В Е Д Е Н И Е
Важнейшей задачей товароведения является изучение свойств и оценка качества (экспертиза) продовольственных товаров, пищевого сырья и полуфабрикатов для общественного питания. Цель лабораторного практикума по товароведению продовольственных товаров – закрепление и углубление теоретических знаний, приобретение практических навыков по экспертизе продуктов и обработке основных методов их исследования.
В соответствии с учебным планом лабораторный практикум содержит 7 объемных работ по товароведческой экспертизе и исследованию свойств основных видов растительных и животных продуктов. Представлены методы определения стандартных показателей воды, белковых веществ, сахара, этилового спирта, клейковины, кислотности, показателей степени окисления жиров и масел, летучих жирных кислот и азотистых оснований, аминоаммиачного азота, качественных реакций на свежесть мяса и молока, влагопоглощаемости мяса, подъемной силы и осмочувствительности дрожжей, а также методы исследования автолитической и протеолитической активности, дубильных и красящих веществ, пектина и клетчатки в растительном сырье.
Каждая лабораторная работа включает теоретическую часть, ход её выполнения и вопросы для самопроверки. Студенты должны предварительно ознакомиться с содержанием лабораторной работы, ответить на контрольные вопросы. Лабораторные работы выполняются индивидуально или по группам (2-3 человека), ассортимент исследуемых продуктов задается преподавателем.
Товароведческая экспертиза проводится с использованием стандартов (технических требований, правил приемки и испытаний, стандартных методов исследований) на соответствующие продукты, по которым непосредственно проводится органолептическая оценка качества (стандарты выдаются на кафедре). После выполнения необходимых исследований студенты по их результатам делают заключение и оформляют отчет (показывают преподавателю и защищают его в удобное время). Работа принимается, если студент выполнил все задания, оформил и защитил отчет. В конце занятия студенты моют посуду, убирают на своих рабочих местах, сдают полученную литературу.
|
|
Лабораторная работа № 1
Исследование свойств пищевых зернопродуктов___________
1. Цель работы
1.1.Товароведческая характеристика зернопродуктов.
1.2. Изучение превращений углеводов и белков при хранении и обработке зернопродуктов путем определения сахарообразующей способности и автолитической активности муки.
1.3. Оценка функциональных свойств белков зернопродуктов по количеству и качеству клейковины.
1.4. Освоение методик, получение навыков анализа важнейших показателей зерновых продуктов.
Теоретический материал
Зерновые продукты составляют основную часть пищевого рациона населения России, являясь главным относительно недорогим источником углеводов и белков растительного происхождения. Рекомендуемое потребление зернопродуктов в виде хлебобулочных изделий, круп и другой продукции в пересчете на муку определяется в среднем 120 кг/год (330г/день). Из зернопродуктов в нашем питании преобладает пшеница и продукты ее переработки, химсостав которых представлен в табл. 1.
С увеличением глубины переработки зерна возрастает содержание крахмала и уменьшается количество пищевых волокон (клетчатка и пентозанов), а также зольность зернопродуктов. Ближе всего по химсоставу к цельному зерну обойная мука, получаемая простым помолом без отбора отрубей.
|
|
Больше всех отличается мука высшего сорта, для производства которой применяются сложные повторительные помолы с предварительным удалением отрубей (пленок, оболочек, алейронового слоя и зародышей зерна). Основным критерием выпуска такого продукта является исключительно белый цвет, из-за чего муку в некоторых случаях подвергают специальному отбеливанию.
Таблица 1
Химсостав зерна пшеницы и продуктов его переработки, %
| Продукт | Вода | Белки | Жиры | Углеводы | Клет-чатка | Зола | ||
| Общие | Моно- и дисахариды | Крахмал | ||||||
| 1.Пшеница мягкая яровая | 14,0 | 12,7 | 1,6 | 66,6 | 2,6 | 53,7 | 2,4 | 1,7 |
| 2.Пшеничная мука высшего сорта | 14,0 | 10,3 | 0,9 | 74,2 | 1,8 | 67,7 | 0,1 | 0,5 |
| 3.Пшеничная мука первого сорта | 14,0 | 10,6 | 1,3 | 73,2 | 1,7 | 67,1 | 0,2 | 0,7 |
| 4.Пшеничная мука второго сорта | 14,0 | 11,7 | 1,6 | 70,8 | 1,8 | 62,8 | 0,6 | 1,1 |
| 5.Пшеничная обойная мука | 14,0 | 12,5 | 1,6 | 68,2 | 2,4 | 55,8 | 1,9 | 1,5 |
| 6.Манная крупа | 14,0 | 11,3 | 0,7 | 73,3 | 1,3 | 70,3 | 0,2 | 0,5 |
| 7.Пшеничная крупа | 14,0 | 12,5 | 1,1 | 70,6 | 2,5 | 68,1 | 0,7 | 0,9 |
| 8. Макароны высшего сорта | 13,0 | 10,4 | 0,9 | 75,2 | 1,8 | 68,5 | 0,1 | 0,5 |
| 9. Хлеб пшеничный | 39,5 | 7,6 | 0,9 | 47,1 | 1,5 | 37,7 | 0,2 | 1,8 |
Белки зернопродуктов содержат все незаменимые аминокислоты, однако, некоторые из них (чаще лизин и треонин) являются лимитирующими (табл.2).
У белков большинства видов зерна первая лимитирующая аминокислота лизин (лиз.), а вторая треонин (тре.). Более сбалансирован состав незаменимых аминокислот белков овса и риса, однако, у последнего самое низкое содержание белков из всех злаковых сельхозкультур (всего 7,5%). Из крупяных культур выделяется гречиха, у которой отмечается наиболее высокое содержание лимитирующего лизина, а также просо с двумя лимитирующими аминокислотами - лизином и валином. Горох (относится к зернобобовым) содержит в 2 раза больше белков, чем большинство зерновых культур, и характеризуется наличием лимитирующих серусодержащих аминокислот (суммы метионина и цистина).
|
|
Таблица 2
Содержание белков и скор лимитирующих аминокислот в зерновых культурах
| Вид зерна | Содержание белков, % | Лимитирующая аминокислота (скор,%) |
| 1. Пшеница мягкая озимая | 11,2 | лиз.- 58, тре.-87 |
| 2. Пшеница твердая | 12,5 | лиз.- 48, тре.- 71 |
| 3. Рожь | 9,9 | лиз - 68, тре.- 76 |
| 4. Овес | 10,1 | лиз.- 70, тре.- 83 |
| 5. Ячмень | 10,3 | лиз.- 65, тре.- 85 |
| 6. Кукуруза | 9,2-11,9 | лиз.- 44, тре.- 60 |
| 7. Рис | 7,5 | лиз.- 70, тре.- 87 |
| 8. Гречиха | 10,8 | лиз.- 77, тре.- 88 |
| 9. Просо | 11,2 | лиз.- 49, вал - 79 |
| 10. Горох | 23,0 | мет.+ цис. - 64 |
Дефицит лизина и треонина в основных зернопродуктах компенсируется в пищевых рационах путем комбинаций с продуктами животного происхождения,
обладающими хорошо сбалансированным составом незаменимых аминокислот. Сочетание различных белков, взаимно дополняющих друг друга, в целом обеспечивает потребности организма.
Еще один недостаток растительных белков связан с более низкой усвояемостью их в организме человека. Из животных белков после переваривания в кишечнике всасывается более 90% аминокислот, а из растительных - только 60-80%. Причиной этого является взаимодействие растительных белков с полисахаридами, затрудняющими доступ пищеварительных протеаз к пептидным связям. В смешанной пище (растительной и животной) показатель усвояемости белков сравнительно постоянен и достигает 85%.
Таким образом, более низкая биологическая ценность растительных белков повышается в смешанных рационах (хлеб с мясом или сыром, каша как гарнир к мясу или рыбе, каша с молоком) или требует избыточного употребления растительных белков (в вегетарианском питании). Однако, при избытке белков в питании и достаточном количстве углеводов и жиров в рационе возникает опасность синтеза липидов и развития ожирения организма человека.
При производстве хлебопродуктов сахара в бродящем тесте под действием комплекса ферментов дрожжевой клетки превращаются в спирт и диоксид углерода. Образующийся углекислый газ обеспечивает пористость мякиша и объем готового изделия. При равенстве всех других условий (количества и качества дрожжей, температуры) диоксида углерода выделяется тем больше, чем больше в тесте сбраживаемых сахаров. Для приготовления высококачественного хлеба необходимо наличие в тесте примерно 5,0-5,5% сахара от сухой массы муки. Расход сахаров за период брожения составляет 1,5-3,0% массы муки.
Для получения хлеба с приятным вкусом, запахом и румяной корочкой теста к моменту выпечки тесто должно иметь еще некоторый избыток сахаров для осуществления меланоидинообразования.
Реакция меланоидинообразования (реакция Майяра) - это взаимодействие между восстанавливающими сахарами, а также образующимися из них фурфуролом и оксиметилфурфуролом, с одной стороны, и аминокислотами или белками, с другой стороны. В результате образуются различные альдегиды, обусловливающие аромат хлеба и вещества - меланоидины, придающие окраску и специфический аромат корке хлеба. Минимальное количество остаточных сахаров в тесте перед выпечкой должно составлять около 2-3% сухого вещества муки.
Негативные последствия реакции Майяра - частичные потери некоторых незаменимых аминокислот (лизина) и затруднение в усвоении белков.
Потребность в необходимом количестве сахара покрывается за счет собственных сахаров муки и сахаров. полученных из крахмала путем ферментативного его расщепления. Собственными называются сахара, перешедшие в муку из зерна: сахароза, глюкоза, фруктоза, мальтоза. Содержание их в обычной пшеничной муке невелико - менее 2%. Все эти сахара, кроме сахарозы, обладают редуцирующими (восстанавливающими) свойствами. Так как содержание собственных сахаров в муке недостаточно и они сбраживаются в самом начале брожения теста, то для всего хода процесса большое значение имеют ферментативные реакции осахаривания крахмала в тесте, т.е. сахарообразующая способность муки, под которой понимается способность муки образовывать при определенных условиях мальтозу (солодовый сахар, состоящий из двух остатков глюкозы). Эта способность зависит от активности амилолитических ферментов и их вида, а также от состояния крахмала муки.
В нормальном зерне находится только β- амилаза, которая отщепляет с концов глюкозидных цепей мальтозу без разрушения остатков молекулы крахмала. Крахмальные зерна муки в нативном состоянии поддаются осахариванию β-амилазой с большим трудом. Количества β-амилазы в муке нормального качества вполне достаточно для осахаривания всего крахмала. Поэтому данный процесс лимитируется состоянием крахмала, а не количеством фермента. Скорость расщепления крахмала (атакуемость амилазой) повышается с уменьшением размеров крахмальных зерен. Более сильное действие оказывает амилаза на оклейстеризованный крахмал.
В муке из проросшего зерна присутствует α- амилаза, которая в отличие от β-амилазы расщепляет внутренние связи углеводной цепи, гидролизуя молекулу крахмала на декстрины низкой молекулярной массы. При этом количество образующейся мальтозы и глюкозы незначительно. Декстрины представляют из себя хороший субстрат для действия β-амилазы и осахаривание крахмала протекает во много раз интенсивнее. Поэтому мука из проросшего зерна (солоделая) обладает повышенной сахарообразующей и газообразующей способностью. Подобную муку называют «слабой на жар», т.е. хлеб из нее с темноокрашенной коркой и липким, заминающимся мякишем. Мука с пониженной сахарообразующей способностью характеризуется как «крепкая на жар». Хлеб из нее не румянится даже при повышенной температуре выпечки. Недостаточное количество сахаров в тесте влечет за собой медленное выделение диоксида углерода, тесто плохо подходит и хлеб получается малого объема. В качестве улучшителя для такой муки используют солод и солодовые экстракты, препараты амилазы плесневых грибов и бактерий.
Сахарообразующую способность муки условно выражают числом миллиграммов мальтозы образующейся из 10 г муки за 1 час настаивания с водой при температуре 27ºС.
Автолитической активностью муки называют ее способность образовывать водорастворимые вещества при прогреве водомучной суспензии. Эта способность зависит от активности ферментов и гидролизуемости субстрата, на который они действуют. Содержащиеся в муке ферменты - амилолитические, протеолитические, липаза и другие - расщепляют высокомолекулярные вещества муки на простые соединения, растворимые в воде. Образующиеся при этом сахара, декстрины, водорастворимые белки, аминокислоты, глицерин, кислые фосфаты, минеральные соли и составляют основную массу водорастворимых веществ. Сюда входят и нативные водорастворимые вещества муки, перешедшие в нее из зерна до прогрева водомучной суспензии (болтушки).
Повышенным содержанием водорастворимых веществ обладает мука с высокой активностью ферментов. Повышенная активность ферментов, как правило, проявляется в муке из незрелого, проросшего, морозобойного или поврежденного вредителями зерна. Поэтому данный показатель, косвенно характеризуя активность ферментов, дает возможность судить о состоянии зерна и о технологических свойствах муки, полученной из этого зерна. Более высокая автолитическая активность муки обычно приводит к расплыванию теста и получению хлеба с липким заминающимся мякишем. Пониженное содержание водорастворимых веществ свидетельствует о низкой атакуемости компонентов муки (крахмала, белков и др.) ферментами.
Содержание водорастворимых веществ для пшеничной муки в зависимости от сорта должно быть в процентах на сухое вещество: 16-20%. В ржаной муке автолитическая активность значительно больше: 41-55%. Это обусловлено большим содержанием в ней собственных сахаров и водорастворимых белков, а также содержанием более активных ферментов (например, α-амилазы).
Определение клейковины основано на способности белков муки глиадина и глютенина, давать с водой клейкую и упругую массу коллоидного характера. Состав клейковины сильно колеблется и зависит как от сортовых и природных свойств зерна, из которого получена мука, так и от самой техники выделения клейковины. В среднем клейковина состоит из следующих веществ (в % на сухую массу клейковины):
белковые вещества 80 - 85;
жир 2 - 4;
минеральные соли 1 - 2;
клетчатка 1 - 2;
углеводы (кроме клетчатки) 7 - 9.
Кроме того в состав клейковины входят ферменты, витамины и др. вещества. Содержание сырой клейковины в муке в зависимости от сорта составляет 25-30%.
От содержания и качества клейковины зависят хлебопекарные свойства муки, определяемые общим понятием «сила» муки. Под «силой» муки понимают ее способность образовывать тесто, обладающее после замеса при последующем брожении, разделке и расстойке определенными физическими свойствами. По этому показателю муку делят на 3 группы: сильная, слабая и средняя.
Сильная мука при замесе теста обычной консистенции поглощает относительно большое количество воды, причем такое тесто устойчиво сохраняет свои физические свойства, обладает высокой газоудерживающей способностью, выпеченный хлеб хорошо сохраняет форму.
Слабая мука при замесе поглощает меньше воды, тесто из нее к концу брожения становится мажущимся, в расстойке и при выпечке расплывается. Обладает пониженной газо- и формоудерживающей способностью, дает хлеб небольшого объема.
Средняя по «силе» мука по свойствам теста занимает промежуточное положение между сильной и слабой мукой.
Таким образом «сила» муки включает в себя понятие водопоглотительной, газоудерживающей и формоудерживающей способности. «Сила» муки в основном обусловлена белково-протеиназным комплексом муки и взаимодействием белковых веществ, протеолитических ферментов и активаторов протеолиза. Интенсивность протеолиза зависит от гидролизуемости белков, активности ферментов и усиливается в присутствии активаторов. Интенсивный протеолиз приводит к ухудшению физических свойств клейковины.
Свойствами типично слабой муки обладает мука из зерна, пораженного клопом-черепашкой. Слабое тесто получается даже из муки удовлетворительного качества, если оно приготовлено на дрожжах, хранившихся длительное время. Такие дрожжи содержат большое количество восстановленного глютатиона, являющегося активатором протеолитических ферментов.
Основные показатели качества муки: цвет, запах, вкус, влажность, зольность, крупность помола, зараженность вредителями, содержание металломагнитных примесей, количество и качество клейковины (для пшеничной муки). Для крупы дополнительно определяют количество доброкачественных ядер, степень выравненности и развариваемость.
Ход работы
Ознакомление с ассортиментом муки, крупы и хлебобулочных изделий.
Муку подразделяют на виды, типы и сорта. Самый распространенный вид муки – пшеничная, которая делится на крупчатку, высший, первый и второй сорта, а также обойную (без отсева отрубей). Ржаную муку выпускают обойную, обдирную и сеяную. Крупы подразделяются по виду сырья, на сорта, номера (по размеру крупинок) и марки. Хлебобулочные изделия делят по виду муки, способу выпечки, по форме изделий, по назначению и др.