обеспечивающих суспендирование минеральных включений в объеме жидкого продукта;

· относительно узкий спектр биологических эффектов пектина, относящегося к полисахаридам растительного генеза.

Йодистый калий по ГОСТ 4232-74 применяется при недостатке йода в организме, для профилактики радиационного заражения, при лечении увеличения щитовидной железы, связанного с дефицитом йода. В пищевой промышленности используется для получения йодированной соли и при производстве йодированного хлеба и других продуктов питания. Недостатком йодистого калия является то, что он содержит йод в неорганической форме, которая крайне неустойчива в окружающей среде и способствует развитию зобных трансформаций.

Влияние на витаминный состав хлеба.

Приведены данные исследования содержания витаминов в пшеничном хлебе из муки первого сорта, обогащенном различными формами йода, в частности неорганическим (йодид калия) и органически связанным («Йодхитозан», «Йодказеин» и «Фитойод») (таблица 3).

Таблица 3 - Содержание витаминов в хлебе, обогащенном неорганическими и органически связанными формами йода

Наименование	Контроль	«Йодхитозан»	«Йодказеин»	«Фитойод»	Йодид калия
Содержание витаминов, мг/100 г
Ниацин (РР)	1,45±0,028	1,44±0,046	1,45±0,070	1,43±0,034	1,44±0,025
Рибофлавин (В2)	0,07±0,05	0,06±0,003	0,06±0,002	0,05±0,002	0,04±0,001
Тиамин (В1)	0,18±0,011	0,17±0,009	0,16±0,004	0,14±0,0037	0,15±0,0028
Различие с контролем, %
Ниацин (РР)	100%	-0,7	+2,8	-1,4	-0,9
Рибофлавин (В2)	100%	-14,2	-14,2	-28,6	-42,8
Тиамин (В1)	100%	-5,5	-11,1	-22,2	-16,6

Как видно из данных таблицы 3, йодид калия и «Фитойод» наиболее сильно снижают содержание витаминов РР, В1 и В2. «Йодхитозан» меньше индуцирует трансформацию витаминов по сравнению с йодированным белком.

Таким образом, эти данные позволяют выявить технологическое преимущество исследуемой добавки по сравнению с аналогами.

Влияние на трансформацию аминокислот.

Данные по содержанию аминокислот в хлебе, обогащенном различными формами йода, приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Содержание аминокислот в йодированных сортах хлеба, мг %

Наименование	Контроль	«Йодхитозан»	«Йодказеин»	«Фитойод»	Йодид калия
Незаменимые аминокислоты, мг%, в том числе:	У 2407	У 2379	У 2380	У 2335	У 2324
Валин	251	249	250	245	244
Изолейцин	401	397	398	396	395
Метионин+Цистеин	365	361	360	355	353
Треонин	295	290	291	285	284
Триптофан	71	68	69	63	62
Фенилаланин+ Тирозин	348	345	344	337	334
Лизин	191	188	186	181	180
Лейцин	485	481	482	473	470
Заменимые аминокислоты, мг%, в том числе:	У 4822	У 4788	У 4790	У 4746	У 4729
Аланин	245	240	241	235	233
Аргинин	270	265	267	261	259
Аспарагиновая кислота	300	297	295	290	291
Гистидин	171	168	167	160	155
Глутаминовая кислота	2305	2300	2301	2295	2291
Глицин	271	268	267	263	264
Пролин	1025	1020	1021	1015	1011
Серин	235	230	231	227	225
Общее количество аминокислот, мг%	У 7229	У 7167	У 7170	У 7081	У 7053

В хлебе, обогащенном «Йодхитозаном», сумма незаменимым аминокислот составила 2379 мг%, что на 1,1 ниже относительно аналогичных значений контроля. Это же значение хлеба, обогащенного «Йодказеином» отличается от такого для «Йодхитозана» на сотые доли единицы. Относительно низкий уровень незаменимых аминокислот отмечается в хлебобулочных изделиях, обогащенных «Фитойодом» и неорганической формой йода (йодид калия): содержание НАК составило соответственно 2335 и 2324 мг% - снижение на 3,0 и 3,4%.

Результаты расчета аминокислотного скора (АКС) и биологической ценности хлеба приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Аминокислотный скор разных сортов йодобогащенного хлеба

	Идеальный Белок ФАО /ВОЗ	Контроль/ скор, %	«Йодхитозан»/скор, %	«Йодказеин»/скор, %	«Фитойод» /скор, %	Йодид калия/ скор, %
Валин	50	38,6/77,2	38,3/76,6	38,5/76,9	37,6/75,3	37,5/75,0
Изолейцин	40	61,7/154,2	61,0/152,7	61,2/153,0	60,9/152,3	60,7/151,9
Метионин+ Цистеин	35	56,1/160,4	55,5/158,6	55,3/158,2	54,6/156,0	54,3/155,1
Треонин	40	45,3/113,4	44,6/111,5	44,7/111,9	43,8/109,6	43,6/109,2
Триптофан	10	10,9/109,0	10,4/104,0	10,6/106,0	9,7/97,0	9,5/95,0
Фенилаланин+ Тирозин	60	53,5/89,1	53,0/88,0	52,9/88,0	51,8/86,0	51,3/85,0
Лизин	55	29,3/53,0	28,9/52,0	28,6/52,0	27,8/50,6	27,7/50,3
Лейцин	70	74,6/106,6	74,0/105,7	74,1/105,9	72,7/103,9	72,3/103,2

Из данных, представленных в таблице 5, видно, что во всех исследованных образцах лимитирующей аминокислотой является лизин, что характерно для хлебобулочных изделий.

При этом в хлебе, обогащенном «Йодхитозан» и «Йодказеин», содержание его ниже на 1,0% относительно контроля, а в хлебопродуктах, обогащенных «Фитойодом» и йодидом калия на 2,4 и 2,7% соответственно.

Таким образом, приведенные выше данные также позволяют выявить технологические преимущества органически связанных форм йода, в частности «Йодхитозана».

Влияние на органолептические свойства хлеба

Органолептические и физико-химические показатели качества готовой продукции приведены в таблице 6.

Таблица 6 - Органолептические и физико-химические показатели качества готовой продукции

Показатели качества хлеба	Ближайший аналог	«Йодхитозан»
Внешний вид	Форма	Правильная, соответствует форме в которой производилась выпечка
	Поверхность	Без трещин и подрывов
	Цвет	Светло-желтый
Состояние мякиша	Пропеченность	Пропеченный, не влажный на ощупь
	Пористость	Мелкая, равномерная, развитая	Мелкая, равномерная, сильноразвитая
Вкус	Хлебный, свойственный данному виду изделий, без постороннего привкуса
Запах	Хлебный, свойственный данному виду изделий, без постороннего привкуса
Пористость, %	73	77
Кислотность, град	2,7	2,3
Удельный объем, см3/100г	270	300
Содержание йода, мкг/100г	13,3	11

Пшеничный хлеб с использованием «Йодхитозана» за счет антимикробного действия хитозана имеют замедленную скорость черствения и повышенный срок хранения. Внесение добавки в хлеб улучшает их традиционные показатели качества, придают функциональные свойства, повышают пищевую ценность.

Гигиенические характеристики добавки.

Гигиенические характеристики йодхитозана представлены в таблице 7.

Таблица 7 - Гигиенические характеристики

Биологически активные вещества, %, не менее:
йод	2 - 2,5
хитозан	59,5
Токсичные элементы, мг/кг, не более:
свинец	1,0
кадмий	0,1
мышьяк	0,2
ртуть	0,03
Пестициды, мг/кг, не более:
ГХЦГ (сумма изомеров)	0,5
ДДТ и его метаболиты	0,02
гептахлор	не допускается
алдрин	не допускается
Микробиологические показатели:
КМАФАнМ, КОЕ/г, не более	50 000
БКГП (колиформы) в 0,1 г	не допускается
E. coli в 0,1г	не допускается
патогенные микроорганизмы, в том числе сальмонеллы, в 25,0 г	не допускается
дрожжи плесени, КОЕ/г, не более	100

2.5 Йод в организме человека

Йод - химический элемент VII группы периодической системы Д.И.Менделеева, относящийся к галогенам.

Йод относится к группе веществ, которые постоянно содержатся в живых организмах, включаются в обмен веществ, входят в состав биологически активных соединений и являются незаменимыми.

Особое значение йода заключается в том, что он является неотъемлемым компонентом гормонов щитовидной железы - одной из важнейших желез эндокринной системы.

Основным источником поступления йода в организм являются пища и вода, которые потребляются человеком. Также поступление йода происходит и через легкие, что особенно важно в прибрежных морских районах. Малые количества йода попадают через кожу.

Как было сказано выше, йод поступает в организм через пищеварительный тракт. Неорганические соединения йода (йодиды) всасываются практически по всей длине желудочно-кишечного тракта, но наиболее интенсивно в тонком кишечнике. Процесс всасывания идет быстро, в течение получаса. Йодиды непрерывно покидают организм в основном через почки с мочой (до 90%). Небольшое количество выделяется с калом и совсем незначительное количество может выделяться с потом, слюной, желчью и через дыхательные пути.

Органически связанный йод, поступая через пищеварительный тракт в печень, под действием ферментов отщепляется и используется для синтеза гормонов щитовидной железы. В отличие от йодид-ионов механизм регулирования органического йода, поступающего извне, контролируется через систему гомеостаза, и его расщепление идет строго индивидуально: организм получает столько йода, сколько ему нужно. Излишний органический йод естественным образом выводится из организма, поэтому не наблюдается накопления йода и соответствующих негативных последствий.

Образование тиреоидных гормонов.

К тиреоидным гормонам относятся тетрайодтиронин или тироксин и трийодтиронин, которые продуцируются щитовидной железой:

Тироксин Т4

Трийодтиронин Т3

Щитовидная железа является самой крупной эндокринной железой человеческого организма, имеющей только внутрисекреторную функцию. Ее масса у взрослого человека составляет около 15 - 20 г. Щитовидная железа состоит из двух долей и перешейка, располагающихся на передней поверхности трахеи и по ее бокам. Иногда от перешейка отходит дополнительная пирамидальная доля. ЩЖ развивается из выпячивания середины дна первичной глотки. Ее закладка происходит на 15 неделе внутриутробного развития, к 18--20 неделе она начинает продуцировать тиреоидные гормоны.

Щитовидная железа состоит из клеток двух разных видов: фолликулярных и парафолликулярных (С-клетки). Фолликулярные клетки, продуцирующие тироксин (Т4) и трийодтиронин (ТЗ), формируют в железе многочисленные фолликулы, каждый из которых состоит из центральной полости, заполненной коллоидом, главной составляющей которого является белок тиреоглобулин, окруженной одним слоем кубовидных эпителиальных клеток. Парафолликулярные клетки продуцируют белковый гормон кальцитонин.