Физико-химические процессы, происходящие с пищевыми веществами при технологической обработке продуктов. Их роль в формировании качества продукции

4. Физико-химические процессы, происходящие с пищевыми веществами при технологической обработке продуктов. Их роль в формировании качества продукции

Рассмотрим физико-химические изменения, происходящие при приготовлении «Паприкаш из говядины».

При обжаривании, тушении и запекании говядины меняется форма, объем, масса, консистенция, сочность, органолептические показатели. Под действием высокой температуры при жарке и запекании, поверхностный слой продукта начинает обезвоживаться и под действием интенсивного подвода тепла к продукту, быстро повышается температура поверхностного слоя (глубокие слои – слабо). Вблизи поверхности происходят фазовые превращения воды в пар и ее испарение в окружающую среду. В этот момент температура поверхностного слоя не превышает 100° С [8].

Как только вода испарилась с поверхности, начинается повышение температуры поверхностного слоя. В результате процесса меланоединообразования, образуется корочка.

Тепловая денатурация мышечных белков начинается при 30–35° С. При 65° С денатурирует около 90% всех мышечных белков, но даже при 100° С часть их остается растворимыми. Наиболее лабилен основной мышечный белок – миозин. Миоглобин, придающий сырому мясу красный цвет при денатурации подвергается деструкции. Денатурация миоглобина сопровождается окислением ионов двухвалентного железа, входящего в активную группу молекулы этого белка (гем), до трехвалентного. При этом исчезает красная окраска мяса, образуется метмиоглобин серо-коричневого цвета. Белки саркоплазмы, представляющие собой концентрированный золь, в результате денатурации и последующего свертывания образуют сплошной гель. Белки миофибрилл (уже находящиеся в состоянии геля) при нагревании уплотняются с выделением влаги вместе с растворенными в ней веществами. Диаметр мышечных волокон при варке уменьшается на 36 – 42%. Чем выше температура нагрева, тем интенсивнее уплотнение волокон, больше потери массы и растворимых веществ. При жарке мясо прогревается только до 80 – 85° С в центре изделий, поэтому мышечные волокна уплотняются меньше, чем при запекании. Основные белки соединительной ткани – коллаген и эластин в процессе тепловой обработки ведут себя по-разному. Эластин устойчив к нагреву. Коллаген при нагревании в присутствии воды, содержащейся в мясе, претерпевает следующие изменения: при температуре 50 – 55° С коллагеновые волокна набухают, поглощая большое количество воды; при 58 – 62° С резко сокращается длина коллагеновых волокон, увеличивается их диаметр и они становятся стекловидными; процесс этот называется денатурацией или свариванием коллагена; при дальнейшем нагревании происходит деструкция коллагеновых волокон – распад их на отдельные полипептидные цепочки; коллаген превращается в растворимый глютин. Переход коллагена в глютин – основная причина размягчения мяса.

В состав говядины входят триглицериды (жиры) и очень небольшое количество (менее 1%) фосфолипидов, стеринов и стеридов. В процессе тепловой обработки мяса происходит плавление жира и частичный переход его в окружающую среду. При жарке мяса вытапливается от 40 до 60% содержащегося в нем жира. Жир, вытопившийся из мяса, а также добавляемый к мясу при жарке (растительное масло), может подвергаться гидролизу. Образующиеся при этом глицерин и жирные кислоты подвергаются глубокому расщеплению с образованием акролеина и других альдегидов, низкомолекулярных кислот и продуктов взаимодействия этих веществ, которые могут сообщать жареному мясу горьковатый привкус. Жир, остающийся в мясе после тепловой обработки, претерпевает незначительные изменения (плавление, частичный гидролиз триглицеридов и сложных липидов). Продукты гидролиза липидов оказывают влияние на формирование вкуса и аромата мяса, подвергнутого тепловой обработке [8].

В процессе приготовления «Паприкаша из говядины» часть содержащихся сахаров расщепляется. Образование золотистой корочки на кулинарных изделиях происходит за счет реакции меланоидинообразования. Под меланоидинообразованием понимают взаимодействие восстанавливающих сахаров (моносахариды и восстанавливающие дисахариды, как содержащиеся в самом продукте, так и образующиеся при гидролизе более сложных углеводов) с аминокислотами, пептидами, белками, приводящие к образованию темноокрашенных продуктов – меланоидов. В реакцию меланоидинообразования особенно легко вступают такие аминокислоты, как лизин, метионин, которых чаще всего не достает в растительных белках. После соединения с сахарами эти кислоты становятся недоступными для пищеварительных ферментов и не всасываются в желудочно-кишечном тракте.

Положительная роль реакции меланоидинообразования состоит в образовании аппетитной корочки на жареных, запеченных блюдах; побочные продукты этой реакции участвуют в придании готовым блюдам вкуса и аромата.

Основными причинами изменения цвета продуктов являются окислительные и другие превращения содержащихся в них полифенольных соединений, происходящие как ферментативным, так и неферментативным путем; полимеризация продуктов окисления полифенолов; сахароаминные (меланоидиновые) реакции, связанные с реакциями дегидратации; реакций окисления железа и т.д.

Изменение массы говядины при тепловой обработке является следствием двух противоположных процессов: набухания коллагена, которое сопровождается поглощением влаги; уменьшения гидратации мышечных белков в результате их денатурации и последующего уплотнения гелей (выпрессовыванию отделяемой влаги способствует сваривание коллагеновых волокон). При жарке, кроме того, происходит испарение влаги.

При жарке из мяса в окружающую среду переходит меньше растворимых веществ, чем при тушении.

Содержащиеся в мясе витамины относительно хорошо сохраняются при тепловой обработке. Наиболее устойчивыми являются витамины В₂ (рибофлавин) и РР (никотиновая кислота. Тиамин сохраняется в пределах 68 – 75%. Витамин В₆ (пиродоксин) менее устойчив, в жареном мясе его сохраняется 50%.

При жарке потери витаминов меньше, чем при тушении и запекании, вследствие меньшей продолжительности тепловой обработки [7]. Таким образом, говядина, подвергающаяся в нашем блюде и жарке, и тушению теряет значительную часть витаминов.

При кулинарной обработке часто значительно изменяются вкус и аромат, свойственные сырым продуктам. Иногда это обусловлено растворением веществ, содержащихся в продуктах и придающих им определенный вкус.

В жареных изделиях образуются летучие вещества, которые в сырых продуктах не содержатся. Это альдегиды, кетоны, сероводород, фосфористый водород, свободные низкомолекулярные жирные кислоты, меланоиды, продукты карамелизации и пирогенетического распада углеводов и белков.

Источником образования альдегидов является реакция меланоидинообразования. Сероводород образуется при постденатурационных изменениях белков вследствие отщепления от него метионина, цистина, цистеина. При расщеплении фосфатидов выделяется фосфористый водород.

В формировании вкуса и аромата готовых кулинарных изделий из мяса принимают участие практически все экстрактивные вещества, продукты глубокого расщепления его составных частей, липиды (жиры).

Прежде всего специфический мясной вкус бульонов и мясного сока, выделяющегося при жарке, обусловлен аминокислотами. Всего обнаружено 17–18 свободных аминокислот. Из них сладковатый вкус имеют: серии, глицин, триптофан, аланин, а горьковатый – тирозин, лейцин, валин. Особенно велика роль в формировании вкуса мяса глутаминовой кислоты, она в концентрации 0,03% дает ощущение мясного вкуса. Молочная и фосфорная кислоты дают ощущение кислого вкуса, а креатинин – горького. Все эти и другие вещества в сочетании формируют специфический мясной вкус. Еще более сложен состав летучих веществ, образующихся при жарке мяса.

При приготовлении данного блюда используются овощи: помидоры, лук репчатый, чеснок. По технологии данные продукты тушат.

При механической обработке овощей происходит некоторая потеря основных пищевых веществ (крахмала, азотистых, минеральных веществ, витаминов и др.). Большая часть их теряется с отходами при очистке. Некоторая часть теряется при промывании и в результате окислительных процессов (это касается аминокислот, витаминов и т.д.). В овощном сырье во время переработки происходят различные ферментативные и неферментативные процессы, существенно влияющие на качество готовых продуктов. К основным из них можно отнести: сахароаминные реакции между сахарами и свободными карбоксильными группами аминокислот; окислительные превращения полифенолов ферментативным и неферментативным путем; распад органических кислот, в том числе аскорбиновой; превращение углеводов пектиновых, ароматических и других соединений; окисление соединений железа и образование цветных комплексов. Эти процессы, как правило, всегда ухудшают цвет и аромат плодов и овощей и понижают их пищевую ценность. Поэтому при обработке их надо учитывать.

Термическая обработка способствует размягчению овощей и повышению усвояемости. Кроме того, температурная обработка приводит к гибели вредных микроорганизмов и разрушению токсинов, что обеспечивает безопасность продуктов, в первую очередь корнеплодов. При тепловой обработке разрушается ряд токсических веществ, например ингибиторы пищеварительных ферментов [8].

Наряду с позитивным влиянием тепловая обработка оказывает и негативное воздействие на пищевые продукты. При тепловой обработке разрушаются витамины и некоторые пищевые ингредиенты (белки, жиры, минеральные вещества) и могут образовываться вредные вещества.

В начальной стадии тепловой обработки овощей могут активизироваться содержащиеся в них ферменты, вызывающие те или иные изменения пищевых веществ. На определенном этапе тепловой обработки ферменты инактивируются, цитоплазма и мембраны вследствие денатурации белков разрушаются, отдельные компоненты клеточного сока и других структурных элементов клетки получают возможность взаимодействовать друг с другом. В результате окислительных, гидролитических и других процессов изменяется химический состав продуктов, их структурно-механические свойства и органолептические показатели. Подвергнутые тепловой кулинарной обработке овощи и плоды приобретают более мягкую консистенцию, легче раскусываются, разрезаются и протираются.

При тушении растительных продуктов, помимо термического распада пектина, происходит насыщение клеток водой – внедрение воды в белки, пектины, крахмал. В целом при тушении растительных продуктов часто происходит потеря воды.

Целью тепловой обработки овощей является размягчение продукта, повышение усвояемости основных пищевых веществ и обеспечение микробной безопасности.

Размягчение овощей обусловлено деструкцией клеточных стенок. Установлено, что в процессе тушения, а также предварительно обжаренного лука, глубоким изменениям подвергаются нецеллюлозные полисахариды клеточных стенок: гемицеллюлозы и пектиновые вещества, а также структурный белок экстенсин; целлюлоза при тепловой обработке плодов и овощей набухает. Нецеллюлозные полисахариды подвергаются деструкции, в результате которой образуются продукты, обладающие различной растворимостью. Именно степень деструкции полисахаридов и растворимость продуктов деструкции обусловливают изменение механической прочности ткани клеточных стенок овощей и плодов. Продукты деструкции, содержание неметоксилированные и неионизированные остатки галактуроновой кислоты, не обладают растворимостью или слабо растворимы, а продукты деструкции, содержащие метоксилированные и ионизированные остатки галактуроновой кислоты, растворимы. При тепловой обработке овощей в щелочной среде происходит деметоксилирование пектиновых веществ, при обработке в кислой среде деметоксилирование пектиновых веществ наблюдается в значительно меньшей степени, при обработке продуктов в присущей им среде деметоксилирование происходит под влиянием пектинметилэстеразы.

Наличие уроновых кислот в гемицеллюлозах позволяет говорить о возможности их деструкции подобно пектиновым веществам. Деструкция протопектина обусловлена в первую очередь распадом водородных связей между этерифицированными остатками галактуроновой кислоты и хелатных связей. Кроме того, идет гидролиз гликозидных связей. Важно, что распад водородных связей между этерифицированными остатками галактуроновой кислоты возможен при наличии определенного количества влаги. Особенность механизма деструкции клеточных стенок различных овощей определяется, прежде всего, степенью этерификации полигалактуроновой кислоты в протопектине.

При тепловой обработке овощей наряду с деструкцией протопектина происходит деструкция гемицеллюлоз также с образованием растворимых продуктов. Деструкция гемицеллюлоз начинается при более высоких температурах, чем деструкция протопектина – от 70 до 80 ⁰С. При более высоких температурах процесс усиливается. Экстенсин в процессе тепловой обработки подвергается деструкции с образованием растворимых продуктов. Механическая прочность овощей и плодов при этом несколько уменьшается.

Различная окраска сырых овощей зависит от находящихся в них красящих пигментов.

Бело-желтый цвет овощей зависит от группы красящих пигментов – флавонов, которые особенно ярко окрашиваются в желтый цвет в щелочной среде. Флавоны при соприкосновении с солями железа дают соединения, окрашенные в грязный зелено-коричневый цвет. Такое потемнение белых овощей (картофеля, белокочанной капусты, лука) может произойти при тушении или жарке их в плохо луженной железной посуде.

Красный цвета зависят от группы красящих пигментов – антоцианов, которые обладают различной стойкостью к воздействию температуры и неодинаковой растворимостью в воде. Поэтому овощи в зависимости от видов находящихся в них антоцианов могут не изменять свой цвет или различно изменять его при тепловой обработке. Желтый, оранжевый и красный цвета овощей зависят от группы красящих пигментов – каротиноидов, которые не растворяются в воде, а растворяются в жирах, окрашивая их в оранжевый или красноватый цвет. Каротиноиды устойчивы к изменениям температуры и среды, и поэтому овощи, содержащие их, не изменяют своего цвета при тепловой обработке.

При тепловой обработке овощей в большей или меньшей степени изменяются их масса и пищевая ценность (химический состав и усвояемость).

Вода в овощах почти полностью сохраняется. При тушении содержание воды уменьшается в большей или меньшей степени вследствие испарения.

Содержащиеся в овощах витамины при тепловой кулинарной обработке в той или иной степени разрушаются. Наиболее устойчивы к действию повышенных температур каротины. Витамины группы В частично переходят в отвар, частично разрушаются. Значительным изменениям подвергается витамин С, который частично переходит в отвар, а частично разрушается [8].

Похожие работы

Реферат по технологии приготовления пищи Венгерская кухня

Скачать

13021

0

0

... . Через 10 минут снять крышку и дать выкипеть лишней жидкости. Сметану взбить с ½ чайной ложки муки, добавить в соус и дать закипеть. Курицу подавать с рассыпчатым рисом или отварным картофелем. …В венгерской кухне обычно фигурируют 4 блюда, в которых главная роль отведена знаменитой паприке: гуляш, перкельт, токань и паприкаш. Гуляш- - что-то среднее между мясным соусом и мясным рагу. ...

Кухня народов мира

Скачать

21232

0

0

... поваров строго соблюдают. В России особенно полюбились «Штефания» и «Марика», а в самой Венгрии большой популярностью пользуется торт «Жужа». В то, чем она является сегодня, кухня Венгрии превратилась под влиянием других народов. Так в середине века она претерпела заметные изменения благодаря наплыву в страну итальянцев, свое влияние оказали и турки с французами. В результате этих воздействий ...

Технология татарской кухни

Скачать

77283

2

1

... урок по татарской кухне   Из-за развития массового производства, сегодня в семьях забывают народные традиции приготовления многих блюд. Поэтому очень важно воспитывать в детях любовь к кухне наших бабушек. Во время уроков технологии по татарской кухне ребята получают представление о таких блюдах, как кабартма, кыстыбый, куллама, бэлеш, бишбармак. Они также знакомятся с интересными историями их ...

Особенности и технологии грузинской кухни

Скачать

55751

6

4

... пюре и салатам из свежей капусты. У нас, на Кубани, трудно выделить какие-то особенности приготовления вторых блюд так как большинство их позаимствовано и из Русской, и из Украинской, и из Грузинской кухни. Единственная особенность характерная только Южным районам страны, что ни один из видов тепловой обработки мяса не обходится без овощей. Климатические условия же Кубани таковы, что овощи ...