Лекція №21. Високомолекулярні сполуки – важлива складова частина продуктів харчування

Основні питання:

1. Теплова дія на білки харчових продуктів. Процеси, що відбуваються при зберіганні та тепловій обробці м’яса, риби, молока, яєць, зернобобових культур.

2. Зміни вуглеводів у технологічних процесах. Меланоїдиноутворення. Карамелізація сахаридів.

3. Зміни кольору та формування смако-ароматичного комплексу при тепловій обробці продуктів.

4. Роль білків і крохмалю у хлібопекарному виробництві.

5. Речовини, що змінюють структуру і фізико-хімічні властивості харчових продуктів.

У підприємствах харчування найбільш поширеним процесом є теплова обробка продуктів.

Залежно від характеру і мети технологічного процесу теплова обробка повинна забезпечити:

• підтримання температури продукту на певному рівні;

• нагрівання холодного або охолодження гарячого продукту;

• заморожування продукту.

Всі ці процеси пов’язані з передачею теплоти продукту, що підлягає тепловій обробці, або з відніманням від продукту теплоти (теплообмін).

Теплова обробка харчових продуктів тваринного або рослинного походження спричиняє глибокі фізико-хімічні зміни білків, які входять до складу продукту. Фізичні зміни їжі полягають у її подрібненні, перемішуванні, утворенні драглів, суспензій, емульсій і частковому розчиненні. Хімічні зміни пов’язані з рядом послідовних стадій розщеплення білків, вуглеводів на більш прості сполуки.

Процеси, що відбуваються при зберіганні м’яса (дозрівання):

• На початку зберігання «жорсткість» м’яса збільшується, потім вона відновлюється і м'ясо стає м’яким.

• Гліколіз – перетворення глікогену на молочну кислоту – ферментативний процес.

• Денатурація і протеоліз – часткове розщеплення в основному білків саркоплазми до пептидів і амінокислот. Ці процеси носять ферментативний характер (білки сполучної тканини не підлягають протеолізу), розпочинаються при 0 С, при підвищенні температури зростають, що спричиняє розм’якшення тканин і покращення органолептичних показників м’яса.

• При тривалому зберігання м’яса відбувається окислення ліпідів, зростає пероксидне число жиру.

• При взаємодії вуглеводів з утвореними амінокислотами може відбуватися карбоміламінна реакція (реакція Майяра) з утворенням меланоїдинів – сполук коричневого кольору з гіркуватим присмаком і не здатних засвоюватися організмом.

• При дозріванні м’яса зменшується водоутримуюча здатність і виділяється незначна кількість соку.

М’ясні продукти перед вживанням обов’язково піддають тепловій обробці, оскільки при цьому відбувається розм’якшення продукту. Сполучні тканини частково желатинуються, що спричиняє краще засвоєння продукту. В процесі теплової обробки м’ясних продуктів при 60 – 70 С відбувається денатурація білків: 90% всіх розчинних білків денатурує і втрачає розчинність.

Денатурація білків ‑ зміна нативної структури білкової молекули під впливом зовнішніх факторів. Спочатку відбувається руйнування третинної структури міофібрилярних і саркоплазмових білків з виділенням вільної води. За деяких умов вивільнена вода може поглинатися вторинною структурою білків сполучної тканини (колаген і еластин) з утворенням желатинованих сполук. Відбувається частковий гідроліз м’язових білків з утворенням розчинних у воді азотовмісних продуктів (пептидів і амінокислот). Загальна кількість таких продуктів – 10% від вихідної кількості білка. При варінні азотовмісні речовини переходять у бульйон у вигляді піни, при смаженні залишаються на пательні.

Деструкція ‑ нагрів денатурованого білка вище 100⁰С, проходить руйнування макромолекули (відбувається за допомогою протеолітичних ферментів, що сприяє розм’якшенню м’яса, послабленню клейковини тіста, отриманню білкових гідролізатів).

Денатурація відбувається при дії:

• фізичних факторів: високий тиск, температура, ультразвук, іонізуюче випромінювання, збивання, струшування;

• хімічних факторів: зміна рН середовища, додавання органічних і неорганічних кислот, лугів, солей важких металів.

Ознаки денатурації (зміни властивостей білків): зниження гідрофільності і розчинності білків; збільшення в’язкості розчинів; зміна молекулярної маси, форми і конформації молекул білка (поліпептидні ланцюги спочатку розгортаються, проходячи стадію нитки, потім знову скручуються, але по-іншому); білки краще піддаються впливу протеолітичних ферментів, покращується процес засвоєння їжі; підвищення реакційної здатності (відкриття хімічно-активних груп, що були заховані в середині білкової молекули); відбувається агрегація (укрупнення) білкових молекул.

Результат денатурації ‑ коагуляція або зсідання білків.

На температуру денатурації впливають: сіль – зниження температури; цукор – підвищення температури.

Глобулярні білки в результаті денатурації згортаються (коагулюють). Руйнуються водневі зв’язки вторинної структури білка, поліпептидні ланцюги розгортаються, а потім знову згортаються, але розташування їх у просторі набуває нової форми.

Фібрилярні білки при денатурації зварюються, волокна стають склоподібними.

• В результаті набухання послаблюються та частково розриваються водневі зв’язки, які утримують поліпептидні ланцюги (волокна білка розриваються на окремі поліпептидні ланцюги) ‑ дезагрегація.

• Волокна скорочуються у довжину в 3-4 рази та значно збільшуються в об’ємі (за рахунок розриву внутрішніх зв’язків) ‑ зварювання.

• Волокна колагену стають менш щільними, більш еластичними. Частина колагену переходить у розчинний білок глютин, розчини якого при охолодженні утворюють драглі.