Замачивание круп и бобовых

Замачивание и варка относятся к тем процессам, которые способны изменить структуру крупы и бобовых и вызвать раз­мягчение тканей. Структура растительного продукта зависит от состава и строения его клеток и прежде всего от физического состояния полимеров. При взаимодействии крупы и бобовых с водой они набухают. Набухание — поглощение жидкости, со­провождающееся значительным увеличением объема и массы тела (продукта). Механизм набухания заключается во взаимном растворении высокомолекулярного вещества и дисперсной сре­ды. Скорость диффузии молекул воды намного превосходит ско­рость диффузии молекул полимера. В результате вода односто­ронне диффундирует в тело, гидратируя полярные участки со­ставляющих его макромолекул. При этом гибкие молекулы тела отодвигаются друг от друга, связь между ними ослабевает, объем тела увеличивается — оно набухает.

0 0,25 0,5 0,75 1,0

Рис. 10.1. Авторадиограммы и кривые локального внутреннего влагосодержания в перловой крупе (поперечный срез зерна):

W — влагосодержание, %; /_отн — относительная длина поперечного среза ядра крупы

Способность крупы и бобовых поглощать воду при замачива­нии объясняется гидрофильными свойствами содержимого кле­ток и клеточных стенок: белковых веществ, крахмала, пектино­вых веществ, гемицеллюлозы, клетчатки. Для крупы и бобовых характерно ограниченное или предельное набухание, при кото­ром набухшее тело остается в состоянии студня в отличие от не­ограниченного, когда после набухания тело полностью переходит в раствор. Ограниченное набухание сопровождается частичным растворением полимеров, входящих в состав крупы и бобовых. Так, в процессе промывания крупы в воду частично переходят белки, крахмал, сахара и другие пищевые вещества. Сухой оста­ток промывных вод может содержать до 41 % крахмала, до 33 % азотистых веществ, до 13 % сахара. При замачивании фасоли в течение 10 ч извлекается 12 % азота главным образом за счет не­белковых веществ.

Рис. 10.2. Авторадиограммы и кривые локального внутреннего влагораспределения в рисовой крупе (продольный срез зерна)

Потери витаминов (В_ь В₂, РР) при замачивании бобовых в мягкой воде больше, чем в жесткой. При промывании крупа поглощает воду и ее первоначальная масса увеличивается в сред­нем на 15...30 %. Если процесс промывания крупы занимает 10... 15 мин, количество поглощенной влаги составляет, %: пше­ном — 38...39, рисом — 29...33, овсяной крупой — 28...34, гречне­вой — 28...31, перловой — 28...29. В большей степени изменяет­ся первоначальная масса при промывании пшена, в меньшей — перловой крупы. Для насыщения влагой в процессе замачивания при температуре 20 °С перловой крупы требуется 7...8 ч, пшена — 30...40 мин, риса — 1 ч. Остальные крупы занимают промежуточ­ное положение.

Поглощение влаги и ее продвижение внутрь зерен крупы в процессе замачивания протекает у разных видов крупы неодина­ково. На рис. 10.1 и 10.2 представлены авторадиограммы и кривые локального внутреннего влагораспределения в перловой и рисо­вой крупах в зависимости от длительности замачивания в воде температурой 20 °С. Влага проникает в зерна перловой крупы рав­номерно по всей поверхности, но распределение ее по всему объ­ему происходит очень медленно, что приводит к значительной ло-

Рис. 10.3. Изменение объема (/) и массы (2) гороха различных сортов при замачивании:

3 — Торсдаг III; 4 — Хеле; 5 — Стендский Геро

кализации влаги в наружных слоях зерна. Так, 30-минутное зама­чивание вызывает увеличение влагосодержания в наружных уча­стках зерна перловой крупы до 29 %, а в центре только на 2...2,5 %. Распределение влаги в зернах рисовой крупы происходит не­равномерно. Перепад влажности между центральными участка­ми и периферийными в первые 10 мин увлажнения составляет 4,5...5 %. Через 20 мин эта разница значительно сокращается и составляет менее 1,5 %. Это свидетельствует о быстром перерас­пределении влаги по всему объему зерна крупы. Наличие в зерне риса участков, влагосодержание которых способно в разной мере изменяться в процессе увлажнения (мучнистая часть эндоспер­ма, участки, близкие к зародышу), приводит к неравномерному характеру процессов, сопровождающих перенос влаги. Измене­ния внутренних механических напряжений при крайне тонкой клеточной структуре эндосперма и недостаточном количестве межклеточных связующих веществ, роль которых в перловой крупе выполняют слизистые вещества, приводит к скачкообраз­ному поступлению воды (см. рис. 10.2) с образованием микро­трещин, способствующих раскалыванию зерна на отдельных участках. Причиной образования трещин при увлажнении риса считают мгновенно возросшее осмотическое давление в сочета-

Рис. 10.4. Изменение влагосодержания фасоли в зависимости от продолжительности замачивания:

1 — сорт Лиахви; 2 — сорт Цители-41

нии с градиентом концентрации влаги. Влага является основным фактором, вызывающим размягчение зерен крупы. Так, обычное 30-минутное замачивание в воде температурой 20 °С снижает мик­ротвердость зерен рисовой крупы в 3,5 раза, перловой — в 1,5 раза по сравнению с первоначальной.

Объем и масса бобовых, так же как и круп, при замачивании увеличивается в результате поглощения влаги. На рис. 10.3 пред­ставлены данные о приращении объема и массы гороха различ­ных сортов при замачивании в воде комнатной температуры. Для бобовых характерно опережающее увеличение массы. Так, 6-ча­совое замачивание при комнатной температуре увеличивает мас­су бобовых в среднем, %: гороха —на90...ПО, фасоли —на70...98, чечевицы — на 80...91. Вода проникает внутрь семян бобовых че­рез семенную оболочку, толщина которой влияет на интенсив­ность продвижения влаги.

На рис. 10.4 показано изменение влагосодержания при зама­чивании двух сортов фасоли: Лиахви и Цители-41 — с различной толщиной семенной оболочки — соответственно 50 и 80 мкм. Наименьшее изменение влагосодержания наблюдается у сорта Цители-41 с более толстой семенной оболочкой, особенно в пер­вые часы замачивания. Сорта фасоли и гороха, проявившие в процессе замачивания меньшую способность к изменению вла­госодержания и приращению массы, при тепловой обработке обычно дольше варятся.

ВАРКА КРУП И БОБОВЫХ

Варка круп и бобовых сопровождается изменением их физи­ко-химических свойств и приводит прежде всего к размягчению структуры зерен крупы и семядолей бобовых, изменению их кон­систенции и массы. Повышение температуры ускоряет продви­жение влаги внутрь зерен крупы и семядолей бобовых, интенсив­нее протекает процесс набухания белковых веществ и углеводов клеточных стенок, а также начавшаяся клейстеризация крахма­ла. Белки в процессе варки денатурируют, а поглощенная ими влага выпрессовывается и поглощается клейстеризующимся крахмалом. Медленное распределение влаги внутри зерен кру­пы задерживает процессы физико-коллоидной природы, сопро­вождающие варку, и тем самым удлиняет продолжительность варки отдельных видов круп. Скорость распределения влаги в зернах перловой крупы в 2...3 раза меньше, чем в зернах риса (табл. 10.2).