11. Влияние гидратации, дегидратации, деструкции и денатурации белков на свойства конкретных продуктов.

Гидратацией называется способность белков прочно связывать значительное количество влаги. Гидрофильность отдельных белков зависит от их строения. Расположенные на поверхности белковой глобулы гидрофильные группы (аминные, карбоксильные и др.) притягивают молекулы воды, строго ориентируя их на поверхности. В изоэлектрической точке (когда заряд белковой молекулы близок к нулю) способность белка адсорбировать воду наименьшая.Примерами гидратации в кулинарной практике являются: приготовление омлетов, котлетной массы из продуктов животного происхождения, различных видов теста, набухание белков круп, бобовых, макаронных изделий и т.д. Дегидратацией называется потеря белками связанной воды при сушке, замораживании и размораживании мяса и рыбы, при тепловой обработке полуфабрикатов и т.д. От степени дегидратации зависят такие важные показатели, как влажность готовых изделий и их выход.

Деструкция белков. При длительной тепловой обработке белки подвергаются более глубоким изменениям, связанным с разрушением их макромолекул. На первом этапе изменений от белковых молекул могут отщепляться функциональные группы с образованием таких летучих соединений, как аммиак, сероводород, фосфористый водород, углекислый газ и др. Накапливаясь в продукте, они участвуют в образовании вкуса и аромата готовой продукции.

Деструкция белков может быть целенаправленным приемом кулинарной обработки, способствующим интенсификации технологического процесса (использование ферментных препаратов для размягчения мяса, ослабления клейковины теста, получение белковых гидролизатов и др.).

 

1. Гидратация и дегидратация белков при кулинарной обработке.

Гидратация-взаимодействие молекул б. И Н2О(т.к и аминок. И вода-полярны).Донорами и акцепторами водородн.связей выступают пептидн.группы главн.цепи и полярные боковые группы.Пептидная присоед 1 мол.воды,карбоксильная 4,амино-1.Гидрофильные группы находятся на поверхности белка(либо молекулярно присоед .воду-по пептид/гидрокс.группам-эта адсорбция постоянна для каждого белка,либо диполи воды притяг. ел.полем полярных групп-ионная адсорбция).Зависит от рН,концентр./состав белка,соли,конформации белка,степени пористости.изоэл.точка-в ней ионная адсорбция отсутствует( казеин=4,6).За счет ионной адсорбции идет обр. гидратной оболочки белка.Для снижения рН ниже ИЭТ исп. Ускус,лимон.к.(набухание),для повышения-фосфаты(повыш.водосвяз.).При набухании молекулы воды занимают свободное место между мол.белка.Как только сила воды разрывает связи белка,белок растворяется.Могут набухать ограниченно(обр.гели)-фибриллярные(коллаген,миозин,актин,муки,бобовых и неограниченно(растаор.).Денатурация- процесс изменения нативной конформации белков.При мех.обраб. Идет поверхностная денатурация(обр.пены).Тепл.денатур.При этом процессе :разрушается четвертичная (нековалентное агрегирование двух и более полипептидных цепей ,имеющих третичную структуру) , третичная (полная трехмерная структура белка-клубок) структуры белка; частично -вторичная (спираль) ,не изменяется первичная (состав и последовательность расположения аминок. остатков в цепи).является необратимой. идет разрушение «твердой» структуры белка (гидрофобного ядра) и затем ее повторная самоорганизация .внутримолекулярные взаимодействия ослабляются за счет разрыва слабых связей (водородных,вандерваальсовых)подвижность полипептидной цепи увеличивается, проникающая внутрь пор гидрофобной части глобулы вода ее разрушает полипептидная связь разворачивается и самоорганизуется с образованием новой конформации белка,который теряет свою нативную структуру и, как следствие ,биологические и физические свойства (растворимость, повышение реакционной способности групп, инактивация ферментов)

2. Азотсодержащие вещества. Пищевая и биологическая ценность белков. Свойства. Изменение при обработке и хранении. Роль в формировании качества различных изделий. Подавляющее большинство процессов в пищевом сырье и продуктах при их хранении и переработке происходит при учас¬тии ферментов. Ферменты являются строго специфическими со¬единениями и катализируют определенную реакцию между конк¬ретными соединениями. Биологическая ценность белков определяется сбалансированностью аминокислотного состава и атакуемостью белков ферментами пищеварительного тракта. (20 незаменимых аминок.)Особенности белков обусл. Аминокислотн.составом и конформацией молекулы,определ. Взаимодейств белок-вода,белок-белок(гелеобр),белок-липиды(жироудержание),а также обр.пен и эмульсий.функц-тех.св-ва белков проявляются при их механической (гидратация,геле и пенообр,эмульгация),тепл(свертывавание,деструкция),хим(маринование,брожение),форм.качество кул.изд.При обраб.изменяется растворимость и подверженность действию ферментов.

3. Ферменты. Действие ферментов. Положительная и отрицательная роль ферментов в формировании качества продовольственных товаров и продуктов общественного питания.

Ферме́нты, или энзи́мы (от лат. fermentum, греч. ζύμη, ἔνζυμον — закваска) — обычно белковые молекулы или молекулы РНК (рибозимы) или их комплексы, ускоряющие (катализирующие) химические реакции в живых системах. Реагенты в реакции, катализируемой ферментами, называются субстратами, а получающиеся вещества — продуктами. Ферменты специфичны к субстратам (АТФаза катализирует расщепление только АТФ, а киназа фосфорилазы фосфорилирует только фосфорилазу). Многие прод.содержат ферменты,обеспеч. Их переваривание.Однако ,это недопустимо при длит.хранении,тк ферменты разлагают прод.до мономеров(аминок.и тд),что порождает гнилостные процессы.

4. Изменения жиров варке продуктов.

В условиях варки изменения претерпевают жиры, которые содержатся непосредственно в самом продукте и в меньшей степени жиры, которые добавляются с пассированными овощами. При варке жиры подвергаются высокой температуре ( около 100 град.) в присутствии большего или меньшего количества воды в течение разного времени ( 20 мин  при припускании рыбы и до 6 ч при варке костного бульона). жир плавится и частично переходит в жидкость, где эмульгируется и претерпевает хим превращения (плавление начинается при температуре 30- 50 град). Количество поступающего в варочную среду жира зависит от его содержания и характера отложения в продукте, продолжительности варки, величины кусков. Благодаря плавлению возможно усвоение их ч.Осн. масса извлеченного жира (90—95) % собирается на поверхности бульона, и лишь небольшая часть (3,5 – 10) % распределяется по всему объему бульона в виде эмульсии. (мутность.) Количество эмульгированного ж. Увел. с возрастанием интенсивности кипения и количества жидкости по отношению к продукту. ( воды и костей с (3 : 1) до (8 : 1) при слабом кипении крастет в 2р,сильном в 5 раз.)

5. Гидролиз жиров,

О частичном гидролитическом расщеплении жира при варке свидетельствует возрастание его кислотного числа. При т. варки (около 100С) вода и жир взаимно нерастворимы, поэтому гидролиз протекает на поверхности раздела жировой и водной фаз. При эмульгировании увеличивается поверхность соприкосновения жира с водой, что способствует его гидролизу. Наличие в варочной среде поваренной соли и продуктов, содержащих кислоты, усиливает гидролиз жира. Однако полного расщепления жиров при варке не происходит, и поэтому в варочной среде наряду со свободными жирными кислотами и глицерином всегда присутствуют моно- и диглицериды. высокомолекулярные жирные кислоты придают бульону неприятный салистый привкус. Чем больше эмульгирует и гидролизуется жира, тем ниже качество бульона.Изменение кислотного, йодного и ацетильного чисел (вследствие нагревания продукта в отваре, где содержатся растворы органических кислот малой концентрации и солей) говорит о том, что происходит гидролиз жира (накапливаются свободные жирные кислоты и появляются свободные гидроксилы у глицерина или моно- и диглицеридов). Изменение этих показателей говорит о прохождению окислительных процессов: свободные кислоты образуются при окислении альдегидов и кетонов, гидроксилы содержатся в оксикислотах (продукты окисления жиров),уменьшение йодного числа говорит об обр. перекисей по месту двойных связей .

6. Изменения жиров при жарке традиционном способом.При нарушении режима тепл.обраб. Могут обр вредн.в-ва (акролеин),ухудшаться органолептика,появляться дым,уменьшается вязкость..Идет окисление жиров,продукты окисления вредны.

7. Окисление жирных кислот с образованием перекисей, гидроперекисей и оксикислот.

Окисление жиров  происходит уже при их получении и переработке. При хранении в неблагоприятных условиях жиры приобретают неприятные вкус и запах и часто оказываются непригодными для пищевых целей( прогоркание).Глубина окислительных процессов и скорость окисления находятся в прямой зависимости от количества входящих в жиры глицеридов полиненасыщенных жирных кислот и степени их ненасыщенности. Преимущественно окисляется группа —СН2-, соседняя с двойной связью (а-положение), а с наибольшей скоростью — расположенная между двумя двойными связями. В результате воздействия кислорода воздуха на жиры происходит накопление различных продуктов распада, ухудшающих органолептические и реологические свойства. Совершенно неокисленные жиры трудно поддаются воздействию молекулярного кислорода. Скорость окисления зависит от соприкосновения жира с воздухом и от температуры. первоначальными прод. окисления жиров явл.неустойчивые перекисные соединения различных типов.При окислении насыщенных жирных кислот обр. насыщенные гидропероксиды, а при окислении ненасыщенных жирных кислот — ненасыщенные гидропероксиды. В этом случае окисление происходит не вследствие присоединения кислорода к двойной связи кислоты, а в результате отрыва водорода от метиленовой группы, расположенной по соседству с двойной связью. При окислении линолевой кислоты могут образовываться гидропероксиды с двумя сопряженными двойными связями. Образование циклических пероксидов происходит в результате присоединения кислорода по месту двойной связи кислоты.Гидропероксиды, гидроксикислоты и эпокиси кислот не имеют вкуса и запаха. Носителями неприятного вкуса и запаха окисленных жиров (прогорклых) являются кетоны, альдегиды и низкомолекулярные кислоты, образующиеся на последующих стадиях окисления жира.(цепь порождается радикалами и перекисями)Осаливание происходит при отрицательных температурах хранения с образованием оксикислот, приводящих к обесцвечиванию жира, появлению сального вкуса и неприятного запаха.

8. Изменение цвета овощей и плодов с белой окраской.

При тепловой кулинарной обработке картофель, капуста,лук ,яблоки, груши и др. плоды с белой окраской мякоти приобретают желтоватый оттенок, а в некоторых случаях темнеют.Пожелтение из-за изменением содержащихся в овощах и плодах таких полифенольных соединений, как флавоновые гликозиды(бесцветны), несахарным компонентом явл. оксипроизводные флавона или флавонола. .При тепловой обработке происходит гидролиз этих гликозидов с отщеплением агликона(желтый). Интенсивность окраски оксипроизводных флавона (флавонола) зависит от количества и положения гидроксильных групп в его молекуле.Потемнение может быть вызвано 2 причинами: обр. темноокрашенных продуктов из-за превращений полифенольных соединений и образованием меланоидинов.Так, оксипроизводные флавона в присутствии солей железа дают соединения зеленого цвета, переходящего затем в коричневый (так называемые железофенольные соединения).Предшественниками темноокрашенных веществ могут быть такие фенольные соединения, как тирозин и хлорогеновая кислота. Ферментативное окисление ( в сырых овощах и плодах)сперва продолжается при тепловой обработке , хиноны реагируют с сахарами,дегидрируют и обр. производные фурфурола(обр.полимеры темноокр.) хиноны могут взаимодействовать с аминокислотами, обр. альдегиды и др. промежуточных прод, которые превращаются в меланоидины. (полифеноламинными реакции).На степень потемнения картофеля, овощей и плодов оказывает влияние содержание в них тех или иных полифенолов. ( хлорогеновой кислоты в клубнях картофеля ). в начальный период варки картофеля - ферментативная деструкция крахмала с образованием мальтозы (под действием β-амилазы) и глюкозы (α-амилазы).,что интенсифицирует процесс меланоидинообразования. (грузим в воду).Желто-коричневая окраска поверхности кусочков жареных овощей, а также окраска корочки, образующейся при запекании овощей и яблок, обусловлена, прежде всего, реакциями меланои¬динообразования. Если внутри обжариваемых кусочков или за¬пекаемых продуктов эти реакции вследствие относительно невы¬сокой температуры (85...98 °С) протекают медленно, то на их по¬верхности температурой 140... 170 °С скорость реакций резко воз¬растает + обезвоживание. По мере испарения влаги концентрация редуцирую¬щих Сахаров и аминокислот в поверхностных слоях продукта увеличивается. Это еще более ускоряет реакции меланоидинообразования.+карамелизация.

9. Изменение цвета овощей и плодов с зеленой окраской.

При тепл. Обраб. белок, связанный с хлорофиллом, в результате денатурации отщепляется, мембраны пластид и тонопласт разрушаются, вследствие чего органические кислоты получают возможность взаимодейство¬вать с хлорофиллом.Степень изменения зеленой окраски от времени тепл. Обраб. и конц. Орг. к. в продукте и варочной среде. Чем дольше , тем больше обр. феофи¬тина ,больше побурение. зеленые овощи рекомендуется варить в большом количестве воды при открытой крышке и интенсивном кипении строго определенное время, необходимое для доведения их до готовности. часть летучих к. испаряется, конц. Орг. к. снижается, образование феофитина замедляется.Цвет зеленых овощей и плодов лучше сохраняется при варке в жесткой воде: со¬ли нейтрализуют некоторую часть органических кислот и кислых солей клеточного сока.

10. Изменение цвета овощей и плодов с желто-оранжевой окраской.

Желто-оранжевая окраска овощей (морковь, томаты, тыква) и некоторых плодов обусловлена присутствием в них каротиноидов.В процессе кули. Обраб. окраска этих овощей и плодов заметно не изменяется. каротиноиды не разрушаются. Увели¬чение содержания каротиноидов при варке моркови можно объ¬яснить происходящим при этом разрушением белково-кароти-ноидных комплексов и высвобождением каротиноидов.При жарке томатов, тыквы и пассеровании моркови кароти¬ноиды частично переходят в жир, вследствие чего интенсивность окраски овощей несколько понижается.

11. Изменение цвета овощей и плодов с красно-фиолетовой окраской.

Окраска ягод клюквы, смородины, малины, черники, земля¬ники, некоторых плодов (шиповника, вишни, темноокрашенных сортов черешни и сливы), а также кожицы отдельных сортов яблок, груш, винограда обусловлена присутствующими в них пигментами антоцианами, а окраска свеклы — беталаинами.При нагревании до 50 °С активизируются окислительные фер¬менты, вызывающие разрушение антоцианов; дальнейшее повы¬шение температуры приводит к термической деградации послед¬них.(стабилизация окраски при 70 "С). Подкисление варочной среды способствует сохранению их окраски.Беталаины свеклы подразделяют на две группы: красные (бетацианины) и желтые (бетаксантины). Красных пигментов в свекле больше, чем желтых (до 95 % общего содержания беталаинов).

Бетацианины представлены в основном бетанином (75... 95 % общего содержания красных пигментов), а также бетанидином, пробетанином и их изомерами; бетаксантины — вульгаксантином I (95 % общего содержания желтых пигментов) и вульгаксантином II. Содержание и соотношение этих пигментов в свекле обусловливают различия в оттенках ее окраски.бетанин- изме¬нение окраски свеклы обусловлено в основном изменением этого пигмента. Он представляет собой моногликозид, , разрушается при варке вследствие чего свекла буреет. При охла. окраска частично восстанавливается вследствие регенерации бетанина.  Степень разрушения бетанина зависит от многих факторов: температуры нагревания, концентрации пигмента, рН среды, контакта с кислородом воздуха, присутствия в варочной среде ионов металлов и др. В кулинарной практике при припускании свеклы для сохране¬ния окраски добавляют уксусную кислоту. подкисление варочной среды красный пигмент приобретает более яркую красную окраску.,тк окраска агликона бетанидина зависит от рН среды. В очень кислых средах (рН меньше 2) он имеет фиолетовую окра¬ску, в растворах с более высокими значениями рН — красную.