Жарка пищевых продуктов

Жарка – комплекс сложных физических, химических, физико-химических, тепломассообменных изменений структуры, объема и свойств продукта, в результате которых готовое изделие приобретает специфический вкус, запах, цвет и т. д.

Процессы жарки могут быть классифицированы по технологическому назначению (виду тепловой обработки) – на жарку в малом количестве жира на разогретой поверхности (жарку основным способом), жарку во фритюре, в замкнутой камере, выпечку, жарку инфракрасными лучами, запекание, пассерование. Дополнительно к жарочным процессам можно отнести комбинированные способы тепловой обработки: тушение и брезирование.

По способу передачи теплоты жарочные процессы можно разделить на поверхностный нагрев (традиционный) и объемный. Поверхностный нагрев продукта осуществляется при подводе теплоты к его наружной поверхности. При этом нагрев центральной части продукта и доведение его до кулинарной готовности происходят в основном за счет теплопроводности. Объемный нагрев продукта осуществляется при подводе энергии на значительную глубину от его поверхности или по всему объему изделия. При таком способе нагрева за счет интенсификации процесса время тепловой обработки резко сокращается.

Принципиальным отличием жарки от варочного процесса является интенсивное тепловое воздействие на поверхностный слой пищевого продукта, т. е. такое воздействие, при котором происходит целенаправленный перегрев его поверхности. Естественно, что в этом случае к аппарату предъявляются повышенные требования по равномерности нагрева изделия и поддержанию соответствующей температуры необходимой для образования специфической корочки. При этом температура на поверхности или в объеме аппарата должна быть такой, чтобы исключалось подгорание изделия, а время тепловой обработки было минимальным.

Образование румяной корочки на поверхности изделия возможно только после испарения влаги из поверхностного слоя, при температуре греющей среды, превышающей температуру кипения воды (130…300 ºС). При достижении в поверхностном слое изделия температуры порядка 120...130 ºС наиболее активно протекает реакция меланоидинообразования, наблюдаются деструктивные изменения, в результате которых происходит распад ингредиентов пищевых продуктов с образованием новых химических веществ, выделением летучих компонентов, которые и предопределяют свойства жареного изделия. Исходя из этого условия, процесс жарки может быть осуществлен следующими основными способами.

Жарка на нагретой поверхности при температуре 130…160 ºС. Этот способ жарки осуществляется обычно в небольшом количестве пищевого жира либо без него. Тонкий слой пищевого жира в этом случае служит промежуточным теплоносителем выполняя роль термического сопротивления между греющей поверхностью и изделием уменьшая интенсивность теплового воздействия, тем самым ограничивая температуру на его поверхности и уменьшая возможность его подгорания. Кроме того, прослойка жира ограничивает прилипание продукта к нагретой поверхности.

В большом количестве жира (во фритюре), нагретого до температур 150...190 °С. Жира берут в 4…5 раз больше, чем обжариваемого продукта, чтобы при погружении изделия в жир не происходило сильного охлаждения последнего.

В нагретой паровоздушной среде в замкнутых камерах при температуре 160…290 °С для выпечки и жарки при естественной конвекции. При вынужденной конвекции, достигаемой за счет принудительной циркуляции греющей среды, повышается коэффициента теплоотдачи от греющей паровоздушной смеси к изделию и температура в рабочей камере будут меньше и составляет 140…260 °С. Этот вид нагрева принято называть конвективным, а аппараты, в которых осуществляется такой нагрев – ковектоматами.

В среде перегретого пара с естественной конвекцией теплоносителя при температуре в рабочей камере 150…280 °С и вынужденной конвекции при температуре в рабочей камере 130…240 °С. Этот вид нагрева принято называть парожарочным. Аппараты, в которых осуществляется такой нагрев – пароконвектоматами.

Жарка под действием интенсивного облучения поверхности продукта потоком инфракрасного излучения. Благодаря удалению части влаги и впитыванию жира в процессе жарки повышается пищевая ценность изделия и на его поверхности образуется специфическая корочка.

При этом на начальной стадии жарки перенос влаги в глубь продукта под действием перепада температур превышает перенос влаги к поверхности за счет диффузионного процесса. Поверхностные слои обезвоживаются за счет испарения во внешнюю среду и не пополняются влагой из глубинных слоев. По мере нагрева изделий температурный перепад постепенно уменьшается, а, следовательно, уменьшается и влагоперенос в глубь продукта.

На второй стадии процесса при возрастании температуры наружных слоев изделия растет диффузионный перенос влаги к поверхности. Зона испарения влаги располагается на некотором расстоянии от поверхности и далее не углубляется. При нормальном ведении процесса образовавшаяся корочка служит гидравлическим сопротивлением выходу влаги из внутренних слоев изделия. В то же время сама она не должна нагреваться до температур, при которых происходит обугливание ее поверхности. Стабилизатором температуры поверхности изделия могут служить различные жидкие среды (жир, сок, выделяющиеся из изделия), в которых осуществляется жарка.

Для анализа процесса жарки кулинарного изделия рассмотрим общую формулу теплового потока воспринимаемого его поверхностью

q_п = k ּ (t_c − t_п), (2.1)

где q_п – тепловой поток подводимой к изделию, Вт/м²;

k – коэффициент теплопередачи от греющей среды (например, жарочной поверхности) к изделию, Вт/(м² ּ К);

t_с – температура греющей среды, ºС;

t_п – температура поверхности продукта, ºС;

Из этой формулы видно, что тепловой поток воспринимаемый продуктом в процессе жарки определяется коэффициент теплопередачи и разностью температур между нагреваемой поверхностью изделия и теплоносителем (жарочной поверхностью). Соответственно чем больше коэффициент теплопередачи и разность температур между теплоносителем и поверхностью изделия, тем тепловой поток будет больше.

Однако воспринимаемый тепловой поток ограничен тепловым потоком передаваемым от поверхности изделия внутрь за счет теплопроводности, который при условии двустороннего нагрева можно определить по уравнению теплопроводности:

q_в = 2ּ , (2.2)

где q_в – тепловой поток передаваемой внутрь изделия, Вт/м²;

λ_п – коэффициент теплопроводности изделия, Вт/(м ּ ºС);

δ_п – толщины изделия, м;

t_ц – температура в центре изделия, ºС.

Из этого уравнения видно, что тепловой поток передаваемой внутрь изделия в процессе жарки определяется коэффициентом теплопроводности изделия, толщиной изделия и разностью температур между поверхностью и центром изделия. Коэффициент теплопроводности изделия определяется видом продукта и в процессе нагрева меняется не значительно, а толщина изделия определяется соответствующими нормативами на изделие. Соответственно определяющей величиной в процессе нагрева является разность температур между поверхностью и центром изделия.

На начальной стадии нагрева до образования на поверхности изделия специфической корочки тепловой поток подводимой к изделию должен быть больше, чем тепловой поток передаваемой внутрь. Соответственно температура на поверхности изделия быстро поднимается до температуры образования корочки (120…130 ºС), определяемой свойствами продукта, из которого изготовлено изделие. Обычно корочка на поверхности изделия образуется относительно быстро и при дальнейшем прогревании изделия температура его поверхности практически остается постоянной.

При этом тепловой поток подводимый к изделию будет определяться тепловым потоком передаваемым внутрь, т. е. они должны быть равны в противном случае поверхность изделия может подгорать.

k ּ (t_c − t_п), = 2ּ (2.3)

При прогревании изделия разность температур между поверхностью и центром изделия все время уменьшается, что приводит к уменьшению теплового потока передаваемого внутрь.

В общественном питании в основном осуществляется жарка мелкокусковых полуфабрикатов, а их толщина не велика и составляет примерно 2…3 см. Соответственно при их двустороннем нагреве даже при относительно низкой теплопроводности температура в центре относительно быстро достигает требуемого значения. Дальнейшая тепловая обработке при доведении до готовности осуществляется без подвода теплоты или при очень малых тепловых потоках, в основном компенсирующих неизбежные тепловые потери на испарение воды.

В общем виде теоретическое изменение температуры греющей среды, поверхности и центра изделия и теплового потока подводимого к изделию и передаваемого внутрь от времени тепловой кулинарной обработки в процессе жарки представлено на рис. 2.1.

На первом этапе тепловой кулинарной обработки (образование специфической корочки) происходит быстрый разогрев поверхности изделия до температуры кипения воды и интенсивное ее испарение при постоянной температуре поверхности. Дальнейшее повышение температуры поверхности до температуры образования корочки происходит только после испарения воды из поверхностного слоя изделия. При этом температура в центре изделия достигает примерно 70…80 ºС.

После образования корочки на втором этапе тепловой кулинарной обработки температура поверхности изделия должна быть снижена до температуры, при которой происходит доведение продукта до готовности, которая для различных продуктов будет разной (обычно меньше 100 ºС). При этом температура в центре изделия практически будет равна температуре на его поверхности.

В некоторых случаях (например, выпечка, запекание) в процессе тепловой кулинарной обработки поджаристая корочка образуется на последнем этапе тепловой обработки. В этом случае температура на поверхности изделия быстро поднимается до температуры кипения воды и длительное время находится на этом уровне, а затем после ее испарениия медленно поднимается до температуры образования корочки и после ее образования процесс тепловой кулинарной обработки заканчивается. При этом температура в центре изделия достаточное время находится на уровне необходимом для доведения продукта до готовности.

Жарка в малом количестве жира осуществляемая в открытой посуде (наплитные сковороды, противни, функциональные емкости) на плитах предназначенных для тепловой обработки в наплитной посуде, а так же на рабочей поверхности сковород и плит для непосредственной жарки (открытых сковородах) характеризуется односторонним подводом теплоты к изделию. В этом случае для обеспечения равномерного прогрева изделий они должны периодически переворачиваться в процессе тепловой кулинарной обработки. Интенсивность энергоподвода в этом случае должна быть снижена, в противном случае будет происходить нерациональный рост толщины корочки и значительная потеря массы изделия.

Жарка в открытой посудебез добавления жира осуществляется при пассерование муки в целях удаления запаха сырой муки и придания ей приятного орехового аромата, а так же уменьшения влажности и снижения вязкости ее отваров.

Жарку в большом количестве жира (во фритюре) осуществляют в основном в сетчатых корзинах во фритюрницах или жарочных ваннах. Она характеризуется тем, что вся поверхность изделия соприкасается с жиром, при этом обеспечивается не только равномерный прогрев всей поверхности, но и сокращается продолжительность тепловой обработки.

Известно, что жарка во фритюре, нагретом менее чем до 135 ºС, приводит к увеличению расхода жира и ухудшению качества изделий. Для жарки продуктов с большим количеством влаги (овощи) используют среднегорячий фритюр с температурой 135...150 ºС, горячий фритюр температурой 150...165 ºС применяют для тепловой обработки продуктов, предварительно подвергавшихся варке. Очень горячий фритюр (температура 165...180 °С) применяют для жарки изделий из теста, рыбы и других продуктов.

Представляет интерес процесс жарки во фритюре картофеля. Вследствие высокой температуры жира картофель теряет значительную часть влаги, в основном удаляемой в виде пара. Готовые изделия при этом сохраняют более высокую концентрацию питательных веществ, чем вареные. Кроме того, в корочке образуются новые вкусовые и ароматические вещества. Жиры проникают внутрь продукта, повышают его калорийность. При жарке масса продукта за счет испарения уменьшается на 30…66 %, при этом на процесс влияют многие факторы, в том числе сорт картофеля, химический состав клубня, форма нарезки ломтиков (соломка теряет 60 %, брусочки – 50 % от первоначальной массы). Разные сорта впитывают неодинаковое количество жира. Сырой картофель поглощает в 1,6 раза меньше жира, чем вареный. При обжаривании сырых ломтиков влажность их быстро снижается, и они приобретают хрустящие свойства и пористую структуру.

Разновидностью жарки в жире является процесс пассерования кореньев и овощей перед последующей тепловой обработкой. При пассеровании ароматические вещества из продукта растворяются в жирах, которые практически не дают паров, и потери эфирных масел значительно уменьшаются. Кроме того, при пассеровании овощей происходят переход не только ароматических, но и красящих веществ в жир, размягчение и уменьшение объема.

Жарка в паровоздушной среде исреде перегретого пара изделий, уложенных в формы, противни или функциональные емкости при естественной конвекции, осуществляется как за счет теплопроводности от емкости, в которую они помещены, так и за счет лучистой энергии, испускаемой нагревательными элементами и стенками камеры, а также за счет конвекции.

Температура греющей среды рабочих камер должна достигать заданных значений за минимальное время, регулироваться в пределах 150...290 ºС и изменяться в течение цикла в соответствии с характером прогрева изделий. При этом конструкция аппарата должна обеспечивать такое движение конвективных потоков внутри рабочей камеры, чтобы исключить образование застойных зон и неравномерный обогрев изделий. Разность температур среды рабочей камеры жарочных и пекарных шкафов должна быть минимальной и не превышать 40…50 ºС.

Для рационального ведения процесса высокая температура среды рабочей камеры, обеспечивающая интенсивный прогрев продуктов в начале процесса, должна быть в последующем снижена во избежание излишнего обезвоживания и подгорания изделий. Однако, в аппаратах с естественной конвекцией греющей среды резкое снижение температуры на втором этапе тепловой кулинарной обработки затруднено за счет большой их инерционности.

В аппаратах с принудительной конвекцией теплоносителя (ковектоматах и пароконвектоматах) температурный режим тепловой кулинарной отработки более мягкий (130…260 ºС), а возможности рационального ведения процесса не ограничены.

Жарка инфракрасными лучами может осуществляться за счет поглощения продуктом лучистой энергии открытого пламени, раскаленных древесных углей, газовых горелок или электрических инфракрасных излучателей. Она относится к объемным видам нагрева и рассматривается в следующем параграфе.

Дата добавления: 2015-06-30