Научные основы производства продуктов питания

Таблица 32

Продолжительность варки бобовых и коэффициент развариваемости

Продолжительность варки лущёного гороха цельного и колотого примерно в 1,5-2 раза меньше, чем нелущёного тех же сортов. В связи

стем что кислая среда увеличивает продолжительность варки бобовых, добавлять продукты, содержащие кислоту (томатное пюре, уксус и т. д.), следует только после доведения семян до готовности. Не следует добавлять к бобовым соду, так как она хотя и ускоряет процесс

варки, но разрушает тиамин (В1) и ухудшает качество сваренных семян. При использовании кипячёной воды (более мягкая по сравнению

снекипяченой) продолжительность варки сокращается.

После размягчения бобовых варку прекращают, добавляют соль

ивыдерживают в отваре 15–20 мин, затем воду сливают и, если она не имеет неприятного цвета и вкуса, используют для приготовления супов.

Коэффициенты развариваемости показывают, что масса бобовых в процессе варки увеличивается в 2–2,8 раза (см. табл. 32). Влажность сваренных бобовых составляет 56–63 %.

Макаронные изделия. Макароны, лапшу, вермишель отваривают в кипящей подсоленной воде (6 л воды, 50 г соли на 1 кг сухих макаронных изделий). Макароны варят 20–30 мин, лапшу – 20–25 мин, вермишель – 10–12 мин.

Сваренные макаронные изделия откидывают на решето или дуршлаг. После того как отвар стечёт, изделия кладут в посуду с растопленным жиром (от 1/3 до 1/2 количества, указанного в рецептуре)

иперемешивают, чтобы они не склеились; остальной жир добавляют при подаче.

Отвар употребляют для приготовления супов и соусов, так как он содержит различные питательные вещества (азотистые, минеральные, крахмал, сахара).

351

При варке макаронных изделий их масса увеличивается в 2,5–3 раза. Влажность готовых изделий колеблется от 65 до 72 %.

5.2.1.Изменение физико-химических свойств круп, бобовых

имакаронных изделий при тепловой обработке

Варка круп, бобовых и макаронных изделий сопровождается изменением их физико-химических свойств и приводит к размягчению, изменению консистенции и массы.

Крупы, бобовые и макаронные изделия относятся к сухим продуктам. Поэтому скорость процессов, приводящих к изменению их струк- турно-механических свойств, консистенции и массы, во многом зависит от интенсивности проникновения в них воды и скорости её распределения в продукте.

Медленное распределение влаги тормозит процессы, приводящие к размягчению тканей, и тем самым удлиняет варку. Так, продолжительность варки перловой крупы, в ядрах которой влага распределяется в 2-3 раза медленнее, чем в ядрах риса, соответственно в 2 раза дольше, чем риса.

Изменение массы. С повышением температуры ускоряется проникновение воды в ядра круп и семена бобовых, где она связывается вначале белками и углеводами клеточных стенок, а затем – крахмалом.

В интервале от 50 до 70 0С белки круп и бобовых денатурируют, белковые студни уплотняются, выделяя воду, которая поглощается клейстеризующимся крахмалом. Помимо воды, выделенной белками, на клейстеризацию крахмала расходуется вода, в которой варится продукт. Минимально крахмалы связывают следующее количество воды (в % к собственной массе): гречихи – 150; проса – 200; риса – 250. Внутри клеток круп и бобовых образуются прочные крахмальные студни.

Макароны изготовляют из теста с небольшой влажностью (28–32,5 %). При температуре замеса теста пшеничный крахмал характеризуется слабой способностью к набуханию. Он связывает воду микрокапиллярами и адсорбционно в основном за счёт активности гидрофильных групп.

Таким образом, тесто для макарон представляет собой гидратированный белковый студень клейковины, обволакивающий и склеива-

352

ющий между собой зёрна увлажненного крахмала. Дальнейшая технология изготовления макарон, связанная с процессами прессования и сушки, приводит к частичной денатурации белков и нарушению целостности крахмальных зёрен. При варке макарон крахмал связывает около 220 % воды к собственной массе.

Поглощение воды клейстеризующимся крахмалом обусловливает увеличение массы и объёма сваренных круп, бобовых и макаронных изделий.

Размягчение. Увлажнение семян и ядер уже в процессе замачивания изменяет их структурно-механические свойства. Так, 30-минут- ное замачивание риса в воде температурой 20 0С снижает его твёрдость в 3,5 раза, перловой крупы – в 1,5 раза против первоначальной.

При тепловой обработке изменение углеводов и, возможно, белков клеточных стенок приводит к размягчению ядер круп и семян бобовых.

Основную массу (70–95 %) углеводов клеточных стенок круп составляют гемицеллюлозы – важнейший структурный элемент клеточных стенок эндосперма злаков. Клеточные стенки бобовых примерно на 50 % состоят из гемицеллюлозы и на 20 % из клетчатки; на долю пектиновых веществ приходится около 30 %.

Целлюлоза и бóльшая часть гемицеллюлоз при варке частично набухают, некоторые из гемицеллюлоз растворяются.

Протопектин в процессе тепловой обработки бобовых под действием горячей воды расщепляется, в результате чего образуется растворимый в воде пектин и разрыхляются клеточные стенки.

Клеточные стенки ядра сильно набухают, но сохраняют свою целостность. Эта особенность клеточных стенок обеспечивает хорошую сохраняемость формы ядер на протяжении всего периода варки. Толщина клеточных стенок перловой крупы в 8–10 раз больше толщины клеточных стенок риса. При варке же риса происходит частичный разрыв клеточных оболочек, что может вызвать нарушение формы и целостности ядер. Таким образом, способность к сохранению целостности клеток в процессе варки определяет консистенцию и внешний вид конечного продукта.

Изменение содержания растворимых веществ. Тепловая обра-

ботка круп, бобовых и макаронных изделий сопровождается накоплением растворимых веществ в них в основном за счёт крахмала. При клейстеризации крахмала часть крахмальных полисахаридов раство-

353

ряется, что приводит к значительному увеличению водорастворимых веществ в готовых кашах, блюдах из бобовых и макаронных изделий.

Количество водорастворимых веществ при варке увеличивается неодинаково, что объясняется различными свойствами крахмала отдельных крахмалосодержащих продуктов, а также разным содержанием других водорастворимых веществ, в том числе азотистых и слизистых. Имеет место также увеличение общего содержания сахаров, что вызвано частичным гидролизом крахмала и высокомолекулярных олигосахаридов и зависит в определённой степени от продолжительности тепловой обработки – оно тем больше, чем длительнее варка.

При варке круп, бобовых и макаронных изделий в большом количестве воды с её последующим сливанием часть сухих веществ переходит в отвар. Их количество увеличивается с увеличением в крупе (например, рисе) дроблёных ядер и зависит также от сортовых особенностей крупы. Так, количество сухих веществ, переходящих в отвар, у высокостекловидных сортов риса на 20–30 % меньше, чем у сортов полустекловидной консистенции.

Потери сухих веществ при варке макаронных изделий увеличиваются по мере возрастания их способности к набуханию.

Нитеподобные изделия с малым диаметром (вермишель) набухают в большей степени, чем, например, спагетти, обладающие большим диаметром. Потери сухих веществ при варке вермишели соответственно выше, чем при варке спагетти. В общем случае чем меньше потери сухих веществ при варке, тем выше качество макаронных изделий.

Варка круп и бобовых вызывает некоторые потери незаменимых аминокислот. Так, при варке пшена потери лизина составили 10,6 %, метионина – 9,5 %, триптофана – 12,9 %. Аналогичные данные получены и по другим видам круп.

При варке каш из различных круп разрушается некоторое количество тиамина: из пшена – 26 %, Геркулеса – 14,7 %, гречневой крупы

– 22,4 %, перловой – 18 %, манной – 8,8 %, рисовой – почти полностью, вермишели – 3,5 %. Количество разрушающегося тиамина зависит не только от продолжительности варки. Так, в рисовой каше за 45–50 мин варки тиамин разрушается почти полностью, а в гречневой каше примерно за такой же период времени – только на 22,4 %. Последнее объясняется анатомическим строением ядрицы, у которой витамины находятся в основном в зародыше, расположенном в центральной части ядра.

354

Каротиноиды, содержащиеся в некоторых крупах (в пшене с яркожёлтой окраской обнаружено свыше 0,6–0,8 мг% каротиноидов, с окраской средней интенсивности – 0,4–0,59 мг%, у слабоокрашенных – 0,31–0,39 мг%), достаточно устойчивы к тепловому воздействию.

Варка бобовых также сопровождается потерей ими витаминов, частично переходящих в отвар. Потери рибофлавина (43–46 %) и особенно ниацина (16–17 %) при варке бобовых ниже, чем тиамина (59–68 %), что можно объяснить их большей устойчивостью к тепловой обработке.

При варке предварительно замоченных бобовых в мягкой водопроводной воде содержание тиамина в готовом продукте составило (в % от исходного): у гороха нелущеного – 39, фасоли – 32, чечевицы – 45; рибофлавина – соответственно 54, 52 и 53; ниацина –79, 73, 84.

Наибольшие потери витаминов наблюдаются при варке бобовых без замачивания, что объясняется удлинением сроков варки.

Если варёные бобовые используют для приготовления пюре, котлет, запеканок, дополнительная обработка вызывает разрушение еще некоторого количества витаминов (табл. 33).

Таблица 33

Потери витаминов при дополнительной тепловой обработке варёных бобовых

Варка гороха, фасоли и других бобовых сопровождается также потерей ими микроэлементов: марганца, меди, молибдена.

355

Тепловая обработка улучшает перевариваемость белков круп и бобовых. Так, атакуемость белков варёного риса пепсином увеличивается в 2 раза по сравнению с сырым (in vitro), аналогичные данные получены по гороху и фасоли.

К особенностям бобовых можно отнести наличие в них ингибиторов трипсина, которые в фасоли, например, сохраняют активность в течение 2-часового прогревания при 100 0С.

Изменение свойств крахмалосодержащих пищевых продуктов при хранении. Большое влияние на качество пищевых продуктов оказывает способность оклейстеризованного крахмала к ретроградации, которая наблюдается при остывании и хранении в остывшем состоянии крахмалосодержащих кулинарных изделий.

Уменьшение растворимости крахмальных полисахаридов, имеющее место при ретроградации, обусловливает ухудшение органолептических показателей готовых блюд. Чем выше влажность готового блюда, тем интенсивнее происходит снижение в нём количества водорастворимых веществ. Наиболее быстро этот процесс идёт в пшённой каше, слабее – в манной и гречневой. Поскольку ретроградация – процесс экзотермический, повышение температуры тормозит его. Хранение готовой продукции из круп и макаронных изделий на мармитах с температурой 70–80 0С обеспечивает их хорошие органолептические показатели в течение 4 ч.

Ретроградация оклейстеризованного крахмала представляет собой частично обратимый процесс: подогрев до 90 0С после суточного хранения при комнатной температуре восстанавливает содержание водорастворимых веществ в гречневой каше почти полностью, в пшенной

– на 86-87 %, вермишели – на 98 %.

356

ГЛАВА 6. ИЗМЕНЕНИЕ ВКУСА И АРОМАТА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ ПРИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКЕ

Пища полезна, когда она вкусна. Вкус и аромат пищи рефлекторно возбуждает деятельность пищеварительных желёз еще до того, как она попадает в пищеварительный тракт. Благодаря этому пища усваивается быстрее и полнее. Поэтому еда должна быть не только питательной, но и возбуждать аппетит своим вкусом, ароматом и внешним видом. Вкусовые вещества способствуют оздоровлению кишечной микрофлоры. Вкус и аромат являются важными показателями качества пищевых продуктов.

В настоящее время идентифицировано 2700 видов вкусовых и ароматических продуктов. Обыкновенные люди могут различать около 2000 запахов, а квалифицированные специалисты – 10 000.

Выделяют четыре основных вкусовых ощущения: сладкое, солёное, горькое и кислое, сочетание которых создает различные вкусовые оттенки.

Воспринимаются вкусовые ощущения так называемыми рецепторами – вкусовыми сосочками, подавляющее количество которых расположено на поверхности языка. Рецепторы, расположенные на кончике языка, чувствительнее всего к сладкому, на его боковых поверхностях – к солёному и кислому, а в его задней части – к горькому. Взаимодействуя с вкусовыми веществами-стимуляторами, рецепторы вырабатывают нервные импульсы, идущие в мозг.

Носители сладкого вкуса – это так называемые глюкофорные группы, они усиливают или ослабляют ощущение. Однако некоторые аминокислоты и сахарин, не имеющие глюкофорных групп, также обладают сладким вкусом. Ощущение сладости объясняется и контактом вещества с определёнными сладкочувствительными белковыми молекулами во вкусовых клетках языка.

Кислый вкус связан с наличием водородных ионов, солёный присущ солям с низкой молекулярной массой (поваренная соль). Чем выше молекулярный вес одноосновных солей, тем сильнее выражена горечь. Горький вкус свойствен почти всем алкалоидам (теобромин, кофеин, хинин, морфин и др.), а также некоторым гликозидам (амигдалин), эфирам, неорганическим солям и др.

Аромат – один из важнейших показателей качества пищевых продуктов. В настоящее время его оценивают в основном органолептиче-

357

ски: о химической природе известно чрезвычайно мало. Установление природы летучих веществ, обуславливающих аромат пищевых продуктов, позволяет разработать способы объективной оценки их качества, полнее изучить влияние на аромат технологической обработки и хранения, синтезировать ароматические вещества, соответствующие природному аромату любого пищевого продукта, и на основании этого быстро и дёшево облагораживать пищевое сырьё.

Ароматобразующие летучие вещества значительно улучшают качество пищи, повышают её усвояемость, возбуждая аппетит и усиливая деятельность пищеварительных органов. Изучение запаха

ивкуса тесно связано друг с другом. Поэтому достаточно удалить комплекс летучих веществ из продукта, чтобы он потерял не только аромат, но и вкус.

Для характеристики ароматобразующих веществ в практике часто применяют термины «летучие вещества», «эфирные масла» и «ароматические соединения». Термин «эфирные масла» более применим к определённому классу соединений – терпеновым производным, «ароматические соединения» – в большей степени к бензолу и его производным. Поэтому считают, что наиболее удачно отражает специфику ароматизирующих соединений термин «летучие вещества».

Летучие вещества пищевых продуктов чрезвычайно разнообразны по химическому строению. К ним относятся кислоты, лактоны, альдегиды, кетоны, спирты, серосодержащие соединения, углеводороды

исоединения со смешанными функциями. Ароматические вещества либо содержатся в самих природных пищевых продуктах, либо накапливаются при их переработке. Так, характерный аромат плодов и овощей появляется вследствие созревания и хранения; аромат сыров образуется при их созревании под воздействием микроорганизмов; аромат хлеба, а также аромат жареного кофе и мяса обусловлен действием высоких температур.

Вкусовые оттенки и аромат некоторых натуральных пищевых продуктов иногда определяется кормовым рационом животных (молоко, мясо) и насекомых (мёд). Так, свободные кислоты в мёде, придающие ему вкус и аромат, обусловлены видом растений, цветы которых являются источниками для сбора мёда. В рапсовом мёде обнаружена фенилпропановая кислота; в гречишном высоко содержание 4-оксибензойной кислоты; в вересковых медах отмечена высокая концентрация бензойной кислоты.

358

Эфирные масла – это летучие жидкие смеси органических веществ, вырабатываемые растениями и обуславливающие их запах. При обычной температуре эфирные масла представляют собой прозрачные, легкоподвижные или вязкие, бесцветные или жёлтые, зелёные, бурые жидкости. Эфирные масла растворимы в органических растворителях и животных жирах, редко – в воде. Некоторые эфирные масла при незначительном понижении температуры застывают (анисовое, бадьяновое и др.). Под действием света, на воздухе эфирные масла быстро окисляются, осмоляются и изменяют свой запах.

Их получают из растений экстракцией или прессованием. Масла, вырабатываемые из растений экстракцией растворителями, содержат, кроме летучих, нелетучие, слабо пахнущие или лишённые запаха вещества, которым приписывают способность понижать летучесть эфирных масел.

Содержание эфирных масел в растениях колеблется в широких пределах. Большинство растений содержит наибольшее количество эфирных масел в период цветения и созревания семян. Содержание эфирных масел зависит также от состава почв, климатических условий и времени года, влажности, времени уборки и возраста растений. Иногда в ходе развития растения состав масла меняется.

Запахи воспринимаются органами обоняния. Обонятельные ощущения тесно связаны с вкусовыми, например, когда речь идёт о вкусе пищи, они сливаются. Если же у человека нарушено обоняние, то остаётся лишь одно ощущение – вкусовое. Тогда нормально воспринимается только сладкий, горький, солёный и кислый вкус.

Восприятие аромата человеком зависит от концентрации вещества. Порог ощущения аромата определяется минимальным количеством вещества, которое может вызвать у человека обонятельное ощущение.

Запах различных веществ со временем как бы притупляется. Это свойство обоняния называется адаптацией. Она целесообразна с биологической точки зрения – происходит предохранение обонятельных анализаторов от излишнего перераздражения. Обонятельная адаптация к запаху происходит гораздо быстрее, чем зрительная. Время адаптации зависит от концентрации пахучего вещества: чем она выше, тем быстрее наступает адаптация. Адаптационный процесс может возникать по-разному у здоровых и больных людей.

При определённых условиях может происходить и обратный процесс – сенсибилизация, или повышение чувствительности к запаху.

359

Обычно сенсибилизацию обоняния вызывают многократные, частые и периодические воздействия очень слабых запахов. Это позволяет лучше обнаружить присутствие в воздухе даже очень малого количества пахучих веществ.

Большое значение имеют условия внешней среды: влажность, температура и степень загрязнения воздуха, атмосферное давление, освещённость. Длительное воздействие пыли и сухого воздуха может сильно ухудшить обоняние. Зимой некоторые ощущают запах лучше, чем летом.

Для большинства людей запахи лучше всего воспринимаются при температуре воздуха 37–38 0С. Резкие запахи могут вести к ухудшению обоняния. Длительное воздействие неприятного запаха может вообще парализовать обонятельный нерв.

С возрастом обоняние обычно ухудшается. Снижение обонятельной чувствительности, особенно заметное после 45-летнего возраста, объясняется уменьшением рецепторной поверхности обонятельной области носа и общими изменениями в организме.

Обонятельная функция человека часто бывает понижена в результате внешних воздействий, заболеваний мозга, обонятельного нерва, а главным образом – носа. Некоторые вещества могут травмировать окончания обонятельного нерва (пары аммиака, нюханье табака и т.д.)

– человек в этом случае на некоторое время теряет способность ощущать запахи.

Вбольшинстве пищевых продуктов летучие вещества содержатся

вничтожно малых количествах: в сотых, тысячных и даже миллионных долях массы продукта. Тем не менее эти летучие вещества успешно изучаются с использованием газовой хроматографии, массспектрометрии, хромато-масс-спектрометрии.

Вкус и аромат продуктов в значительной степени изменяются

входе тепловой кулинарной обработки, что обусловлено присутствием разнообразных веществ, как содержащихся в продуктах, так и образующихся в процессе их тепловой обработки.

Многим продуктам придают специфический вкус и аромат так называемые ключевые компоненты. Так, запах чеснока обусловлен нали-чием диаллилтрисульфида, клубники – метилфенилглиидата, ананаса – аллилфеноксиацетата, лимона – цитраля, малины – n- гидроксифе-нила, горчицы – аллилизоцианата, ванили – ванилина, тмина – карвона и т.д.

360