Food composition and chemistry: miscellaneous bioactives and important reactions

Food composition and chemistry: miscellaneous bioactives and important reactions (खाद्य संरचना और रसायन: विविध जैवसक्रिय और महत्वपूर्ण प्रतिक्रियाएँ):-

Miscellaneous Bioactive Compounds in Food (भोजन में विविध जैवसक्रिय यौगिक):- Bioactives are naturally occurring compounds in foods that have physiological and health benefits beyond basic nutrition.

(जैवसक्रिय खाद्य पदार्थों में प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले यौगिक होते हैं, जिनके बुनियादी पोषण से परे कार्यिकीय और स्वास्थ्य लाभ होते हैं।)

i. Polyphenols (पॉलीफीनोल):-

Sources (स्रोत):- Tea, coffee, fruits (berries, grapes), cocoa, olive oil.

[चाय, कॉफी, फल (बेरीज, अंगूर), कोको, जैतून का तेल।]

Types (प्रकार):-

i. Flavonoids (फ्लेवोनोइड्स):- Quercetin, catechins, anthocyanins.

(क्वेरसेटिन, कैटेचिन, एंथोसायनिन।)

ii. Phenolic acids (फीनोलिक एसिड):- Caffeic acid, ferulic acid.

(कैफिक एसिड, फेरुलिक एसिड।)

Health Effects (स्वास्थ्य प्रभाव):- Antioxidant, anti-inflammatory, anticancer, cardioprotective.

(एंटीऑक्सीडेंट, सूजनरोधी, कैंसररोधी, कार्डियोप्रोटेक्टिव।)

ii. Glucosinolates (ग्लूकोसाइनोलेट्स):-

Sources (स्रोत):- Cruciferous vegetables (broccoli, cabbage, mustard).

[क्रूसिफेरस सब्जियाँ (ब्रोकोली, गोभी, सरसों)।]

Active Form (सक्रिय रूप):- Isothiocyanates (formed by enzymatic hydrolysis via myrosinase).

[आइसोथायोसायनेट्स (माइरोसिनेज के माध्यम से एंजाइमेटिक हाइड्रोलिसिस द्वारा निर्मित)।]

Benefits (लाभ:):- Anticarcinogenic, liver detoxification.

(कैंसररोधी, लीवर डिटॉक्सीफिकेशन।)

iii. Phytosterols (फाइटोस्टीरॉल):-

Sources (स्रोत):- Nuts, seeds, vegetable oils.

(मेवे, बीज, वनस्पति तेल।)

Effect (प्रभाव):- Lower blood LDL cholesterol by inhibiting cholesterol absorption.

(कोलेस्ट्रॉल अवशोषण को बाधित करके रक्त LDL कोलेस्ट्रॉल को कम करता है।)

iv. Carotenoids (कैरोटीनॉयड):-

Types (प्रकार):- β-carotene, lycopene, lutein, zeaxanthin.

(β-कैरोटीन, लाइकोपीन, ल्यूटीन, जिआक्सैंथिन।)

Sources (स्रोत):- Carrots, tomatoes, spinach, maize.

(गाजर, टमाटर, पालक, मक्का।)

Benefits (लाभ):-

> Pro-vitamin A activity (β-carotene).

[प्रो-विटामिन A गतिविधि (β-कैरोटीन)।]

> Eye health (lutein, zeaxanthin).

[नेत्र स्वास्थ्य (ल्यूटीनन, जिआक्सैंथिन)।]

> Antioxidant protection (lycopene).

[एंटीऑक्सीडेंट सुरक्षा (लाइकोपीन)।]

v. Tannins (टैनिन):-

Sources (स्रोत):- Tea, wine, grapes, legumes.

(चाय, वाइन, अंगूर, फलियाँ।)

Effects (प्रभाव):- Antioxidant, antimicrobial, but can reduce iron absorption (anti-nutritional at high levels).

[एंटीऑक्सीडेंट, रोगाणुरोधी, लेकिन आयरन अवशोषण को कम कर सकते हैं (उच्च स्तर पर पोषण-विरोधी)।]

vi. Saponins (सैपोनिन):-

Sources (स्रोत):- Legumes (soybean, peas), oats.

[फलियाँ (सोयाबीन, मटर), जई।]

Function (कार्य):- Antimicrobial, cholesterol-lowering.

(रोगाणुरोधी, कोलेस्ट्रॉल कम करने वाला।)

vii. Alkaloids (एल्कलॉइड):-

Examples (उदाहरण):- Caffeine (coffee, tea), theobromine (cocoa), capsaicin (chili).

[कैफीन (कॉफी, चाय), थियोब्रोमाइन (कोकोआ), कैप्साइसिन (मिर्च)।]

Role (भूमिका):- Stimulant, thermogenic, analgesic.

(उत्तेजक, थर्मोजेनिक, एनाल्जेसिक।)

viii. Organosulfur Compounds [ऑर्गेनोसल्फर यौगिक]:-

Sources (स्रोत):- Garlic, onion (allium family).

[लहसुन, प्याज (एलियम कुल)।]

Examples (उदाहरण):- Allicin, diallyl sulfide.

(एलिसिन, डाइएलिल सल्फाइड।)

Effects (प्रभाव):- Antibacterial, cardioprotective, anticancer.

(जीवाणुरोधी, कार्डियोप्रोटेक्टिव, कैंसर विरोधी।)

ix. Prebiotics and Probiotics (प्रीबायोटिक्स और प्रोबायोटिक्स):-

Prebiotics (प्रीबायोटिक्स):- Inulin, fructooligosaccharides (FOS) – promote growth of beneficial gut bacteria.

(इनुलिन, फ्रक्टोओलिगोसेकेराइड्स (FOS) - लाभकारी आंत बैक्टीरिया के विकास को बढ़ावा देते हैं।)

Probiotics (प्रोबायोटिक्स):- Live microorganisms like Lactobacillus, Bifidobacterium – improve gut health.

(लैक्टोबैसिलस, बाइफिडोबैक्टीरियम जैसे जीवित सूक्ष्मजीव - आंत के स्वास्थ्य में सुधार करते हैं।)

Important Reactions in Food Chemistry (खाद्य रसायन विज्ञान में महत्वपूर्ण अभिक्रियाएँ):- These are chemical changes that occur during processing, storage, or cooking and influence food quality, safety, and nutrition.

(ये रासायनिक परिवर्तन हैं जो प्रसंस्करण, भंडारण या खाना पकाने के दौरान होते हैं और खाद्य गुणवत्ता, सुरक्षा और पोषण को प्रभावित करते हैं।)

i. Maillard Reaction (मेलार्ड अभिक्रिया):-

Reactants (अभिकारक):- Reducing sugar + Amino acid.

(अपचायी शर्करा + अमीनो एसिड।)

Stages (चरण):-

Early (प्रारंभिक):- Formation of Schiff base.

(शिफ बेस का निर्माण।)

Intermediate (मध्यवर्ती):- Amadori rearrangement.

(अमाडोरी पुनर्व्यवस्था।)

Final (अंतिम):- Brown pigments (melanoidins).

[भूरे रंग के वर्णक (मेलेनोइडिन)।]

Importance (महत्व):-

> Produces flavor, aroma, and color (e.g., baked bread crust).

[स्वाद, सुगंध और रंग पैदा करता है (जैसे, पके हुए ब्रेड क्रस्ट)।]

> Can lead to acrylamide (a potential carcinogen).

[एक्रिलामाइड (एक संभावित कार्सिनोजन) का कारण बन सकता है।]

ii. Caramelization (कारमेलाइजेशन):-

Definition (परिभाषा):- Sugar decomposition by heat (without nitrogen source).

[गर्मी से शर्करा का अपघटन (नाइट्रोजन स्रोत के बिना)।]

Temperature (तापमान):- Begins ~160°C.

(~160°C से शुरू होता है।)

Example (उदाहरण):- Browning of caramel, roasted sugar flavor.

(कारमेल का भूरा होना, भुनी हुई शर्करा का स्वाद।)

iii. Lipid Oxidation (लिपिड ऑक्सीकरण):-

Process (प्रक्रिया):- Unsaturated fatty acids + O₂ → Peroxides → Aldehydes, ketones (off-flavors).

[असंतृप्त वसा अम्ल + O₂ → परोक्साइड → एल्डिहाइड, कीटोन (ऑफ-फ्लेवर)।]

Catalysts (उत्प्रेरक):- Heat, light, metal ions (Fe²⁺, Cu²⁺).

[गर्मी, प्रकाश, धातु आयन (Fe²⁺, Cu²⁺)।]

Inhibition (अवरोध):- Antioxidants (vitamin E, BHA, BHT).

[एंटीऑक्सीडेंट (विटामिन E, BHA, BHT)।]

iv. Enzymatic Browning (एंजाइमेटिक ब्राउनिंग):-

Cause (कारण):- Polyphenol oxidase (PPO) catalyzes oxidation of phenolics → quinones → brown pigments.

[पॉलीफीनोल ऑक्सीडेज (PPO) फीनोलिक्स → क्विनोन → ब्राउन पिगमेंट के ऑक्सीकरण को उत्प्रेरित करता है।]

Examples (उदाहरण):- Apples, potatoes when cut.

(सेब, आलू जब काटे जाते हैं।)

Control (नियंत्रण):- Blanching, acid pH, ascorbic acid.

(ब्लांचिंग, एसिड pH, एस्कॉर्बिक एसिड।)

v. Non-Enzymatic Browning (गैर-एंजाइमी ब्राउनिंग):-

> Includes Maillard reaction and caramelization.

(इसमें मेलार्ड अभिक्रिया और कैरामेलाइजेशन शामिल है।)

> Occurs in dry foods or during baking, roasting.

(सूखे खाद्य पदार्थों में या बेकिंग, भूनने के दौरान होता है।)

vi. Protein Denaturation (प्रोटीन विकृतीकरण):-

Agents (एजेंट):- Heat, acid, alkali, alcohol, mechanical force.

(गर्मी, एसिड, क्षार, अल्कोहल, यांत्रिक बल।)

Effect (प्रभाव):- Loss of tertiary structure → coagulation (e.g., egg white turning solid when cooked).

[तृतीयक संरचना को क्षति → जमाव (उदाहरण के लिए, अंडे का सफेद भाग पकने पर ठोस हो जाना)।]

vii. Starch Gelatinization (स्टार्च जिलेटिनाइजेशन):-

Process (प्रक्रिया):- Heating starch in water → granules swell → amylose leaches → thick paste.

(स्टार्च को पानी में गर्म करना → दाने फूलना → एमाइलोज निक्षालन → गाढ़ा पेस्ट।)

Application (उपयोग):- Cooking rice, making sauces.

(चावल पकाना, सॉस बनाना।)

viii. Retrogradation (प्रतिगमन):-

Definition (परिभाषा):- Reassociation of gelatinized starch on cooling → firming/staling.

(ठंडा होने पर जिलेटिनाइज्ड स्टार्च का पुनः संयोजन → दृढ़ीकरण/स्टालिंग।)

Implication (आशय):- Bread staling, texture loss in cooked rice.

(ब्रेड का बासी होना, पके हुए चावल में बनावट का नुकसान।)

ix. Fermentation (किण्वन):-

Types (प्रकार):- Alcoholic (yeast), lactic acid (yogurt), acetic acid (vinegar).

[अल्कोहल (खमीर), लैक्टिक एसिड (दही), एसिटिक एसिड (सिरका)।]

Importance (महत्व):- Preserves food, enhances flavors, improves digestibility and nutrition.

(भोजन को सुरक्षित रखता है, स्वाद बढ़ाता है, पाचनशक्ति और पोषण में सुधार करता है।)

x. Hydrolysis (जल अपघटन):-

Examples (उदाहरण):-

i. Sucrose → Glucose + Fructose (by invertase).

[सुक्रोज → ग्लूकोज + फ्रुक्टोज (इनवर्टेज द्वारा)।]

ii. Protein → Peptides + Amino acids (by proteases).

[प्रोटीन → पेप्टाइड्स + अमीनो एसिड (प्रोटीएज द्वारा)।]

Used in (उपयोग):- Brewing, digestion, flavor production.

(शराब बनाना, पाचन, स्वाद उत्पादन।)