2.2 Жиры
Термин «жиры» в кулинарной практике объединяет широкий круг пищевых продуктов. К ним относят:
* жиры животного происхождения — говяжий, бараний, свиной жиры, свиное сало, сливочное масло и др.;
* жиры растительного происхождения — подсолнечное, кукурузное, соевое, хлопковое, оливковое и другие масла;
* маргарины и кулинарные жиры — Украинский, Белорусский, кулинарный, Прима и др.
Жиры играют важную роль в питании человека: они являются источником энергии (9 ккал/г), выполняют пластическую функцию, с ними организм получает комплекс незаменимых веществ (жирорастворимые витамины, полиненасыщенные жирные кислоты и др.) и т. д.
При приготовлении пищи жиры используются, как:
* антиадгезионное средство, уменьшающее прилипание продуктов к греющей поверхности при жарке;
* теплопроводящая среда при жарке (особенно во фритюре);
* растворители каротинов и ароматических веществ (пассерование моркови, томата, лука и т. д.);
* составная часть рецептур ряда соусов (майонез, голландский, польский и др.);
* структурообразователи песочного, слоеного теста и т. д.
Широкое использование жиров при жарке кулинарной
продукции объясняется следующим:
жарочная поверхность разогревается до температуры 280—300°С, и продукт на такой поверхности сразу начинает подгорать; жиры, обладая плохой теплопроводностью, понижают эту температуру до 150—180°С, обеспечивая образование румяной корочки поджаривания;
жарочная поверхность аппаратов характеризуется неравномерностью температурного поля (от 200 до 300°С), а жиры выравнивают его и обеспечивают равномерное поджаривание продуктов;
* часть жира поглощается поверхностным слоем продукта, повышает его калорийность, участвует в формировании вкуса и аромата жареных изделий.
По химической природе жиры (глицериды или ацилгли-церины) представляют собой сложные эфиры трехатомного спирта — глицерина и высокомолекулярных жирных (карбоно-вых) кислот. Жиры составляют основную массу липидов (до 95—96%). Свойства жиров определяются составом жирных кислот, которые могут быть насыщенными (пальметиновая, стеариновая) и ненасыщенными, или непредельными (олеиновая, линолевая, линоленовая, арахидоновая).
При любом способе тепловой обработки в жирах происходят как гидролитические, так и окислительные изменения обусловленные действием на жир высокой температуры, воздуха и воды. Преобладание того или иного процесса зависит от температуры и продолжительности нагревания, степени воздействия на жир воды и воздуха, а также от присутствия веществ, способных вступать с жиром в химические взаимодействия.
Изменение жиров при варке и припускании продуктов. Содержащийся в продуктах жир в процессе варки плавится и переходит в бульон. Количество выделившегося жира зависит от его содержания и характера отложения в продукте, продолжительности варки, массы кусков и других причин. Так, из мяса при варке извлекается до 40% жира, из костей — 25—40%. Тощая рыба при припускании теряет до 50% жира, средней жирности — до 14%.
Основная масса извлеченного жира собирается на поверхности бульона и лишь небольшая часть (до 10%) его эмульгирует, т. е. Распределяется в жидкости в виде мельчайших шариков. Присутствие эмульгированного жира в бульоне — явление нежелательное, так как бульон становится мутноватым Кроме того, в результате эмульгирования значительно увеличивается поверхность соприкосновения жира с кипящей водой, что создает благоприятные условия для его гидролиза. Степень эмульгирования жира при варке бульона находится в прямой зависимости от интенсивности кипения и количества жидкости по отношению к продукту.
Гидролиз жира протекает в три стадии:
*первая — из триглицерида в присутствии воды образуются диглицерид и жирная кислота;
* вторая — из диглицерида образуются моноглицерид и жирная кислота;
* третья — из моноглицерида образуются глицерин и жирная кислота.
Присутствующие в варочной среде поваренная соль и органические кислоты способствуют гидролизу жира. Накапливающиеся в результате гидролиза жирные кислоты образуют с ионами калия и натрия, которые всегда присутствуют в бульонах, мыла, придающие бульонам неприятный салистый вкус. Для снижения степени гидролиза жира и сохранения качества бульонов необходимо не допускать бурного кипения бульонов, снимать излишки жира с поверхности, солить бульон в конце варки.
При варке продуктов контакт жира с кислородом воздуха граничен, поэтому окисляется лишь часть жирных кислот, окисление идет неглубоко (с образованием перекисных соединений и монооксикислот).
Изменение жиров при жарке продуктов основным способом. При жарке продуктов основным способом (с небольшим количеством жира) часть жира теряется. Эти потери называются угаром. Угар складывается из жира, который теряется в результате разбрызгивания, и потерь вследствие дымообразо-вания. Разбрызгивание вызывает интенсивное кипение влаги, содержащейся в жире и выделяющейся из продуктов. Большой угар дают жиры, содержащие влагу,— маргарин и сливочное масло. Интенсивно выделяют влагу при обжаривании полуфабрикаты, богатые белками (мясо, птица, рыба). На степень разбрызгивания жира влияет связь влаги в продукте. Так, при обжаривании сырого картофеля угар жира значительно больше, чем при обжаривании предварительно сваренных клубней.
Дымообразование связано с глубоким разложением жира при нагревании его до высокой температуры (170—200°С). Температура дымообразования зависит от вида жира, скорости нагревания его, величины греющей поверхности и ряда других факторов. Для жарки лучше использовать жиры с высокой температурой дымообразования — пищевой саломас (230°С), свиное сало (220°С) и др. Менее подходят для этой цели растительные масла с низкой температурой дымообразования (170— 180°С).
Одновременно с угаром жира происходят частичное поглощение его обжариваемыми продуктами. Количество поглощенного жира зависит также от влажности его и продукта, характера выделяемой из него влаги Так, продукты, содержащие много белка (мясо, птица, рыба), поглощают мало жира, так как этому препятствует влага, выделяющаяся при денатурации белков. В предварительно сваренном картофеле влага связана крахмалом и жира впитывается больше, чем при обжаривании сырого картофеля. Чем мельче нарезка картофеля, тем больше он поглощает жира.
Основная масса впитываемого жира накапливается в корочке обрабатываемого продукта. При жарке мяса, рыбы и птицы поглощаемый ими жир эмульгируется в растворе глютина, образовавшегося при расщеплении коллагена. При этом продукт приобретает дополнительную сочность и нежность.
Поглощенный жир в самом продукте изменяется мало, ц0 оставшийся в посуде может претерпеть некоторые изменения гидролитического и окислительного характера. Частичный гидролиз жира происходит за счет влаги, содержащейся в самих продуктах. Несмотря на значительный контакт с кислородом воздуха (аэрацию) и действие высоких температур (140—200°С) глубоких окислительных изменений в жире не наблюдается, поскольку невелика продолжительность нагревания и жир повторно не используется. Изменения жиров при жарке основным способом заключаются, главным образом, в образовании пероксидов и гидропероксидов (перекисей и гидроперекисей), в разложении глицерина до акролеина. Акролеин обладает резким неприятным запахом, который вызывает раздражение слизистых оболочек носа, горла и слезотечение.
Изменение жиров при жарке продуктов во фритюре. Особенно заметно жиры изменяются при жарке продуктов во фритюре, так как подвергаются длительному нагреванию. Кроме того, мелкие частицы продукта и панировка часто остаются в жире и сгорают, а образующиеся при этом вещества каталитически ускоряют разложение жира.
При жарке во фритюре преобладают окислительные процессы. В первую очередь окисляются жиры, в состав которых входят непредельные жирные кислоты, имеющие в молекуле двойные связи. Вначале по месту разрыва двойных связей образуются пероксиды и гидропероксиды (первичные продукты окисления). Эти соединения являются высокоактивными и вскоре распадаются с образованием промежуточных (спирты, альдегиды, кетоны, эпокиси), а затем вторичных (дикарбонильные соединения, ди- и полиоксикислоты, производные кислот с двумя сопряженными двойным связями и др.) продуктов окисления. Накапливающиеся продукты окисления склонны к реакциям полимеризации и поликонденсации, о чем свидетельствует увеличение вязкости жира.
Кроме окислительных процессов, в жирах при фритюр-ной жарке частично идут и гидролитические процессы за счет влаги обжариваемых продуктов.
Физико-химические изменения, происходящие в жире при жарке, приводят к изменению его цвета, вкуса и запаха. Одна из причин появления темной окраски и ухудшения вкуса — реакция меланоидинообразования. Источником аминных групп для этого процесса могут служить обжариваемые продукты и фосфатиды нерафинированных масел.
Чтобы замедлить процессы, нежелательные во фритюр-дайре, и дальше использовать его, следует соблюдать ряд правил.
1.Выдерживание необходимого температурного режима (160-1900С).Если жир нагрет слишком сильно, на поверхности продукта быстро образуется поджаристая корочка, хотя внутри он остается сырым. Если жир нагрет недостаточно, процесс жарки затягивается, что приводит к высыханию изделий. Для каждого вида кулинарной продукции имеется оптимальная температура жарки. Фритюр с меньшей температурой применяют для жарки продуктов с большим содержанием влаги (тельное из рыбы, котлеты фаршированные из кур и др.). Фритюр с температурой 170—180°С используют для жарки предварительно отваренного мяса и субпродуктов (баранья и телячья грудинка, мозги, телячьи и свиные ножки и др..), с температурой 180—190°С — для жарки пирожков, чебуреков, пончиков, крекеров и других изделий. Недопустим нагрев жиров выше 190°С, так как в результате сильного разложения (пиролиза) жиров резко возрастает концентрация токсичных продуктов термоокисления.
Выдерживание соотношения жира и продукта (при периодической жарке от 4:1 до 6:1, при непрерывной — 20:1). Уменьшение содержания жира в жарочной емкости вызывает снижение температуры при загрузке продукта, в результате чего процесс жарки замедляется, что в свою очередь приводит к чрезмерной ужарке и ухудшению внешнего вида готовых изделий.
Периодическое удаление путем фильтрования мелких частиц, попадающих в жир из обжариваемых продуктов.
Тщательная очистка жарочных ванн от нагара в конце рабочего дня с последующим полным удалением моющих средств. Нагар усиливает потемнение жира, а моющие средства — его гидролиз.
Сокращение холостого нагрева. При нагреве жира без продуктов нежелательные изменения наступают быстрее. Это объясняется наличием в ряде продуктов веществ, обладающих антиокислительным действием (белки, некоторые аминокислоты, витамин С и др.)
Использование для жарки во фритюре специальных термостойких жиров промышленного изготовления (Белорусский, Украинский и др.).
7 .Использование фритюрниц с холодной зоной .
8.Уменьшение контакта жира с кислородом воздуха. Если нагревать жир без доступа воздуха в течение длительного времени, качество его изменяется мало. В настоящее время имеются конструкции аппаратов, в которых использован вакуум. Для предотвращения контакта с воздухом в жир добавляют инертные вещества, безвредные для организма. Распределяясь на поверхности в виде тонкой пленки, они предохраняют жир от воздействия кислорода.
Осуществление контроля качества гретых жиров по органолептическим и физико-химическим показателям.
Внешние признаки порчи фритюрного жира следующие, появление запаха, интенсивное выделение дыма при 180— 190°С, образование устойчивой и интенсивной пены при загрузке продукта, увеличение вязкости, появление коричневой окраски. Из всех перечисленных признаков наиболее важный — изменение цвета. Жир, органолептическя оценка которого по этому показателю ниже допустимой, в пищу не допускается.
Глубину окислительных процессов, происшедших в жирах при термообработке, характеризуют несколько показателей. Важнейшим из них является содержание токсичных веществ — вторичных продуктов окисления. Их не должно быть более 1%.
Следует отметить, что нет прямой зависимости между органолептическими показателями и содержанием токсичных веществ. Поэтому жир не допускается к дальнейшему использованию, если:
*его органолептические показатели ниже нормы, а содержание токсичных веществ не превышает допустимого уровня;
*органолептические показатели гретых жиров соответствуют норме, а содержание токсичных веществ выше допустимого уровня.
Влияние тепловой обработки на пищевую ценность жира. При жарке пищевая ценность жира снижается вследствие уменьшения содержания в нем жирорастворимых витаминов, незаменимых жирных кислот, фосфатидов и других биологически активных веществ, а также за счет образования в нем неусвояемых компонентов и токсичных веществ.
Уменьшение содержания витаминов и фосфатидов происходит при любом способе жарки, тогда как содержание незаменимых жирных кислот снижается лишь при длительном нагревании. Вследствие уменьшения непредельности жира из-за разрыва двойных связей снижается его биологическая ценность.
Накапливающиеся в жире продукты окисления и полимеризации вызывают раздражение слизистой оболочки кишечника, оказывают послабляющее действие, ухудшают усвояемость не только жира, но и употребляемых вместе с ним продуктов. Токсичность продуктов окисления и полимеризации проявляется при большом содержании их в рационе. При соблюдении режимов жарки вторичные продукты окисления появляются во фритюрных жирах в небольшом количестве.
Массообменные способы обработки
Массообменные способы характеризуются переносом (переходом) одного или нескольких веществ из одной фазы в другую. Например, при сушке продуктов вода переходит в пар. В основе разнообразных массообменных способов обработки — разность концентраций, поэтому их часто называют диффузионными.
В кулинарной практике используют такие Массообменные способы обработки, как растворение, экстракция, сушка, загущение.
Растворение — переход твердой фазы в жидкую. В кулинарной практике часто готовят растворы соли и сахара разной концентрации.
Экстракция (экстрагирование) — избирательное извлечение вещества из жидкости или твердого пористого тела жидкостью. В кулинарной практике экстракция имеет место при вымачивании соленой рыбы, говяжьих почек, ряда грибов перед варкой и др.
Сушка, загущение — удаление влаги из твердых пластичных и жидких продуктов путем ее испарения. В кулинарной практике это происходит при подсушивании гренков, домашней лапши, при уваривании томатного пюре, концентрированного бульона (фюме), сгущении сливок и др.
Массообменные, или диффузионные, процессы — это не только способы кулинарной обработки, они также происходят при производстве многих видов кулинарной продукции и влияют на ее качество и пищевую ценность.
Диффузия
При промывании, замачивании, варке и припускании продукты соприкасаются с водой и из них могут извлекаться растворимые вещества. Процесс этот называется диффузией, и подчиняется закону Фика. Согласно этому закону скорость диффузии зависит от площади поверхности продукта. Чем она больше, тем быстрее происходит диффузия. Это необходимо учитывать при хранении очищенных овощей в воде или их промывании, варке. Так, площадь поверхности клубней (среднего размера) 1 кг картофеля составляет примерно 160—180 см2, а нарезанного брусочками — более 4500 см2, т. е. В 25—30 раз больше. Соответственно из нарезанного картофеля будет извлечено растворимых веществ больше, чем из целых клубней, за один и тот же период хранения. Поэтому не следует хранить в воде или варить основным способом предварительно нарезанные овощи.
Скорость диффузии зависит от концентрации растворимых веществ в продукте и окружающей среде. Концентрация растворимых веществ в продукте может быть очень значительной. Так, концентрация Сахаров в свекле составляет 8—10 %, моркови — 6,5, брюкве — 6%. При погружении овощей в воду экстракция растворимых веществ идет с большой скоростью вначале из-за разницы концентраций, а затем постепенно замедляется и при выравнивании концентраций прекращается. Концентрационное равновесие наступает тем быстрее, чем меньше объем жидкости. Этим объясняется то, что при припускании и варке продуктов паром потери растворимых веществ меньше, чем при варке основным способом. Поэтому для уменьшения потерь питательных веществ при варке продуктов жидкость берут с таким расчетом, чтобы только покрыть продукт. И наоборот, если надо извлечь как можно больше растворимых веществ (варка говяжьих почек, отваривание некоторых грибов перед жаркой и т д.), то воды для варки должно быть больше.
Диффузия растворимых веществ осложняется особенностями структуры пищевых продуктов. Растворимые вещества, прежде чем перейти в варочную среду с поверхности продукта, должны продиффундировать из глубинных слоев. Коэффициент внутренней диффузии обычно много меньше, чем внешней. Следовательно, скорость перехода растворимых веществ в варочную среду определяется не только разностью концентраций в продукте и в окружающей среде, но и скоростью внутренней диффузии.
Таким образом, уменьшить переход питательных веществ из продукта в варочную среду можно, не только сократив объем жидкости, взятой для варки, но и замедлив внутреннюю диффузию растворимых веществ в самом продукте. Для этого необходимо создать в продукте значительный градиент (перепад) температуры, для чего сразу погрузить его в горячую воду. В этом случае в результате термомассопереноса влага и растворенные в ней вещества перемещаются из поверхностных слоев вглубь продукта (термическая диффузия). Термическая диффузия, направленная противоположно потоку концентрационной диффузии, снижает переход питательных веществ в варочную среду. Если надо извлечь как можно больше растворимых веществ, продукт при варке закладывают в холодную воду.
Осмос
Осмосом называется диффузия через полупроницаемые перегородки. Причина возникновения концентрационной диффузии и осмоса одна и та же — выравнивание концентрации. Однако способы выравнивания резко отличаются друг от друга. Диффузия осуществляется перемещением растворенного вещества, а осмос — перемещением молекул растворителя и возникает при наличии полупроницаемой перегородки. Этой перегородкой в растительных и животных клетках служит мембрана.
В кулинарной практике явление осмоса наблюдается при замачивании подвядших корнеплодов, клубней картофеля, корней хрена с целью облегчения очистки, снижения количества отходов. При замачивании овощей вода поступает внутрь клетки до наступления концентрационного равновесия, объем раствора в клетке увеличивается, возникает избыточное давление, называемое осмотическим или тургором. Тургот придает овощам и другим продуктам прочность, упругость.
Если поместить овощи или фрукты в раствор с высокой концентрацией сахара или соли, то наблюдается явление, обратное осмосу, — плазмолиз. Оно заключается в обезвоживании клеток и имеет место при консервировании плодов и овощей, при квашении капусты, солении огурцов и др. При плазмолизе осмотическое давление внешнего раствора больше, чем давление внутри клетки. В результате происходит выделение клеточного сока. Потеря его ведет к уменьшению объема клетки, нарушению нормального протекания физических и химических процессов в ней. Подбирая концентрацию раствора (например, сахара при варке фруктов в сиропе), температурный режим варки и ее продолжительность, можно избежать сморщивания плодов, уменьшения их объема, ухудшения внешнего вида.
Набухание
Некоторые высохшие студни (ксерогели) способны набухать — поглощать жидкость, при этом их объем значительно увеличивается. Набухание следует отличать от впитывания жидкости порошкообразными или пористыми телами без увеличения объема, хотя эти два процесса часто происходят одновременно. Набухание либо является целью обработки (замачивание сушеных грибов, овощей, круп, бобовых, желатина), либо сопровождает другие способы обработки (варка крупы, макарон и других продуктов).
Набухание может быть ограниченным (набухшее вещество остается в состоянии геля) и неограниченным (вещество после набухания переходит в раствор). При повышении температуры ограниченное состояние нередко переходит в неограниченное. Так, желатин при температуре 20—22°С набухает ограниченно а при более высокой — неограниченно (растворяется практически полностью).
Замачивание крупы, бобовых, сушеных грибов и овощей обусловливается не только набуханием белковых и углеводных ксерогелей, но и осмосом, и капиллярным впитыванием. Замачивание ускоряет последующую тепловую обработку продуктов, способствует равномерному провариванию их.
Адгезия
Адгезия (от лат. Adhaesio) — слипание поверхности двух разнородных тел. В кулинарной практике явление адгезии довольно широко распространено и часто играет отрицательную роль. Так, при жарке мясных и рыбных полуфабрикатов прилипание их к жарочной поверхности крайне нежелательно. Для уменьшения адгезии полуфабрикаты панируют в муке или сухарях и используют при жарке жир.
Отрицательную роль играет адгезия и при транспортировке мясного фарша по трубам в поточных линиях при производстве котлет. Трубопроводы засаливаются, на их стенках нарастает слой жира. Адгезия затрудняет и формовку изделий.
Уменьшение адгезии весьма актуально при выпечке изделий из теста, а также при изготовлении самого теста (потери в деже, на лопастях тестомесильных машин, на разделочных столах и т. д.). Одним из способов снижения степени адгезии является использование муки «на подпыл» при формовке изделий. В этом случае с поверхностью противней контактирует уже не тесто, а мука, адгезия которой к поверхности инвентаря значительно меньше. Часть муки при этом прилипает к тесту и попадает в готовые изделия, а часть теряется.
Для предупреждения прилипания кулинарной продукции в процессе ее тепловой обработки в последние годы широко используют оборудование и инвентарь со специальным покрытием, прослойки из полимерных материалов, так называемых антиадгезивов. Использование антиадгезивов повышает культуру производства и производительность труда. Обязательным условием применения полимерных материалов являются их безвредность, инертность по отношению к пищевому продукту и устойчивость при нагревании. Причем термостойкость должна сохраняться длительное время.
Термомассоперенос
Как уже отмечалось, поверхностный нагрев создает в продуктах градиент температуры и вызывает перемещение влаги. Пищевые продукты представляют собой капиллярно-пористые тела. В капиллярах на влагу действуют силы поверхностного натяжения. Если оба конца капилляра имеют одинаковую температуру, то влага в нем находится в равновесии. Если же один конец капилляра нагреть, то поверхностное натяжение его уменьшится. Но поскольку на другом конце капилляра оно будет прежним, жидкость вместе с растворенными в ней веществами будет передвигаться от нагретого конца к холодному. Благодаря этому возникает поток влаги от нагретой поверхности продукта к его холодному центру (термодиффузия). Одновременно часть влаги с поверхности изделия под действием высокой температуры испаряется. Поверхностный слой быстро обезвоживается, в нем повышается температура, под действием которой глубокие изменения претерпевают отдельные пищевые вещества (меланоидинообразование, декстринизация крахмала, карамелизация Сахаров и др.), в результате чего на продукте образуется румяная корочка. Образовавшаяся корочка уменьшает потери влаги, а следовательно, и массы изделия за счет испарения. Чем горячее поверхность при жарке, чем выше градиент температуры, тем быстрее образуется корочка. По мере образования обезвоженного поверхностного слоя возникает разница в содержании влаги (градиент влагосодержания). В поверхностных слоях влагосодержание меньше, в глубине — больше, вследствие чего поток влаги направляется к поверхности. При стационарном тепловом режиме устанавливается равновесие этих двух потоков: направленного к центру (вызванного термомассопереносом) и направленного к поверхности (вызванного градиентом влагосодержания).
2.3. Углеводы
В пищевых продуктах содержатся моносахариды (глюкоза, фруктоза), олигосахариды (ди- и трисахароза — мальтоза, лактоза и др.), полисахариды (крахмал, целлюлоза, гемицеллюлозы, гликоген) и близкие к углеводам пектиновые вещества.
Изменения сахаров. В процессе изготовления различных кулинарных изделий часть содержащихся в них Сахаров расщепляется. В одних случаях расщепление ограничивается гидролизом дисахаридов, в других — происходит более глубокий распад Сахаров (процессы брожения, карамелизации, мелано-идинообразования).
Гидролиз дисахаридов. Дисахариды гидролизуются под действием как кислот, так и ферментов.
Кислотный гидролиз имеет место в таких технологических процессах, как варка плодов и ягод в растворах сахара различной концентрации (приготовление компотов, киселей, фруктово-ягодных начинок), запекание яблок, уваривание сахара с какой-либо пищевой кислотой (приготовление помадок). Сахароза в водных растворах под влиянием кислот присоединяет молекулу воды и расщепляется на равные количества глюкозы и фруктозы (инверсия сахарозы). Образующийся инвертный сахар хорошо усваивается организмом, обладает высокой гигроскопичностью и способностью задерживать кристаллизацию сахарозы. Если сладость сахарозы принять за 100%, то для глюкозы этот показатель составит 74%, а для фруктозы — 173%. Поэтому следствием инверсии является некоторое повышение сладости сиропа или готовых изделий.
Степень инверсии сахарозы зависит от вида кислоты, ее концентрации, продолжительности нагрева. Органические кислоты по инверсионной способности можно расположить в следующем порядке: щавелевая, лимонная, яблочная и уксусная.
В кулинарной практике, как правило, используют уксусную и лимонную кислоты, первая слабее щавелевой кислоты в 50, вторая — в 11 раз.
Ферментативному гидролизу подвергаются сахароза и мальтоза при брожении и в начальный период выпечки дрожжевого теста. Сахароза под воздействием фермента сахаразы расщепляется на глюкозу и фруктозу, а мальтоза под действием фермента мальтазы — до двух молекул глюкозы. Оба фермента содержатся в дрожжах. Сахароза добавляется в тесто в соответствии с его рецептурой, мальтоза образуется в процессе гидролиза из крахмала. Накапливающиеся моносахариды участвуют в разрыхлении дрожжевого теста.
Брожение. Глубокому распаду подвергаются сахара при брожении дрожжевого теста. Под действием ферментов дрожжей сахара превращаются в спирт и углекислый газ, последний разрыхляет тесто. Кроме того, под действием молочнокислых бактерий сахара в тесте превращаются в молочную кислоту, которая задерживает развитие гнилостных процессов и способствует набуханию белков клейковины.
Карамелизация. Глубокий распад Сахаров при нагревании их выше температуры плавления с образованием темноокрашенных продуктов называется карамелизацией. Температура плавления фруктозы 98—102°С, глюкозы — 145—149, сахарозы — 160—185°С. Происходящие при этом процессы сложны и еще недостаточно изучены. Они в значительной степени зависят от вида и концентрации сахара, условий нагревания, рН среды и других факторов.
В кулинарной практике чаще всего приходится иметь дело с карамелизацией сахарозы. При нагревании ее в ходе технологического процесса в слабокислой или нейтральной среде происходит частичная инверсия с образованием глюкозы и фруктозы, которые претерпевают дальнейшие превращения. Например, от молекулы глюкозы может отщепиться одна или две молекулы воды (дегидратация), а образовавшиеся продукты (ангидриды) соединиться друг с другом или с молекулой сахарозы. Последующее тепловое воздействие может привести к выделению третьей молекулы воды с образованием оксиметил-фурфурола, который при дальнейшем нагревании может распадаться с образованием муравьиной и левулиновой кислот или образовывать окрашенные соединения. Окрашенные соединения представляют собой смесь веществ различной степени полимеризации: карамелана (вещество светло-соломенного цвета растворяющееся в холодной воде), карамелена (вещество ярко-коричневого цвета с рубиновым оттенком, растворяющиеся и в холодной, и в кипящей воде), карамелина (вещество темно-коричневого цвета, растворяющееся только в кипящей воде) и др., превращающуюся в некристаллизующуюся массу (жженку). Жженку используют в качестве пищевого красителя.
Карамелизация Сахаров происходит при подпекании лука и моркови для бульонов, при запекании яблок, при приготовлении многих кондитерских изделий и сладких блюд.
Меланоидинообразование. 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 и белками, приводящее к образованию темноокрашенных продуктов — меланоидинов (от гр. Melanos — темный). Этот процесс называют также реакцией Майара, по имени ученого, который в 1912 г. впервые его описал.
Реакция меланоидинообразования имеет большое значение в кулинарной практике. Ее положительная роль состоит в следующем: она обусловливает образование аппетитной корочки на жареных, запеченных блюдах из мяса, птицы, рыбы, выпечных изделиях из теста; побочные продукты этой реакции участвуют в образовании вкуса и аромата готовых блюд. Отрицательная роль реакции меланоидинообразования заключается в том, что она вызывает потемнение фритюрного жира, фруктовых пюре, некоторых овощей; снижает биологическую ценность белков, поскольку связываются аминокислоты.
В реакцию меланоидинообразования особенно легко вступают такие аминокислоты, как лизин, метионин, которых чаще всего недостает в растительных белках. После соединения с сахарами эти кислоты становятся недоступными для пищеварительных ферментов и не всасываются в желудочно-кишечном тракте. В кулинарной практике часто нагревают молоко с крупам, овощами. В результате взаимодействия лактозы и лизина биологическая ценность белков готовых блюд снижается.
Изменения крахмала. Строение крахмального зерна и свойства крахмальных полисахаридов. В значительных количествах крахмал содержится в крупе, бобовых, муке, макаронных изделиях, картофеле. Находится он в клетках растительных продуктов в виде крахмальных зерен разной величины и формы. Они представляют собой сложные биологические образования, в состав которых входят полисахариды (амилоза и амилопектин) и небольшие количества сопутствующих им веществ (кислоты фосфорная, кремневая и др., минеральные элементы и т. д.). Крахмальное зерно имеет слоистое строение (рис. 1.3). Слои состоят из частиц крахмальных полисахаридов, радиально расположенных и образующих зачатки кристаллической структуры. Благодаря этому крахмальное зерно обладает анизотропностью (двойным лучепреломлением).
Образующие зерно слои неоднородны: устойчивые к нагреванию чередуются с менее устойчивыми, более плотные — с менее плотными. Наружный слой более плотный, чем внутренние, и образует оболочку зерна. Все зерно пронизано порами и благодаря этому способно поглощать влагу. Большинство видов крахмала содержит 15—20% амилозы и 80—85% амилопектина. Однако крахмал восковидных сортов кукурузы, риса и ячменя состоит в основном из амилопектина, а крахмал некоторых сортов кукурузы и гороха содержит 50—75% амилозы.
Молекулы крахмальных полисахаридов состоят из остатков глюкозы, соединенных друг с другом в длинные цепи. В молекулы амилозы таких остатков входит в среднем около 1000. Чем длиннее цепи амилозы, тем она хуже растворяется. В молекулы амилопектина остатков глюкозы входит значительно больше. Кроме того, в молекулах амилозы цепи прямые, а у амилопектина они ветвятся. В крахмальном зерне молекулы полисахаридов изогнуты и расположены слоями.
Широкое использование крахмала в кулинарной практике обусловлено комплексом характерных для него технологических свойств: набуханием и клейстеризацией, гидролизом, декстринизацией (термическая деструкция).
Набухание и клейстеризация крахмала. Набухание — одно из важнейших свойств крахмала, которое влияет на консистенцию, форму, объем и выход готовых изделий.
При нагревании крахмала с водой (крахмальной суспензии) до температуры 50—55°С крахмальные зерна медленно поглощают воду (до 50% своей массы) и ограниченно набухают. При этом повышения вязкости суспензии не наблюдается. Набухание это обратимо: после охлаждения и сушки крахмал практически не изменяется.
При нагревании от 55 до 800С крахмальные зерна воды поглощают большее количество воды, увеличиваются в объеме в несколько раз, теряют кристаллическое строение, а следовательно, анизотропность. Крахмальная суспензия превращается в клейстер. Процесс его образования называется клейстеризацией. Таким образом, клейстеризация – это разрушение нативной структуры крахмального зерна, сопровождаемое набуханием.
Температура, при которой анизотропность большинства зерен разрушена, называется температурой клейстеризации. Температура клейстеризации разных видов крахмала неодинакова. Так, клейстеризация картофельного крахмала наступает при 55-650С, пшеничного- при 60-800С, кукурузного – при 60-800С.
Процесс клейстеризации крахмальных зерен идет поэтапно:
при 55-700С зерна увеличиваются в объеме в несколько раз, теряют оптическую анизотропность, но еще сохраняют слоистое строение; в центре крахмально зерна образуется полость («пузырек»); взвесь зерен в воде превращается в клейстер – малоконцентрированный золь амилозы, в котрром распределены набухшие зерна (первая стадия клейстеризации);
при нагревании выше 700С в присутствии значительного количества воды крахмального зерна увеличиваются в объеме в десятки раз, слоистая структура исчезает, значительно повышается вязкость системы (вторая стадия клейстеризации); на этой стадии увеличивается количество растворимой амилозы; раствор ее частично остается в зерне, а частично диффундирует в окружающую среду.
При длительном нагревании с избытком воды крахмальные пузырьки лопаются, и вязкость клейстера снижается. Примером этого в кулинарной практике является разжижение киселя в результате чрезмерного нагрева.
Крахмал клубневых растений (картофель, топинамбур) дает прозрачные клейстеры железообразной консистенции, а зерновых (кукуруза, рис, пшеница и др.) – непрозрачные, молочно-белые, пастообразной консистенции.
Консистенция клейстера зависит о количества крахмала: при содержании его о 2 до 5% клейстер получается жидким (жидкие кисели, соусы, супы-пюре); при 6-8% - густыми (густые кисели). Еще более густой клейстер образуется внутри клеток картофеля, в кашах, блюдах из макаронных изделий.
На вязкость клейстера влияет не только концентрация крахмала, но и присутствие различных пищевых веществ (сахаров, минеральных элементов, кислот, белков и др.). Так, сахароза повышает вязкость системы, соль снижает, белки оказывают стабилизирующие действие на крахмальные клейстеры.
При охлаждении крахмалосодержащих продуктов количество растворимой амилозы в них снижается в результате ретроградации (выпадение в осадок). При этом происходит старение крахмальных студней (синерезис), и изделия черствеют. Скорость старения зависит от вида изделий, их влажности и температуры хранения. Чем выше влажность блюда, кулинарного изделия, тем интенсивнее снижается в нем количество водорастворимых веществ. Наиболее быстро старение протекает в пшенной каше, медленнее — в манной и гречневой. Повышение температуры тормозит процесс ретроградации, поэтому блюда из крупы и макаронных изделий, которые хранятся на мармитах с температурой 70—80°С, имеют хорошие органолептические показатели в течение 4 ч.
Гидролиз крахмала. Крахмальные полисахариды способны распадаться до молекул составляющих их Сахаров. Процесс этот называется гидролизом, так как идет с присоединением воды. Различают ферментативный и кислотный гидролиз.
Ферменты, расщепляющие крахмал, носят название амилаз. Существуют два вида их:
α-амилаза, которая вызывает частичный распад цепей крахмальных полисахаридов с образованием низкомолекулярных соединений — декстринов; при продолжительном гидролизе возможно образование мальтозы и глюкозы;
β-амилаза, которая расщепляет крахмал до мальтозы.
Ферментативный гидролиз крахмала происходит при изготовлении дрожжевого теста и выпечке изделий из него, варке картофеля и др. В пшеничной муке обычно содержится α-амилаза; мальтоза, образующаяся под ее влиянием, является питательной средой для дрожжей. В муке из проросшего зерна преобладает а-амилаза, образующиеся под ее воздействием декстрины придают изделиям липкость, неприятный вкус.
Степень гидролиза крахмала под действием α-амилазы увеличивается с повышением температуры теста при замесе и в начальный период выпечки, с увеличением продолжительности замеса. Кроме того, она зависит от крупности помола муки и степени повреждения крахмальных зерен. Чем больше поврежденных зерен (чем тоньше помол муки), тем быстрее протекает гидролиз (или ферментативная деструкция) крахмала.
В картофеле также содержится α-амилаза, превращающая крахмал в мальтозу. Мальтоза расходуется на дыхание клубней. При температуре, близкой к 0°С, дыхание замедляется, мальтоза накапливается, и картофель становится сладким (подмороженный картофель). При использовании подмороженный картофель рекомендуется выдержать некоторое время при комнатной температуре. В этом случае дыхание клубней усиливается, сладковатость их уменьшается. Активность β -амилазы возрастает интервале от 35 до 40°С, при температуре 65°С фермент разрушается. Поэтому, если картофель перед варкой залить холодной водой, то пока клубни прогреются, значительная часть крахмала успеет превратиться в мальтозу, она перейдет в отвар и потери питательных веществ увеличатся. Если же картофель залить кипящей водой, то β -амилаза инактивируется и потери питательных веществ будут меньше.
Кислотный гидролиз крахмала может происходить при нагревании его в присутствии кислот и воды, при этом образуется глюкоза. Кислотный гидролиз имеет место при варке красных соусов, при варке киселей и длительном хранении их в горячем состоянии.
Декстринизация (термическая деструкция крахмала. Декстринизация — это разрушение структуры крахмального зерна при сухом нагреве его свыше 120°С с образованием растворимых в воде декстринов и некоторого количества продуктов глубокого распада углеводов (углекислого газа, окиси углерода и др.). Декстрины имеют окраску от светло-желтой до темно-коричневой. Разные виды крахмала обладают различной устойчивостью к сухому нагреву. Так, при нагревании до 180°С разрушается до 90% зерен картофельного крахмала, до 14% — пшеничного, до 10% — кукурузного. Чем выше температура, тем большее количество крахмальных полисахаридов превращается в декстрины. В результате декстринизации снижается способность крахмала к набуханию в горячей воде и клейстеризации. Этим объясняется более густая консистенция соусов на белой пассеровке (температура пассерования муки 120°С) по сравнению с соусами на красной пассеровке (температура пассерования муки 150°С) при одном и том же расходе муки.
В кулинарной практике Декстринизация крахмала происходит не только при пассеровании муки для соусов, но также при обжаривании гречневой крупы, подсушивании риса, вермишели, лапши перед варкой, в поверхностных слоях картофеля при жарке в корочке изделий из теста и др.
2.4. Роль воды в формировании качества продуктов
Изменение вкуса и аромата. 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. Например, при бланшировании из перца извлекаются вещества, обладающие острым вкусом; некоторые сорта капусты содержат повышенное количество глюкозидов, придающих горечь, и их перед варкой ошпаривают.
В отдельных случаях вкусовые вещества образуются благодаря ферментативному гидролизу гликозидов. Так, в тертом хрене при выдерживании происходит гидролиз гликозида с выделением агликона, имеющего острый вкус и запах; аналогичный процесс наблюдается и при созревании приготовленной горчицы (фермент синегрин гидролизуется с выделением алиллгорчичного масла).
Однако наибольшее значение для формирования вкуса кулинарных изделий имеют процессы, протекающие при тепловой обработке продуктов. Прежде всего следует отметить испарение и перегонку с водяным паром ароматических веществ, и особенно эфирных масел. Процесс этот нежелателен. Для уменьшения потери ароматических веществ применяют растворение их в жирах при пассеровании, вводят специи в блюда в конце тепловой обработки и т. д.
Иногда специально удаляют летучие вещества продуктов. Так, при пассеровании лука разрушаются дисульфиды, обладающие острым вкусом и вызывающие слезоточивость; для приготовления соуса хрен слегка прогревают с маслом, чтобы уменьшить чрезмерно острый вкус и запах.
В вареных и жареных изделиях образуются летучие вещества, которые в сырых продуктах не содержатся. Это альдегиды, кетоны, сероводород, фосфористый водород, свободные низкомолекулярные жирные кислоты, меланоидины, продукты карамелизации и пирогенетического распада углеводов и белков.
Источником образования альдегидов является реакция ме-ланоидинообразования. Сероводород образуется при постдена-турационных изменениях белков вследствие отщепления его от метионина, цистина, цистеина. Это происходит при варке картофеля, капусты, мяса. При расщеплении фосфатидов выделяется фосфористый водород (варка яиц, мяса и др.). Появление характерного вкуса мяса при варке обусловлено экстрактивными веществами. При жарке мясных продуктов образуются меланоидины, обусловливающие вкус и аромат. При производстве изделий из дрожжевого теста новые вкусовые вещества появляются при брожении теста и выпечке. Среди них обнаружены сивушные масла, органические кислоты, различные альдегиды и др.
Изменение массы. При кулинарной обработке изменяется масса продукта. Это результат совместного действия противоположно направленных процессов.
С одной стороны, масса уменьшается за счет механических потерь, испарения влаги, экстракции растворимых веществ, вытапливания жира, дегидратации белков, потерь летучих веществ.
С другой стороны, масса увеличивается за счет впитывания жира и воды, набухания белков, клейстеризации крахмала.
Изменение массы определяет выход готовой продукции и устанавливается нормативными документами. Суммарное изменение массы влияет на качество готовой продукции: ее консистенцию, влажность, содержание пищевых веществ и др.
Тесты:
1.Какой из перечисленных процессов является результатом агрегации молекул белка за счет образования межмолекулярных связей:
А) денатурация
Б) коагуляция
В) деструкция
Г) все вышеперечисленное
Ответ: б
2. Какие изменения происходят с жирами при варке
А) окисление
Б) «омыление»
В) гидролиз
Г) все вышеперечисленное
Ответ: г
3.В процессе реакции карамелизации не образуется:
А) карамелан
Б) карамелен
В) карамелон
Г) все вышеперечисленное
Ответ: в
При тепловой обработке уменьшаются геометрические размеры кусков мяса за счет:
А) деструкция белков
Б) денатурация белков
В) сваривание коллагена
Г) все вышеперечисленное
Ответ в.
5.Декстринизация крахмала это:
А) сухой нагрев
Б) нагрев с водой
В) распад полисахаридов до молекул
Г) все вышеперечисленное
Ответ а.
Вопросы для самоконтроля.
-
Назовите основные свойства природных белков.
В каких основных продуктах питания содержится больше всего жира?
Классификация углеводов.
Какова роль воды в формировании качества готовой продукции?
Какие физико-химические процессы происходят при формировании вкуса готовой продукции?
Ежова Е. Ю.
Технология продуктов общественного питания
Учебно-практическое пособие
Часть 1
|
