Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технология отрасли формирование цвета, вкуса и запаха пищевых продуктов из растительного сырья (теория и практика). Учебное пособие
.pdf
101
русового аромата играют альдегиды и эфиры. С давних пор промышленность производит детерпенизированные эфирные масла,
которые превосходят своих предшественников благодаря улуч шенному аромату, а также повышенной стабильности.
4.2. Физико-химические изменения, происходящие в плодах
и овощах при гидротермической обработке и хранении
В процессе консервирования плодоовощного сырья тем или
иным способом происходят следующие основные изменения:
- сахароаминные реакции между редуцирующими сахарами
и аминокислотами или полипептидами;
- карамелизация сахаров;
- полимеризация продуктов окисления полифенолов;
- реакции флавоноидов с аминокислотами;
- распад аскорбиновой кислоты и других витаминов;
- образование комплекса с металлами;
- окисление органических кислот (яблочной, лимонной,
винной);
- окислительные превращения полифенольных соединений,
в том числе антоцианов и дубильных веществ;
- окисление соединений железа с образованием цветных
комплексов;
- образование окрашенных сульфидов металлов (железа,
олова, меди и др.).
В процессе консервирования сырые плоды и овощи подвергаются разнообразным видам обработки: механической (чистка,
мойка, резка, протирание, прессование), физической, термической (причем как теплом, так и холодом) и др. Все эти воздействия, даже кратковременные, могут вызвать глубокие биохимические изменения сырья, что скажется не только на внешнем виде,
но и на пищевой, в том числе биологической ценности консервов.
При этом часто изменяется природный цвет плодов и овощей,
аромат, вкус, другие характеристики.
Несмотря на разнообразие процессов обработки основными
причинами, изменяющими природный цвет и другие органолептические показатели консервированных и сушеных плодов и
102
овощей, являются различные превращения полифенольного комплекса и меланоидиновые реакции. Последние начинаются уже
на первых этапах тепловой обработки и представляют собой
сложный многоступенчатый комплекс превращений углеводов и
аминокислот растительных клеток, в результате которых образуются меланоиды, гуминовые соединения и меланины – пигменты
коричневого, черного или бурого цвета, которые не усваиваются
в организме человека. Следует отметить, что некоторые промежуточные продукты реакции меланоидинообразования обладают
неприятным вкусом и запахом. Кроме ухудшения органолептических свойств, снижается биологическая ценность продуктов за
счет участия белковых веществ и аминокислот исходного сырья в
сахароаминной реакции. На скорость протекания реакции меланоидинообразования оказывают влияние температура и кислотность среды.
Механические операции, широко применяемые при переработке растительного сырья (резка, дробление, протирание) при
наличии активных окислительных ферментов, в первую очередь
полифенолоксидазы, ускоряют окислительные процессы и образование темных пигментов за счет увеличения площади соприкосновения субстрата с ферментом и доступа кислорода воздуха.
Таким образом, важнейшим фактором сохранения натурального
цвета сырья и готовых консервных продуктов являются взаимосвязь между фенольными соединениями разной природы, активностью ферментов, наличием кислорода и лабильных восстановителей.
На продукты консервирования плодов и овощей отрицательно влияют металлы, из которых изготовлено оборудование,
поскольку эти металлы могут служить катализаторами окислительных процессов и вызывать окисление витаминов, органических кислот и жиров. Ионы металлов вызывают изменение значений рН и негативно влияют на окраску продукции. Так, при
контакте железа, из которого изготовлено оборудование или тара,
с дубильными веществами консервов образуются темноокрашенные соединения с горьким вяжущим вкусом. С участием металлов в продукции протекают различные электрохимические реакции. Поэтому для изготовления контактирующего с продуктами
10
3
оборудования металлы, нельзя использовать, легко подвергающиеся коррозии.
При консервировании могут протекать и химические процессы. В консервах из сырья, богатого белковыми веществами,
при стерилизации образуются сернистые соединения, которые
вступают в химическое взаимодействие с оловом жести. В результате на внутренней поверхности металлической тары и на
крышках стеклянных банок образуются синевато-коричневые
пятна сернистого олова. Для предотвращения этого явления применяют белую жесть, покрытую эмалью. Образующийся в этом
случае сульфид цинка белого цвета не изменяет цвет банок.
Горький вкус консервированного шпината обусловлен переработкой некачественного (перезревшего или плохо хранившегося) сырья, в котором развились дрожжи вида Torula. Шпинат
следует перерабатывать в течение 6-8 ч после уборки. В банках с
консервированным зеленым горошком возможен небольшой белый осадок, который представляет собой крахмал. При переработке горошка в молочной стадии развития зрелости осадок
крахмала отсутствует.
Дыхание – основной процесс обмена веществ при хранении
плодов и овощей. При дыхании растительного сырья выделяется
тепло, в массе продукции создаются определенные микроклиматические условия, которые влияют на технологию размещения
продукции, ее охлаждение, вентиляцию, хранение. Под действием гидролитических ферментов сырья изменяется его химический состав, происходит окисление красящих веществ и другие
изменения, которые в значительной мере влияют на пищевую
ценность продуктов и их потребительские свойства.
Овощи – перспективное сырье для создания пищевых продуктов лечебно-профилактического назначения. Нашли применение такие продукты переработки тыквы и сахарной свеклы, как
семена тыквы, пюре из тыквы, белково-липидная паста и жмых
из семян тыквы, порошок из корок и выжимок тыквы, водный
раствор экстракта тыквы, пюре и паста из сахарной свеклы, пищевые волокна, полученные из отходов свеклосахарного производства. Также используют волокна моркови, морковное пюре,
сухие картофелепродукты (картофель сухой, гранулированный и
104
сухие картофельные хлопья), томатную пасту, муку из семян томата, порошок из томатных выжимок. Овощи служат ценным
сырьем для кондитерского производства, так как в больших количествах содержат витамины, макро- и микроэлементы, пищевые волокна и другие биологически активные вещества.
Во время термической обработки плоды и овощи размягчаются, происходит изменение цвета, массы, а также активности
ферментов. При тепловой обработке при температуре 40-50 °С на
начальной стадии нагревания ферменты активизируются, что
приводит к изменению основных пищевых компонентов в составе сырья. При дальнейшем нагревании (50-70 °С) разрушаются
цитоплазма и межклеточные мембраны, компоненты клеточного
сока и других структурных элементов клетки смешиваются, ферменты снижают свою активность и постепенно инактивируются.
Частично размягчение плодов и овощей обусловлено деструкцией клеточных стенок, однако при этом они сохраняют свою
целостность и при последующей механической обработке (протирании) не разрушаются. Это объясняется эластичностью и
прочностью оболочек клеточных стенок. Основным изменениям
при протирании подвергаются пектиновые вещества, гемицеллюлозы и структурный белок экстенсин. Целлюлоза в процессе тепловой обработки лишь набухает. Снижение механической прочности овощей при тепловой обработке определяется степенью
деструкции полисахаридов клеточных стенок и растворимостью
продуктов деструкции.
Деструкция экстенсина (структурного белка клеточных
стенок) начинается при температуре 50 °С и происходит с высвобождением оксипролина, вследствие чего падает механическая
прочность растительной ткани. В результате ионообменной реакции разрушаются солевые мостики. Для протекания данной реакции необходимо присутствие ионов одновалентных металлов и
осадителей кальция и магния (лимонная, щавелевая, фитиновая
кислоты, растворимый пектин). Эти ионы содержатся в клеточном соке и могут участвовать в описанных реакциях после разрушения мембран растительных клеток.
Гидролиз гликозидных связей происходит с повышением
температуры при наличии воды. Интенсивность гидролитическо-
105
го расщепления зависит от рН среды. Гидролизу легче подвергается высокометоксилированный пектин.
При тепловой обработке происходит расщепление протопектина и гемицеллюлоз, при этом образуются соединения с
меньшей молекулярной массой, растворимые в воде. Процесс
расщепления протопектина и гемицеллюлоз зависит от строения
их молекул, глубины воздействия фермента пектинметилэстеразы
и рН среды. Механизм деструкции клеточных стенок различных
овощей и плодов прежде всего определяется степенью этерификации полигалактуроновой кислоты в протопектине. Высокометоксилированные пектиновые вещества, содержащие небольшое
количество свободных остатков галактуроновой кислоты, легче
подвергаются гидролизу, чем низкометаксилированные. Для деструкции высокоэтерифицированных продуктов необходимо
присутствие воды, поэтому овощи, у которых степень этерификации выше 60 %, не рекомендуется жарить, так как влага при
жарке испаряется. Деструкция гемицеллюлозы происходит при
температуре 70-90 °С и выше с образованием растворимых продуктов. Деструкция протопектина протекает в 3 направлениях:
разрушение солевых мостиков у низкоэтерифицированного пектина; распад водородных связей между этерифицированными
остатками галактуроновой кислоты; гидролиз гликозидных связей в цепи протопектина. Распад водородных связей между этерифицированными остатками галактуроновой кислоты возможен
при наличии определенного количества влаги.
Способность к растворению у продуктов деструкции пектиновых веществ различна: пектиновая кислота растворима в воде, пектовая кислота слаборастворима или нерастворима, ионизированные и метоксилированные остатки полигалактуроновой
кислоты легко растворимы в воде.
Щелочная среда размягчает овощи при тепловой обработке,
так как вызывает деэтерификацию пектиновых веществ с образованием растворимых продуктов. Однако витамины (особенно витамин С) в такой среде разрушаются. Подкисление среды до рН
5,7-4,15 сопровождается некоторым упрочнением пектинового
каркаса и увеличением продолжительности варки. При дальнейшем подкислении среды структура протопектина ослабевает,
106
происходит гидролиз гликозидных связей в цепи пектиновых веществ и образуются растворимые продукты деструкции.
Изменение массы овощей при тепловой обработке происходит за счет потери или поглощения воды, поглощения жира и
потери части питательных веществ. Размеры потерь воды и растворимых веществ зависят от вида и качества овощей, степени
обработки и нарезки. В начальный период варки полисахариды
клеточных стенок поглощают воду, за счет чего масса овощей
увеличивается, а при дальнейшей варке и постепенном размягчении масса уменьшается.
При гидротермической обработке происходит изменение
цвета. Окраска зависит от наличия в растительной ткани пигментов. Цвет зеленых овощей и плодов обусловлен хлорофиллом, в
основном хлорофиллом А, который под действием температуры
+
и Н
переходит в феофитин, поэтому овощи буреют после тепловой обработки. Органические кислоты содержатся в клеточном
соке и отделены от хлорофилла мембранами. Кроме того, хлорофилл находится в комплексе с белками и липидами (в хлоропластах он защищен этими веществами от внешних воздействий).
Взаимодействие органических кислот и хлорофилла в сырых
овощах наблюдается лишь при нарушении целостности клеток
паренхимной ткани. Изменение окраски зависит от длительности
тепловой обработки и количества органических кислот. В жесткой воде окраска сохраняется лучше, так как кальциевые и магниевые соли связывают органические кислоты.
Красно-фиолетовая окраска овощей и плодов обусловлена
присутствием антоцианов – веществ фенольной природы. При
механической и тепловой обработке под действием ферментов и
кислорода воздуха происходит окисление антоцианов. При этом
происходит переход этих веществ в другую группу фенольных
соединений с одновременным изменением окраски. При нагревании плодов и ягод до 50 °С ферменты, расщепляющие антоцианы, активны и разрушают их, а при 70 °С инактивируются и окраска стабилизируется. Антоцианы устойчивы к воздействию высоких температур. При тепловой обработке и хранении продуктов
переработки ягод и плодов окраска лучше сохраняется в концентрированных растворах и при низких значениях рН среды.
107
Овощи и плоды с белой окраской – картофель, капуста белокочанная, яблоки, топинамбур и др. после тепловой обработки
приобретают желтоватый оттенок или темнеют. В них содержатся флавонолы (флавоновые гликозиды). При тепловой обработке
происходит их гидролиз с выделением пигмента агликона разной
степени окисленности, имеющего желтый цвет. Потемнение после тепловой обработки овощей и плодов может быть вызвано
образованием темноокрашенных веществ, в результате превращения фенольных соединений типа тирозина, при этом в результате нагревания они переходят в хинон. При взаимодействии хинона с сахарами образуется фурфурол, который вступает в реакцию полимеризации или поликонденсации с образованием веществ типа меланинов.
Желто-оранжевое окрашивание плодов и овощей обуславливают каротиноиды. При тепловой обработке окраска усиливается за счет гидролиза и высвобождения каротина из белковокаротиноидного комплекса. При тепловой обработке происходит
изменение витаминов в плодах и овощах. Каротиноиды устойчивы и при тепловой обработке их количество практически остается
неизменным. Витаминов группы В в растительных продуктах
очень мало и при гидротермической обработке они переходят в
отвар и разрушаются незначительно. Значительным изменениям
подвергается витамин С. Аскорбиновая кислота окисляется кислородом воздуха, под действием фермента переходит в дегидроаскорбиновую кислоту. При дальнейшем нагревании обе формы разрушаются. Скорость разрушения аскорбиновой кислоты
зависит от свойств обрабатываемого полуфабриката, скорости
нагревания, длительности обработки, контакта с кислородом воздуха, состава и рН среды. Чем выше содержание витамина С и
меньше дегидроаскорбиновой кислоты, тем меньше он разрушается. Чем быстрее нагрев, тем лучше сохраняется витамин С, быстрее инактивируется фермент, его окисляющий. Присутствие в
варочной среде кислорода, меди, железа, марганца уменьшает
количество витамина С. В кислой среде витамин С разрушается
меньше. Вещества, содержащиеся в овощах и плодах (аминокислоты, витамины А, Е, тиамин, антоцианы, каротиноиды), предотвращают разрушение витамина С.
108
В собранных плодах и ягодах продолжаются сложные биохимические процессы, наиболее важными из которых являются
выделение влаги (транспирация) и дыхание (респирация), т.е. поглощение кислорода и выделение углекислого газа и другие процессы, связанные с дозреванием, перезреванием и старением.
Плоды и ягоды содержат в своем составе 70-95 % воды, что
обуславливает хорошую консистенцию их мякоти, гладкую поверхность и здоровое состояние. При хранении происходит высушивание и увядание кожицы. Плоды с хорошим восковым и
плотным покровом (яблоки, лимоны) влаги испаряют значительно меньше, чем ягоды. Повышенные потери влаги могут быть
при слишком теплом и сухом воздухе в хранилище, сильной вентиляции и плохом состоянии продукции (побитая, подмороженная и т.д.). Одновременно с этим теряется и масса. Поэтому хранение должно проходить в условиях повышенной влажности.
При хранении плоды и ягоды поглощают кислород и выделяют
углекислый газ.
Интенсивность дыхания ягод меньше всего при температуре 3-5 °С. При колебаниях температуры дыхание более интенсивно, чем при стабильном режиме. С повышением температуры на
10 °С энергия дыхания ягод согласно правилу Вант-Гоффа, повышается примерно в 2-3 раза. Но оно действительно только для
интервала температур от 0-5 °С до 35-40 °С. При дальнейшем повышении температур интенсивность дыхания ослабевает, а затем
и совсем прекращается.
Дыхание неизбежно сопровождается потерей питательных
веществ. Самым существенным изменениям подвергаются сахара, содержание которых может уменьшиться на 80-90 %. Затормозить процесс дыхания может поддержание определенной температуры. Чрезмерное торможение дыхания или длительное отсутствие кислорода могут привести к таким видам порчи, как
плесневение, гниение, разложение продукта. При нарушении условий хранения в окружающей продукт атмосфере растет содержание диоксида углерода, что вызывает брожение, сопровождающееся накоплением спирта, различных вредных и даже ядовитых веществ. Такие ягоды и фрукты теряют свою питательную
ценность и становятся непригодными для потребления в свежем
109
виде. При хранении в плодах также происходят и другие биохимические реакции, связанные с их дозреванием и перезреванием.
4.3. Влияние различных факторов на изменение
окраски и консистенции овощей при консервировании
Овощи относятся к незаменимым пищевым продуктам и
являются важнейшим источником ряда витаминов, аминокислот,
макро- и микроэлементов, углеводов, белков, фитогормонов,
ферментов, ароматических, пряных и других биологически активных веществ. Несмотря на применение в небольших дозах,
пряности и пряноароматические растения формируют вкусовые
свойства консервов, позитивно влияют на пищеварительный процесс организма человека, усиливая физиологическую активность
воздействия пищи на органы пищеварения, способствуют ее
лучшему усвоению. При изготовлении консервов для детей дошкольного и школьного возраста не допускается использование
жгучих специй (перца, хрена, горчицы), уксуса, красителей, ароматизаторов, подсластителей, консервантов, генетически модифицированного сырья и полуфабрикатов из этого сырья.
Влияние тепловой кулинарной обработки на интенсивность окраски овощей. Разнообразную окраску овощей обуслов-
ливают красящие вещества в их составе – пигменты. Так, окраску
свеклы обусловливают пигменты бетанины (красные пигменты) и
бетаксантины (желтые пигменты). От содержания и соотношения
этих пигментов зависят оттенки окраски корнеплодов. При термической обработке окраска многих овощей изменяется. При
варке свеклы желтые пигменты почти полностью разрушаются, а
красные частично гидролизуются, а частично (12-13 %) переходят в варочную среду. При варке разрушается до 50 % бетанинов,
из-за чего окраска корнеплодов становится менее интенсивной.
Степень изменения окраски свеклы зависит от концентрации бетанина, рН среды, температуры нагревания, присутствия в варочной среде ионов металлов, наличия кислорода и др. Чем выше
температура нагревания, тем быстрее разрушится красный пигмент. Чем выше концентрация бетанина, тем лучше он сохранится при тепловой обработке. Поэтому свеклу следует варить в ко-
110
журе или тушить с небольшим количеством жидкости. В кислой
среде пигмент бетанин более устойчив к воздействию температуры, поэтому при варке или тушении свеклы добавляют уксус.
Овощи белого цвета (капуста белокочанная, картофель, лук
репчатый и др.) приобретают при тепловой обработке желтоватый оттенок. Это обусловлено тем, что в них содержатся фенольные соединения флавоноиды, образующие с сахарами гликозиды.
Последние при термической обработке гидролизуются с выделением имеющего желтую окраску агликона. Красная и оранжевая
окраска овощей обусловлена наличием пигментов каротиноидов :
каротинов – в моркови и редисе; ликопинов – в томатах; виолаксантина – в тыкве. Каротиноиды устойчивы при тепловой обработке. В воде каротиноиды не растворимы, но хорошо растворимы в жирах, на чем основан процесс их извлечения жиром при
пассеровании томатов или моркови.
Зеленую окраску овощам придает пигмент хлорофилл. Этот
пигмент содержится в заключенных в цитоплазму хлоропластах.
Во время тепловой обработки белки цитоплазмы денатурируют,
хлоропласты освобождаются и с хлорофиллом взаимодействуют
органические кислоты клеточного сока. В результате образуется
феофитин – вещество бурого цвета. Для сохранения зеленой окраски овощей рекомендуется соблюдать правила:
- варить овощи в большом количестве воды для уменьше-
ния концентрации органических кислот;
- не накрывать посуду крышкой, чтобы летучие кислоты
удалялись с паром;
- сокращать продолжительность варки овощей, для чего по-
гружать их в кипящую жидкость, не допуская переваривания.
Если в варочной среде присутствуют ионы меди, хлорофилл приобретает ярко-зеленую окраску; ионы железа придают
ему бурую окраску; ионы алюминия и олова – серую. При нагревании в щелочной среде хлорофилл омыляется и образует хлорофиллин – вещество ярко-зеленого цвета. На этом свойстве хлорофилла основано получение зеленого красителя: любую зелень
(зелень петрушки, ботву и др.) моют, измельчают, варят с добавлением питьевой соды и отжимают хлорофиллиновую пасту через хлопчатобумажную ткань.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]