Зміни жирів при смаженні продуктів

При обсмажені продуктів з невеликою кількістю жиру його підігрівають до температури 150-180⁰С. Час смаження більшості продуктів складає 20-30 хвилин. Протягом такої короткої дії високих температур жир не встигає потерпіти істотних фізико-хімічних змін, тому, харчова цінність його практично не змінюється. В цьому випадку основним фактором, при виборі жиру, є його поєднання з обсмаженим продуктом.

При смаженні у фритюрі останній підлягає більш глибоким змінам. Обумовлено це високими температурами та тривалістю нагріву, а також забруднення жиру частинками обсмаженого продукту, які при високих температурах піддаються хімічним перетворенням, взаємодіють з жиром та змінюють його фізико-хімічні властивості.

Можна говорити про три специфічно перетворюючих фактора:

• Термічний розклад,

• Гідролітичний розклад,

• Окислювальний розклад і обумовлені ним процеси.

Термічний розклад, або піроліз жиру має місце при його перегріві (більш 200-220⁰С) і проявляється в димоутворенні. Одним із компонентів диму є альдегід гліцерини акролеїн – СН₂=СН-СНО – рідина з температурою кипіння 52,4⁰С, з запахом підгорілого жиру. Температура при якій, внаслідок піролізу, жир починає диміти називається температурою або точкою димоутворення. Температура димоутворення залежить від складу жиру та наявності в ньому домішок або зустрічних речовин. Температура димоутворення свинячого жиру, бавовняного масла, харчового саломасу, “фритюрного” жиру складає 220-230⁰С, наявність в жирі ненасичених жирних кислот знижує температуру димоутворення. Так при підвищеному вмісту вільних жирних кислот в свинячому салі від 0,02 до 0,81% температура його димоутворення знизиться до 150⁰С.

Попадаючи в жир в процесі його виробітки метали змінної валентності (в іонізованому стані – залізо, мідь і ін.) сприяють окисленню і піролізу жиру і знижують тим самим температуру його димоутворення.

В процесі використання температура димоутворення завжди знижується.

Гідролітичний розклад жиру завжди обумовлений виділенням в нього вологи із обсмажених продуктів, основними продуктами гідролізу є вільні житні кислоти, ди- і моно-гліцериди.

Окислюванню піддаються як вільні жирні кислоти, так і в складі гліцеридів.

В якості слабкої ланки, здатної до окислення може виступати подвійний зв’язок в ненасиченій вільній або в складі гліцериду кислоті:

,

циклічна перекис, яка розкладається з утворенням продуктів різної стабільності:

Слабкою ланкою є, також група –СН2-, поєднана з подвійним зв’язком в гліцеридах або з карбоксильною групою у вільній кислоті. Окислювальний процес йде через утворення перекисних радикалів, гідро-перекисів та оксисполук:

Те, що відбувається у фритюрі окислювальні та інші фізико-хімічні процеси свідчать такі данні:

1. Температура димоутворення знижується.

2. Кислотне число росте за рахунок гідролізу гліцеридів і утворення низькомолекулярних кислот в ході окислювальних процесів.

3. Йодне число зменшується за рахунок окислення по місцю подвійних зв’язків і конденсації сполук з поєднаними подвійними зв’язками.

4. Ацетильне число росте за рахунок утворення оксикислот та ди- і моно-гліцеридів.

5. Оптична щільність росте при 232-234 нм, що відображає збільшення в жирі збільшення поєднаних зв’язків –СН=СН-СН=СН. Продукти, що утворюють подвійні зв’язки схильні до конденсації за типом (конюгіровальні зв’язки).

6. Збільшується в’язкість жиру за рахунок утворення продуктів з підвищеною молекулярною масою, внаслідок реакції конденсації та полімеризації.

7. Зростає коефіцієнт переломлення жиру за рахунок утворення продуктів з підвищеною молекулярною масою, збільшення кількості оксисполук.

8. Утворення продуктів з полярними групами тягне за собою збільшення електропровідності жиру та його поверхневої активності.

В якості продуктів, яким властиві і які відповідальні за вказані характеристики і показники фритюру можна відмітити: СО₂, СО, Н₂О, моно - та дигліцериди, кислоти (насичені та ненасичені, альдегідокислоти, кетокислоти, двоосновні), насичені і ненасичені спирти, альдегіди, кетони, вуглеводи, ароматичні компоненти (бензол-альдегід, бутімбензол та ін.), різні продукти конденсації, в тому числі три-гліцеридів, зв’язані через зв’язки R-C-O-C-P або R-C-C-R та ін.

Швидкість фізико-хімічних змін фритюру залежить від його складу, температурного режиму і тривалості використання, контакту жиру з киснем повітря, наявність в ньому каталізаторів процесу окислення і складу обсмажених продуктів.

При високих температурах прискорюються процеси піролізу а також гідролітичні та окислювальні процеси. При температурах вище 200⁰С поряд з піролізом зростають процеси полімеризації.

Контакт жиру з повітрям (його киснем) є важливим елементом окислювальних процесів, що в ньому проходять. Нагрівання жиру при відсутності такого контакту протягом довгого часу не впливає на його окислення. Збільшення площі контакту жиру з повітрям при його перемішуванні, спінювання сприяє процесам окислення.

Контакт жиру з повітрям може бути зменшений за рахунок застосування апаратів з тим або іншим ступенем вакуумування, а також через використання нешкідливих кремнійорганічних сполук, які при додаванні в незначній кількості до жиру концентруються на його поверхні і охороняють його від контакту з повітрям і спінювання.

Стійкість фритюру до окислення залежить від жирно-кислотного складу. При рівних умовах жир, утриманий ненасиченими жирними кислотами окислюється швидше. Однак режим смаженя (температура, тривалість) а також контакт жиру з киснем повітря більш істотно впливають на процес окислення.

Вплив складу обсмажених продуктів на окислювальні процеси в жирі обумовлено наявністю в них природних антиоксидантів, якими являються білки, деякі продукти реакцій, меланоїдиноутворення, вітамін С та деякі інші.

Сказане пояснює, що найбільш глибокі зміни проходять у фритюрі при періодичному використанні, яке має місце на практиці. В цьому випадку різко зростає тривалість використання з періодичним нагріванням і охолодженням. Ймовірність окислення жирів при циклічному використанні вища ніж при непереривному.

При непереривному смаженні жир постійно виділяється із ємкості з обсмаженим продуктом і додається свіжим. Змінність жиру визначається коефіцієнтом змінності – К.

К= П/М , де

П – кількість жиру, що поглинається обсмаженим продуктом за 24 год., кг.

М – середня маса жиру в смажувальному апараті, кг.

Чим вище коефіцієнт замінності жиру, тобто чим менша тривалість його перебування в нагрітому апараті, тим в меншому ступеню він піддається окислювальним змінам. В ході процесу смаження, його ступінь окислення досягає певного стабільного для цього режиму стану і зберігається та підтримується на цьому ж рівні.

Значний вплив на температуру фритюру та тривалість процесу робить співвідношення жиру і продукту. В автоматизованих поточних лініях укомплектованих спеціальною смажувальною апаратурою співвідношення жир-продукт складає 1:20. В таких апаратах смажать рибні напівфабрикати, картопляні чіпси і крекери.

У цьому випадку температура фритюру при завантажуванні продуктів незначно знижується і швидко виходить на заданий режим. При меншій кількості жиру (6:1 або 4:1 останнє прийнято в електро-сковорідках в громадському харчуванні) коливання температури жиру та тривалість його виходу на заданий режим зростають, процес смаження сповільнюється, можлива зайва жарка та погіршення якості продуктів. Щоб уникнути цих недоліків підвищують температуру фритюру вище необхідної, чим прискорюють його окислення і розклад.

Апаратуру для фритюрного смаження з метою суворого підтримання температурного режиму слід обладнувати терморегулюючою автоматикою.

Смажувальні ванни фритюрниць повинні бути виконані з антиадгезійного матеріалу, не каталюючого окислення і розклад жиру (нержавіючі сталі), або захисні полімерні покриття, в їх структурі повинна бути передбачена холодна зона. В кінці робочого дня ванну слід очистити від нагару, який посилює зміни і потемніння жиру, із старанним видаленням миючих засобів, які можуть викликати гідроліз жиру. Для покращення харчових переваг фритюру, а також запобігання небажаним його технологічним змінам його необхідно суворо дотримуватись наданих для смаження тих чи інших продуктів умов. Для видалення частин обсмажених продуктів фритюр необхідно періодично фільтрувати.

Втрата жиру при смаженні продуктів з невеликою кількістю жиру і в фритюрі визначається вмістом вологи в жирі, її виділення з обсмажуваного продукту, питомої поверхні останнього і в’язкості жиру.

Не слід використовувати для смаження з великою кількістю жиру вершкове масло і маргарин, утримуючі од 20% вологи, так як її бурхливе кипіння по досягненню жиром кипіння, точніше 100⁰С веде до розбризкування жирів і одночасно перешкоджає його поглинанню обсмаженими продуктами.

Аналогічна картина має місце при обсмажуванні продуктів енергійно виділяючи вологу (сире м’ясо, риба), тому їх часто піддають гідротермічній обробці, а також панірують одинарною або подвійною паніровкою. За цією ж причиною сира картопля при смаженні з невеликою кількістю жиру, вбирає його менше ніж варена картопля, в якій волога зв’язана клейстеризованим крохмалем.

Втрати жиру, обумовлені розбризкуванням і виділенням з парами води, а також внаслідок термічного розкладу визначають терміном – вигар жиру. Фактично він має місце в тій чи іншій формі і кількості при любому смаженні.

Поглинання жиру продуктом зростає із збільшенням його питомої поверхні. Наприклад для картоплі, нарізаної соломкою і брусочками йде пряма залежність між кількістю поглинутого жиру і поверхнею картоплі.

Втрата фритюру зростає із збільшенням його в’язкості внаслідок неповного збігання з обсмажених продуктів при виділенні останнього.

В ході використання харчова цінність фритюру знижується внаслідок руйнування утримуваних в ній жиророзчинних вітамінів, високо-ненасичених жирних кислот, фосфатидів та інших біологічно активних речовин (якщо такі і були), а також за рахунок утворення в ньому не засвоюваних організмом речовин і можливого утворення токсичних речовин.

Інші три фактори специфічні тільки для фритюру внаслідок тривалості його нагрівання.

Втрати високо-ненасичених жирних кислот особливо характерні для рослинних олій, які використовуються в якості фритюру. Не засвоюються організмом високомолекулярні речовини які, як сказано вище, можуть утворюватися в фритюрі. Токсичність фритюру обумовлена можливістю утворення в ньому циклічних мономерів та димарів, які утворюються із полі ненасичених жирних кислот при температурах вищих 2000С. При правильному веденні процесу їх кількість у фритюрі незначна і токсичний ефект фактично не проявляється.

Разом з тим, враховуючи, що продукти окислення фритюру можуть дратувати кишечник, дають послаблюючий ефект, погіршують засвоюваність не тільки самого фритюру, а й використаних з ним продуктів, за якістю фритюру потрібен постійний контроль. Встановлена гранично допустима норма продуктів окислення і полімеризації у фритюрі дорівнює 1%.

Пігменти

При кулінарній обробці продуктів проходять зміни їх кольору в результаті порушення структури пігментів, які в них знаходяться, або внаслідок утворення нових забарвлених речовин.

Зміна природних пігментів продуктів.

Під пігментами ми розуміємо забарвлені речовини, які входять в склад тканини продуктів.

Досить поширеними пігментами в продуктах рослинного і тваринного походження являються порфірини, представлені в продуктах рослинного походження хлорофілом, а в продуктах тваринного походження гемом, який в сполуках з білком глобіном визначається терміном - міоглобін.

Хлорофіл. Хлорофіл обумовлює зелений колір овочів (шпинат, зелений горошок, зелень буряку тощо) і ягід (аґрус, виноград). В продуктах він знаходиться в хлоропластах протоплазми в стійкому до зовнішніх дій комплексі з білком в кількості до 100-200 мг % у двох формах - хлорофіл-а та хлорофіл-б.

В основі молекули хлорофілу знаходиться порфінове ядро із чотирьох пірольних кілець. Емпірична формула хлорофілу-а з синьозеленим кольором - (З₃₂Н₃₀ОN₄Mg)·(COOCH₃)·(COOC₂₀H₃₉) свідчить, що він являє собою складний ефір двохосновної кислоти із двома спиртами - метиловим і фітолом. Частка хлорофілу-а в продуктах припадає до 75% від загального вмісту пігментів.

При варці овочів внаслідок руйнування нативного комплексу, у якому знаходиться пігмент, він вступає в реакцію з кислотами клітинного соку (рН - 5,0-6,0-6,5) і утворює сполуку, яка має зелено-буре забарвленням - феофетин-а: 1 хлорофіл-а + 2НX=(З₃₂H₃₂ON₄)·(COOC₂₀H₃₉)+MgH₂ феофетин-а.

Чим вищий вміст кислот у клітинному соку і довше проходить обробка, тим більша частина хлорофілу перетворюється у феофітин. Щавель, який містить у значній кількості щавлеву кислоту (до 0,6-0,9% в розрахунку на щавлево-калієву сіль), завжди значно змінює свій колір при варці.

Збереженню нативної структури хлорофілу в овочах сприяє їх варіння у великій кількості киплячої води (3-4 л/кг) у відкритому посуді при бурхливому кипінні. Обґрунтовують доцільність подібного способу обробки овочів тим, що в цьому випадку підвищується швидкість дифузії кислот клітинного соку в навколишнє середовище і частковим видаленням летких кислот з водяною парою.

Варіння овочів у жорсткій воді сприяє збереженню кольору оскільки карбонати Са і Мg можуть нейтралізувати частину кислот клітинного соку.

Колір зелених овочів добре зберігається при варці їх у слабкому розчині питної соди, внаслідок нейтралізації кислот клітинного соку і омилення хлорофілу з утворенням натрієвої солі вихідної двохосновної кислоти (З₃₂H₃₀ON₄Mg)·(COONa)₂, метилового спирту и фітолу. Утворення двохосновних кислот хлорофілів-а і їх солі (хлорофілін-а) мають інтенсивний зелений колір. Однак слід врахувати, що підкислення середовища веде за собою інтенсивне руйнування вітаміну С.

При наявності у варильному середовищі іонів заліза, олова, алюмінію і міді, хлорофіл внаслідок заміни магнію на ці елементи утворює сполуки відповідно з коричневим (залізо), сірим (олово та алюміній) і яскраво-зеленим(мідь) кольором.

Слід відмітити, що руйнування нативного комплексу хлорофілу може спостерігатися не тільки при тепловій обробці, але й в результаті технологічних пошкоджень листків зелених рослин, у результаті чого на них можуть з'явитися бурі плями.

Міоглобін. Міоглобін - хромопротеід, який складається із білка глобіну (94%), і пігменту гема, (4,5%), який являє собою залізо-утримуючі похідні порфінового ядра з кислотним характером - (З₃₂H₃₀N₄Fe)· (COOH)₂.

Гем може приєднувати кисень без зміни валентності заліза (двовалентне) з утворенням оксиміоглобина, володіючого більш яскравим кольором, ніж міоглобін. Тому варіації кольору різних видів м'яса і різних м'язів однієї туші залежать від ступеня переходу міоглобіну в оксиміоглобін. У м'язовій тканині великої рогатої худоби було виділено 370 мг % міоглобіну, а в яскраво забарвлених м'язах свинячої туші - 144 мг % і слабо забарвлених - 79 мг %.

В ході теплової обробки м'яса глобін при температурах порядку 70-80°C денатурує і втрачає зв'язок з гемом, який окислюється з переходом двохвалентного заліза в трьохвалентне. Новоутворений метміоглобин надає м'ясу, підданому тепловій обробці, сірий колір.

Додавання при виготовленні солонини, ковбас нітритів або нітратів натрію (або калію) призводить до взаємодії їх з міоглобіном і утворення нітрозоміоглобину (No-міоглобін), наявність якого надає виробам рожево-червоного кольору.

Збереження червоно-рожевого кольору відвареного м'яса (рожевий колір або окремі червоні плями) говорять про те, що м'ясо або бульйону не свіжі.

Коли відзначають сумнівну свіжість м'яса, мають на увазі, що при зберіганні, особливо упакованим з обмеженим доступом повітря, у ньому накопичуються первинні, вторинні, а також третинні аміни та аміак. Вказані сполуки вплсвають на міоглобін з ефектом аналогічним до нітратів і нітритів з утворенням стійких рожево-червоних гемохромогенов.

В несвіжому бульйоні рН середовища змінюється або в кислу сторону, (якщо він прокис), або в лужну (під дією гнильної мікрофлори). У лужному середовищі денатурований міоглобін має червоний колір.

Каротиноїди. Каротиноїди являють собою широку групу рослинних і тваринних пігментів жовтого, оранжевого або червоного кольору.

Структуру молекул каротиноїдів можна розглядати як продукт конденсації ізопренових груп - СН₂=З(СН₃)-СН=СН₂ (восьми або менше), які утворюють ненасичений вуглецевий ланцюг, на одному або двох кінцях замкнутий в шестичленні цикли. В молекулі каротиноїдів є від 7 до 12 подвійних зв'язків, кількость яких обумовлює колір пігментів: чим їх більше, тим колір пігменту більш червоний.

Каротиноїди розчинні в жирах і жиро-розчинниках. Вони можуть мати спиртові, кето - та карбоксильні групи, утворювати комплекси з білками.

До каротиноїдів відноситься каротин, ксантофіли і лікопин.

Каротин - оранжево-жовтий пігмент, який міститься в клітинних структурах (пластидах) рослинної тканини в різних ізомерних формах, із яких найбільше значення мають  і  форми.

Із овочів з високим вмістом каротину в кулінарній практиці широко використають моркву. Чим вище вміст у моркві каротину, тим інтенсивніше вона забарвлена. Із загальної кількості каротину в червоних сортах моркви на частку - каротину випадає до 90%, в оранжевих до 66%, решта становить -каротин. Концентрація каротину в коренеплодах знижується від зовнішніх шарів до внутрішніх. У процесі зберігання моркви вміст у ній каротину практично не змінюється.

У табл. 16 наведені дані про вміст - каротину в деяких рослинних продуктах.

Таблиць 16

Продукти	Вміст каротину, мг %	Продукти	Вміст каротину, мг %
Перець червоний	10	Петрушка (листи)	10
Кропива	10	Морква червона	9
Щавель	8	Цибуля зелений	6
Шпинат	5	Салат темно-зелений	2,5
Томати червоні	2	Пюре	1,2
Морква жовта	1	Гарбуз	0,2

У процесі теплової кулінарної обробки каротиноїди в тому числі каротин помітно не руйнуються і забарвлені ними овочі свій колір також помітно не змінюють.

В процесі пасерування моркви, смаження томатів, пасерування томату-пюре або томат-пасти, а також смаження гарбуза вміщені в них каротиноїди частково переходять в жир і надають йому відповідний колір. Для моркви ця кількість складає до 20% від загального вмісту каротину в коренеплоді.

Ксантофіли - переважно жовті пігменти. За хімічною природою ксантофіли є діоксипохідні каротинів і спільно з ними формують колір рослинних продуктів.

У тваринних продуктах ксантофіли обумовлюють колір жовтка яйця, а також колір панцира ракоподібних після теплової обробки, коли розміщений в комплексі білок денатурує.

Лікопин - червоний пігмент, ізомер каротиноїдів. Інтенсивний оранжево-червоний колір лікопину обумовлений великою кількістю подвійних зв'язків. Лікопин є основною забарвлюючою речовиною томатів.

Антоціани. Антоціани - пігменти, що обумовлюють колір ягід журавлини, смородини, чорниці, малини, плодів вишні, темнозабарвлених сортів черешні і сливи, а також шкірки деяких сортів яблук, груш і винограду. За хімічною природою вони близькі до флавонів і катехінів. Антоціани розчинні у воді. Звичайно в рослинах знаходяться одночасно різні антоціани як у вільному стані, так і у зв'язаній формі у вигляді глюкозидів. При цьому глюкозиди визначаються терміном – антоціани, а вільні антоціани - антоціаніди.

В якості пігментів для антоціанів характерні зміни кольорів від червоного або червоно-фіолетового в кислому середовищі до фіолетового в нейтральному середовищі і синього в лужному середовищі.

При механічній кулінарній обробці ягід і плодів антоціани можуть піддаватися окислювальній деструкції, а також вступати в реакції з металами, в результаті чого їх колір змінюється.

Інтенсивність зміни кольору вичавленого із ягід соку при зберіганні внаслідок дії кисню повітря і світла залежить від кислотності соку: чим вона вища, тим краще зберігається колір. Найменші зміни кольору спостерігаються при значенні рН середовища 2,0. При значенні рН середовища 3,0-4,0, що характерно для соку більшості ягід і плодів, найбільш стабільними при зберіганні соку пігменти вишні, потім чорниці й полуниці. З метою збереження кольору соків при зберіганні доцільно додавати до них лимонну кислоту.

Зміни кольору соків можуть бути обумовлені попаданням у них іонів заліза і міді із водопровідної води, у якій продукти промивали, або із устаткування, у якому його подрібнювали. Вказані метали змінної валентності можуть виступати в якості каталізаторів процесу окислювання антоціанів або вступати з ними у дію також із зміною при цьому кольору. Наприклад, з солями трьохвалентного заліза антоціани утворюють комплекси з блакитним або синім кольором.

В процесі варки ягід і плодів їх колір змінюється. При нагріванні їх до 50°С активізуються їх окислювальні ферменти, які викликають руйнування антоціанів. Послідуюче підвищення температури обумовлюють термічну деградацію ферментів і колір продуктів стабілізується.

Звичайно ягоди, а також вишні і черешні при виготовленні компотів не варять, а заливають охолодженим сиропом, що сприяє збереженню кольору. При виготовленні киселів, желе, мусів проварюють тільки вичавки, а сік додають наприкінці варки. Це також сприяє збереженню кольору продукту.

Ефект рН середовища на змінах кольору антоціанів при тепловій обробці ягід і плодів аналогічний до того, що при зберіганні соків із них, тому варильне середовище доцільно підкислити.

Кизил, сливу, аличу для готування киселів спочатку варять, а потім протирають, в цьому випадку спостерігається значні зміни кольору плодів.

Рубробрасилхлорид - пігмент червонокачанної капусти, подібно до антоціанів змінює свій колір в залежності від рН середовища. При значенні рн середовища 2,4-4,0 капуста має пурпурний колір, при рН середовища 4,0-6,0 вона має перехідні фіолетові відтінки, при значеннях рН середовища 6,0 воно стає синьою і в лужному середовищі (до значення рН середовища 9,0) стає зеленою.

Беталаіни буряка. Беталаіни буряка це самостійні пігменти і в залежності від кольору поділяються на дві групи: червоні - бетаціаніни і жовті - бетаксантини. По кількості в продукті переважають перші, на частку яких може випадати до 95,0% від загального вмісту пігментів.

Із групи бетаціанінів в буряці основним пігментом є бетанін (75-95%, загального вмісту червоних пігментів); в менших кількостях утримуються бетанідин, пробетанін і їх ізомери. В групі бетаксантинів до 95,0% загального вмісту пігментів випадає на частку вульгакоантина-1, крім того зберігається також вульгаксантин-2. Загальний вміст і співвідношення вказаних пігментів обумовлюють колір і його відтінки коренеплодів.

Зміни кольору буряка при тепловій обробці обумовлені в основному амінами пігменту бетаніну, який за хімічною структурою являє собою моноглюкозид, аглюконом якого є бетанін або ізобетанідін.

При тепловій кулінарній обробці бетанін піддається зворотному гідролізу з утворенням циклодіоксифенілаланіна і беталамікової кислоти, а також незворотній деструкції в результаті чого інтенсивність кольору буряку знижується з можливими виявленням буруватого відтінку. Внаслідок зворотності гідролітичної зміни бетаніну, колір звареного буряка при зберіганні може частково відновлюватися.

Загальна кількість бетаніну, що піддається незворотній деструкції при тепловій кулінарній обробці коренеплоду досягає 50%. Ступінь руйнування пігменту залежить від таких факторів: тривалість нагрівання, способи нагрівання, характер первинної обробки коренеплоду, концентрації в ньому пігменту.

Незважаючи на значну тривалість обробки, в більшій степені пігмент зберігається у випадку варки коренеплоду в шкірочці, тому що в цьому випадку різко знижується дифузія пігменту в навколишнє середовище, його контакт із киснем і іонами металів із змінною валентністю, каталізуючих його окислення. Аналогічний результат має місце при запіканні коренеплодів.

Степінь деструкції пігменту залежить від значення рН середовища: у меншому ступені пігмент руйнується при значенні рН середовища 5,8. Однак, при тушінні або припусканні буряка обробку ведуть в підкисленому середовищу і в цьому випадку колір коренеплоду краще зберігається. Збереження кольору обумовлюється не кращим зберіганням пігменту, а залежністю інтенсивності кольору аглікону - бетанідіну від рн середовища. Бетанідін при рН середовищі менше 2,0 має фіолетове забарвлення, а в розчинах з більш високим значенням рН середовища - червоне.

Надбання буряком бурого кольору в процесі теплової кулінарної обробки зв'язують з утворенням відповідно забарвлених речовин продуктами гідролізу бетаніну. Беталамікова кислота може утворювати сполуки типу меланоїдинів, а циклодіоксифенілаланін - сполуки типу меланінів.

Раніше розглянуті настанови про безпосередню участь вихідного жовтого пігменту - вульгаксантину і у формуванні бурого кольору коренеплоду є дуже сумнівним, бо по швидкості деструкції коренеплоду при тепловій обробці він переважає бетанін. Енергія активізації і період напіврозпаду для вульгаксантину і складає 16,5 ккал/моль і 15,4 хв. при 85,5°С і значенні рН середовища 5,8, а для бетанину відповідно - 19,6 ккал/моль і 21,7 хв.

Похідні флавонів, меланини. Картопля, капуста білоголовкова, цибуля ріпчаста, яблука і деякі інші овочі та плоди в процесі теплової кулінарної обробки мають жовтий колір або темніють.

Пожовтіння вказаних продуктів зв'язують із гідролізом безбарвних флавонових глюкозидів. Аглікони флавонових глюкозидів являють собою оксипохідні флавону або флавонолу, розчинні у воді, жовтого кольору, інтенсивність якого залежить від положення гідроксильних груп. Найбільш інтенсивно забарвлені ті з них, які утримують гідроксили в ортоположенні. Яскраво-жовте колір картоплі, обробленої лужним або паролужним способом, в ході теплової кулінарної обробки обумовлений цими сполуками.

Із солями заліза оксипохідні флавону утворюють сполуки, забарвлені в зелений колір, який поступово переходить в коричневий.

Потемніння на повітрі очищених або розрізаних картоплі, яблук, грибів інших плодів, овочів пов'язано з перетворенням розміщених в цих продуктах фенольних сполук. Подібними сполуками є тирозин та хлорогенова кислота, ферментативне окислення яких проходить в сирих продуктах і може проходити на початковій стадії теплової обробки.

Показано, що схильність до потемніння картоплі різних сортів прямо зв'язана із вмістом у ній полі-фенолів і активністю поліфенолоксифаз. В швидко темніючій картоплі сорту Вольтман активність ферментів, окислюючих тирозин в 2,7 рази вище, ніж у картоплі сорту 8670, не схильних до потемніння.

Утворюючих на перших етапах процесу під дією полі-фенолоксифаз феноли в ході наступних змін, в тому числі реакцій ущільнення, утворюють темнозабарвлені сполуки - меланіни (чорний пігмент).

Одночасно важливо відмітити, що поряд з ферментними перетвореннями продукти окислення полі-фенольного комплексу можуть активно взаємодіяти як із цукрами, так і з амінокислотами. Кінцевими продуктами цих процесів є забарвлені сполуки типу меланоїдинів. На відміну від меланоідиноутворення, реакції хінонів з амінокислотами називають поліфеноламінними. Інтенсивність цих реакцій зростає при тепловій обробці продуктів.

Хоча ферментативні і хімічні зміни полі-фенолів проходять в продуктах одночасно, з методичних позицій їх слід розділяти.

В яблуках в якості похідних флавонів та антоціанів слід відмітити катехіни, утримуванні в комплексі дубильних речовин. На повітрі вказані сполуки піддаються окисленню з утворенням темнозабарвлених речовин - флобафенів. З метою виключення потемніння очищених яблук, їх слід зберігати в підкисленій воді.

Сірчане залізо. В ході обробки яєць має місце деструкція білків з виділенням сірководню. Внаслідок взаємодії виділеного сірководню із залізом, що входить до складу жовтка, на поверхні останнього утворюються темнозабарвлені сполуки (сірчане залізо), характерне для круто-зварених яєць. Запобігти цьому можна, якщо одразу після закінчення варки яєць охолодити їх у воді. За рахунок зниження температури і тиску газу сірководень переміщується в навколишнє середовище і утворення помітної кількості сірчаного заліза не спостерігається.

Смак і аромат кулінарної продукції.

Смак та аромат тих або інших продуктів визначається сукупним ефектом речовин, що входять в його склад. Для деяких продуктів можна виділити так звані «ключові» речовини, ефект впливу яких на смак або аромат рибних продуктів активно беруть участь три метиламін, смаку м’яса – глютамінова кислота, смаку квашених овочів – молочна кислота.

Первинна або механічна кулінарна обробка безпосередньо практично не впливає на смакові якості вихідних продуктів, за винятком, наприклад, процесів вимочування солоної риби або солонини та інших подібних операцій. Однак, наступні зміни смакових якостей продуктів можуть залежати від характеру їх первинної обробки. Наприклад, інтенсивність дифузійних процесів при варці продуктів або поглинанні жиру при обсмажуванні продуктів залежить від ступеня їх подрібнення.

Смак і аромат продуктів в значному ступені змінюється в ході теплової кулінарної обробки. При цьому, є істотні відмінності в специфіці впливу на властивості продуктів вологого і сухого способів нагрівання. Вона проявляється, насамперед в температурних режимах обробки продуктів і властивостей навколишнього середовища.

При вологому способі обробки продуктів температурний режим обмежений 100º С (звичайно), а навколишнім середовищем є вода, в рідкому або пароподібному стані. Смак готового продукту в цьому випадку визначається перетвореннями, які протікають в самому продукті і масообміном з навколишнім середовищем.

Перетворення, які проходять в продукті відносяться в тому чи іншому ступені дот його компонентів.

Денатураційні і постденатураційні зміни білкових речовин включають утворення різних летких сполук, що беруть участь у формуванні аромату кулінарної продукції.

Варіння таких продуктів як м’ясо, яйця, картопля, капуста, а також кип’ятіння молока супроводжуються виділенням фосфористого водню внаслідок розщеплення фосфатидів і фосфопротеїдів. При розпаді метіоніну утворюється метил меркаптан, що бере участь у формуванні м’яса, яєць, капусти, картоплі і диметилсульфід, що бере участь у формуванні аромату капусти і картоплі. Продуктом розпаду метіоніну є також метиональ – CH₃S(CH₂)₂CHO – речовина, що володіє м’ясним ароматом. При розщепленні глютатіону, що міститься в м’ясі виділяється сірчистий водень. Він же виділяється при варінні багатьох інших продуктів.

Джерелом компонентів, що беруть участь у формуванні аромату продуктів, є також леткі жирні кислоти та різні карбонільні сполуки.

У складі летких речовин, що виділяються при варінні продуктів, майже завжди присутні різні альдегіди, утворення яких зв’язане з реакціями меланоїдиноутворення , що не так інтенсивно і глибоко як при високих температурах (вище 100ºС) усе-таки протікають при варінні продуктів. Показано, наприклад, що в результаті процесів меланоїдиноутворення при тушкуванні капусти в ній значно знижується вміст вільних амінокислот.

Багато продуктів процесу меланоїдиноутворення розчинні у воді й активно беруть участь у формуванні не тільки аромату, але і смаку виробів.

У формуванні смаку вареного м’яса важливу роль грає глютамінова кислота, що додатково утворюється можливо в результаті розпаду білків або у процесі дезамінування глютаміну з виділенням аміаку. Існуюче положення, що смак і аромат вареного м’яса в значній мірі зв’язані з перетвореннями екстрактивних речовин, що містяться в ньому, очевидно може бути справедливим і для багатьох інших продуктів.

Говорячи про масообмін між продуктом і вологою, варто враховувати, що маса речовин, яка дифундує з продукту в рідину, пропорційна градієнту її концентрації у продукті та в навколишній воді, а також площі контакту продукту з водою. Тому, чим більше співвідношення вода – продукт і чим вища ступінь здрібнювання продукту, тим більше, за інших рівних умов, розчинних речовин перейде у воду.

У результаті переходу розчинних речовин у навколишнє середовище їхня концентрація в продукті знижується й інтенсивність реакцій між ними (меланоїдиноутворення тощо) також знижується.

На процес дифузії впливає дифузійна проникність тканини продукту. Наприклад, різний смак картоплі, звареної в шкірочці або очищеної, пояснюється в тому числі, підвищеним виходом з очищеної картоплі соланіну. Шкірочка дуже знижує інтенсивність його переходу у воду. Відомо також, що для кращого збереження пігментів у буряку його варто варити в шкірочці.

При сухому нагріванні продуктів формування їхніх смакових достоїнств визначається перетвореннями компонентів, що відбуваються як у середині так і в скоринці на поверхні.

Усередині продуктів мають місце ті ж перетворення, що і при вологому нагріванні, тому що температура середовища не перевищує 100°С. Можна припускати їх більш інтенсивний плин унаслідок відсутності дифузії реагентів у зовнішнє середовище.

При температурі скоринки близькій до 130ºС та високій концентрації в ній реагуючих речовин створюються сприятливі умови для протікання процесів меланоїдиноутворення, карамелізації цукрів, декстринізації крохмалю і помірного піролізу речовин, що сприяє в утворенні великої кількості ароматичних і смакових речовин, властивим смаженим, запеченим і випеченим виробам.

Для інтенсифікації зазначених процесів і їхню поверхню змазують сметаною, меланжем, посипають тертим сиром, цукровим піском. Для запікання виробів також використовують соуси.

На смак смажених виробів позитивно впливає поглинений ними жир. Варто також враховувати, що невід’ємним показником смакових достоїнств будь-якої кулінарної продукції є властива їй структура.

З метою підвищення органолептичних достоїнств кулінарної продукції використовують різні харчові добавки, деякі з яких відзначені нижче.

Як барвники використовують:

- енобарвник, що являє собою екстракт із вичавок червоних сортів винограду і ягід бузини у виді рідини інтенсивно червоного кольору. Барвник містить антоціани і має червоне забарвлення в кислому середовищі і синю в лужному;

- чайний барвник жовтого і коричневого кольорів отримують із відходів чайного виробництва;

- зелений барвник виробляють з листя шпинату. Для готування препарату використовують клітинний сік, виділений із здрібнених листів шпинату. Сік злегка нагрівають, після чого грудочки зсілих білків із хлоропластами, що містять хлорофіл, відокремлюють від рідини і протирають. Готовий препарат являє собою гомогенну пасту зеленого кольору. Його використовують для підфарбування деяких солодких страв (крем, морозиво).

- палений цукор, що являє собою продукт карамелізації сахарози. При розчиненні у гарячій воді утворює темнозабарвлений розчин із приємним ароматом.

Як барвники використовують також какао-порошок і каву в порошку.

У якості підсолоджувачів використовують:

- лактозу для готування продуктів дитячого харчування;

- сорбіт і ксиліт, які являють собою багатоатомні спирти, котрі володіють солодкістю вищою ніж сахароза (відповідно – 0,6 і 0,85). Добре засвоюються організмом;

- сахарин – сполука похідна бензойної кислоти у виді білого кристалічного порошку. У залежності від концентрації в 250-500 разів перевищує по солодкості сахарозу. Дозволений у кількості до 5 г/кг продукту. При концентрації більш 0,035% сахарин залишає в роті гіркий присмак. Практично цілком у незмінному виді виводиться з організму із сечею;

- аспартам – метиловий ефір – аспарагил – фенілаланіну. По солодкості перевищує сахарозу в середньому в 180 разів. У воді розчиняється слабо, малостійкий у кислому середовищі. У присутності вологи і при підвищеній температурі частково перетворюється в дикетопіперазин. Аспартам зручний для готування продуктів, що не вимагають теплової обробки (креми, морозиво). В багатьох країнах заборонений до використання у харчовій промисловості. Для підкислення продукції найбільш широко використовують лимонну, оцтову і молочну кислоти.

Як смакову добавку використовують глутамат натрію, який підсилює м'ясний смак – HOOC(CH₂)₂C(NH₂)HCOONa.

Як речовину, що знижує активність води в харчових композиціях, успішно використовують гліцерин. Як консервант використовують сорбінову кислоту та її солі (CH₃ CH=CH-CH=CHCOOH). Сама кислота розчиняється у воді погано, її лужні солі – добре. Найбільш ефективна кислота і солі проти цвілевих грибків. Препарат нормується в продуктах по вмісту до 25 мг на 1 кг маси тіла людини.

Поряд з різними харчовими добавками для підвищення органолептичних достоїнств кулінарної продукції широко використовуються різні прянощі.

При використанні прянощів і добавок варто враховувати, що на деякі з них санітарними органами встановлені допустимі норми, яких потрібно строго дотримуватися у виробництві харчових продуктів.

Варто ширше використовувати в якості смакових харчових добавок при виготовленні кулінарної продукції, соки, екстракти, підвари і тощо із плодово-ягідної сировини.

Технологічні принципи й удосконалювання