Общая характеристика белков.
Белки - основа жизни, составная часть пищевых продуктов. Белки - высокомолекулярные соединения, состоящие из аминокислот и продуктов небелкового характера (нуклеиновые кислоты, углеводы, пигменты, липиды), связанные между собой пептидными связями.
| Роль белков в организме | Классификация белков |
| 1. Белки - пластичный материал 2. Белки - принимают участие в строительстве гормонов и ферментов 3. Белки - источник энергии 4. Белки принимают участие в процессе роста. 5.Регулируют кислотно -щелочное равновесие. 5. Входят в состав опорных тканей 6. Белки входят в состав биологических ядов | 1.По виду: растительные и животные. 2.По строению молекулы: глобулярные (шарообразная форма), фибриллярные (в виде нитей). З.По составу молекул: простые (протеины), сложные (протеиды). 4.По растворимости: -альбумины - в воде, солях, щелочах; -глобулины - в солях; - проламины - в 60-80% спирте; -склеропротеиды- нерастворимые. 5.По пищевой ценности: полноценные (содержащие все полноценные белки) и неполноценные. |
Биологическая ценность белков определяется содержанием незаменимых аминокислот (НАК), их соотношением и перевариваемостью.
Белки, содержащие все НАК (их восемь: триптофан, лейцин, изолейцин, валин, треонин, лизин, метионин, фенилаланин) и в тех соотношениях, в каких они входят в белки нашего организма, называются полноценными. К ним относятся белки мяса, рыбы, яиц, молока. В растительных белках, как правило, недостаточно лизина, метионина, триптофана и некоторых других НАК. Большое значение имеет сбалансированность по аминокислотному составу не только суточных рационов, но и отдельных приемов пищи и даже блюд.
Наиболее удачными комбинациями белковых продуктов являются:
* мука + творог (ватрушки, вареники, пироги с творогом);
* картофель + мясо, рыба или яйцо (картофельная запеканка с мясом, мясное рагу, рыбные котлеты с картофелем и др.);
* гречневая, овсяная каша + молоко, творог (крупеники, каши с молоком и др.);
* бобовые с яйцом, рыбой или мясом.
Наиболее эффективное взаимное обогащение белков достигается при их определенном соотношении,
* 5 частей мяса + 10 частей картофеля;
* 5 частей молока + 10 частей овощей;
* 5 частей рыбы + 10 частей овощей;
* 2 части яиц + 10 частей овощей (картофеля) и т. д.
Усвояемость белков зависит от их физико-химических свойств, способов и степени тепловой обработки продуктов.
2. Химическая природа и строение белков.
Белки — это природные полимеры, состоящие из остатков сотен и тысяч аминокислот, соединенных пептидной связью. От набора аминокислот и их порядка в полипептидных цепях зависят индивидуальные
свойства белков.
По форме молекулы все белки можно разделить на
-глобулярные
- фибриллярные.
Молекула глобулярных белков по форме близка к шару, а фибриллярных имеет форму волокна.
По растворимости все белки делятся на следующие группы:
* растворимые в воде — альбумины;
* растворимые в солевых растворах — глобулины;
* растворимые в спирте — проламины;
* растворимые в щелочах — глютелины.
По степени сложности белки делятся на
-протеины (простые белки), состоящие только из остатков аминокислот,
-протеиды (сложные белки), состоящие из белковой и небелковой частей.
Различают четыре структуры организации белка:
* первичная — последовательное соединение аминокислотных остатков в полипептидной цепи;
* вторичная — закручивание полипептидных цепей в спирали;
* третичная — свертывание полипептидной цепи в глобулу;
* четвертичная — объединение нескольких частиц с третичной структурой в одну более крупную частицу.
Изменения белков пищевых продуктов.
Факторы, вызывающие изменения белков:
-природные свойства белков
- характер внешнего воздействия -коллоидное состояние белков
Основные изменения белков:
-гидратация
- дегидратация
-денатурация
- деструкция
Гидратация белков
Гидратация - способность белков связывать и прочно удерживать значительное количество воды.
От степени гидратации зависит сочность готовых изделий, способность п/ф из мяса, рыбы удерживать влагу и др.
Гидратация проходит в 2 этапа:
- растворение
- набухание.
Полностью гидратированные белки — молоко, жидкое тесто, омлеты; Частично гидратированные белки - котлетная масса (мясная, рыбная);
Дегидратация белков
Дегидратация - потеря белками связанной воды.
От степени дегидратации зависят влажность готовых изделий и их выход (масса).
Виды дегидратации:
- обратимая дегидратация - наблюдается при сублимационной сушке (вода удаляется из замороженного продукта под вакуумом. При взаимодействии в последующем с водой продукт восстанавливает свои свойства);
- необратимая дегидратация - потеря первоначальных свойств продуктов, невозможность их восстановления (при размораживании мяса, тепловой обработке).
Денатурация белков
Денатурация - изменение пространственной (нативной) структуры белковой молекулы под влиянием внешних факторов.
Виды денатурации:
-тепловая (при тепловой кулинарной обработке)
-механическая (взбивание и встряхивание)
-кислотная (маринование мяса, приготовление простокваши)
-сушка
-замораживание
Изменения белков при тепловой денатурации:
-Теряется биологическая активность.
-Теряется способность к растворению, набуханию.
-Белки лучше поддаются влиянию протеолитических ферментов, улучшается процесс усвоения пищи.
-Повышается реакционная способность белков.
-Происходит агрегирование (укрупнение) белковых молекул
На скорость денатурации влияют факторы:
- рН среды, температура теплового воздействия продолжительность тепловой обработки
Типы свертывание белков при тепловой денатурации:
-малоконцентрированные растворы (молоко, бульоны) — образуются хлопья;
-концентрированные растворы (мясо,рыба) - образуется сплошной гель
Изменения коллоидного состояния белков
Белки в пищевых продуктах находятся в двух коллоидных состояниях:
-Золя (малоконцентрированного или концентрированного)
-Геля (обводненного или обезвоженного)
Следствием денатурации является коагуляция или оседание белков.
Типы коагуляции глобулярных белков
I тип: Белок в состоянии мало концентрированного золя (при варке бульонов) с образованием пены, хлопьев.
II тип: Белок в состоянии концентрированного золя (варка яиц) с образованием геля.
III тип: Белок в состоянии геля (производство творога, варка мяса, рыбы) ущемление молекул в гели, выпрессование воды с образованием коагеля.
Деструкция белков
Деструкция - нагрев денатурированного белка выше 100С, проходит разрушение макромолекулы.
Изменения в белках при деструкции:
-образуются летучие продукты(сероводород, аммиак, углекислый газ и
др.) формирующие вкус и аромат готовой пищи;
-разрыв пептидных связей (переход коллагена в глютин);
- разрушение внутримолекулярных связей(размягчение мяса под
действием ферментов, ослабление клейковины теста под влиянием
ферментов, для получения белковых гидролизатов).
Пенообразование.
Белки в качестве пенообразователей широко используют при производстве кондитерских изделий (тесто бисквитное, белково-взбивное), взбивании сливок, сметаны, яиц и др.). Устойчивость пены зависит от природы белка, его концентрации, а также температуры.
Важны и другие технологические свойства белков:
- их используют в качестве эмульгаторов при производстве белково-жировых эмульсий,
- как наполнители для различных напитков. Белки способны связывать вкусовые и ароматические вещества. Этот процесс обусловливается как химической природой этих веществ, так и поверхностными свойствами белковой молекулы, факторами окружающей среды.
При нагревании с восстанавливающими сахарами белки образуют меланоидины
«Изменения углеводов при кулинарной обработке»
Углеводы- органические вещества, в состав которых входит углевод, водород, кислород. Содержание в продуктах питания: плоды и ягоды 3-15%, овощи 2-3%, молоко 4-4,8%,сахар-песок 99,9%.; картофеле 25%, крупах 54,7-70,3%.
1.3начение углеводов.
Они являются основными поставщиками энергии организму человека, на их часть приходится 70% суточного рациона человека.
2.Классификация углеводов:
-моносахариды (глюкоза, фруктоза)
-дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза)
-полисахариды (клетчатка, целлюлоза, полуклетчатка)
-пектины (крахмал, гликоген).
3. Изменения Сахаров (неглубокие и глубокие):
Неглубокий распад Сахаров:
-ферментативный гидролиз
-кислотный гидролиз (инверсия)
Ферментативный гидролиз протекает при замесе, брожении дрожжевого теста и в начальной стадии его выпечки (при температуре не выше 70С).
Амилолитические ферменты дрожжей - амилазы, ферменты содержащиеся в муке и др. продуктах.
Кислотный гидролиз (инверсия) протекает инверсия Сахаров с накоплением глюкозы и фруктозы в сахаросодержащих продуктах с образованием глюкозы и фруктозы (инверсный сахар). Наблюдается при варке компотов, киселей, кислых соусов, помадки, при запекании яблок.
При варке свеклы и моркови инверсия не протекает из-за низкой кислотности овощей и низкой инверсионной способности лимонной кислоты.
Условия протекания:
-тепловое воздействие (варка при 100С, жарка при 135С);
-присутствие кислот (ускоряется в присутствии кислот);
-зависит от инверсионной способности кислот (наивысшая у щавелевой; в 10 раз меньшая у лимонной; в 45 раз меньшая у уксусной).
Технологическое значение инверсии:
-более сладкий вкус;
-предохранение растворов от засахаривания;
-имеет повышенную гигроскопичность
3.2 Глубокий распад Сахаров:
- брожение
- карамелизация
- меланоидинообразование
Брожение Сахаров.
Этот процесс протекает при производстве дрожжевого теста. Сахароза сбраживается, но в начале она распадается на глюкозу и фруктозу. Моносахариды под действием ферментов дрожжей превращаются в спирт, углекислый газ и ряд летучих веществ (органические вещества, сивушные масла). Кроме спиртового брожения наблюдается и молочнокислое брожение, накапливается также уксусная кислота.
Карамелизация Сахаров.
Карамелизация - процесс разрушения Сахаров при температуре 170С и выше, с отщеплением воды и образованием ангидридов (кармелан, кармелен, карме-
лин).
-кармелан - желтый цвет, растворимы в холодной воде;
-кармелен - коричневый цвет, растворимы в горячей воде;
-кармелин - черный цвет, растворимы в горячей воде.
Наблюдается при производстве жженого сахара, при жарке, запекании продуктов.
Меланоидинообразование.
Меланоидинообразование - сложный окислительно- восстановительный процесс взаимодействия азотистых веществ (аминокислот белков) с простыми сахарами, с образованием темноокрашенных веществ.
Меланоидинообразование (от греческого слова «меланос» - смуглый).
Наблюдается при жарке мяса, рыбы, блюд из творога, выпечке изделий из теста и др.
Условия протекания реакции:
- наличие редуцирующих Сахаров (дисахариды);
-свободная аминная группа аминокислот, полипептидов, белков;
- температура
Положительное значение: образуется румяная корочка, формируется вкус и аромат блюд, улучшаются органолептические показатели качества.
Отрицательное значение: снижается биологическая ценность белков.
3.3 Изменения крахмала
Крахмал при тепловой обработке подвергается следующим изменениям:
-клейстеризация
-декстринизация
-гидролиз
-старение (синерезис)
Клейстеризация - нагревание крахмала при наличии воды. При этом происходит разрушение нативной структуры крахмальных зерен, амилопектин набухает, часть амилозы растворяется.
Клейстеризация протекает в 3 этапа:
1. При нагревании суспензии крахмала до температуры 50-55С, зерна набухают, поглощая до 50% воды и образуется студень.
2. Нагревание до температуры 55-70С приводит к ускорению набухания и увеличению объема зерен, в центре образуется пузырек, слоистость сохраняется, амилоза превращается в клейстер.
3. При температуре выше 70С - объем крахмальных зерен увеличивается в десятки раз, исчезает слоистость, повышается вязкость раствора, в раствор переходит амилоза и часть амилопектина.
Дальнейший нагрев приводит к тому, что пузырьки лопаются и вязкость клейстера снижается, поэтому кисели при варке не кипятят.
Факторы влияющие на температуру клейстеризации:
-соль - увеличивает температуру клейстеризации и уменьшает набухаемость. Соль- стабилизатор вязкости;
-сахара - повышают температуру клейстеризации.
Декстринизация крахмала
Декетринизация крахмала происходит при сухом нагреве крахмала и температуре выше 120С, с разрушением крахмальных полисахаридов и образованием декстринов (окрашенных веществ). В прцессе декстринизации крахмала теряется способность крахмала к набуханию в горячей воде, снижается возможность клейстеризации.
Наблюдается при жарке картофеля, пассеровании муки, выпечке мучных изделий, запекании продуктов.
Гидролиз крахмала
Гидролиз - распад цепей крахмальных полисахаридов с присоединением воды.
Он может протекать при нагревании крахмала с водой в присутствии кислот или под действием ферментов (амилаз) при низкой температуре.
В процессе гидролиза образуется глюкоза, мальтоза. Протекает в интервале температур 49-55С, до полной инактивации ферментов.
Наблюдается при кипячении соусов, заваривании киселей, варке картофеля, при приготовлении дрожжевого теста.
Старение крахмальных студней
Старение или (синерезис) - процесс сопровождающийся ретроградацией растворимой амилозы, что приводит к снижению содержания растворимых веществ.
Этот процесс наблюдается при остывании в кашах, макаронных изделиях, киселях и их хранении, очерствение хлеба и др. Процесс можно частично устранить разогреванием готовой продукции(каши, макаронные изделия, хлеб), но восстановить свойства киселей нельзя.
Для предотвращения старения оклейстеризованного крахмала, блюда до отпуска надо хранить в горячем состянии.
«Изменения жиров при кулинарной обработке »
1. Общая характеристика жиров.
Жиры - источники энергии. В зависимости от вида: растительные и животные.Содержание жиров в продуктах: -мясо 0,5-37%, -рыба 0,2-33%; -птица 5-39%;
1.1 Роль жиров в организме
1.Резервный материал в организме.
2.Источник биологически активных веществ: полиненасыщенных жирных
кислот, жирорастворимых витаминов, фосфатов, стеринов.
3.Определяют интенсивность физиологических операций.
4.Являются регуляторами проникновения воды, солей, аминокислот в ткани.
5.Удаляют из клеток продукты обмена.
6.Не достаток жиров в пище нарушает деятельность ЦНС, снижает выносливость, возникают функциональные изменения.
7. Избыток жиров в организме приводит к отложению в организме его излишнего количества, нарушению течения обменных процессов, возникновению заболеваний сердечно-сосудистой системы и печени.
1.2 Роль жиров в технологическом процессе:
В блюдах:
-вкусовой
-структурный
- энергетический компоненты
При жарке:
- передатчик тепла - выравнивает тепловой поток
- способствует образованию корочки.
2. Изменения жиров пищевых продуктов:
2.1. Изменения жиров при хранении:
-окисление под влиянием (света, длительного хранения, свободного доступа воздуха, температуры, в присутствии катализаторов)
2.2 Изменения жиров при варке:
-плавление и переход в воду
-эмульгирование
-гидролиз
Плавление. Температура плавления жиров: говяжьего 42-52С, бараньего 44-45С, костного 36-44С, сельскохозяйственной птицы 26-40С, свиного 26-40С.
Переход в воду зависит от сроков варки, содержания жира в продуктах, величины кусков.
Потери жиров при варке:
-мясо -40%
-рыба (при припускании) 14-50% -кости -25-40%.
Эмульгирование (распад на мелкие шарики жира ) зависит от ряда факторов:
- соотношения продукта и воды и температуры кипения
- наличия солей или кислот.
Эмульгированный жир придает бульону мутность. Благодаря большой
удельной поверхности легко гидролизуется. Гидролиз жиров представляет собой распад триглицеридов на глицерин (придает мутность бульону) и жирные кислоты(стеариновую, пальмитиновую, придающие неприятный вкус и запах).
2.3 0собенности различных способов жарки:
Основной способ жарки: процесс протекает быстро, жир повторно не используется, продукты окисления не накапливаются.
Фритюрная жарка: увеличивается количество свободных жирных кислот, образуется акролеин, резкий запах, дым. при периодической жарке и повторном нагреве(охлаждении) жиров происходят окисление и полимеризация жиров.
Изменения жиров при жарке:
-разбрызгивание
- поглощение жира
-дымообразование
- окисление
- полимеризация
Разбрызгивание (быстрое выпаривание жира с образованием летучих продуктов). Эти потери называются угаром (чадом). Их больше у жиров содержащих значительное количество воды(маргарин), при жарке продуктов с высоким содержанием влаги(рыба, мясо, сырой картофель).
Поглощение жира - зависит от свойств продуктов. Большее количество жиров поглощают продуты богатые крахмалом и не имеющие свободную воду (сырой картофель до 5,3% от массы продукта; вареный -7,6%).
Дымообразование - процесс разложения жиров при высокой температуре с образованием акролеина и дыма. Температура дымо-образования - важная характеристика термостойкости жира(топленое масло-208°С, свиной жир- 221°С, хлопковое масло -233°С, пищевой саломас-230°С).
На температуру дымообразования влияют:
- содержание свободных жирных кислот
-соотношение поверхности жира и его объема
-материал посуды в которой проводится нагрев.
Окисление жиров - присоединение кислорода по месту двойной
связи, в основном при жарке во фритюре при многократном его использовании.
Полимеризация - укрепление молекул за счет присоединения по месту двойных связей. Наблюдается при длительном нагревании фритюрного жира. Способствует снижению биологической ценности жира, увеличению его вязкости, приводит к изменению цвета, вкуса, запаха.
2.4 Изменения жиров после тепловой обработки:
-потемнение фритюра за счет накопления продуктов пирогенетического
распада белков и углеводов;
-ионы металлов посуды усиливают окисление;
-накопление продуктов окисления и полимеризации разрушает
биологические компоненты жира;
-перегретые жиры хуже усваиваются организмом и вредны для него;