Конспект-лекция по теме: «Процессы, происходящие в пищевых продуктах при кулинарной обработке»
Пищевые продукты это и сложные вещества, состоящие из белков, жиров, углеводов, витаминов, ароматических, красящих, вкусовых, минеральных и др. веществ, которые при тепловой обработке подвергаются сложным физико-химическим изменениям. Эти изменения оказывают существенное влияние на пищевую ценность продуктов, их усвояемость, вкус, запах и внешний вид.
Прежде чем говорить о конкретных изменениях, которым подвергаются белки, жиры, углеводы, витамины и др. вещества следует возыметь представление о прогреве продуктов, о механизме этого явления, т.к. особо значительные изменения веществ происходят именно в процессе тепловой обработки продуктов.
Прогрев продуктов
Нагревание продуктов, как известно, происходит путем контакта его с греющей средой (вода, жир, нагретая поверхность посуды), либо путем лучеиспускания или токами высокой частоты. При всех способах нагрева, кроме высокочастотного, вначале прогревается поверхность продукта, а затем постепенно прогревается вся его масса. При этом возникает разность температур внешних и внутренних слоев. Эта разность температур вызывает в продуктах перемещение влаги от более нагретой к менее нагретой. Это явление носит название ТЕРМОВЛАГОПЕРЕНОС.
Особенно большое значение термовлагоперенос имеет при выпечке изделий из теста. При помещении изделий в пекарную камеру поверхность их быстро нагревается, часть влаги с поверхности удаляется, а остальная (более значительная) устремляется к центру изделия, как к менее нагретому. Этим и объясняется образование сначала сухой обезвоженной бесцветной корочки, которая затем, по мере увеличения температуры и в результате глубокого изменения крахмала, сахара становится румяной. Образование корочки одновременно предотвращает продукт (изделие) от высыхания.
Большое значение термовлагоперенос имеет также и при варке овощей. если овощи погружать в холодную воду, а затем нагревать, то разность температур на поверхности овощей и внутри будет незначительная и перенос влаги к центру будет отсутствовать. Наоборот, влага с растворенными в ней веществами будет впрессовываться из овощей. При погружении овощей в кипящую жидкость поверхность овощей нагревается значительно быстрее и влага с растворенными в ней веществами устремляется внутрь. Это значительно уменьшает потери питательных веществ.
Изменение белков
Представление о денатурации. Характер изменения белков зависит от строения их молекул, а также от состояния, в котором находятся белки в продукте.
По форме молекулы белков бывают глобулярные и фибриллярные. Как известно, белки – это сложные химические вещества, состоящие из простых химических веществ аминокислот. Аминокислоты в свою очередь состоят из полипептидных цепочек. От того, как в молекуле белка уложены полипептидные цепочки, зависят его свойства изменения.
Так в глобулярных белках цепочки уложены в виде спирали, имеют круглую или овальную форму. Цепочки связаны между собой в спиралях с помощью поперечных довольно непрочных химических связей (обычно водородных). Фибриллярные белки состоят из полипептидных цепочек, вытянутых вдоль и соединенных также прочными химическими связями. При нагревании глобулярных белков полипептидные цепочки приходят в движение, в результате чего происходит разрыв водородных связей и первоначальная структура белка изменяется. Вот это изменение в строении белковой молекулы называется денатурацией. Денатурация может происходить не только при наличии высокой температуры, но и от воздействия кислот, щелочей, дубильных веществ и др. В кулинарной практике чаще всего имеет место тепловая денатурация.
Как же сказывается денатурация на первоначальные свойства белка?
Белки (денатурированные) теряют способность растворяться, набухать.
Денатурированные белки легче подвергаются воздействию пищеварительных ферментов, легче и полнее усваиваются.
Белки, являющиеся одновременно ферментами, теряют свою биологическую активность (например белок яйца овомукоид).
Следствием тепловой денатурации белков является изменение их коллоидного состояния или свертывание белков.
Свертывание белков бывает трех видов:
Если концентрация белка была незначительная, то свернувшиеся белки образуют хлопья (например хлопья свернувшихся белков на поверхности мясных и рыбных бульонов, овощных отваров, молока и т.д.)
Если концентрация белка была значительная, то обычно они образуют при свертывании сплошную студнеобразную массу (например уплотнение белка яйца при варке).
Если белок в продукте уже находился в состоянии студня, то студень (гель) уплотняется, выделяя влагу (образование творога из прокисшего молока).
В фибриллярных белках нагревание вызывает изменения другого характера. При нагревании полипептидные цепочки также приходят в движение, водородные связи между ними рвутся и это приводит к следующему:
Распаду фибрилл (волокон белка), т.е. происходит дезагрегация (распад).
Сокращение фибрилл в длину («сваривание»).
Для денатурации необходимо присутствие хотя бы небольшого количества воды. Абсолютно сухой белок не подвергается денатурации даже при длительном воздействии на него высокой температуры. Денатурация – процесс необратимый.
Таким образом, основные изменения, происходящие в белках, при их нагревании можно представить следующей схемой:
Глобулярные – денатурация – свертывание (образование хлопьев, образование геля)
Белки
Фибриллярные – сваривание – дезагрегация (выпадение жидкости из геля)