Пищевые продукты как объекты тепловой обработки

­Пищевые продукты ­ это сложные композиции различных веществ. В процессе кулинарной обработки продуктов происходит изменение их массы, объема, консистенции, цвета, вкуса и аромата. Изменение свойств продуктов обусловлено изменением веществ, входящих в их состав, глубина этих изменений зависит как от свойств сырья (eгo химическогo состa­ва), так и от режимов обработки (температуры, продолжитель­ности тепловой обработки, реакции среды и дрyгих факторов).

Нагpевание продуктов животного происхождения в интерва­ле 50-100 ⁰С вызывает изменение их консистенции, цвета, вкуса и аромата.

Способ технологического использования различных частей говяжьей туши (жаренье, тушение, варка, жаренье после измель­чения) и температурный режим зависят от количества соедини­ тельной ткани.

При тепловой обработке мясо прогревают до различной температуры. Так, при обжаривании мяса температура в центре куска может быть 80-85 ⁰С, а при варке ­ 94... 96 ⁰С. В процессе при­пускания рыбы температура внутри кусков достигает 80... 82 ⁰С, а при варке ­ 95 ⁰С. При повышении температуры уменьшает­ся разваривание мышечных белков, снижается их влагосвязы­вающая способность и уменьшается сочность готовых изде­лий. Поэтому при тепловой обработке мяса следует стремиться к уменьшению интенсивности теплового воздействия, сокраще­нию продолжительности хранения кулинарных изделий в горя­чем состоянии.

Применение автоклавов для варки костных бульонов, а также использование кислых продуктов (томат ­пюре, сухое вино, квас) при тушении мяса значительно сокращает продолжительность тe­пловой обработки. Обрабатывание мяса маринадами, содержащи­ми лимонную, винную или аскорбиновую кислоту, позволяет по­лучать жареные изделия удовлетворительного качества из частей говяжьей туши, которые обычно для жаренья не используются.

Тепловая обработка продуктов растительного происхождения вызывает изменения в строении тканей. Их механическая проч­ность при этом снижается в 10...30 раз. Продолжительность теп­ловой обработки зависит от свойств caмогo продукта, температу­ры нагрева, рН среды, присутствия тех или иных добавок и т.д.

Тепловая обработка вызывает разложение витаминов, изме­нение цвета или снижение интенсивности окраски плодов, ягод, овощей и др.

­Присутствие в варочной воде уксусной, молочной и лимон­ной кислоты приводит к удлинению срока варки и уплотнению консистенции продуктов.

В технологических процессах производства пищи важную роль играют явления мacco-­ и тепломерности. В больщинстве случаев это сложные нестационарные (изменяются во времени) и необратимые процессы, в результате которых изменяются свойства, структура и качество продуктов.

Сырье и продукты представляют собой гетерогенные систе­мы, в состав которых входят твердые тела разнообразной структуры и жидкости, в которых могут находиться и газовые включе­ния. Теплофизические характеристики таких объектов, завися­щие от химического состава и в первую очередь от содержания воды (удельная теплоемкость, коэффициент теплопроводности,

потенциал переноса массы, оптические и диэлектрические xa­рактеристики пищевых продуктов), могут значительно изме­няться в процессе обработки, поэтому их значение необходимо увязывать с параметрами состояния (температура, давление).

Оптимальный режим должен обеспечивать высокое качество продукта при высокой интенсивности процесса. Если для повышения температуры, давления и т.п. имеются определенные технологические пределы, то в целях увеличения кинети­ческих показателей перспективно применение и изыскание новых процессов, например воздействие внешних фи­зических и энергетических полей (акустического, магнитного, электроманитного и др.). Существенное значение имеют также различные приемы предварительной подготовки сырья (диспер­гирование, виброобработка, предварительный нагрев, пенообра­зование и др.), а также совмещение термической обработки с дрyгими операциями.

­ Основная задача тепловой обработки -­ доведение полуфаб­рикатов до гoтовности, которая характеризуется определенными органолептическими показателями блюда (консистенция, вкус, цвет, запах), а также соответствующей температурой.

Улучшение усвояемости продуктов, прошедших тепловую обработку, обусловлено следующими причинами:

. продукты размягчаются, легче прожевываются и лучше смачиваются пищеварительными соками;

. белки при нагpевании денатурируют и в таком виде легче перевариваются;

. крахмал превращается в клейстер и легче усваивается;

. образуются новые вкусовые и ароматические вещества, возбуждающие аппетит и, следовательно, повышающие ycвояемость;

. теряют активность содержащиеся в некоторых сырых продуктах антиферменты, тормозящие процесс пищева­рения.

Санитарное значение тепловой обработки связано с тем, что:

. при нагревании микроорганизмы, образующие споры, по­гибают;

разрушаются бактериальные токсины;

погибают возбудители многих инвазионных заболеваний ­ простейшие, гельминты и др.;

разрушаются или переходят в отвар ядовитые вещества, coдержащиеся в некоторых сырых продуктах (гpибах, бакла­жанах, цветной фасоли).

Недостатками тепловой обработки являются:

потери части растворимых и летучих ароматических, вкусовых веществ;

изменение естественной окраски овощей;

разрушение ряда биологически активных веществ (витами­нов, фенолов и др.);

нежелательные изменения жиров (окисление, омыление, снижение биологической активности).

Одной из задач технологов является ослабление негатив­ных последствий тепловой обработки и усиление ее положи­тельной роли.

­

Классификация способов тепловой обработки

­Все способы тепловой кулинарной обработки делятся на ocновные и вспомогательные.

Основные способы, с помощью которых продукт доводится до готовности, в свою очередь делятся на варку и жаренье.

Варка ­ тепловая кулинарная обработка продуктов в водной среде или атмосфере водного пара.

Жаренье ­ тепловая кулинарная обработка продуктов при температуре, обеспечивающей образование на поверхности специфической корочки

Существует несколько разновидностей варки и жаренья:

варка с полным погpужением в жидкость (основной способ);

с частичным погpужением в жидкость (припускание);

паром атмосферного и повышенного давления;

при пониженной температуре;

при повышенной температуре;

в СВЧ ­аппаратах;

жаренье на нагретых поверхностях с жиром и без него (oc­новной способ);

в жире (во фритюре);

в жарочных шкафах (в замкнутом пространстве);

на открытом oгне;

инфракрасными лучами в аппаратах ИК-­нагpева.

Применяют комбинированные способы тепловой обработки. Например, обжари­вают вареные продукты; тушат, т.е. припускают обжаренные продукты; запекают обжаренные, вареные или припущенные продукты; комбинируют СВЧ­ и ИК-­нагрев; применяют брези­рование (припускание с последующей обжаркой).

Вспомогательные способы тепловой обработки не позволя­ют довести продукт до готовности, но облегчают eгo дальней­шую обработку. К вспомогательным приемам относятся опаливание, ошпаривание (бланширование), пассерование, термостатирование.

­ Характеристика способов тепловой обработки

­ Варка основным способом. При варке основным способом продукт погружают в жидкость (воду, бульон, молоко, сироп и т.д.) с таким расчетом, чтобы он был полностью покрыт ею. Иногда жидкости берут в несколько раз больше, чем продукта (напри­мер, при варке макарон). В жидкость переходит значительное количество растворимых веществ. Чем больше жидкости, тем больше потери. Для варки используют наплитные или стацио­нарные котлы с электрическим либо газовым обогpевом. Haгрев продуктов осуществляется за счет контакта с нагретой жидкостью. Температура при варке составляет 100 - 102 ⁰С.

Термолабильные продукты можно нагревать только до определенной температуры (80 - 85 ⁰С). В этих случаях приме­няют варку на водяной бане (мармите).

Для ускорения варки используют автоклавы или герметиче­ски закрытые кастрюли (скороварки). Температура в автоклаве за счет повышения давления составляет 115 -120 ⁰С. При высокой температуре ускоряется разложение жиров, поэтому aвтоклавы непригодны для варки бульонов. Для повышения качества кулинарной продукции, снижения энергозатрат на ее приготовление большое значение имеет pe­жим варки после закипания. Бурное кипение в большинстве слу­чаев отрицательно сказывается на качестве пищи: бульоны дела­ются мутными, продукты деформируются, увеличиваются поте­ри ароматических веществ и витаминов. Каши, макароны, соусы надо варить при температуре 85... 90 ⁰С; рыбу, птицу, мясо ­ при 85... 95 ⁰С. Практически такие продукты можно довести до готовности за счет аккумулuрованного тепла.

Для максимального использования аккумулированного тепла котел должен иметь хорошую изоляцию и автоматическое регулирование тепловoго режима. Весь режим варки должен осуще­ствляться в трех тепловых режимах:

сильный нaгрев для закипания;

слабый нагрев для «тихого кипния»;

варка за счет аккумулированного тепла.

Количество тепла, подводимого к котлу в период сильного нагрева, зависит от вида продукта. Если продукты не поглощают влагy -или поглощают ее слабо (кости, мясо, рыба, овощи и т.д.), тепловое напряжение может быть очень большим. Если же про­дукт сильно поглощает влагy (крупа, макароны, бобовые) или блюдо имеет гyстую консистенцию (кисели, соусы), то увеличе­ние теплового напряжения сверх допустимой величины может привести к пригоранию или присыханию продукта к стенкам котла, что ухудшает теплопередачу и качество продуктов. Наиболее рациональными с точки зрения использования aккумулированногo тепла являются котлы вместимостью от 20 до 100 л. Для увеличения рентабельности, снижения металлоемко­сти, повышения аккумулирующей способности котлы компону­ются в блоки. Стационарный котел считается хорошим, если скорость охлаждения eгo содержимогo составляет не более 2 ⁰С в час. При использовании аккумулированногo тепла процесс варки удлиняется, но расход энергии снижается на 15... 30 %.

Припускание. Припусканием называется варка продуктов в нe­ большом количестве жидкости или собственном соку. Этот спо­соб применяют в основном для тепловой обработки продуктов с высоким содержанием влаги. Продукт заливают жидкостью (водой, бульоном, молоком, отваром) на 1/3 eгo высоты и при плот­но закрытой крышке доводят до гoтовности. При припускании верхняя часть продукта подвергается воздействию пара, который соприкасаясь с пищевыми продуктами, конденсируется, выделяя скрытую теплоту порообразования, и нагревает их, доводя до состояния кулинарной гoтовности. Переход питательных веществ из продукта в жидкость при припускании меньше, чем при варке основным способом, поэтому готовые изделия имеют более выраженный вкус.

Варка паром. При этом способе продукт нагpевают паром при атмосферном или повышенном давлении. При варке паром ис­пользуют сетчатые вкладыши в варочные котлы или специаль­ные проварочные шкафы. Диффузия растворимых веществ при этом способе варки меньше, чем при припускании, так как pac­творимые вещества могут переходить только в конденсат, обра­зующийся на поверхности продукта.

Варка (припускание) в СВЧ-­аппаратах. При варке в СВЧ­ -аппаратах применяется объемный способ нагрева. При этом продукты припускаются в собственном соку или с добавлением небольшогo количества жидкости. По органолептическим свой­ствам продукт, доведенный до гoтовности в СВЧ­аппарате, при­ближается к продукту, полученному в результате припускания.

При СВЧ-­нагpеве в продуктах полнее сохраняются питательные вещества, исключается пригoрание изделий, улучшаются свойст­ва пищи и санитарно­ гигиенические условия труда обслуживаю­щегo персонала.

СВЧ­-аппараты целесообразно использовать на небольших предприятиях быстрогo обслуживания, работающих на полуфаб­рикатах высокой степени готовности. Эффективность работы СВЧ-­аппаратов, срок службы наиболее дорогoстоящегo их элемента ­ генератopa электромaгнитных колебаний ­ во многом зависят от выбора посуды. Она не должна поглощать электромагнитные волны, для пригoтовления и разoгрева пищи в СВЧ-­аппаратах подходит посуда из закаленногo стекла. Можно использовать также любую стеклянную, фарфоровую, фаянсовую и керамическую посуду без рисунка, без металлизированной росписи (золоченых или серебристых ободков). При использовании посуды из незакаленногo или нетермостойкогo стекла необходимо применять более мягкие pe­жимы тепловой обработки, уменьшить мощность СВЧ­наrpева и увеличить eгo продолжительность на 20...25 %.

Жаренье на нагретых поверхностях. Для этой цели используют наплитные сковороды, листы или электросковороды. Чтобы продукты не прилипали к поверхности посуды, ее смазывают жиром (5 - 10 % массы продукта). Жир нагpевают до температуры 140...200 ⁰С, после чего кладут в него продукты. Продукты нагpe­ваются при контакте с нагpетой поверхностью. Температура на поверхности продукта в момент окончания процесса жаренья co­ставляет 135 ⁰С, а в центре изделия ­ 80... 85 ⁰С. Этот способ теп­ловой обработки называют жареньем с малым количеством жира.

При использовании посуды с антиадгезионным покрытием жир не требуется.

Недостаток жаренья на нагретых поверхностях заключается в одностороннем нагреве изделий, из­-за чегo их приходится в процессе тепловой обработки переворачивать.

Жаренье в жире (во фритюре). При этом способе жаренья продукт полностью погpужают в жир, наrретый до 160... 180 ⁰С. При этом одновременно по всей поверхности образуется поджа­ристая корочка. Передача тепла от нагpеваемой среды (жира) к продукту осуществляется за счет теплопроводности. Темпера­тура на поверхности продукта в момент окончания процесса жарки, так же как при жареньи с малым количеством жира, co­ставляет 135 ⁰С, в центре изделия ­ 80-85 ⁰С. Часто корочка на изделиях образуется раньше, чем продукт прогреется до температуры, гарантирующей санитарную безо­пасность, поэтому изделия после жаренья в жире помещают на некоторое время в жарочный шкаф. Жаренье во фритюре может осуществляться в аппаратах нe­ прерывного и периодического действия ­ автоматах для жаре­нья пирожков, пончиков, на поточных линиях по изготовлению хрустящего картофеля и др. На предприятиях общественного пи­тания для жаренья в жире используют различные фритюрницы. При погpужении продуктов в нагpетый жир температура eгo резко падает. Степень охлаждения жира зависит от ряда факто­ров: объемного соотношения жира и продукта, влажности про­дукта, степени его измельчения, характера связи воды и др. Чем больше соотношение жира и продукта, тем меньше степень охла­ждения, время жаренья, а также впитываемость жира в продукт.

Так, температура растительного масла, нагретого до 180 ⁰С, сни­жается при соотношении жира и продукта 1: 1 до 82 ⁰С, при соотношении 2:1 ­ до 100, при соотношении 4:1 ­ до 134, при соотношении 8:1 ­ до 152 ⁰С

Как известно, температура образования обезвоженной корочки составляет 135 ⁰С, поэтому минимальное соотношение жира и продукта для ее образования должно быть 4: 1. Однако оптимальной для этой цели является температура 150 ⁰С, а cooтнoшение жира и продукта ­ не менее 8: 1. Чем измельченнее продукт, тем больше eгo удельная поверхность и тем быстрее с нее испаряется влага. Так, при обжаривании картофеля, нарезанного соломкой (соотношение жира и про­дукта 4:1), температура жира снижается до 115 ⁰С, а при обжа­ривании картофеля, нарезанного брусочками, ­ только до 135 ⁰С. При больших соотношениях жира и продукта эта разни­ца менее заметна.

В процессе жаренья мелкие частицы продукта попадают во фритюр, длительное время остаются в нем, сгорают и загpязняют жир. Избежать этого можно, используя фритюрницы с холодной зоной. Нагpевательные элементы в них расположены на расстоянии, над дном фритюрницы. Жир имеет низкую теп­лопроводность. Под нагpевательными элементами он нагревается очень медленно, только за счет теплопроводности. Над нагревательными элементами жир нагpевается быстро, за счет конвекции. Поэтому образуются две зоны: верхняя, рабочая, с температурой 170... 180 ⁰С и нижняя, холодная, где температу­ра намного ниже. Частицы продукта, попадая в холодную зону,

не горят и не загрязняют фритюр.

Если продукт жарят, погpужая в жир наполовину или на 1/3 высоты происходит жаренье в полуфритюре. Некоторые продукты пе­ред жареньем отваривают.

Жаренье в жарочном шкафу. Продукты укладывают на листы, противни, сковороды, помещают в жарочный шкаф с температу­рой 150 - 270 ⁰С и жарят. При этом продукт нагревается за счет контакта с нагретой посудой, нагpетым воздухом и за счет теплового излучения от горячих стенок шкафа. Румяная корочка обра­зуется значительно медленнее, чем при жарении с небольшим количеством жира, но продукты прогреваются равномернее. Для

получения более поджаристой корочки и повышения сочности готового изделия продукт в процессе жаренья переворачивают, поливают жиром, смазывают поверхность яйцом, сметаной. Для жаренья при меняют также шкафы с конвекционным обогревом. В них воздух с помощью вентилятора прогоняется через нагреватели и поступает в рабочую камеру. Процесс жаренья при этом ускоряется, продукты не приходится переворачивать, исключа­ется подгорание и неравномерное прожаривание.

Жаренье на открытом огне. Для приготовления многих нацио­нальных блюд приготовленные полуфабрикаты жарят на открытом огнe. При этом продукты нагреваются инфракрасным изу­чением (ИК) и нагретым воздухом. Изделия приобретают спе­цифический аромат копченостей, обусловленный фенольными соединениями и дрyгими веществами, которые образуются при неполном сгорании древесного yгля. Для жаренья используют мангалы или шашлычные­ печи, электрогрили. Источником тепла, кроме древесных углей, могут быть кварцевые лампы или электрические спирали.

Жаренье в аппаратах ИК-­нагрева. Этот способ жаренья бли­зок по характеру к жаренью на открытом огне, так как нагрев осуществляется инфракрасными лучами (ИКЛ) электронаrрева­тельных элементов (без дымообразования). Для жаренья этим способом используют электрогрили и шкафы с ИК-­обогревом.

Источником ИКЛ в них являются электролампы или трубчатые электронагревательные элементы. Продукт помещают на решет­ку, смазанную жиром, или нанизывают на шпажки.

Опаливание. Eгo проводят для сжигания шерсти, волосков, нaходящихся на поверхности обрабатываемых продуктов (головы, конечности крупного pогатого скота, поросята, тушки птиц и др.). При этом продукты не нагреваются. Для опаливания используют газовые горелки.

Бланширование (ошпаривание) - кратковременное (от 1 до 5 мин) воздействие на продукты ки­пящей воды или пара, используется для облечения последующей механической очистки продуктов (очистка рыбы с костным скелетом от чешуи, удаление боковых и брюшных жуч­ков у рыб осетровых пород и др.), для предупреждения фермента­тивных процессов, вызывающих потемнение очищенной поверх­ности (картофель, яблоки), для предупреждения слипания изде­лий и обеспечения прозрачности бульона (лапша домашняя).

Пассерование - процесс нагрева­ния продукта с жиром или без него при температуре 120 ⁰С с цe­лью экстрагирования ароматических и красящих веществ. Пас­серуют нарезанные лук, морковь, белые коренья, томатное пюре, муку. Обжаривают их в небольшом количестве жира (15... 20 % от массы продукта) без образования поджаристой корочки. При этом часть эфирных масел, красящих веществ переходит из про­дуктов в жир, придавая ему цвет и запах и улучшая вкусовые свойства блюд. При пассеровании муки (с жиром или без него) разрушается содержащийся в ней крахмал, белки теряют способ­ность набухать и заправленные пассерованной мукой супы и co­усы получаются неклейкими.

Термостатирование. Это поддержание заданной температуры блюд на раздаче или при доставке к месту потребления. Для этогo используют мармиты, тепловые раздаточные стойки и дрyгое оборудование. Для транспортировки готовой пищи в горячем co­стоянии применяют термосы и изотермический транспорт.

­ Влияние первичной и тепловой обработки на пищевую ценность продуктов и качество готовых изделий

­

­ Изменение белков

­Белки (протеины от гр. protos ­ первый, важнейший) относятся к основным химическим компонентам пищи. Ежесекундно в нашем организме отмирают миллионы клеток и для восстановления их взрослому человеку требуется 80-100 г белка в сутки, причем за­менить eгo дрyгими веществами невозможно. При организации питания постоянногo контингента потребителей по дневным рационам (интернаты, санатории, больницы и т.д.) или по скомплектованному меню отдельных приемов пищи, необходимо обеспечивать содержание белка в блюдах, соответствующее физиологическим потребностям человека. ­Биологическая ценность белков определяется содержанием незаменимых аминокислот (НАК), их соотношением и перева­римостью. Белки, содержащие все НАК (их восемь: триптофан, лейцин, изолейцин, валин, треонин, лизин, метионин, фенил­аланин) и в тех соотношениях, в каких они входят в белки наше­гo организма, называются полноценными. К ним относятся белки мяса, рыбы, яиц, молока. В растительных белках, как правило, недостаточно лизина, метионина, триптофана и некоторых дpy­гих НАК. В гречневой крупе недостает лейцина, в рисе и пшене ­ лизина. Незаменимая аминокислота, которой меньше всего в данном белке, называется лимитирующей. Остальные аминокислоты усваиваются в адекватных с ней количествах.

Один продукт может дополнять дрyгой по содержанию амино­кислот. Однако такое взаимное обогащение происходит только в том случае, если эти продукты поступают в организм с разры­вом во времени не более чем 2... 3 ч. Поэтому большое значение имеет сбалансированность по аминокислотному составу не толь­ко суточных рационов, но и отдельных приемов пищи и даже

блюд. Это необходимо учитывать при создании рецептур блюд и кулинарных изделий, сбалансированных по содержанию НАК.

Наиболее удачными комбинациями белковых продуктов яв­ляются следующие:

мука + твopor (ватрушки, вареники, пироги с творогом);

картофель + мясо, рыба или яйцо (картофельная запеканка с мясом, мясное paгy, рыбные котлеты с картофелем и др.);

гpечневая, овсяная каша + молоко, твopoг (крупеники, каши с молоком и др.);

бобовые с яйцом, рыбой или мясом.

Наиболее эффективное взаимное обогащение белков дости­гается при их определенном соотношении, например:

5 частей мяса + 10 частей картофеля;

5 частей молока + 10 частей овощей;

5 частей рыбы + 10 частей овощей;

2 части яиц + 10 частей овощей (картофеля) и т.д.

Усвояемость белков зависит от их физико-­химических свойств, способов и степени тепловой обработки продуктов. Например, белки многиx растительных продуктов плохо перевариваются, так как заключены в оболочки из клетчатки и дрyгиx веществ, препят­ствующих действию пищеварительных ферментов (бобовые, крупы из цельных зерен, орехи и др.). Кроме тою, в ряде растительных продуктов содержатся вещества, тормозящие действие пищевари­тельных ферментов (фазиолин фасоли).

По скорости переваривания на первом месте находятся белки яиц, молочных продуктов и рыбы, затем мяса (говядина, свини­на, баранина) и, наконец, хлеба и крупы. Из белков животных продуктов в кишечнике всасывается более 90 % аминокислот, из растительных ­ 60... 80 %.

Размягчение продуктов при тепловой обработке и протира­ние их улучшают усвояемость белков, особенно растительною происхождения. Однако при избыточном нагревании содержа­ние НАК может уменьшиться, при длительной тепловой об­работке в ряде продуктов снижается количество доступного для усвоения лизина. Этим объясняется меньшая усвояемость бел­ков каш, сваренных на молоке, по сравнению с белками каш, сваренных на воде, но подаваемых с молоком. Чтобы повысить усвояемость каш, рекомендуется крупу предварительно замачи­вать для сокращения времени варки и добавлять молоко перед окончанием тепловой обработки.

Качество белка оценивается рядом показателей, это коэффи­циент эффективности белка (КЭБ), чистая утилизация белка (ЧУБ) и дрyгие, которые рассматривает физиология питания.

Химическая природа и cтpoeние белков. Белки ­ это природные

полимеры, состоящие из остатков сотен и тысяч аминокислот, co­единенных пептидной связью, от набора аминокислот и их порядка в полипептидных цепях зависят индивидуальные свойства белков.

По форме молекулы все белки можно разделить на глобуляр­ные и фибриллярные. Молекула глобулярных белков по форме близка к шару, а фибриллярных имеет форму волокна.

По растворимости все белки делятся на следующие гpуппы:

ра­створимые в воде ­ альбумины;

растворимые в солевых растворах ­ глобулины;

растворимые в спирте ­ проламины;

растворимые в щелочах ­ глютелины.

По степени сложности белки делятся на протеины (простые белки), состоящие только из остатков аминокислот, и протеиды (сложные белки), состоящие из белковой и небелковой частей.

­Различают четыре уровня структурной организации белка:

первичная ­ последовательное соединение аминокислот­ных остатков в полипептидной цепи;

вторичная ­ закручивание полипептидных цепей в спирали;

третичная ­ свертывание полипептидной цепи в глобулу;

четвертичная ­ объединение нескольких частиц с третич­ной структурой в одну более крупную частицу.

Белки обладают свободными карбоксильными, или кислот­ными, остатками и аминогpуппами, что обусл­авливает их амфотерные свойства, Т.е. в зависимости от реакции среды белки проявляют себя как кислоты или как щелочи. В кислой среде белки проявляют щелочные свойства, и частицы их приобретают положительные заряды, в щелочной они ведут себя как кислоты, и частицы их становятся отрицательно заряженными. При определенной рН среды (изоэлектрическая точка) число положительных и отрицательных зарядов в молекуле белка оди­наково. Белки в этой точке электронейтральны, а их вязкость и растворимость наименьшие. Для большинства белков изоэлек­трическая точка лежит в слабокислой среде.

Технологические свойства белков: гидратация (набуха­ние в воде), денатурация, способность образовывать пены, деструкция и др. гидратация и дегидратация белков. Гидратацией называется способность белков прочно связывать значительное количест­во влаги. Гидратация отдельных белков зависит от их строения. Pac­положенные на поверхности белковой глобулы гидрофильные группы (аминные, карбоксильные и др.) притягивают молекулы воды, строго ориентируя их на поверхности. В изоэлектриче­ской точкеспособность белка адсорбировать воду наименьшая. Сдвиг рН в ту или иную сторону от изоэлектрической точки при водит к диссоциации основных или кислотных групп белка, увеличе­нию заряда белковых молекул и улучшению гидратации белка.

Окружающая белковые глобулы гидратная (водная) оболочка придает устойчивость растворам белка, мешает отдельным час­тицам слипаться и выпадать в осадок.

­В растворах с малой концентрацией белка (например, моло­ко) белки полностью гидратированы и связывать воду не могут.

В концентрированных растворах белков при добавлении воды происходит дополнительная гидратация. Способность белков к дополнительной гидратации имеет в технологии пищи боль­шое значение. От нее зависят сочность готовых изделий, способ­ность полуфабрикатов из мяса, птицы, рыбы удерживать влагy, реологические свойства теста и т.д.

Гидратация в кулинарной практике имеет место при приго­товлении омлетов, котлетной массы из продуктов животного происхождения, различных видов теста, при набухании белков круп, бобовых, макаронных изделий и т.д.

Дегидратацией называется потеря белками связанной воды при сушке, замораживании и размораживании мяса и рыбы, при тепловой обработке полуфабрикатов и т.д. От степени дегидрата­ции зависят такие важные показатели, как влажность готовых изделий и их выход.

Денатурация белков - ­ это сложный процесс, при котором под влиянием внешних факторов (температуры, механического воздействия, действия кислот, щелочей, ультразвука и др.) происходит изменение вторичной, третичной или четвер­тичной структуры белковой макромолекулы, Первичная структура, а сле­довательно, и химический состав белка при этом не меняются. При кулинарной обработке денатурацию белков вызывает нагревание.

В глобулярных белках при нагревании усиливается тепловое движение полипептидных цe­пей вну­три глобулы; водородные связи, которые удерживали их в определенном положении, разрываются и полипептидная цепь

развертывается, а затем сворачивается по-­новому. При этом по­лярные (заряженные) гидрофильные гpуппы, расположенные на поверхности глобулы и обеспечивающие ее заряд и устойчи­вость, перемещаются внутрь глобулы, а на поверхность ее реакционноспособные гидрофобные гpуппы (дисульфидные, сульфгидрильные и др.), не способные удерживать воду.

Денатурация сопровождается:

­- потерей индивидуальных свойств (например, изменение окраски мяса при eгo нагpевании вследствие денатурации миоглобина);

- потерей биологической активности (например, в картофе­ле, гpибах, яблоках и ряде дрyгих растительных продуктов содержатся ферменты, вызывающие их потемнение, при денатурации белки­ ферменты теряют активность);

- повышением атакуемости пищеварительными ферментами (как правило, подвергнутые тепловой обработке продукты, содержащие белки, перевариваются полнее и легче);

- потерей способности к гидратации (растворению, набуханию);

- потерей устойчивости белковых глобул, которая сопрово­ждается их агpегированием (свертыванием, или коаryля­цией, белка, взаимодействием денатурированных молекул белка, которое сопровождается образованием более круп­ных частиц. Степень агрегирования зависит от концентрации

белков в растворе. Так, в малоконцентрированных растворах (до 1 %) свернувшийся белок образует хлопья (пена на поверхности бульонов). В более концентрированных белковых растворах (нa­пример, белки яиц) при денатурации образуется сплошной гель, удерживающий всю воду, содержащуюся в коллоидной системе.

Белки, представляющие собой более или менее обводненные гели (мышечные белки мяса, птицы, рыбы; белки круп, бобовых, муки после гидратации и др.), при денатурации уплотняются, при этом происходит их дегидратация с отделением жидкости в окружаю­щую среду. Белковый гель, подвергнутый нагpеванию, как пра­вило, имеет меньшие объем и массу, но большие механическую прочность и упрyгость по сравнению с исходным гелем натив­ных (натуральных) белков.

Фибриллярные белки денатурируют иначе: связи, которые удерживали спирали их полипептидных цепей, разрываются, и длина фибриллы (нити) белка сокращается. Так денатурируют белки соединительной ткани мяса и рыбы.

Деструкцuя белков. При длительной тепловой обработке бел­ки подвергаются более глубоким изменениям, связанным с разру­шением их макромолекул. На первом этапе изменений от белко­вых молекул могут отщепляться функциональные гpуппы с обра­зованием аммиака, сероводорода, фосфористого водорода, углекислого газа и др. Накапливаясь в продукте, они участвуют в образовании вкуса и аромата готовой продукции. При дальнейшей гидротермической обработке белки гидролизуются, при этом первичная (пептидная) связь разрывается с образованием растворимых азотистых веществ небелковоrо характера (например, переход коллагeна в желатин). Деструкция белков может быть целенаправленным приемом кулинарной обработки, способствующим интенсификации технологическоrо процесса (использование ферментных препара­тов для размягчения мяса, ослабления клейковины теста, полу­чение белковых гидролизатов и др.).

Пенообразование. Белки в качестве пенообразователей широ­ко используют при производстве кондитерских изделий (тесто бисквитное, белково-взбивное), при взбивании сливок, сметаны, яиц и др. Устойчивость пены зависит от природы белка, eгo концентрации, а также температуры.

Белки используют в качестве эмульгаторов при производстве белково­жировых эмульсий, как наполнители для различных напитков. Напитки, обогащенные белковыми гидро­лизатами (например, соевыми), обладают низкой калорийно­стью и могут храниться длительное время даже при высокой температуре без консервантов. Белки способны связывать вкусовые и ароматические вещества, что обусловлено как химической природой этих веществ, так и поверхностными свойствами белковой молекулы, а также определенными факто­рами окружающей среды.

­При длительном хранении происходит «старение» белков, при этом снижается их способность к гидратации, удлиняются сроки тепловой обработки, затрудняется разваривание продукта (например, варка бобовых после длительного хранения). При нагревании с восстанавливающими сахарами белки об­разуют меланоидины.

Дата добавления: 2014-01-05