Кулинарная обработка продуктов питания

Размещено на http://www.allbest.ru

13

Содержание

1. Сущность процесса гидратации; молекулярная и ионная адсорбция, факторы, влияющие на величину адсорбции

2. Белки зернобобовых продуктов, их строение и изменение при кулинарной обработке

3. Физико-химические изменения, происходящие в жирах при хранении и первичной обработке

4. Изменения антоцианов при кулинарной обработке продуктов

Список использованных источников

1. Сущность процесса гидратации; молекулярная и ионная адсорбция, факторы, влияющие на величину адсорбции

На поверхности молекул нативного белка имеются так называемые полярные группы. Молекулы воды также обладают полярностью, и их можно представить в виде диполей с зарядами на концах, равными по значению, но противоположными по знаку. При контакте с белком диполи воды адсорбируются на поверхности белковой молекулы, ориентируясь вокруг полярных групп белка. Таким образом, основная часть воды, более или менее прочно связываемая в пищевых продуктах белками, является адсорбционной. Различают два вида адсорбции: ионную и молекулярную. Объясняется это постоянным наличием на поверхности белковой молекулы двух видов полярных групп: свободных и связанных.

Свободные полярные группы (аминогруппы диаминокислот, карбоксильные группы дикарбоновых кислот и др.) диссоциируют в растворе, определяя величину суммарного заряда белковой молекулы. Адсорбирование воды ионизированными свободными полярными группами белка называется ионной адсорбцией.

Связанные полярные группы (пептидные группы главных полипептидных цепей, гидроксильные, сульфгидрильные и др.) присоединяют молекулы воды за счет так называемой молекулярной адсорбции.

Величина молекулярной адсорбции воды постоянна для каждого вида белка, величина ионной адсорбции изменяется с изменением реакции среды. В изоэлектрической точке, когда степень диссоциации молекул белка минимальная и заряд белковой молекулы близок к нулю, способность белка связывать воду наименьшая. При сдвиге рН среды в ту или иную сторону от изоэлектрической точки усиливается диссоциация основных или кислотных групп белка, увеличивается заряд белковых молекул усиливается гидратация белка. В технологических процессах свойства белков используют для увеличения их водосвязывающей способности.

Адсорбционная вода удерживается белками вследствие образования между их молекулами и водой водородных связей. В растворах небольшой концентрации молекулы белка полностью гидратированы. Независимо от природы адсорбционных сил на величину адсорбции влияют следующие факторы: природа поглощаемого вещества, температура, давление и примеси в фазе, из которой поглощается вещество.

В концентрированных белковых растворах и обводненных белковых студнях при добавлении воды происходит дополнительная гидратация белков.

Дополнительная гидратация белков в концентрированных растворах наблюдается, например, при добавлении к яичной массе, предназначенной для изготовления омлетов, воды или молока, так же дополнительная гидратация белков имеет место при добавлении к измельченному на мясорубке мясу воды. В рубленые бифштексы и фрикадели добавляют воды 10% массы мяса, в фарш для пельменей -- 20%.

В студне молекулы белка с помощью межмолекулярных связей разной природы образуют пространственную сетку, в ячейках которой удерживается вполне определенное для данного белка количество воды.

Способность белка образовывать студень обусловлена конфигурацией его белковых молекул. Чем больше асимметрия молекул белка (отношение длины к толщине или диаметру), тем меньшая концентрация белка необходима для образования студня. Вода, иммобилизованная в ячейках пространственной сетки студня, участвует в образовании его структуры, приближающейся к структуре твердого тела (студии способны сохранять форму, механическую прочность, упругость, пластичность). Белковые студии большинства продуктов обводнены больше, чем концентрированные растворы. Например, в миофибриллах мышечных волокон теплокровных животных содержится (15 -- 20)% белков, в саркоплазме -- (25 -- 30)%,

Гидратация белков имеет большое практическое значение при производстве полуфабрикатов: при добавлении к измельченным животным или растительным продуктам воды, поваренной соли и других веществ и при перемешивании измельченных компонентов гидратация белков состоит из протекающих одновременно процессов растворений и набухания. При гидратации повышается липкость массы, в результате чего она хорошо формуется в изделия (полуфабрикаты), предназначенные для тепловой кулинарной обработки.

Сухие белки муки, крупы, бобовых, содержащиеся в продуктах в виде частиц высохшей цитоплазмы и алейроновых зерен, при контакте с водой набухают, образуя сплошной более или менее обводненный студень. Примером гидратации такого типа является приготовление теста, в процессе которого белки муки при контакте с водой набухают, образуя клейковину.

От степени гидратации белков зависит такой важнейший показатель качества готовой продукции, как сочность.

2. Белки зернобобовых продуктов, их строение и изменение при кулинарной обработке

Бобовые представляют собой продукты переработки зерен бобовых растений. В отличие от круп наряду с большим содержанием углеводов (в основном крахмала) они характеризуются также большим содержанием белковых веществ.

Из всех белков растительного происхождения белки бобовых продуктов наиболее близко по своему строению и составу аминокислот подходят к белкам животного происхождения. Белки сои, например, содержат почти все жизненно необходимые аминокислоты. Этим объясняется наибольшая ценность их в физиологическом отношении по сравнению с белками других растительных культур.

Белки зернобобовых культур - сои, бобов, гороха, фасоли, люпина, вики и т. д. - Могут быть использованы как добавка для обогащения незаменимыми аминокислотами остальных растительных белков, имеющих низкую биологическую ценность, к примеру у злаковых растений.

Основными запасными белками зернобобовых растений являются глобулины, на долю которых в общем белковом комплексе семян приходится 60 - 70 %. Остальная часть представлена альбуминами. Крупная часть глобулинов представлена двумя типами - легуминоподобными 11S-белками и вицилиноподобными 7S-белками, соотношение между ними в зрелом зерне почаще всего 2 : 1. Легумины и вицилины - запасные белки семян гороха, первые имеют молекулярную массу 300 - 360 тыс., Вторые - 110 - 220 тыс. Как было выяснено, в семенах всех бобовых растений содержатся белки, сходные по многим свойствам с легуминами и вицилинами, - глицинин сои, фазеолин фасоли, конглютин люпина и др. Как правило, эти белки имеют достаточно сложную четвертичную структуру, включающую от двух до двенадцати полипептидных субъединиц. Не считая глобулинов, в зерне зернобобовых содержатся белки альбумино-глютелинового типа. Крупная часть альбуминов локализована в зародыше, а глютелины - в основном в семядолях, и они, по-видимому, представляют собой глобулины, связанные с углеводами.

Запасные глобулины семян зернобобовых культур, как и запасные белки злаков, синтезируются с ролью 80S-рибосом, связанных с мембранами ГЭР, и откладываются в вакуолях клеток семядолей в виде айлероновых зёрен. По мере созревания семян, клеточки семядолей заполняются айлероновыми и крахмальными зёрнами, другими запасными веществами.

Общее количество белков в зрелом зерне зернобобовых культур традиционно достигает 25 - 30 %, а в сое и люпине - 30 - 40 %.

Перед варкой бобовые перебирают и замачивают в холодной воде для сокращения времени варки.

В бобовых белки находятся в состоянии сухих бесструктурных гелей в виде части высохшей протоплазмы и алейроновых зерен. При контакте с водой гели набухают, образуя более или менее обводненный сплошной гель. При этом происходит набухание белков с образованием структурированной коллоидной системы, удерживающей определенное количество воды. Вода, поглощаемая белками при набухании, связывается ими адсорбционно и осмотически, что и обусловливает набухание белков. В данном случае набухание при избытке воды не переходит в процесс растворения. Набухание бобовых при замачивании сопровождается извлечением растворимых веществ. Массовая доля, например, общего азота и белков при замачивании гороха в течение 6 - 12 ч снижается на 0,17 - 0,34 %, однако при этом несколько изменяется их качественный состав. С увеличением продолжительности замачивания количество переходящих в воду растворимых белков возрастает.

При кулинарной обработке денатурацию белков чаще всего вызывает нагревание. Процесс этот в глобулярных и фибриллярных белках происходит по-разному. В глобулярных белках при нагревании усиливается тепловое движение полипептидных цепей 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 группы, расположенные на поверхности глобулы и обеспечивающие ее заряд и устойчивость, перемещаются внутрь глобулы, а на поверхность ее выходят реакционноспособные гидрофобные группы (дисульфидные, сульфгидрильные и др.), не способные удерживать воду.

Денатурация сопровождается изменениями важнейших свойств белка: потерей индивидуальных свойств, потерей биологической активности (например, в картофеле, грибах, яблоках и ряде других 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 агрегированием (свертыванием, или коагуляцией, белка). Агрегирование - это взаимодействие денатурированных молекул белка, которое сопровождается образованием более крупных частиц. Внешне это выражается по-разному в зависимости от концентрации и коллоидного состояния белков в растворе.

Белки, представляющее 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 нагреванию, как правило, имеет меньшие объем, массу, большие механическую прочность и упругость по сравнению с исходным гелем нативных (натуральных) белков. Скорость агрегирования золей белка зависит от pH среды. Менее устойчивы белки вблизи изоэлектрической точки.

Деструкция 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 группы с образованием таких летучих соединений, как аммиак, сероводород, фосфористый водород, углекислый газ 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 небелкового характера (например, переход коллагена в глютин). Деструкция белков может быть целенаправленным приемом кулинарной обработки, способствующим интенсификации технологического процесса (использование ферментных препаратов для размягчения мяса, ослабления клейковины теста, получение белковых гидролизатов и др.).

3. Физико-химические изменения, происходящие в жирах при хранении и первичной обработке

гидратации кулинарная обработка зернобобовый

Жиры - органические соединения, представляющие собой сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и остатков жирных кислот предельных (насыщенных) и непредельных (ненасыщенных), преимущественно с четным числом (от 8 до 24) углеродных атомов. Жиры содержатся во всех тканях животных и растений, являются основными веществами жировой ткани, относятся к главным пищевым веществам продуктов питания человека.

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 (рис. 3).

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.

4. Изменения антоцианов при кулинарной обработке продуктов

Окраска ягод клюквы, смородины, малины, черники, земляники, некоторых видов плодов (шиповника, вишни, темноокрашенных сортов черешни и сливы), а так же кожице отдельных сортов яблок, груш, винограда обусловлена присутствующими в них пигментами антоцианами.

Антоцианы представляют собой полифенольные соединения. Это моно- и дигликозиды распадающиеся при гидролизе на сахар и агликоны антоцианидины. Антоцианы окрашены в красный, фиолетовый или синий цвет, что зависит от присутствия в них того или иного антоцианидина. Различают несколько антоцианидинов - пеларгонидин, цианидин, пионидин, дельфинидин, петунидин и мальвидин.

Различные антоцианы в сочетании с другими пигментами, присутствующих в плодах и ягодах, обуславливают те или иные оттенки или окраски. Окраска антоцианов зависит от рН среды, в кислой среде они красные, в нейтральной - фиолетовые, в щелочной - синие.

При механической кулинарной обработке ягод и плодов антоцианы могут подвергаться окислительной деградации и вступать в реакции с металлами, в результате чего окраска продуктов изменяется. Например, при изготовлении киселей, желе, муссов из ягод и плодов отжимают сок и некоторое время хранят его, это может вызвать ослабление интенсивности его окраски, так как антоцианы способны разрушаться под действием света и в результате окисления их кислородом воздуха с участием полифенолоксидаз.

Степень изменения окраски зависит от рН сока: чем ниже рН тем лучше сохраняется окраска. Наименьшее изменение окраски наблюдается при рН 2. Значение рН плодов и ягод находится в пределах от 3 до 4. Для сохранения окраски сока при хранение целесообразно добавлять в него лимонную кислоту по рецептуре.

Изменение окраски соков может быть вызвано присутствием в них ионов некоторых металлов, поступающих из водопроводной воды при промывании ягод и плодов или из материалов оборудования при измельчении продуктов и отжимания сока. Так ионы Fe и Cu могут катализировать процесс окисления антоцианов, что вызывает ослабление окраски соков. Помимо этого антоцианы способны вступать в реакции с металлами и приобретать окраску отличную от первоначальной. Например с солями трёхвалентного железа антоцианы образуют голубые (синие) комплексы, с солями олова - фиолетовые.

При варке ягод и плодов окраска их заметно изменяется. При нагревании до 50 С активизируются окислительные ферменты, вызывающие разрушение антоцианов; дальнейшее повышение температуры приводит к термической деградации последних. Считают, что стабилизация окраски ягод и плодов происходит при температуре 70 С, когда ферменты инактивированы, а термической деградации антоцианов практически не происходит.

Обычно, при изготовлении компотов ягоды, а так же вишню и черешню не варят, а заливают охлаждённым сиропом, что способствует сохранению их окраски. При изготовлении киселей, желе, муссов проваривают только мезгу, оставшуюся после отжимания сока, сок добавляют перед окончанием варки. Это так же способствует сохранению окраски плодов и ягод.

Действие рН среды при тепловой кулинарной обработке ягод и плодов, проявляется так же, как и при хранении соков из них, подкисление варочной среды способствует сохранению их окраски.

Список использованных источников

1. Ратушный А.С. Технология продукции общественного питания. Том 1. - М.: "Мир" "Колос", 2003

2. Баранов В.С., Мглинец А.И., Алешина Л.М. и др. Технология производства продукции общественного питания. - М.: Экономика, 1986

3. Мглинц А.И. Технология продукции общественного питания. - СПб.: Троицкий мост, 2010

Размещено на Allbest.ru