Строение и функции растительной клетки
Снаружи клетка покрыта плотной клеточной стенкой, в которой имеются более тонкие участки – поры. Под ней находится очень тонкая плёнка – мембрана, покрывающая содержимое клетки – цитоплазму.
В цитоплазме есть полости – вакуоли, заполненные клеточным соком.
В центре клетки или около клеточной стенки расположено плотное тельце – ядро с ядрышком. От цитоплазмы ядро отделено ядерной оболочкой.
По всей цитоплазме распределены мелкие тельца – пластиды (хлоропласты).
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. Тургор 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.
Плазмолиз - обезвоживание клеток, 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.
3. 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 их равномерному провариванию. Про лобио!
4. Адгезия
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.
Адгезия (от лат. adhaesio) — слипание поверхности двух разнородных тел.
Когезия – сцепление частиц внутри рассматриваемых тел
Соответственно разрыв двух контактирующих тел по поверхности соприкосновения будет адгезионным, а с нарушением целостности одного из тел – когезионным.
Наряду с адгезией способность одних веществ (особенно жидкообразных) налипать на поверхности других веществ называется также липкостью.
Вещество, которое прилипает к другому веществу (телу) – это адгезив,
а тело, к которому оно прилипает, – субстрат.
Количественно адгезию, или липкость, материала характеризуют силой, или энергией, отрыва адгезива от субстрата. Силу, преодолеваемую при таком разделении адгезива и субстрата, называют давлением прилипания.
Известно несколько теорий, объясняющих физико-химическую сущность адгезионных явлений: адсорбционная, диффузионная и ряд других.
Согласно адгезионной теории, адгезия является результатом межмолекулярного взаимодействия контактирующих тел с образованием между молекулами различных связей.
В соответствии с диффузионной теорией при контакте двух тел имеет место взаимная диффузия макромолекул или их сегментов с образованием между ними раз-
личных связей. В случае контакта высокомолекулярных веществ с металлами возможна диффузия макромолекул в поры или трещины металлической поверхности, а также в поверхностный слой рыхлой гидроокиси, которая всегда образуется на поверхности металла.
Специфичность адгезионного процесса для высокомолекулярных веществ, которые входят в состав или образуют основу многих продуктов, перерабатываемых в системе массового питания, заключается в их способности образовывать большое количество слабых межмолекулярных связей на одну молекулу или звено. В результате сумма слабых связей на определенном звене макромолекулы может превысить энергию первичных химических связей, и при напряжениях, разрушающих структуру вещества, последние будут разрываться. Так как отношение массы молекулы на контакт для высокомолекулярных соединений может значительно превосходить это отношение для низкомолекулярных соединений, то они обладают более высокой адгезионной способностью, чем низкомолекулярные соединения.
Для явления адгезии имеются определенные закономерности, знание которых позволяет понимать и управлять процессами липкости пищевых масс при производстве продукции.
Установлено, что прочная адгезионная связь возникает только между полярными или, наоборот, неполярными веществами.
В технологических процессах в качестве неполярного вещества используют различные жиры, которые при жарке и выпекании изделий одновременно выступают в качестве теплопередающего и антиадгезионного агента. В качестве антиадгезионного агента жир используют также, например, при разделке теста для пирожков жареных.
Чтобы тесто не прилипало к инвентарю и оборудованию, их рекомендуют смазывать растительным маслом.
Для полярной жидкости, в качестве которой выступает в практике вода, чем сильнее или полнее смачивание, тем в большей степени выражена адгезия продуктов, содержащих влагу. Так как смачивающий эффект и условия контактирования зависят от влажности продукта, то чем она выше при прочих равных условиях, тем в большей степени выражена адгезия.
Поверхность влажного продукта можно «осушить» и снизить его адгезионную способность посредством использования панировки из муки или сухарей, а также обработать ими поверхность формы, в которой выпекают продукт, или посыпать мукой стол, на котором разделывают тесто, что широко используют в пищевой практике.
Процесс подсушивания влажного продукта наблюдается при его жарке или выпекании. Недостаточная температура жира и разогрев аппарата могут привести к повышенной адгезии продукта к жарочной поверхности и его пригоранию, что наблюдается порой при выпечке блинов, когда по этой причине первый блин не «сходит» с жарочной поверхности («первый блин комом»).
На липкости, или адгезионных свойствах, продуктов может отражаться изменение характера связи влаги в них в ходе технологического процесса.
Так, при добавлении сахара в тесто или поваренной соли и влаги в мясной фарш вязкость продуктов снижается, возрастает доля осмотически связанной влаги, в результате чего продукты «разжижаются», и их липкость возрастает.
Или только что замешанное дрожжевое тесто не прилипает так к рукам, как прилипает выброженное тесто, так как в процессе брожения растворимость составляющих тесто компонентов возрастает, а способность удерживать влагу за счет набухания понижается, т.е. тесто также «разжижается», его вязкость понижается, а липкость возрастает.
Липкость сахарной помады определяется наличием в её структуре раствора инвертного сахара, который образуется в процессе её изготовления. При его недостатке помада на поверхности изделий не держится.
В качестве примера повышения вязкости и липкости продукта можно также отметить добавление с этой целью в рыбный фарш части предварительно сваренной рыбы, содержащей раствор желатина (глютина).
Адгезионная способность продуктов в значительной степени зависит от коагуляционно-кристаллизационного характера их структуры.
Развитая коагуляционная структура в студнях желатина позволяет готовить на его основе многослойное нерасслаивающееся желе с содержанием сахара 16 – 25 %.
Приготовить при таком содержании сахара нерасслаивающееся желе на основе агароида не удается, так как в его студне высокоразвита кристаллизационная структура и, соответственно, подвижность и активность макромолекул полисахарида резко снижены. При производстве трехслойного мармелада указанные затруднения устраняются за счёт высокого содержания сахара, который разжижает и пластифицирует кристаллизационную структуру студней агароида.
Аналогично нельзя формовать крупяные котлеты из остывшей массы. Вследствие ретроградации амилозы в крахмальном клейстере при пониженных температурах развиваются кристаллизационные структуры, и его адгезионная способность понижается. Сформованные котлеты при нагревании разваливаются.
Повышение кристаллизационных структур в тесте в результате введения в него овощей или чистой клетчатки снижает его липкость.
Наряду с влажностью и вязкостью на прилипание влияют такие факторы, как
давление при контакте,
продолжительность контактирования,
температура,
чистота поверхности субстрата и ряд других.
Реальный контакт при соприкосновении тел значительно меньше площади геометрического соприкосновения, поэтому давление и продолжительность контактирования способствуют прилипанию.
С повышением температуры, при всех прочих равных условиях, прилипание возрастает. 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.