Изменения липидов

Состав липидного компонента продукции общественного питания.

Лекция 8. Тема 3.3 Изменения липидов при кулинарной обработке пищевых продуктов.

1. Состав липидного компонента продукции общественного питания.

2. Изменения липидов.

3. Влияние жарки на пищевую ценность жира.

Жиры являются не только необходимой составной частью многих кулинарных изделий, но и выполняют роль теплопередающей и антиадгезионной среды при тепловой обработке продуктов.

Входя в состав того или иного кулинарного изделия, жир должен хорошо сочетаться по вкусу, запаху и консистенции с остальными его компонентами. Так, рыба хорошо сочетается с растительными маслами, но плохо с животными жирами (говяжьим, бараньим и свиным); высокоплавкие термостойкие жиры ухудшают консистенцию холодных блюд, воспринимаемую полостью рта.

Если жир используется в качестве теплопередающей среды, особенно при жарке продуктов во фритюре, первостепенное значение приобретают такие его показатели, как термостойкость, низкие влажность и вязкость в нагретом состоянии, отсутствие резко выраженных вкуса и запаха. Не рекомендуется использовать для жарки жиры, содержащие значительное количество влаги (сливочное масло, маргарин), так как ее испарение вызывает сильное разбрызгивание жира. Без крайней необходимости не следует также использовать для фритюрной жарки высоконепредельные растительные масла, так как пищевая ценность их при продолжительном нагреве существенно снижается.

При свободном доступе воздуха происходит окисление жиров, которое ускоряется с повышением их температуры. При температурах хранения (от 2 до 25°С) в жире происходит автоокисление, при температурах жарки (от 140 до 200°С) — термическое окисление. Между автоокислением и термическим окислением есть много общего, хотя состав образующихся продуктов может несколько различаться. Автоокисление обычно сопровождает, а нередко и опережает термическое окисление, и поэтому эти два процесса необходимо рассматривать вместе.

В начальный период автоокисления имеет место длительный индукционный период, в течение которого накапливаются свободные радикалы. Однако, как только концентрация их достигнет определенного значения, индукционный период заканчивается и начинается автокаталитическая цепная реакция — процесс быстрого присоединения к радикалам кислорода. Первичными продуктами автокаталитической цепной реакции являются гидроперекиси, склонные к реакциям распада, в результате которых образуются два новых радикала, увеличивающие скорость цепной реакции. При соединении двух радикалов с образованием неактивной молекулы может произойти обрыв цепи автокаталитической цепной реакции.

Если жир нагрет до температуры от 140 до 200°С в воздушной среде (условия, возникающие при жарке продуктов), индукционный период резко сокращается. Присоединение кислорода к углеводородным радикалам жирных кислот происходит более беспорядочно, минуя некоторые стадии, имеющие место при автоокислении. Некоторые продукты окисления жиров (гидроперекиси, эпоксиды, альдегиды и др.), относительно устойчивые при температурах автоокисления, не могут длительно существовать при высоких температурах термического окисления и распадаются по мере образования. В результате их распада образуется многочисленная группа новых реакционноспособных веществ, увеличивающих возможность вторичных химических реакций в нагретом жире и их многообразие.

Продукты, образующиеся при авто- и термическом окислении, можно подразделить на три группы:

- продукты окислительной деструкции жирных кислот, в результате которой образуются вещества с укороченной цепью;

- продукты изомеризации, а также окисленные триглицериды, которые содержат то же количество углеродных атомов, что и исходные триглицериды, но отличаются от последних наличием в углеводородных частях молекул жирных кислот новых функциональных групп, содержащих кислород;

- продукты окисления, содержащие полимеризованные или конденсированные жирные кислоты, в которых могут находиться и новые функциональные группы, содержащие кислород.

Кроме того, продукты окисления жиров принято делить на термостойкие и нетермостойкие.

Помимо окислительных изменений, при любом способе тепловой обработки в жирах происходят гидролитические процессы, обусловленные воздействием на жир воды и высокой температуры.

В присутствии воды гидролиз жира протекает в три стадии. На первой стадии от молекулы триглицерида отщепляется одна молекула жирной кислоты с образованием диглицерида. Затем от диглицерида отщепляется вторая молекула жирной кислоты с образованием моноглицерида. И наконец, в результате отделения от моноглицерида последней молекулы жирной кислоты образуется свободный глицерин. Ди- и моноглицериды, образующиеся на промежуточных стадиях, способствуют ускорению гидролиза. При полном гидролитическом расщеплении молекулы триглицерида образуется одна молекула глицерина и три молекулы свободных жирных кислот.

Преобладание в жире гидролитического или окислительного процесса зависит от интенсивности воздействия на него температуры, кислорода воздуха и воды, а также продолжительности нагревания и присутствия веществ, ускоряющих или замедляющих эти процессы. Поэтому основные способы тепловой обработки — варка и жарка — различаются по степени и характеру воздействия на жир.

Изменения жиров при варке

Содержащийся в продуктах жир в процессе варки плавится и переходит в жидкость. Количество поступающего в варочную среду жира зависит от его содержания и характера отложения в продукте, продолжительности варки, величины кусков и других причин. Так, рыба при припускании теряет жира, содержащегося в сыром продукте (в %): тощая — до 50, среднежирная — до 14, осетровая — до 6. Из мяса при варке извлекается до 40%, а из костей — 25 — 40% содержавшегося в них жира. Количество жира, извлеченного из костей, зависит от их вида (трубчатые, тазовые, позвоночные и т.д.), степени их измельчения и продолжительности варки. Повышение температуры кипения при варке костей под давлением также способствует большему извлечению из них жира.

Основная масса извлеченного жира (90 — 95%) собирается на поверхности бульона, и лишь небольшая часть (3,5 — 10%) распределяется по всему объему бульона в виде мельчайших жировых капелек (эмульгируется). Но даже это небольшое количество жира (около 0,07% массы бульона) придает бульону мутность, ухудшая его качество.

Количество жира, эмульгированного при варке, увеличивается с возрастанием интенсивности кипения и количества жидкости по отношению к продукту. При совместном воздействии этих факторов количество эмульгированного жира может увеличиться в несколько раз. Так, при изменении соотношения между количеством воды и костей с 3:1 до 8:1 при слабом кипении количество эмульгированного жира возрастает почти вдвое, а при сильном кипении — более чем в 5 раз.

О частичном гидролитическом расщеплении жира при варке свидетельствует возрастание его кислотного числа. При температуре варки (около 100ЭС) вода и жир практически взаимно нерастворимы, поэтому гидролиз протекает на поверхности раздела жировой и водной фаз. При эмульгировании увеличивается поверхность соприкосновения жира с водой, что способствует его гидролизу. Наличие в варочной среде поваренной соли и продуктов, содержащих кислоты, также усиливает гидролиз жира. Однако полного расщепления жиров при варке не происходит, и поэтому в варочной среде наряду со свободными жирными кислотами и глицерином всегда присутствуют моно- и диглицериды.

Образующиеся в результате гидролиза высокомолекулярные жирные кислоты придают бульону неприятный салистый привкус. Чем больше эмульгируется и гидролизуется жира, тем ниже качество бульона.

Свободные жирные кислоты окисляются легче, чем в составе триглицеридов. Увеличение ацетильного числа жира после варки указывает на присутствие ь нем не только моно- и диглицеридов, но и оксикислот, являющихся одним из продуктов окисления. Образование оксикислот в процессе варки подтверждается снижением йодного числа жира, которое происходит за счет присоединения ОН-групп к ненасыщенным жирным кислотам по месту двойных связей.

Поскольку эмульгированный жир находится в водной среде (не эмульгированный жир, всплывающий на поверхность, удаляют), его контакт с воздухом затруднен. В связи с ограниченным доступом кислорода и сравнительно невысокой температурой при варке преобладают гидролитические процессы и лишь частично происходит неглубокое окисление жирных кислот до перекисных соединений и монооксикислот.

Изменения жиров при жарке

Из всех способов жарки наиболее распространенными являются два: с небольшим количеством жира и в большом количестве жира (во фритюре). Жарка во фритюре может быть непрерывной (отношение жира и продукта 20:1) и периодической (отношение жира и продукта от 4:1 до 6:1).

При жарке первым способом масса жира составляет 10—20% массы продукта, а отношение нагреваемой поверхности жира к его объему — свыше 5. Продолжительность процесса зависит от вида и размера продукта и может варьировать от 3—10 мин (порционные куски рыбы) до 1,5—2 ч (гуси, индейки, крупные куски мяса). Несмотря на значительную аэрацию и действие высоких температур (140—200°С), глубоких окислительных изменений в жире не наблюдается из-за небольшой продолжительности нагревания, а повторно при этом способе жарки жир, как правило, не используется.

При жарке с небольшим количеством жира, нагреваемого в виде тонкого слоя, возможен его перегрев. Даже при кратковременном перегреве (температура свыше 200°С) может произойти термическое разложение жира с выделением дыма (пиролиз). Температура, при которой начинается выделение дыма из данного жира, называется температурой или точкой дымообразования. Различные жиры при одинаковых условиях нагревания имеют разную температуру дымообразования (°С): свиной жир — 221, хлопковое масло — 223, пищевой саломас — 230. Таким образом, температура дымообразования, которая является одной из характеристик термостойкости жира, зависит прежде всего от его вида.

На температуру дымообразования, помимо вида жира, влияют содержание в нем свободных жирных кислот, отношение нагреваемой поверхности жира к его объему и материал посуды, в которой производится нагрев. Присутствие в жире даже небольших количеств свободных жирных кислот заметно снижает температуру дымообразования. Так, при повышении содержания свободных жирных кислот в свином жире от 0,02 до 0,81% температура его дымообразования снижается с 221 до 150°С. При нагревании одного и того же количества жира одного вида на двух сковородах диаметром 15 и 20 см температура дымообразования оказалась соответственно 185 и 169°С.

Некоторые металлы переменной валентности (железо, медь и др.) способны катализировать пиролиз жира, снижая таким образом температуру дымообразования.

На крупных пищевых предприятиях применяются аппаратьО. непрерывной фритюрной жарки, тепловая обработка продуктов в которых производится в большом количестве жира (отношение жира к продукту до 20: 1). В таких аппаратах жарят рыбные полуфабрикаты, картофельные чипсы и крекеры. Увеличение количества жира позволяет ускорить процесс жарки, поддерживать более низкие температуры фритюра (150—160°С), снижать скорость его термического разложения и окисления, а следовательно, и расход.

В жарочной ванне поддерживается равномерная температура, что обеспечивает высокое качество готовой продукции.

При непрерывной жарке жир постоянно удаляется из жарочной ванны с готовым продуктом, а его количество пополняется путем автоматического долива свежего жира. Количество жира, которое удаляют с готовым продуктом, зависит от его вида и суммарной поверхности его кусочков. Так, картофельные чипсы способны адсорбировать до 40% жира, пончики — 19—27%.

Полуфабрикаты	Температура, °С	Продолжитель ность жарки, мин
Котлеты по-киевски	160-170	3-4
Рыба в тесте	160-170	2-3
Порционные куски рыбы	160-170	3-5
Картофель (брусочки)	175-180	5-6
Картофель (соломка)	175-180	3-4
Мясо, птица, кролик отварные	170-180	3-4
Пирожки, пончики, чебуреки	180-190	4-6

Таблица 1 Режимы фритюрной жарки некоторых полуфабрикатов

Рис. 1. Изменение температуры жира при загрузке обжариваемого продукта. Отношение массы жира к массе продукта:

1 — 20 1, 2 — 10 1, 3 — 6 1

При непрерывной жарке качество фритюрного жира зависит от коэффициента сменяемости (К):

К =

где П — количество жира, поглощаемого и адсорбируемого

обжариваемым продуктом за 24 ч, кг; М — средняя масса жира

в жарочном аппарате, кг.

Чем выше коэффициент сменяемости жира, тем меньше он подвергается окислительным изменениям. В результате постоянной сменяемости нагреваемого жира степень окисления его быстро достигает стабильного состояния и в дальнейшем мало изменяется.

Наиболее глубокие изменения происходят в жире при периодической фритюрной жарке, широко применяемой на предприятиях общественного питания. При таком способе жарки жир может длительно нагреваться без продукта (холостой нагрев) и периодически использоваться для жарки различных продуктов при сравнительно низком коэффициенте сменяемости. Иногда жир охлаждают до комнатной температуры, затем вновь нагревают, причем циклы охлаждения и нагревания многократно повторяются. Вероятность окисления жиров при таком циклическом нагреве даже выше, чем при непрерывном.

Важным параметром при фритюрной жарке является отношение массы жира к массе обжариваемого продукта, которое должно быть не ниже 4:1. В противном случае при загрузке продукта температура жира значительно снизится (рис. 1), процесс жарки замедлится, что в свою очередь приведет к чрезмерной ужарке и ухудшению внешнего вида готовых изделий.

Температура фритюра также имеет большое значение для получения изделий высокого качества без отклонений от нормируемой массы. 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 ведет, как уже отмечалось, к излишнему высыханию изделий. Оптимальная температура жира и продолжительность жарки различных полуфабрикатов указаны в табл. 1.

Начальная температура фритюра может колебаться от 160 до 190°С. Фритюр с меньшей температурой применяют для жарки продуктов с большим содержанием влаги (тельное из рыбы, котлеты фаршированные из кур и т. д.). При загрузке влажного продукта в такой фритюр вначале происходит испарение из него воды, а затем после обезвоживания внешних слоев — собственно жарка. Фритюр температурой 170 — 180°С используют для жарки предварительно отваренного мяса и субпродуктов (баранья и телячья грудинка, мозги, телячьи и свиные ножки и т. п.), температурой 180 — 190°С — для жарки пирожков, чебуреков, пончиков, крекеров и других изделий.

Физико-химические изменения жиров при жарке во фритюре

При термическом окислении жиров в процессе фритюрной жарки происходит быстрое образование и распад перекисей, о чем свидетельствует скачкообразное изменение перекисного числа (рис. 5). Циклические перекиси могут распадаться с образованием двух соединений с укороченной цепью (альдегид и альдегидо-кислота), которые при дальнейшем окислении могут образовывать соответственно одноосновную и двухосновную кислоты:

HOOC-R_rCH-CH-R₂— HOOC-R_rC

Н

+ 2О

О— О

-R- СООН + R₂ - СООН

Циклические перекиси могут превращаться и в другие более стабильные продукты вторичного окисления.

Вода, попадающая в жир из обжариваемого продукта, не только испаряется, унося с собой летучие продукты распада, но и способствует гидролизу жира. В результате накопления свободных жирных кислот кислотное число жира непрерывно увеличивается (рис. 2), причем не только вследствие гидролиза, но и за счет образования низкомолекулярных кислот при расщеплении перекисей.

Рис. 2. Изменения подсолнечного масла в процессе нагревания на воздухе при 195°С

В то время как кислотное число фритюра по мере нагревания непрерывно возрастает, температура дымообразования почти пинейно снижается. Это приводит к усилению выделения дыма по мере увеличения продолжительности нагревания. Вследствие увеличения содержания соединений с сопряженными двойными связями, образующимися при изомеризации, возрастает оптическая плотность жира при длине волны 232—234 нм (рис. 2).

Накопление в жире гидроксильных групп в результате появления оксикислот, моно- и диглицеридов вызывает увеличение ацетильного числа. Йодное число уменьшается как вследствие окислительных реакций по месту двойных связей, так и за счет накопления высокомолекулярных веществ, поскольку оксикислоты, дикарбо-нильные вещества и соединения с сопряженными двойными связями способны к реакциям полимеризации и поликонденсации. О накоплении полимеров свидетельствует увеличение вязкости (рис. 2).

В группу полимеров входят вещества, содержащие два, три и более мономеров. Мономерами могут являться окисленные жирные кислоты и триглицериды. Соединение между мономерами может осуществляться посредством прямой связи между атомами

I I I

углерода (—С—С—) или через кислородный мостик (—С—О—

—С—). В одной и той же молекуле могут присутствовать оба типа этих связей. Полимеры имеют циклическое или ациклическое строение. При термическом окислении наряду с полимерами образуются циклические мономеры.

Таблица 2 Типы реакций, происходящих во фритюрном жире, и их продукты

Стадии фритюрной жарки	Типы реакции	Относительная скорость реакции	Продукты реакции
Хранение жира между циклами нагрева	Автоокисление	Медленная	СО2, СО, Н2О, кислоты (насыщенные, цис- и трансненасыщенные, альдегидокислоты, кегокислоты, двухосновные), упеводороды (насыщенные и ненасыщенные), спирты и альдегиды (насыщенные и ненасыщенные), кетоны (насыщенные и ненасыщенные), эфиры, лактоны, ароматические компоненты (толуол, бутилбензол, бензоальдегид, фенилбутаналь и др), прочие kon поненты (пенгилфуран, диоксан и др), циклические и нециклические димеры, соединенные связью С— С, тримеры, соединенные двумя связями С— С, димеры и тримеры, частично или целиком соединенные связями С— О-С, моно- и диглицериды
Повторный нагрев	Автоокисление	Быстрая
	Пиролиз	Медленная
	Изомеризация	Быстрая
	Полимеризация	Медленная
Жарка различных продуктов	Автоокисление	Быстрая
Пиролиз	Медленная
	Изомеризация	Быстрая
	Полимеризация	Медленная
	Гидролиз	Быстрая

Стадии фритюрной жарки, типы реакций, их относительная скорость и конечные продукты реакций представлены в табл. 2, строение некоторых продуктов окисления — на рис. 3.

Летучие вещества

ООН

Дата добавления: 2014-01-20