Нс ¾ он + 3rсooh ® hc ¾ о ¾ c

O

Н

О Н

Вопросы для самоконтроля

1. Что понимается под копчением пищевых продуктов?

2. Какими свойствами обладает коптильный дым?

3. Какие изменения происходят в продукте при копчении?

4. Какие различают виды и способы копчения рыбы? Их пре­имущества и недостатки.

5. Из каких операций состоит технологические процессы холод­ного и горячего копчения рыбы?

6. Как осуществляется электрокопчение рыбы?

7. Каким требованиям должна отвечать копченая рыба?

8. Какие дефекты могут возникать у копченой рыбы?

9. Из каких операций состоит технология производства сыро-копченых мясных продуктов?

10. Из каких операций состоит технология производства варено-копченых мясных продуктов?

11. Из каких операций состоит технология производства мясных колбас?

12. Из каких операций состоит технология производства копчения птицы?

//

СН₂ОН(СНОН)₄ С + N ¾ СН₂СООН ®

/

Н Н

/

® СН₂ОН(СНОН)₄ С ¾ NНСН₂СООН.

ОН

Меланоидиновая реакция сопровождается образованием ряда промежуточных соединений: альдегидов, циклических группировок фурфурольного, а затем и пиррольного характера. В частности, может образоваться ядовитый оксиметилфурфурол

СН¾СН Н

ïï ïï /

НОН₂ С ¾ С С ¾ С

/

О О

Меланоидиновые реакции активируются при повышенных температурах, особенно в случае многократного подогрева. Меланоидины могут образоваться не сразу после подогрева, а в процессе хранения консервов.

Гликоген. Из сложных углеводов животного происхождения наибольшее значение имеет гликоген. Он откладывается в основном в печени (в пределах 2—10%) и служит запасным питательным веществом. Из гликогена постепенно освобождается и поступает в кровь глюкоза, которая служит источником углеводов для всех тканей.

Крахмал. Наиболее важным углеводом для человека является крахмал. В дневном рационе он обычно составляет 80—85% общего количества углеводов.

Крахмал - один из продуктов фотосинтеза, протекающего в зеленых листьях растений. Он откладывается в растительных тканях в форме своеобразных зерен, имеющих слоистое строение и размеры от долей до 100 мкм и более.

Различают клубневое крахмалосодержащее сырье (клубни картофеля, батата, маниока и др.) и зерновое (зерно кукурузы, пшеницы, риса, сорго, ячменя и др.) и в соответствии с этим клубневый и зерновой крахмалы.

Молекулы крахмала состоят из огромного количества молекул глюкозы; различаются они размерами, а также структурой и формой цепей. Полисахариды, составляющие крахмал, подразделяются на две фракции - амилозу и амилопектин.

В амилозную фракцию (молекулярная масса 160 тыс. и выше, а по некоторым данным, более 1 000 000) входят молекулы с линейной структурой; различаются молекулы по длине.

Амилопектиновая фракция включает полисахариды с молекулярной массой порядка 5-10⁸, структура которых мало изучена.

Крахмальное зерно представляется в виде биологического образования с хорошо организованными формой и структурой. Оно содержит более или менее центрально расположенное ядро, называемое зародышем, или точкой роста. Вокруг ядра часто видны ряды концентрических слоев «колец роста», которые особенно характерны для картофельного крахмала.

Расположение молекул амилозы и амилопектина в слое крахмального зерна представлено на рис. 5.

Качественное и количественное содержание в составе полисахаридов амилозы и амилопектина в определенной степени сказывается на физико-химических свойствах крахмала, а следовательно, и на качестве готовой продукции.

Рис. 5. Схема строения крахмального зерна (по Мюлеталеру):

а — амилоза; б — амилопектин; в — расположение молекул

амилозы и амилопектина в слое крахмального зерна

Крахмал, богатый амилопектином, называют амилопектиновым. Крахмал, наполовину или более состоящий из амилозы, - высокоамилозным. Крахмал, свойства которого условно принимаются аналогичными свойствам крахмала, содержащегося в органах растений, называют нативным.

При кулинарной обработке крахмалосодержащих продуктов крахмал проявляет способность к адсорбции влаги, набуханию и клейстеризации, в нем могут протекать процессы деструкции и агрегации молекул.

Интенсивность всех этих процессов зависит от происхождения и свойств самого крахмала, а также от техно­логических факторов — температуры и продолжительности нагревания, соотношения крахмала и воды, вида и активности ферментов и др.

Основные свойства крахмала проявляются в водной среде.

Нативный крахмал в холодной воде практически нерастворим, но может адсорбировать до 30% влаги. Низкомолекулярные полисахариды, содержащие до 70 глюкозных остатков, растворимы в холодной воде. С увеличением молекулярной массы полисахариды растворимы только в горячей воде.

По сравнению с амилозой амилопектин менее растворим в воде и более устойчив при различных видах технологической обработки крахмала.

Известно, что линейные полимеры перед растворением сильно набухают, поглощая большое количество растворителя, и при этом резко увеличиваются в объеме. Растворению крахмальных полисахаридов в воде также предшествует набухание — одно из важнейших свойств крахмала, которое оказывает влияние на консистенцию, форму, объем и выход готовых изделий.

Степень набухания крахмальных зерен в воде в значительной мере зависит от температуры и свойств данного вида крахмала.

Больше всего набухает крахмал клубневых, меньше — зерновых и еще меньше — крахмальных зерен, содержащих большое количество амилопектина (амилопектиновые крахмалы).

Использование крахмала в пищевой промышленности связано главным образом с его способностью клейстеризоваться.

Одним из признаков клейстеризации суспензии крахмала является значительное повышение ее вязкости, т. е. образование крахмального клейстера, вязкость которого при нагревании объясняется свойствами извлекаемой из крахмальных зерен водорастворимой фракции, состоящей из полисахаридных нитей диаметром 0,05-2 мкм, образующих в растворе трехмерную сетку, удерживающую большее количество влаги, чем набухшие крахмальные зерна.

Дисперсия, состоящая из набухших крахмальных зерен и растворимых в воде полисахаридов, называется крахмальным клейстером, а процесс его образования — клейстеризацией.

Клейстеризация происходит в определенном интервале температур, характерном для данного вида крахмала, обычно от 55 до 80°С.

Крахмальные клейстеры относительно жидкой консистенции служат основой многих кулинарных изделий (кисели, соусы, супы-пюре), содержащих 2—5% крахмала. Клейстеры более плотной консистенции образуются в клетках вареного картофеля, кашах и других изделиях, где соотношение крахмала и воды примерно 1:2—1:5.

Примерное содержание амилозы в крахмале различного происхождения, степень набухания крахмала в го­рячей воде (90°С) и температура клейстеризации приведены в табл. 1.

Таблица 1

Вид крахмала	Количество амилозы, %	Степень набухания (Кv), %	Температура клейстеризации, °С
Картофельный	32,1		58-62
Маниоковый	22,56		56-68
Бататный	21,84
Пшеничный	21,37		54-92
Кукурузный	19,25		66-88
Рисовый	20,02		56-65
Кукурузный амилопектиновый	5,76		62-68
Рисовый амилопектиновый	2,91		54-66

В процессе длительного хранения и охлаждения изделий, содержащих клейстеризованный крахмал, проис­ходит ретроградация крахмальных полисахаридов — переход их из растворимого в нерастворимое состояние вследствие агрегации молекул (образования клисталлической структуры).

Это явление считается одной из причин черствения хлеба и старения изделий из круп. Ретроградация усили­вается при неоднократном замораживании и оттаивании и приводит к резкому ухудшению качества кулинарных изделий. Ретроградацию частично можно устранить нагреванием.

Использование различных физико-химических свойств крахмала позволяет получать на основе этого природного полимера полуфабрикаты, обладающие необходимой водопоглотительной способностью, пластичностью и др.

При более высоких температурах крахмальные зерна претерпевают ряд изменений. Так, термическая обработка продуктов, содержащих крахмал (варка в воде, на пару, выпечка, сушка при атмосферном и повышенном давлении, жаренье во фритюре и др.) и приготовленных о разнообразной рецептуре, приводит к получению изделий различной консистенции (супы, соусы) и способствует образованию структур хлеба, воздушных продуктов типа зерен, палочек, крекеров и др.

При кулинарной и промышленной переработке крахмалосодержащих продуктов (нагревание в присутствии воды, под действием повышенного давления, горячего жира, сухого нагрева при температурах выше 100°С) происходит деструкция крахмала. Крахмал подвергается деструкции и под действием амилолитических ферментов. В результате снижается способность крахмала к набуханию в горячей воде и клейстеризации.

Коэффициенты деструкции крахмала, т.е. относительное падение степени его набухания при изготовлении различных крахмалосодержащих изделий неодинаковы и зависят от условий его обработки и вида продукта (табл. 2).

Так, при использовании крахмала или крахмалопродукта в качестве загустителя необходимо учитывать их природные свойства, а также степень изменения при термической обработке. Например, при пассеровании муки при температура 150°С природные свойства крахмала (вязкость, способность к набуханию) снижаются в два раза, поэтому сухой нагрев муки следует ограничивать 120°С.

Клетчатка. Этот полисахарид, называемый иначе целлюлозой, подобно гликогену и крахмалу при гидролизе дает только глюкозу. Клетчатка входит в состав оболочек клеток растительных тканей, много ее в листьях, стеблях. В отличие от гликогена и крахмала клетчатка при нагревании в воде не переходит в раствор.

Таблица 2

Способы термической обработки	Коэффициент деструкции КД
Пассерование муки:
нагрев до 120°С (белая пассеровка)...........	0,05
нагрев до 150°С (красная пассеровка).........	1,94
Обжаривание и подсушивание круп при 100-120°С (в зависимости от вида круп):
гречневой..................................	0,33-0,49
риса.......................................	0,61-1,58
Варка каш:
гречневой (из обжаренной крупы), температура до 100 ^оС	0,39-0,75
Жаренье во фритюре:
полуфабриката крекеров (температура жира 150-180°С)	От 0,7 до 1,99
Выпечка изделий из теста в жарочном шкафу:
дрожжевого................................	3,0-3,5
слоеного (пресного).........................	4,0-4,5
Обработка повышенным давлением: разваривание кукурузы под давлением 0,2 Мпа (90 мин)	0,29
получение кукурузных палочек (давлением в экст- рудере — 3-4 МПа)..........................	2,1
получение взорванных зерен кукурузы, риса, пшена (в «пушке», давление 12ּ10^5 Па).........	От 8 до 32
Замораживание теста и хранение его при — 12°С	0,017

Так как клетчатка почти не переваривается в желудочно-кишечном тракте человека, ее относят к группе балластных веществ, которые, однако, необходимы организму для регуляции двигательной функции кишечника.

Молекула целлюлозы имеет нитевидную форму и построена из глюкозных остатков, количество которых колеблется от 1400 до 10000. 60—70 молекул целлюлозы соединены в пучки—мицеллы, образующие сетчатую структуру.

Целлюлоза нерастворима в воде и в большинстве органических растворителей. Она растворяется лишь в реактиве Швейцера [Сu(NН₃)₄] (ОН)₂, а также в концентрированных минеральных кислотах, при кипячении.

Повышенное содержание целлюлозы делает пищу грубой, менее доступной для действия ферментов, выделяемых в пищеварительном тракте, и поэтому хуже усваиваемой. Для выработки диетических и детских консервов предпочитают сырье, бедное целлюлозой (кабачки, тыква, рис).

Целлюлоза повышает стойкость растительного сырья против механических воздействии и нагревания, но затрудняет некоторые операции технологического процесса (протирание, уваривание).

Среди пищевых продуктов клетчаткой богаты мука низших сортов, орехи, плоды и овощи.

Гемицеллюлозы. К гемицеллюлозам—высокомолекулярным полисахаридам, которые входят в состав оболочек растительных клеток, относятся гексозаны (галактан, маннан) и пентозаны (арабан, ксилан), дающие при гидролизе сахара. Наиболее распространен арабан. В семенах бобовых содержится галактан. Количество пентозанов в плодах колеблется от 0,5 до 1,0%.

Большинство гемицеллюлоз нерастворимо в воде, за исключением некоторых пентозанов, образующих клейкие растворы.

Гемицеллюлозы менее устойчивы, чем целлюлоза, и под действием ферментов или кислот гидролизуются, образуя сахара.

При продолжительном кипячении с крепкой соляной кислотой из пентозанов образуется фурфурол, что можно использовать при утилизации отходов производства (плодоножки овощей стержни початков кукурузы и др.).

Пектиновые вещества. Среди высокомолекулярных углеводов важная роль принадлежит и таким полисахаридам, как пектиновые вещества. Их свойства имеют существенное значение для образования структуры пищевых продуктов и используются при изготовлении желированных изделий (студни, фруктовые желе и т.д.).

В растительных тканях содержатся нерастворимые в воде протопектины. При гидролизе протопектины дают высокомолекулярные пектиновые кислоты. Протопектины обусловливают связь между клетками в растительной ткани. Основная масса их находится в срединных пластинках, склеивающих клетки в сыром продукте. Пектиновые вещества играют важную роль в создании плотной мякоти.

Молекулу нерастворимого пектина рассматривают как гетерополимер, имеющий сложную разветвленную структуру (рис. 6).

Главная цепь этого полимера состоит из многих молекул галактуроновой и полигалактуроновой кислот, соединенных моносахаридом рамнозой. К главной цепи ковалентными связями присоединены боковые цепи гемицеллюлоз — галактанов и арабанов.

В недозрелых плодах содержится преимущественно нерастворимый в воде протопектин, цементирующий растительную ткань. По мере созревания плодов происходит распад части протопектина и образуется растворимый в воде пектин. Этот процесс идет под действием фермента протопектиназы, а также органических кислот, содержащихся в плодах.

Рис. 6. Структура молекулы пектина (по Альберсхейму):

Р — рамноза, ГК — галактуроновая кислота

При тепловой обработке продуктов растительного происхождения содержащийся в них протопектин переходит в растворимую форму - пектин, вследствие чего сцепление между клетками ослабевает и растительная ткань размягчается.

При наличии сахара и кислоты пектины способны образовывать студни. В пищевой промышленности это свойство широко используется при производстве мармелада, пастилы, джема.

Растворимость пектина в воде тем больше, чем меньше размеры его молекулы. Благодаря большой молекулярной массе пектина его водные растворы, как и растворы других высокополимеров, обладают рядом свойств, присущих коллоидным растворам.

Пектин может быть переведен из раствора в осадок в виде пектата кальция под действием фермента пектииэстеразы (пектинмет-оксилаза, пектаза или пектилгидролаза), катализирующего гидролитическое расщепление эфирных связей в молекуле пектина.

Распад пектина до растворимой моногалактуроновой кислоты осуществляется при помощи фермента полигалактуроназы (пектиназа, пектолаза, полигалактуронид гликаногидролаза), который разрывает связи между звеньями цепи полигалактуроновой кислоты.

Нагревание в присутствии воды вызывает разрушение пектина.

Дубильные вещества. По химической природе дубильные вещества относятся к полифенолам, имеют молекулярную массу от 600 до 2000 и разделяются на гидролизуемае и конденсированные. Первые представляют собой смесь сложных эфиров, образованных глюкозой, фенольными кислотами — галловой, протокатеховой — и производными этих кислот. В эту группу входит танин, гидролиз которого проходит под действием фермента таназы, а также может быть вызван кислотами. При расщеплении одной молекулы танина образуется одна молекула глюкозы и пять молекул галловой или метадигалловой кислоты, которые были присоединены к глюкозе по месту всех ее гидроксильных групп.

Конденсированные дубильные вещества, к которым относятся катехины, имеют ядра, связанные между собой через углеродные атомы. Они являются эфирами и гидролизу не подвергаются.

В плодах катехины находятся в свободном виде или в виде сложных эфиров галловой кислоты.

Дубильные вещества окисляются кислородом воздуха под действием ферментов. В результате окисления образуются флобафены коричневого или красного цвета. Процесс протекает быстро и является одной из основных причин потемнения плодов, наблюдающегося иногда во время их переработки.

Согласно теории А. Н. Баха, окисление полифенольных соединений происходит по следующей схеме.

Насыщенные соединения (R), обладающие способностью легко окисляться, образуют

О

/

перекиси R + О₂ ® R |, которые под действием фермента пероксидазы

О

окисляют полифенолы (В) и при этом восстанавливаются:

О

/

В + R | ® ВО + RО; В + RО ® ВО + R.

О

Чтобы предотвратить потемнение плодов, вызываемое окислением дубильных веществ, нужно защитить их от воздействия кислорода воздуха или принять меры к разрушению ферментной системы.

Потемнение плодов может быть также следствием химического взаимодействия дубильных веществ с солями окиси железа. При этом гидролизуемые дубильные вещества дают черную окраску с синим оттенком, а конденсированные—с зеленым.

Вступая в реакцию с солями олова, дубильные вещества образуют соединения, имеющие розовую окраску.

При длительном нагревании наблюдается конденсация дубильных веществ с образованием высокомолекулярных соединений красного оттенка.

Дубильные вещества хорошо растворяются в воде. С белковыми веществами они дают нерастворимые соединения (танаты).

Гликозиды. Гликозиды состоят из углеводов (гексоз и пентоз), соединенных с различными химическими веществами (спиртами, альдегидами, фенолами и др.).

В воде гликозиды растворимы. Под действием ферментов или кислот они гидролизуются, распадаясь на составные части: сахар и несахаристый компонент—аглюкон. Свойства гликозидов зависят от вида входящего в их состав аглюкона. Многие гликозиды придают плодам и овощам специфический привкус, аромат и цвет.

К гликозидам относятся гидролизуемые дубильные вещества, красящие вещества группы антоцианов, амигдалин, соланин, геспервдин, иарингин, вакцинин и др.

Амигдалин. Это гликозид, образованный генциобиозой и агликоном, содержащий бензойный альдегид и синильную кислоту следующего строения

С₆Н₅

R-0-СН,

СN

где R — углеродный радикал.

Амигдалин находится в семенах косточковых плодов и придает им привкус и аромат, свойственные горькому миндалю. Амигдалину сопутствует расщепляющий его комплексный фермент эмульсин. Гидролизуясь в организме человека, амигдалин выделяет ядовитую синильную кислоту.

С₂₀Н₂₇NО₁₁ + 2Н₂О -® 2С₆Н₁₂О₆ + С₆Н₅СНО + НСN.

Соланин. Соланин встречается в некоторых овощах (томатах, баклажанах) и картофеле. Состав соланина разных видов овощей неодинаков.

В картофеле соланин находится главным образом в кожице и в прилегающем к ней поверхностном слое, придавая им горький привкус. В состав соланина картофеля (С₄₅Н₇₁ NО₁₅) входят сахара: рамноза, галактоза, глюкоза—и аглюкон соланидин, являющийся производным фепантрена (С₁₄Н₁₀), относящегося к ароматическим трехъядерным соединениям.

В баклажанах, достигших ботанической зрелости, иногда наблюдается ярко выраженный горький привкус, вызванный соланином М, который имеет формулу С₃₁Н₅₁ NО₁₅ и состоит из соланидина С₂₁Н₃₃NО и остатков галактозы и рамнозы.

Бетаин находится в свекле. Он состоит из глюкозы и азотсодержащего аглюкона бетанидина.

Антоцианы хорошо растворимы в воде. При длительном нагревании они могут разрушаться и терять свой цвет (земляника, плоды некоторых сортов сливы, черешни, корнеплоды). В то же время нагревание заметно не влияет на антоцианы черной смородины.

В присутствии металлов антоцианы некоторых плодов меняют свою окраску. Олово придает черной смородине синий, а вишне и черешне фиолетовый оттенок. Алюминий вызывает фиолетовое окрашивание вишни и черешни, но не влияет на цвет красного винограда. Антоцианы винограда значительно меняют окраску в присутствии железа, олова, меди.

Флавоны и флавонолы имеют желтую окраску (петрушка). К флавоноловым агликонам относятся кверцетин—красящее вещество лука.

Липиды. В группу соединений под названием липиды входят собственно жиры и ряд более сложных соединений. Все они представляют собой эфиры высокомолекулярных спиртов и жирных кислот (в состав некоторых из них, таких как фосфатиды, стерины, цереброзиды входят другие органические соединения и фосфор) и обладают общим свойством растворенным в органических растворителях. Липиды из-за довольно малой устойчивости эфирной связи разрушаются на составляющие компоненты, основным из которых является жирная кислота. Схема образования липидов и структура жирных кислот представлена на рис. 7.

Н₂С ¾ ОН Н₂С ¾ О ¾ C

R₁

ï ï _// O

жирная R₂

Дата добавления: 2013-12-12