Массообменный способ обработки это

«Технология продукции общественного питания»

Главная > Учебник

Информация о документе
Дата добавления:
Размер:
Доступные форматы для скачивания:

Маслообменные способы обработки

Массообменные способы характеризуются переносом (переходом) одного или нескольких веществ из одной фазы в другую. Например, при сушке продуктов вода переходит в пар. В основе разнообразных массообменных способов обработки — разность концентраций, поэтому их часто называют диффузионными.

В кулинарной практике используют такие массообменные способы обработки, как растворение, экстракция, сушка, загущение.

Растворение — переход твердой фазы в жидкую. В кулинарной практике часто готовят растворы соли и сахара разной концентрации.

Экстракция (экстрагирование) — избирательное извлечение вещества из жидкости или твердого пористого тела жидкостью. В кулинарной практике экстракция имеет место при вымачивании соленой рыбы, говяжьих почек, ряда грибов перед варкой и др.

Сушка, загущение — удаление влаги из твердых пластичных и жидких продуктов путем ее испарения. В кулинарной практике это происходит при подсушивании гренков, домашней лапши, при уваривании томатного пюре, концентрированного бульона (фюме), сгущении сливок и др.

Массообменные, или диффузионные, процессы — это не только способы кулинарной обработки, они также происходят при производстве многих видов кулинарной продукции и влияют на ее качество и пищевую ценность. (Более подробно см. разд. I, гл. 4.)

Химические, биохимические, микробиологические способы обработки

Цель этих способов кулинарной обработки — придание кулинарной продукции определенных свойств путем воздействия химических реагентов, ферментов, микроорганизмов.

Сульфитация — химическая кулинарная обработка очищенного картофеля сернистым ангидридом или растворами солей сернистой кислоты с целью предотвращения потемнения.

Маринование — химическая кулинарная обработка, которая заключается в выдерживании продуктов в растворах пищевых кислот с целью придания готовым изделиям специфических вкуса, аромата и консистенции.

Фиксация рыбных полуфабрикатов — выдерживание их в охлажденном солевом растворе для снижения потерь сока при хранении и транспортировании.

Химическое разрыхление теста — использование гидрокарбоната натрия, карбоната аммония и специальных пекарских порошков для придания тесту мелкопористой структуры.

Спиртовое и молочнокислое брожение вызывают дрожжи и молочнокислые бактерии при изготовлении дрожжевого теста, квасов и т. д.

Ферментирование мяса — использование протеолитических ферментов (гидролизирующих белок), размягчающих соединительную ткань мяса в процессе его нагревания. Это позволяет расширить ассортимент блюд за счет использования частей туши, не предназначенных для жарки.

Ферментные препараты, действующие на белково-углеводный комплекс, довольно широко используются при приготовлении изделий из теста. С их помощью можно приготовить разные виды теста из одной и той же партии муки.

Термические способы обработки

Они связаны с нагревом и охлаждением.

Нагревание. Тепловая обработка продуктов является основным способом технологического процесса производства кулинарной продукции. Нагревание продукта с использованием различных сред, передающих тепло, вызывает изменения его структурно-механических, физико-химических и органолептических свойств, которые в совокупности определяют готовность, консистенцию, цвет, запах и вкус изделия.

Тепловая обработка продуктов осуществляется различными способами: погружением в жидкую среду, обработкой паровоздушной и пароводяной смесями, острым паром, нагревом в поле токов СВЧ, инфракрасным облучением, контактным нагревом.

Все способы нагрева пищевых продуктов можно разделить на две группы: поверхностный и объемный нагрев, (рис. 1.1). Наиболее распространен поверхностный нагрев.

Способы нагрева пищевых продуктов

С нагретой поверхностью

С водой

С нагретым жиром

С нагретым воздухом

С паром

Рис. 1.1. Классификация способов нагрева

Поверхностный нагрев . В этом случае поверхность продукта нагревается при контакте с водой, паром, нагретым жиром, воздухом или инфракрасными лучами. От нагретой поверхности тепло передается за счет теплопроводности вглубь продукта, и вся его масса постепенно прогревается. Этот вид нагрева может быть контактным или радиационным

При контактном нагреве продукт помещают на нагретые поверхности или в греющую среду (воду, пар, жир, нагретый воздух). В этом случае продукт нагревается только с одной стороны и в процессе обработки его надо переворачивать.

При радиационном нагреве продукт облучают потоком инфракрасных лучей (ИКЛ), и он прогревается одновременно со всех сторон. Источником ИКЛ могут быть нагретые поверхности (стенки жарочных шкафов, электронагревательные элементы и т. д.) или специальные лампы (трубчатые или конические с зеркальной поверхностью). ИКЛ проникают в продукт на глубину до 1—2 мм, и в этом тонком слое их энергия превращается в тепловую. Поэтому поверхность продукта очень быстро нагревается и образуется обезвоженная корочка, в которой температура быстро достигает 130—150°С. Этот способ нагрева используется в гриль-аппаратах и шашлычных печах.

На практике часто применяют одновременно несколько способов нагрева. Например, если продукт не полностью погружен в жидкость, то нижняя часть его нагревается водой, а верхняя — паром.

При всех способах поверхностного нагрева создается разность температур (градиент температуры) между поверхностью и внутренними частями изделия. Перепад температуры вызывает перемещение влаги от поверхности к центру изделия (термодиффузию). Явление это называется термомассоперенос , или термовлагоперенос . Оно способствует быстрому образованию на поверхности корочки и уменьшению испарения влаги при жарке, а также снижению интенсивности диффузионных процессов при варке. (Более подробно см. разд. I, гл. 4.)

Объемный нагрев. При объемном нагреве энергия электромагнитных колебаний или электрического пока превращается в тепловую энергию в самом продукте и почти вся масса его нагревается практически одновременно. Существуют два способа объемного нагрева: электроконтактный и сверхвысокочастотный (СВЧ-нагрев).

При электроконтактном способе через продукт пропускают электрический ток. В соответствии с законом Джоуля— Ленца при прохождении тока через проводник выделяется тепло. Однако при этом в продукте происходит электролиз (разложение) электролитов, содержащихся в его жидкой фазе (соли, кислоты и т. д.). Поэтому такой способ применяют довольно редко.

При СВЧ-нагреве продукт помещают в переменное электромагнитное поле. Во всех продуктах содержатся дипольные молекулы, или частицы, в которых имеющиеся электрические заряды пространственно разделены. Например, в молекуле воды один конец заряжен положительно (водородный ион), а другой — отрицательно (гидроксильный ион). Кроме того, даже нейтральные молекулы в электромагнитном поле могут стать диполями. Объясняется это тем, что симметрично расположенные в них заряды могут сдвигаться под действием внешних полей — вторичная поляризация.

Если дипольную частицу поместить в электромагнитное поле, то она повернется так, чтобы расположиться вдоль силовых линий. Если же направление этих линий изменить, то и частица изменит свою ориентацию. В переменном электромагнитном поле направление магнитных силовых линий меняется несколько тысяч раз в секунду, поэтому диполи начинают колебаться, выделяется кинетическая энергия движения молекул, и продукт быстро нагревается. Глубина проникновения электромагнитных колебаний в продукт зависит от их частоты и свойств продукта (его диэлектрических характеристик).

При использовании СВЧ-нагрева сокращаются сроки тепловой обработки, уменьшается расход электроэнергии, снижаются потери массы и растворимых веществ, в меньшей степени денатурируют белки и окисляются ненасыщенные жирные кислоты. Изменения, происходящие в этом случае с пищевыми веществами, их влияние на организм человека еще недостаточно изучены. СВЧ-нагрев рекомендуется использовать в основном для разогрева охлажденных и замороженных блюд, для оттаивания замороженных продуктов.

При объемном нагреве не возникает перепада температуры внутри продукта, следовательно, не происходит термомассоперенос и поэтому не образуется корочка, СВЧ-нагрев можно сравнить с варкой в собственном соку — припусканием.

Охлаждение — отдача тепла в окружающую среду. Продукты можно охлаждать в естественных и искусственных условиях. Так, для сохранения качества продуктов (в первую очередь скоропортящихся), поступивших на предприятия общественного питания, требуется пониженная температура хранения, при которой подавляется развитие микроорганизмов и замедляются нежелательные биохимические процессы, протекающие в самих продуктах.

Охлаждение используют также для создания режимов, необходимых для проведения технологических процессов: студнеобразования, раскатки слоеного теста, взбивания пены и др. Кроме того, охлаждение применяют при централизованном производстве кулинарной продукции (охлажденные блюда) с целью продления сроков ее реализации.

Тепловая обработка продуктов

Значение тепловой обработки. В процессе тепловой обработки кулинарная продукция обеззараживается и повышается ее усвояемость.

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

* продукты размягчаются, легче разжевываются и смачиваются пищеварительными соками;

* белки при нагревании изменяются (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 усвояемость;

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

Санитарное значение тепловой обработки связано с тем, что:

* при нагревании микроорганизмы, образующие споры, переходят в неактивное состояние и не размножаются;

* большинство микроорганизмов, не образующих споры, погибает;

* разрушаются бактериальные токсины;

* погибают возбудители многих инвазионных (глистных) заболеваний — финны, трихины и др.;

* разрушаются или переходят в отвар ядовитые вещества, содержащиеся в некоторых сырых продуктах (грибы, баклажаны, цветная фасоль).

Недостатками тепловой обработки являются: » потери части растворимых и летучих ароматических, а также 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 основные и вспомогательные, (рис. 1.2)

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

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

Источник

Массообменные способы обработки

Массообменные способы характеризуются переносом (пе­реходом) одного или нескольких веществ из одной фазы в дру­гую. Например, при сушке продуктов вода переходит в пар. В основе разнообразных массообменных способов обработки — разность концентраций, поэтому их часто называют диффузи­онными.

В кулинарной практике используют такие Массообменные способы обработки, как растворение, экстракция, сушка, за­гущение.

Растворение— переход твердой фазы в жидкую. В кули­нарной практике часто готовят растворы соли и сахара разной концентрации.

Экстракция(экстрагирование) — избирательное извлече­ние вещества из жидкости или твердого пористого тела жид­костью. В кулинарной практике экстракция имеет место при вымачивании соленой рыбы, говяжьих почек, ряда грибов пе­ред варкой и др.

Сушка, загущение— удаление влаги из твердых плас­тичных и жидких продуктов путем ее испарения. В кулинар­ной практике это происходит при подсушивании гренков, до­машней лапши, при уваривании томатного пюре, концентри­рованного бульона (фюме), сгущении сливок и др.

Массообменные, или диффузионные, процессы — это не только способы кулинарной обработки, они также происхо­дят при производстве многих видов кулинарной продукции и влияют на ее качество и пищевую ценность.

Диффузия

При промывании, замачивании, варке и припускании про­дукты соприкасаются с водой и из них могут извлекаться ра­створимые вещества. Процесс этот называется диффузией, и подчиняется закону Фика. Согласно этому закону скорость диф­фузии зависит от площади поверхности продукта. Чем она боль­ше, тем быстрее происходит диффузия. Это необходимо учи­тывать при хранении очищенных овощей в воде или их промы­вании, варке. Так, площадь поверхности клубней (среднего размера) 1 кг картофеля составляет примерно 160—180 см 2 , а нарезанного брусочками — более 4500 см 2 , т. е. В 25—30 раз больше. Соответственно из нарезанного картофеля будет из­влечено растворимых веществ больше, чем из целых клубней, за один и тот же период хранения. Поэтому не следует хра­нить в воде или варить основным способом предварительно на­резанные овощи.

Скорость диффузии зависит от концентрации растворимых веществ в продукте и окружающей среде. Концентрация ра­створимых веществ в продукте может быть очень значительной. Так, концентрация Сахаров в свекле составляет 8—10 %, моркови — 6,5, брюкве — 6%. При погружении овощей в воду экстракция растворимых веществ идет с большой скоростью вначале из-за разницы концентраций, а затем постепенно за­медляется и при выравнивании концентраций прекращается. Концентрационное равновесие наступает тем быстрее, чем меньше объем жидкости. Этим объясняется то, что при припускании и варке продуктов паром потери растворимых ве­ществ меньше, чем при варке основным способом. Поэтому для уменьшения потерь питательных веществ при варке продук­тов жидкость берут с таким расчетом, чтобы только покрыть продукт. И наоборот, если надо извлечь как можно больше растворимых веществ (варка говяжьих почек, отваривание не­которых грибов перед жаркой и т д.), то воды для варки должно быть больше.

Диффузия растворимых веществ осложняется особеннос­тями структуры пищевых продуктов. Растворимые вещества, прежде чем перейти в варочную среду с поверхности продук­та, должны продиффундировать из глубинных слоев. Коэффициент внутренней диффузии обычно много меньше, чем внеш­ней. Следовательно, скорость перехода растворимых веществ в варочную среду определяется не только разностью концентраций в продукте и в окружающей среде, но и скоростью внутренней диффузии.

Таким образом, уменьшить переход питательных веществ из продукта в варочную среду можно, не только сократив объем жидкости, взятой для варки, но и замедлив внутреннюю диффузию растворимых веществ в самом продукте. Для этого не­обходимо создать в продукте значительный градиент (пере­пад) температуры, для чего сразу погрузить его в горячую воду. В этом случае в результате термомассопереноса влага и растворенные в ней вещества перемещаются из поверхностных слоев вглубь продукта (термическая диффузия). Термическая диффузия, направленная противоположно потоку кон­центрационной диффузии, снижает переход питательных ве­ществ в варочную среду. Если надо извлечь как можно больше растворимых веществ, продукт при варке закладывают в хо­лодную воду.

Осмос

Осмосом называется диффузия через полупроницаемые перегородки. Причина возникновения концентрационной диффузии и осмоса одна и та же — выравнивание концентрации. Однако способы выравнивания резко отличаются друг от друга. Диффузия осуществляется перемещением растворенного ве­щества, а осмос — перемещением молекул растворителя и воз­никает при наличии полупроницаемой перегородки. Этой пере­городкой в растительных и животных клетках служит мембрана.

В кулинарной практике явление осмоса наблюдается при замачивании подвядших корнеплодов, клубней картофеля, кор­ней хрена с целью облегчения очистки, снижения количества отходов. При замачивании овощей вода поступает внутрь клет­ки до наступления концентрационного равновесия, объем ра­створа в клетке увеличивается, возникает избыточное давле­ние, называемое осмотическим или тургором. Тургот при­дает овощам и другим продуктам прочность, упругость.

Если поместить овощи или фрукты в раствор с высокой концентрацией сахара или соли, то наблюдается явление, обратное осмосу, — плазмолиз. Оно заключается в обезвоживании клеток и имеет место при консервировании плодов и овощей, при квашении капусты, солении огурцов и др. При плазмолизе осмотическое давление внешнего раствора боль­ше, чем давление внутри клетки. В результате происходит выделение клеточного сока. Потеря его ведет к уменьшению объема клетки, нарушению нормального протекания физичес­ких и химических процессов в ней. Подбирая концентрацию ра­створа (например, сахара при варке фруктов в сиропе), тем­пературный режим варки и ее продолжительность, можно избежать сморщивания плодов, уменьшения их объема, ухудше­ния внешнего вида.

Набухание

Некоторые высохшие студни (ксерогели) способны набу­хать — поглощать жидкость, при этом их объем значительно увеличивается. Набухание следует отличать от впитывания жид­кости порошкообразными или пористыми телами без увеличе­ния объема, хотя эти два процесса часто происходят од­новременно. Набухание либо является целью обработки (зама­чивание сушеных грибов, овощей, круп, бобовых, желатина), либо сопровождает другие способы обработки (варка крупы, макарон и других продуктов).

Набухание может быть ограниченным (набухшее вещество остается в состоянии геля) и неограниченным (вещество после набухания переходит в раствор). При повышении температуры ограниченное состояние нередко переходит в неограниченное. Так, желатин при температуре 20—22°С набухает ограничен­но а при более высокой — неограниченно (растворяется прак­тически полностью).

Замачивание крупы, бобовых, сушеных грибов и овощей обусловливается не только набуханием белковых и углевод­ных ксерогелей, но и осмосом, и капиллярным впитыванием. Замачивание ускоряет последующую тепловую обработку про­дуктов, способствует равномерному провариванию их.

Адгезия

Адгезия (от лат. Adhaesio) — слипание поверхности двух разнородных тел. В кулинарной практике явление адгезии до­вольно широко распространено и часто играет отрицательную роль. Так, при жарке мясных и рыбных полуфабрикатов при­липание их к жарочной поверхности крайне нежелательно. Для уменьшения адгезии полуфабрикаты панируют в муке или су­харях и используют при жарке жир.

Отрицательную роль играет адгезия и при транспортиров­ке мясного фарша по трубам в поточных линиях при произ­водстве котлет. Трубопроводы засаливаются, на их стенках нарастает слой жира. Адгезия затрудняет и формовку изделий.

Уменьшение адгезии весьма актуально при выпечке из­делий из теста, а также при изготовлении самого теста (по­тери в деже, на лопастях тестомесильных машин, на разделочных столах и т. д.). Одним из способов снижения степени адгезии является использование муки «на подпыл» при фор­мовке изделий. В этом случае с поверхностью противней контактирует уже не тесто, а мука, адгезия которой к повер­хности инвентаря значительно меньше. Часть муки при этом прилипает к тесту и попадает в готовые изделия, а часть те­ряется.

Для предупреждения прилипания кулинарной продукции в процессе ее тепловой обработки в последние годы широко используют оборудование и инвентарь со специальным покры­тием, прослойки из полимерных материалов, так называемых антиадгезивов. Использование антиадгезивов повышает культуру производства и производительность труда. Обязательным условием применения полимерных материалов являются их безвредность, инертность по отношению к пищевому продукту и устойчивость при нагревании. Причем термостойкость долж­на сохраняться длительное время.

Термомассоперенос

Как уже отмечалось, поверхностный нагрев создает в про­дуктах градиент температуры и вызывает перемещение влаги. Пищевые продукты представляют собой капиллярно-пористые тела. В капиллярах на влагу действуют силы поверхностного натяжения. Если оба конца капилляра имеют одинаковую тем­пературу, то влага в нем находится в равновесии. Если же один конец капилляра нагреть, то поверхностное натяжение его уменьшится. Но поскольку на другом конце капилляра оно будет прежним, жидкость вместе с растворенными в ней ве­ществами будет передвигаться от нагретого конца к холодному. Благодаря этому возникает поток влаги от нагретой поверхнос­ти продукта к его холодному центру (термодиффузия). Одно­временно часть влаги с поверхности изделия под действием высокой температуры испаряется. Поверхностный слой быстро обезвоживается, в нем повышается температура, под действи­ем которой глубокие изменения претерпевают отдельные пи­щевые вещества (меланоидинообразование, декстринизация крахмала, карамелизация Сахаров и др.), в результате чего на продукте образуется румяная корочка. Образовавшаяся короч­ка уменьшает потери влаги, а следовательно, и массы изделия за счет испарения. Чем горячее поверхность при жарке, чем выше градиент температуры, тем быстрее образуется корочка. По мере образования обезвоженного поверхностного слоя возникает разница в содержании влаги (градиент влагосодержания). В поверхностных слоях влагосодержание меньше, в глубине — больше, вследствие чего поток влаги направляется к поверхности. При стационарном тепловом режиме устанав­ливается равновесие этих двух потоков: направленного к цен­тру (вызванного термомассопереносом) и направленного к по­верхности (вызванного градиентом влагосодержания).

Углеводы

В пищевых продуктах содержатся моносахариды (глюко­за, фруктоза), олигосахариды (ди- и трисахароза — мальтоза, лактоза и др.), полисахариды (крахмал, целлюлоза, гемицеллюлозы, гликоген) и близкие к углеводам пектиновые вещества.

Изменения сахаров. В процессе изготовления различных кулинарных изделий часть содержащихся в них Сахаров рас­щепляется. В одних случаях расщепление ограничивается гид­ролизом дисахаридов, в других — происходит более глубокий распад Сахаров (процессы брожения, карамелизации, мелано-идинообразования).

Гидролиз дисахаридов.Дисахариды гидролизуются под действием как кислот, так и ферментов.

Кислотный гидролиз имеет место в таких технологических процессах, как варка плодов и ягод в растворах сахара различ­ной концентрации (приготовление компотов, киселей, фруктово-ягодных начинок), запекание яблок, уваривание сахара с какой-либо пищевой кислотой (приготовление помадок). Саха­роза в водных растворах под влиянием кислот присоединяет молекулу воды и расщепляется на равные количества глюкозы и фруктозы (инверсия сахарозы). Образующийся инвертный сахар хорошо усваивается организмом, обладает высокой гигроскопичностью и способностью задерживать кристаллиза­цию сахарозы. Если сладость сахарозы принять за 100%, то для глюкозы этот показатель составит 74%, а для фруктозы — 173%. Поэтому следствием инверсии является некоторое повы­шение сладости сиропа или готовых изделий.

Степень инверсии сахарозы зависит от вида кислоты, ее концентрации, продолжительности нагрева. Органические кис­лоты по инверсионной способности можно расположить в сле­дующем порядке: щавелевая, лимонная, яблочная и уксусная.

В кулинарной практике, как правило, используют уксусную и лимонную кислоты, первая слабее щавелевой кислоты в 50, вторая — в 11 раз.

Ферментативному гидролизу подвергаются сахароза и маль­тоза при брожении и в начальный период выпечки дрожжевого теста. Сахароза под воздействием фермента сахаразы расщеп­ляется на глюкозу и фруктозу, а мальтоза под действием фер­мента мальтазы — до двух молекул глюкозы. Оба фермента содержатся в дрожжах. Сахароза добавляется в тесто в соот­ветствии с его рецептурой, мальтоза образуется в процессе гидролиза из крахмала. Накапливающиеся моносахариды уча­ствуют в разрыхлении дрожжевого теста.

Брожение.Глубокому распаду подвергаются сахара при брожении дрожжевого теста. Под действием ферментов дрож­жей сахара превращаются в спирт и углекислый газ, после­дний разрыхляет тесто. Кроме того, под действием молочно­кислых бактерий сахара в тесте превращаются в молочную кислоту, которая задерживает развитие гнилостных процес­сов и способствует набуханию белков клейковины.

Карамелизация.Глубокий распад Сахаров при нагревании их выше температуры плавления с образованием темноокрашенных продуктов называется карамелизацией. Темпе­ратура плавления фруктозы 98—102°С, глюкозы — 145—149, сахарозы — 160—185°С. Происходящие при этом процессы слож­ны и еще недостаточно изучены. Они в значительной степени зависят от вида и концентрации сахара, условий нагревания, рН среды и других факторов.

В кулинарной практике чаще всего приходится иметь дело с карамелизацией сахарозы. При нагревании ее в ходе техно­логического процесса в слабокислой или нейтральной среде происходит частичная инверсия с образованием глюкозы и фрук­тозы, которые претерпевают дальнейшие превращения. На­пример, от молекулы глюкозы может отщепиться одна или две молекулы воды (дегидратация), а образовавшиеся продукты (ангидриды) соединиться друг с другом или с молекулой саха­розы. Последующее тепловое воздействие может привести к выделению третьей молекулы воды с образованием оксиметил-фурфурола, который при дальнейшем нагревании может рас­падаться с образованием муравьиной и левулиновой кислот или образовывать окрашенные соединения. Окрашенные соедине­ния представляют собой смесь веществ различной степени полимеризации: карамелана (вещество светло-соломенного цве­та растворяющееся в холодной воде), карамелена (вещество ярко-коричневого цвета с рубиновым оттенком, растворяющиеся и в холодной, и в кипящей воде), карамелина (вещество темно-коричневого цвета, растворяющееся только в кипящей воде) и др., превращающуюся в некристаллизующуюся мас­су (жженку). Жженку используют в качестве пищевого краси­теля.

Карамелизация Сахаров происходит при подпекании лука и моркови для бульонов, при запекании яблок, при приготов­лении многих кондитерских изделий и сладких блюд.

Меланоидинообразование.Под меланоидинообразованием понимают взаимодействие восстанавливающих сахаров (моносахариды и восстанавливающие дисахариды, как содержащиеся в самом продукте, так и образующиеся при гидролизе более сложных углеводов) с аминокислотами, пептидами и белками, приводящее к образованию темноокрашенных продуктов — меланоидинов (от гр. Melanos — темный). Этот процесс называют также реакцией Майара, по имени ученого, который в 1912 г. впервые его описал.

Реакция меланоидинообразования имеет большое значе­ние в кулинарной практике. Ее положительная роль состоит в следующем: она обусловливает образование аппетитной короч­ки на жареных, запеченных блюдах из мяса, птицы, рыбы, выпечных изделиях из теста; побочные продукты этой реак­ции участвуют в образовании вкуса и аромата готовых блюд. Отрицательная роль реакции меланоидинообразования заклю­чается в том, что она вызывает потемнение фритюрного жира, фруктовых пюре, некоторых овощей; снижает биологическую ценность белков, поскольку связываются аминокислоты.

В реакцию меланоидинообразования особенно легко всту­пают такие аминокислоты, как лизин, метионин, которых чаще всего недостает в растительных белках. После соедине­ния с сахарами эти кислоты становятся недоступными для пи­щеварительных ферментов и не всасываются в желудочно-кишечном тракте. В кулинарной практике часто нагревают молоко с крупам, овощами. В результате взаимодействия лак­тозы и лизина биологическая ценность белков готовых блюд снижается.

Изменения крахмала. Строение крахмального зерна и свойства крахмальных полисахаридов.В значительных количествах крахмал содержится в крупе, бобовых, муке, мака­ронных изделиях, картофеле. Находится он в клетках расти­тельных продуктов в виде крахмальных зерен разной величи­ны и формы. Они представляют собой сложные биологические образования, в состав которых входят полисахариды (амилоза и амилопектин) и небольшие количества сопутствующих им веществ (кислоты фосфорная, кремневая и др., минеральные элементы и т. д.). Крахмальное зерно имеет слоистое строение (рис. 1.3). Слои состоят из частиц крахмальных полисахаридов, радиально расположенных и образующих зачатки кристалли­ческой структуры. Благодаря этому крахмальное зерно обла­дает анизотропностью (двойным лучепреломлением).

Образующие зерно слои неоднородны: устойчивые к на­греванию чередуются с менее устойчивыми, более плотные — с менее плотными. Наружный слой более плотный, чем внутренние, и образует оболочку зерна. Все зерно пронизано порами и благодаря этому способно поглощать влагу. Большинство видов крахмала содержит 15—20% амилозы и 80—85% амилопектина. Однако крахмал восковидных сортов кукурузы, риса и ячменя состоит в основном из амилопектина, а крахмал некоторых сортов кукурузы и гороха содержит 50—75% ами­лозы.

Молекулы крахмальных полисахаридов состоят из остат­ков глюкозы, соединенных друг с другом в длинные цепи. В молекулы амилозы таких остатков входит в среднем около 1000. Чем длиннее цепи амилозы, тем она хуже растворяется. В молекулы амилопектина остатков глюкозы входит значительно больше. Кроме того, в молекулах амилозы цепи прямые, а у амилопектина они ветвятся. В крахмальном зерне молекулы полисахаридов изогнуты и расположены слоями.

Широкое использование крахмала в кулинарной практи­ке обусловлено комплексом характерных для него технологи­ческих свойств: набуханием и клейстеризацией, гидролизом, декстринизацией (термическая деструкция).

Набухание и клейстеризация крахмала. Набухание — одно из важнейших свойств крахмала, которое влияет на консистенцию, форму, объем и выход готовых изделий.

При нагревании крахмала с водой (крахмальной суспен­зии) до температуры 50—55°С крахмальные зерна медленно поглощают воду (до 50% своей массы) и ограниченно набуха­ют. При этом повышения вязкости суспензии не наблюдается. Набухание это обратимо: после охлаждения и сушки крахмал практически не изменяется.

При нагревании от 55 до 800С крахмальные зерна воды поглощают большее количество воды, увеличиваются в объеме в несколько раз, теряют кристаллическое строение, а следовательно, анизотропность. Крахмальная суспензия превращается в клейстер. Процесс его образования называется клейстеризацией. Таким образом, клейстеризация – это разрушение нативной структуры крахмального зерна, сопровождаемое набуханием.

Температура, при которой анизотропность большинства зерен разрушена, называется температурой клейстеризации. Температура клейстеризации разных видов крахмала неодинакова. Так, клейстеризация картофельного крахмала наступает при 55-650С, пшеничного- при 60-800С, кукурузного – при 60-800С.

Процесс клейстеризации крахмальных зерен идет поэтапно:

при 55-700С зерна увеличиваются в объеме в несколько раз, теряют оптическую анизотропность, но еще сохраняют слоистое строение; в центре крахмально зерна образуется полость («пузырек»); взвесь зерен в воде превращается в клейстер – малоконцентрированный золь амилозы, в котрром распределены набухшие зерна (первая стадия клейстеризации);

при нагревании выше 700С в присутствии значительного количества воды крахмального зерна увеличиваются в объеме в десятки раз, слоистая структура исчезает, значительно повышается вязкость системы (вторая стадия клейстеризации); на этой стадии увеличивается количество растворимой амилозы; раствор ее частично остается в зерне, а частично диффундирует в окружающую среду.

При длительном нагревании с избытком воды крахмальные пузырьки лопаются, и вязкость клейстера снижается. Примером этого в кулинарной практике является разжижение киселя в результате чрезмерного нагрева.

Крахмал клубневых растений (картофель, топинамбур) дает прозрачные клейстеры железообразной консистенции, а зерновых (кукуруза, рис, пшеница и др.) – непрозрачные, молочно-белые, пастообразной консистенции.

Консистенция клейстера зависит о количества крахмала: при содержании его о 2 до 5% клейстер получается жидким (жидкие кисели, соусы, супы-пюре); при 6-8% — густыми (густые кисели). Еще более густой клейстер образуется внутри клеток картофеля, в кашах, блюдах из макаронных изделий.

На вязкость клейстера влияет не только концентрация крахмала, но и присутствие различных пищевых веществ (сахаров, минеральных элементов, кислот, белков и др.). Так, сахароза повышает вязкость системы, соль снижает, белки оказывают стабилизирующие действие на крахмальные клейстеры.

При охлаждении крахмалосодержащих продуктов количество растворимой амилозы в них снижается в результате ретроградации (выпадение в осадок). При этом происходит старе­ние крахмальных студней (синерезис), и изделия черствеют. Скорость старения зависит от вида изделий, их влажности и температуры хранения. Чем выше влажность блюда, кулинар­ного изделия, тем интенсивнее снижается в нем количество водорастворимых веществ. Наиболее быстро старение проте­кает в пшенной каше, медленнее — в манной и гречневой. По­вышение температуры тормозит процесс ретроградации, по­этому блюда из крупы и макаронных изделий, которые хра­нятся на мармитах с температурой 70—80°С, имеют хорошие органолептические показатели в течение 4 ч.

Гидролиз крахмала. Крахмальные полисахариды способ­ны распадаться до молекул составляющих их Сахаров. Процесс этот называется гидролизом, так как идет с присоединени­ем воды. Различают ферментативный и кислотный гидролиз.

Ферменты, расщепляющие крахмал, носят название ами­лаз. Существуют два вида их:

α-амилаза, которая вызывает частичный распад цепей крахмальных полисахаридов с образованием низкомолекуляр­ных соединений — декстринов; при продолжительном гидро­лизе возможно образование мальтозы и глюкозы;

β-амилаза, которая расщепляет крахмал до мальтозы.

Ферментативный гидролиз крахмала происходит при изготовлении дрожжевого теста и выпечке изделий из него, варке картофеля и др. В пшеничной муке обычно содержится α-амилаза; мальтоза, образующаяся под ее влиянием, являет­ся питательной средой для дрожжей. В муке из проросшего зерна преобладает а-амилаза, образующиеся под ее воздей­ствием декстрины придают изделиям липкость, неприятный вкус.

Степень гидролиза крахмала под действием α-амилазы увеличивается с повышением температуры теста при замесе и в начальный период выпечки, с увеличением продолжительно­сти замеса. Кроме того, она зависит от крупности помола муки и степени повреждения крахмальных зерен. Чем больше по­врежденных зерен (чем тоньше помол муки), тем быстрее про­текает гидролиз (или ферментативная деструкция) крахмала.

В картофеле также содержится α-амилаза, превращаю­щая крахмал в мальтозу. Мальтоза расходуется на дыхание клубней. При температуре, близкой к 0°С, дыхание замедля­ется, мальтоза накапливается, и картофель становится слад­ким (подмороженный картофель). При использовании подморо­женный картофель рекомендуется выдержать некоторое время при комнатной температуре. В этом случае дыхание клуб­ней усиливается, сладковатость их уменьшается. Активность β -амилазы возрастает интервале от 35 до 40°С, при температуре 65°С фермент разрушается. Поэтому, если картофель пе­ред варкой залить холодной водой, то пока клубни прогреются, значительная часть крахмала успеет превратиться в мальтозу, она перейдет в отвар и потери питательных веществ увеличат­ся. Если же картофель залить кипящей водой, то β -амилаза инактивируется и потери питательных веществ будут меньше.

Кислотный гидролиз крахмала может происходить при нагревании его в присутствии кислот и воды, при этом образуется глюкоза. Кислотный гидролиз имеет место при вар­ке красных соусов, при варке киселей и длительном хранении их в горячем состоянии.

Декстринизация (термическая деструкция крахма­ла. Декстринизация — это разрушение структуры крах­мального зерна при сухом нагреве его свыше 120°С с образо­ванием растворимых в воде декстринов и некоторого количества продуктов глубокого распада углеводов (углекислого газа, окиси углерода и др.). Декстрины имеют окраску от светло-желтой до темно-коричневой. Разные виды крахмала обладают раз­личной устойчивостью к сухому нагреву. Так, при нагревании до 180°С разрушается до 90% зерен картофельного крахмала, до 14% — пшеничного, до 10% — кукурузного. Чем выше температура, тем большее количество крахмальных полиса­харидов превращается в декстрины. В результате декстринизации снижается способность крахмала к набуханию в горячей воде и клейстеризации. Этим объясняется более густая конси­стенция соусов на белой пассеровке (температура пассерова­ния муки 120°С) по сравнению с соусами на красной пассеров­ке (температура пассерования муки 150°С) при одном и том же расходе муки.

В кулинарной практике Декстринизация крахмала происходит не только при пассеровании муки для соусов, но также при обжаривании гречневой крупы, подсушивании риса, вермишели, лапши перед варкой, в поверхностных слоях картофеля при жарке в корочке изделий из теста и др.

Источник