Изменения углеводов клеточных стенок

Строение клеток паренхимной ткани картофеля, овощей и плодов описано в разделе 4.1.5.

В состав оболочек клеток входят: клетчатка (целлюлоза), гемицеллюлозы, протопектин и лигнин (накапливается в тканях при их одревеснении), Срединные пластинки состоят в основном из протопектина.

Кроме углеводов, в клеточных стенках содержатся азотистые вещества, липиды, воска и др. Из азотистых веществ существенное значение имеет структурный белок экстенсин, который напоминает по своему строению коллаген животных тканей.

При тепловой обработке происходит размягчение паренхимной ткани овощей. До последнего времени этот процесс объясняли исключительно распадом протопектина срединных пластинок.

Молекулы протопектина состоят из длинных цепей метилированных полигалактуроновых кислот, соединенных поперечными связями — водородными, эфирными, ангидридными и солевыми мостиками, образованными двухвалентными катионами, в основном кальция и магния.

При нагревании в срединных пластинках происходит ионообменная реакция, в результате которой ионы кальция и магния замещаются одновалентными ионами натрия и калия. При этом связь между отдельными цепями полигалактуроновых кислот разрушается. Протопектин распадается, образуется растворимое в воде соединение — пектин, и ткань размягчается,

Однако эта реакция обратима, и при повышении концентрации ионы кальция и магния вновь могут вытеснить одновалентные ионы натрия и калия. Размягчения овощей при этом не произойдет. Реакция будет идти в правую сторону только в том случае, если освобождающиеся ионы кальция будут связываться и осаждаться. Естественными осадителями кальция в продуктах растительного происхождения являются такие органические кислоты, как щавелевая и фитиновая.

Связывание ионов двухвалентных металлов в кислой среде замедляется. Это хорошо известно из кулинарной практики. Так, если при изготовлении щей и борщей из квашеной капусты полагающийся по рецептуре картофель заложить одновременно с капустой или позже, он остается жестковатым. То же самое наблюдается при изготовлении рассольников, если картофель закладывается с солеными огурцами или после них.

Свекла, тушеная с добавлением уксуса, оказывается более твердой по консистенции, чем тушеная без уксуса. Поэтому подкисление варочной среды для сохранения цвета свеклы следует производить в конце тушения.

С повышением температуры распад протопектина ускоряется.

В сырых овощах распад протопектина не происходит, так как растворы катионов одновалентных металлов находятся в вакуолях и отделены от срединных пластинок полупроницаемыми мембранами.

При тепловой обработке белки цитоплазмы свертываются, при этом разрушаются и мембраны. Клеточный сок из вакуоли выделяется в окружающую среду и взаимодействует с компонентами клеточных стенок.

Исследованиями установлено, что:

· между изменением содержания протопектина и механической прочностью паренхимы овощей имеется тесная корреляционная зависимость;

· в жесткой воде, содержащей ионы кальция и магния, овощи развариваются хуже;

· в процессе варки накапливается растворимый пектин;

· между способностью овощных соков осаждать кальций и степенью размягчения овощей при тепловой обработке наблюдается прямая связь.

При тепловой обработке разрушается до 80 % экстенсина, что хорошо прослеживается по уменьшению содержания в вареных овощах оксипролина (основной аминокислоты этого белка). Этот процесс также способствует размягчению овощей, круп и бобовых.

Изменения жиров

Термин «жиры» в кулинарной практике объединяет широкий круг пищевых продуктов. К ним относят:

· жиры животного происхождения (говяжий, бараний, свиной жиры, свиное сало, сливочное масло и др.);

· растительные масла (подсолнечное, кукурузное, хлопковое, оливковое и др.):

· маргарины и термостойкие кулинарные жиры.

При приготовлении пищи жиры используются как:

· теплопроводящая среда при жарке (особенно во фритюре);

· растворители каротиноидов и ароматических веществ (пассерование моркови, томата, лука и др.);

· составная часть ряда соусов (майонез, голландский, польский и др.);

· структурообразователи песочного, слоеного теста и т.д.

В процессе кулинарной обработки подвергаются физико-химическим изменениям как жиры, входящие в состав самого продукта, так и кулинарные жиры и растительные масла, используемые при жарке в качестве теплопередающей среды.

При любом способе тепловой обработки в жирах происходят гидролитические и окислительные изменения, обусловленные действием на жир высокой температуры, воздуха и воды. Преобладание того или иного процесса зависит от температуры и продолжительности нагревания, степени воздействия на жир воды и воздуха, а также от присутствия веществ, способных вступать с жиром в химическое взаимодействие.

Гидролиз жира протекает постадийно. Вначале при взаимодействии триглицерида с водой образуется диглицерид и жирная кислота; затем при дальнейшем гидролизе диглицерида водой образуется моноглицерид и жирная кислота. На последней стадии моноглицерид реагирует с водой с образованием глицерина и жирной кислоты; полный гидролиз триглицеридов происходит только при длительной тепловой обработке.

О глубине происходящих изменений судят по изменению таких физико-химических показателей, как кислотное число. Обычно в различных видах кулинарной продукции кислотное число выделенного жира не должно превышать 0,5 мг КОН / г.

В связи с тем, что высокомолекулярные жирные кислоты, образующиеся при гидролизе жиров, не обладают выраженным вкусом и запахом, гидролитические изменения не оказывают решающего влияния на органолептические свойства продукта.

Окислительное прогоркание жиров. По современным представлениям, окисление жиров кислородом воздуха протекает по радикально-цепному механизму и включает стадии зарождения цепей (1), роста цепей (2 и3), вырожденного разветвления (4-6) и обрыва цепей (7 -12):

Инициирование (зарождение) цепи.

LH + O₂ → L• + HO₂• (1a)

LH + •OH → L• + H₂O (1б)

LH + RO• → L• + ROH (1в)

Продолжение цепи.

L• + O₂ → LOO• (2)

LOO• + L₁H → LOOH + L₁• (3)

Вырожденное разветвление цепи и автокаталитическое ускорение цепного процесса.

LOOH → LO• + •OH (4)

LO• + L₁H → LOH + L₁• (5)

•OH + L₂H → H₂O + L₂• (6)

 

Обрыв цепи антиоксидантами.

LOO• + InH → LOOH + In• (7)

LOO• + In• → LOOIn (8)

 

Обрыв цепи при рекомбинации свободных радикалов.

L• + L• → L- L (9)

L• + LO• → LOL (10)

LO• + LO• → LOОL (11)

LOO• + LOO• → LOOL + O₂ (12)

 

Скорость процесса, химический состав и количественное накопление продуктов окисления существенно отличаются в зависимости от температуры окисления в интервале от 20 ^оС до 180 ^оС, содержания в жире полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), наличия природных и синтетических антиоксидантов.

Зарождение цепи окисления происходит при взаимодействии глицеридов, содержащих полиненасыщенные жирные кислоты, со свободными радикалами, содержащимися в жире в следовых количествах, а также с активированными молекулами кислорода, переходящими в активированное состояние в результате воздействия солнечного света.

Свободные радикалы или фотоактивированный кислород отрывают от метиленовой группы в молекуле полиненасыщенной жирной кислоты LH атом водорода, образуя свободный радикал L• по уравнению (1а).

Реакция зарождения цепей окисления в реальном технологическом процессе происходит очень легко, поскольку, по имеющимся данным, содержание липидных гидропероксидов LOOH в пищевых продуктах составляет от 1 до 100 мкмоль на 1 кг липида. В кулинарных и фритюрных жирах промышленного производства при их транспортировании и хранении содержание гидропероксидов достигает 1- 3 ммоль активного кислорода / кг жира. Кроме того, на стенках стальной аппаратуры, используемой для жарки продуктов во фритюре, остается часть еще более окисленного жира.

Энергия гомолитической диссоциации связи -О-О- в гидропероксидах LOOH на два радикала сравнительно невелика и составляет примерно 151 кДж/моль. Под действием высоких температур термообработки и прооксидантов гидропероксиды претерпевают гомолитический распад связи -О-О- по уравнению (4) с образованием гидроксильного радикала •ОН и алкоксильного радикала RO• - активных инициаторов окисления ненасыщенных липидов.

Реакция расщепления гидропероксидов на радикалы каталитически ускоряется ионами металлов переменной валентности, в частности, железа и меди:

LOOH + Fe⁺² → Fe⁺³ + LO• + OH^- (13)

LOOH + Fe⁺³ → Fe⁺² + LOO• + H⁺ (14)

Особенно активными катализаторами разложения гидропероксидов являются гемопротеиновые компоненты – продукты распада гемоглобина, миоглобина, цитохрома С, попадающие во фритюрный жир при жарке продуктов животного происхождения.

Свободные радикалы отрывают от метиленовой группы в цепи ненасыщенной жирной кислоты LH атом водорода, образуя в результате гомолитической диссоциации связи С-Н свободный алкильный радикал L•, с которого начинается цепная реакция окисления (уравнения 1б и 1в)

Образование радикала L• по уравнениям (1а – 1в) происходит тем легче, чем ниже прочность связи С-Н. Особенно легко отрывается атом водорода от активной метиленовой группы, находящейся между двумя двойными связами в пентадиеновой структуре ПНЖК. При окислении линолевой кислоты наиболее легко отрывается атом водорода от активной метиленовой группы при 11-ом атоме углерода, находящейся между двумя двойными связями. Энергия отрыва атома водорода в этом случае не превышает 335 кДж/моль. При этом образуется пентадиенильный (бис-аллильный) радикал L•, в котором свободный электрон делокализован между пятью атомами углерода (от 9-го до 13-го).

Растворенный в жирах кислород присоединяется к радикалу L•, образуя менее активный гидропероксильный радикал LOO• (уравнение 2). Присоединение молекулы кислорода к пентадиенильному радикалу линолевой кислоты происходит только к 9-му либо к 13-му атомам углерода. При этом образуются изомерные гидропероксильные радикалы 9-LOO• и 13-LOO• с системой сопряженных цис-транс- или транс-транс-двойных связей (сопряженные диены). Чем выше температура окисления, тем больше образуется сопряженных диенов в транс-транс-форме.

Гидропероксильный радикал отрывает атом водорода от другой метиленовой группы, легче всего от активной метиленовой группы соседней молекулы ПНЖК, образуя гидропероксид, в котором сохраняется система сопряженных двойных связей, и новый радикал L₁•.

Именно эта реакция (3) отрыва атома водорода от окисляемой жирной кислоты является лимитирующей, поскольку константа скорости ее ниже, чем константа скорости реакции (2). Цепная свободно-радикальная

реакция окисления жиров осуществляется путем чередования этих реакций.

На начальной стадии окисления концентрация радикалов остается низкой и постоянной, а концентрация продуктов реакции (гидропероксидов) растет линейно.

С накоплением во фритюрном жире гидропероксидов усиливается их гомолитический распад на радикалы по реакции (4), особенно в присутствии металлов переменной валентности. Эта реакция, называемая вырожденным разветвлением цепи, приводит к тому, что в результате одного реакционного цикла (уравнения 2 – 4) из одного радикала L• образуются три новых свободных радикала (L•, LO•, •OH), каждый из которых способен инициировать новую цепь окисления. Общая концентрация радикалов резко возрастает.

Ускоренный рост концентрации радикалов приводит к очень быстрому накоплению продуктов реакции (гидропероксидов). Реакция самоускоряется, то есть она является автокаталитической реакцией.

Гидропероксиды являются первичными продуктами окисления. Сами по себе они не обладают вкусом и запахом, но вредны для организма, так как способны взаимодействовать с белками и липидами, нарушая работу ряда фермент­ных систем и клеточных мембран. Содержание гидропероксидов в пищевых жирах допускается не более 10 ммоль/кг активного кислорода.

При жарке продуктов во фритюре процесс термического окисления фритюрного жира идет в диффузионной области по кислороду, так как с повышением температуры растворимость кислорода в расплавленном жире снижается. Происходит только периодическое неравномерное перемешивание фритюрного жира пузырьками водяного пара, выделяющимися из обжариваемого продукта; поступление водяного пара стимулирует вытеснение кислорода из жира.

С повышением температуры окислительные свойства пероксильного радикала LOO• усиливаются. При температурах жарки во фритюре пероксильные радикалы LOO• способны не только отрывать водород от субстрата LH по реакции (3), но и окислять двойные связи до эпокси-групп по реакции (15):

 

(15)

 

Вследствие стерических препятствий радикал LOO• неспособен окислять сопряженные двойные связи в своей цепи, а лишь в соседней цепи ненасыщенной жирной кислоты. Этот механизм объясняет расположение эпоксидного цикла на месте двойной связи и одновременное образование гидроксикислоты с сопряженными двойными связями из соответствующего гидропероксида. Образование эпоксидного цикла по реакции гидропероксильного радикала LOO• с двойной связью во внешней жирно-кислотной цепи подтверждено экспериментально.

Эта реакция приводит к накоплению во фритюрном жире токсичных эпоксисоединений, отрицательно влияющих на биохимический состав и форменные элементы крови.

При окислении линолевой кислоты в результате этой реакции образуется 9,10-эпокси-12-цис-октадеценовая кислота и ее трансизомер, а также 12,13-эпоксиолеиновая кислота либо ее трансизомер. Установлено, что первый изомер является лейкотоксином, а второй изомер – изолейкотоксином, провоцирующими снижение содержание лейкоцитов в крови и проявляющими канцерогенную активность.

Токсичные эпоксиоктадеценовые кислоты представляют собой значительную по массе долю продуктов термического окисления оливкового и подсолнечного масла. На более поздних стадиях термического окисления линолевой кислоты могут образоваться диэпоксикислоты, а при деструкции радикала LO• - карбонильные соединения, содержащие в цепи окси- и эпоксигруппы и обладающие значительной токсичностью.

Система сопряженных двойных связей сохраняется в радикале LO•, в образующихся из него гидроксикислотах LOH, а также в некоторых продуктах деструкции радикала LO•, например, в α,β-ненасыщенных альдегидах.

Деструкция радикала LO• по реакции β-расщепления протекает с разрывом углеродной цепи и образованием разнообразных вторичных продуктов окисления (свободных альдегидов, углеводородов, свободных жирных кислот и триглицеридов, содержащих в своей структуре цепи окисленных жирных кислот).

Накопление летучих соединений со средней длиной цепи (карбонильные соединения, свободные жирные кислоты) приводит к ухудшению органолептических характеристик фритюрного жира. Имеются данные, что заметное ухудшение органолептических показателей жира происходит при окислении 4-5 % триацилглицеринов и поглощении до 100 мэкв активного кислорода / кг жира.

При высоких температурах жарки во фритюре (более 150 ^оС) усиливается термический распад гидропероксидов по реакции (4). Термический распад гидропероксидов резко снижает влияние вырожденного разветвления цепи на развитие окислительного процесса и нарушает кинетику автоокисления ненасыщенных жиров..

Ограниченный доступ кислорода при жарке продукции во фритюре способствует интенсификации процессов обрыва цепи путем рекомбинации радикалов с образованием неполярных и полярных кислородсодержащих полимеров по реакциям (9) – (12) уже на ранних стадиях окислительного процесса.

Таким образом, процессы термического окисления фритюрного жира в определенной степени отличаются от обычного процесса автоокисления жиров вследствие существенного повышения окислительной активности радикала LOO• при высоких температурах и термического распада гидропероксидов.

При окислении полиненасыщенных жирных кислот непосредственно в мы­шечной ткани рыбы и мяса инициирование процесса окисления особенно уско­ряется в связи с присутствием активных биокатализаторов — гемопротеиновых компонентов (продуктов распада гемоглобина, миоглобина и цитохрома С), содержащих ионы железа в форме гема.

Показано, что ионные формы гемов, содержащие трехвалетное железо и об­ладающие неспаренными электронами, могут инициировать окисление путем отщепления активного метиленового водорода от полиненасыщенных жирных кислот. Например, при окислении линолевой кислоты отщепляется активированный атом водорода от метиленовой группы в положении 11:

LH + Hematin-Fe⁺³ → L• + Heme-Fe⁺² + Н⁺

Энергия активации реакции окисления линолевой кислоты в этом случае снижается в 3-5 раз в сравнении с процессом автоокисления. Поэтому продукты распада гемоглобина, миоглобина и цитохрома резко ускоряют окисление жиров и при пониженных температурах хранения. Установлено, что при снижении температуры с 37⁰С до 0⁰С скорость автоокисления снижается в 50 раз, а скорость окисления жиров в присутствии продуктов распада гемопротеиновых компонентов – примерно в 2 раза.

При дальнейшем развитии цепного процесса окисления образуются вторич­ные продукты окисления (карбонильные соединения, свободные жирные кисло­ты с короткой цепью и др.), а также продукты полимеризации.

Полимерные продукты образуются в результате взаимодействия между собой различных радикалов по реакциям (9) – (12).

Карбонильные соединения и кислоты с короткой цепью образуются в основ­ном путем деструкции радикала LO• по реакции β-расщепления. Эти вторич­ные продукты окисления с длиной цепи 3...12 атомов углерода обладают интен­сивным неприятным вкусом и ароматом.

Наиболее легко вступают в реакцию окисления активные метиленовые груп­пы полиненасыщенных жирных кислот. В молекуле олеиновой кислоты таких групп нет, в молекулах линолевой, линоленовой и арахидоновой кислот — со­ответственно одна, две и три активных метиленовых группы. Установлено, что скорость окисления указанных кислот в сопоставимых условиях соотносится как 1:12:25:50.

Таким образом, на процесс окислительного прогоркания ненасыщенных жи­ров оказывают влияние следующие факторы:

· содержание полиненасыщенных жирных кислот (активных метиленовых групп);

· инициирование цепи следами свободных радикалов, фотоактивированным кислородом и продуктами распада гемопротеиновых компонентов, содержащими трехвалентное железо;

· развитие цепи по реакции радикалов с молекулярным кислородом;

· расщепление гидропероксидов на радикалы, катализируемое ионами желе­за, меди или гемопротеиновыми компонентами.

Чтобы затормозить развитие процессов окисления в жиросодержащих продуктах или пищевых жирах, необходимо исключить по возможности влияние этих факторов при изготовлении кулинарной продукции. Для обжаривания продуктов, а особенно для многократной жарки во фритюре необходимо использовать термостабильные кулинарные и фритюрные жиры с минимальным содержанием полиненасыщенных жирных кислот. Жиры и масла следует сохранять до использования в герметично закрытой таре, без доступа кислорода и света.

При жарке продуктов во фритюре необходимо избегать вспенивания жира, так как пенообразование значительно увеличивает поверхность контакта горячего жира с кислородом воздуха. Для этих целей ТР ТС 029/2012 и СанПиН 2.3.2.1293-03 разрешают использовать специальные пищевые добавки – пеногасители, например, полидиметилсилоксан (Е 900), который уже в концентрациях 1…2 мг/кг жира образует на его поверхности мономолекулярную пленку, препятствующую контакту жира с кислородом.

Скорость цепной реакции можно снизить, превращая активные радикалы R•, ROO•, RO•, •OH в неактивное молекулярное состояние. Это достигается применением разрешенных пищевых добавок – ингибиторов, которые реагируют с активными свободными радикалами, превращая радикалы в неактивные молекулярные продукты и передавая функцию радикала ингибитору (реакции 7,8).

Изменение жиров при варке и припускании продуктов. Содержащийся в продуктах жир в процессе варки плавится и переходит в бульон. Количество выделившегося жира зависит от его содержания и характера отложения в про­дукте, продолжительности варки, массы кусков и других причин. Так, из мяса при варке извлекается до 40 % жира, из костей — 25-40 %. Тощая рыба при припус­кании теряет до 50 % жира, средней жирности — до 14 %.

Основная масса извлеченного жира собирается на поверхности бульона и лишь небольшая часть его (до 10 %) эмульгируется, то есть распределяется в жидкости в виде мелких шариков.

Присутствие эмульгированного жира в бульоне — явление нежелательное, так как бульон становится мутноватым. Степень эмульгирования жира при варке бульона находится в прямой зависимости от интенсивности кипения и количе­ства жидкости по отношению к продукту.

Кроме того, в результате эмульгирования значительно увеличивается повер­хность соприкосновения жира с кипящей водой, что создает благоприятные усло­вия для его гидролиза. В реальных условиях варки продуктов чаще всего проте­кают только первые две стадии гидролиза. Присутствующие в варочной среде органические кислоты (в том числе образовавшиеся в результате гидролиза) способствуют дальнейшему гидролизу жира.

Накапливающиеся в результате гидролиза жирные кислоты и продукты их рас­пада придают бульонам неприятный салистый вкус.

Для снижения степени гидролиза жира и сохранения качества бульонов необ­ходимо не допускать бурного кипения бульонов, снимать излишки жира с повер­хности, солить бульон в конце варки.

При варке продуктов контакт жира с кислородом воздуха ограничен, поэтому окисляется лишь малая часть жирных кислот, окисление идет неглубоко с обра­зованием первичных и вторичных продуктов окисления, но без их термической полимеризации.

Изменение жиров при жарке продуктов основным способом. Широкое использование жиров при жарке кулинарной продукции объясняется следую­щим:

· жиры играют роль антиадгезионного покрытия, исключая прилипание про­дуктов к жарочной поверхности;

· жарочная поверхность аппаратов характеризуется неравномерностью тем­пературного поля (от 200 до 300 °С); жиры выравнивают температуру и обеспе­чивают равномерное поджаривание продуктов;

· часть жира поглощается поверхностным слоем продукта, повышает его ка­лорийность, участвует в формировании вкуса и аромата жареных изделий, обес­печивая образование румяной корочки поджаренного продукта.

При жарке продуктов основным способом (с небольшим количеством жира) часть жира теряется. Эти потери называются угаром. Угар складывается из жира, который теряется вследствие разбрызгивания, и потерь вследствие дымообра­зования.

Разбрызгивание вызывается интенсивным кипением влаги, содержащейся в жире и выделяющейся из продуктов. Большой угар дают жировые продукты, содержащие влагу, — маргарин и сливочное масло. Интенсивно выделяют влагу при обжаривании полуфабрикаты, богатые белками (мясо, птица, рыба).

На степень разбрызгивания жира влияет связь влаги в продукте. Так, при обжаривании сырого картофеля угар жира значительно больше, чем при обжа­ривании предварительно сваренных клубней.

Дымообразование связано с глубоким разложением жира при нагревании его до высокой температуры (170 - 200 ^ЧС). Температура дымообразования зависит от вида жира, скорости нагревания его, величины греющей поверхности и ряда других факторов. Для жарки лучше использовать жиры с высокой температурой дымообразования — пальмовое масло (230 °С), свиное сало (220 °С), специаль­ные кулинарные и фритюрные жиры. Меньше подходят для этой цели раститель­ные масла, имеющие низкую температуру дымообразования (170 - 180 °С).

Дымообразование частично вызвано интенсивным гидролизом жира под дей­ствием влаги обжариваемых продуктов с выделением свободных жирных кислот, способных улетучиваться при высоких температурах жарки.

Одной из причин дымообразования является дегидратация глицерина, обра­зующегося при гидролизе жира. В результате дегидратации выделяется крайне вредный акролеин:

СН₂ОН-СНОН-СН₂ОН → СН₂=СН-СН=0 + 2 Н₂0

Акролеин токсичен, обладает едким, неприятным запахом, раздражающим слизистые оболочки глаз и дыхательных путей. Едкий запах подгоревших жиров обусловлен образованием акролеина.

Акролеин представляет собой подвижную, легко испаряющуюся жидкость с температурой кипения 52,4 °С. Предельно допустимая концентрация (ДУ) акро­леина в воздухе 0,3 мг/м³. С воздухом акролеин дает взрывоопасные смеси. Нижний предел взрывоопасности смесей акролеина с воздухом 2,8 % (36 мг/м³).

Одновременно с угаром жира происходит частичное поглощение его обжари­ваемыми продуктами. Количество поглощенного жира зависит также от влажно­сти продукта, характера выделяющейся из него влаги. Так, продукты, содер­жащие много белка (мясо, птица, рыба), поглощают мало жира, так как этому препятствует влага, выделяющаяся при денатурации белков.

В предварительно сваренном картофеле влага связана крахмалом, и жира впитывается больше, чем при обжаривании сырого картофеля. Чем мельче на­резка картофеля, тем больше он поглощает жира.

Основная масса впитываемого жира накапливается в корочке обрабатываемо­го продукта. При жарке мяса, рыбы и птицы поглощаемый ими жир эмульгирует­ся в растворе глютина, образовавшегося при расщеплении коллагена. При этом продукт приобретает дополнительную сочность и нежность.

Поглощенный жир в самом продукте изменяется мало, но оставшийся в посу­де может претерпеть изменения гидролитического и окислительного характера. Частичный гидролиз жира происходит за счет влаги, содержащейся в самих продуктах.

Несмотря на значительный контакт с кислородом воздуха (аэрацию) и дей­ствие высоких температур (140-200 °С), глубоких окислительных изменений в жире не наблюдается, поскольку невелика продолжительность нагрева, и жир повторно не используется.

Изменения жиров при жарке основным способом заключаются, главным обра­зом, в образовании гидропероксидов и вторичных карбонилсодержащих продук­тов окисления, принимающих участие в реакции меланоидинообразования.

Изменение жиров при жарке продуктов во фритюре. Особенно заметно жиры изменяются при жарке продуктов во фритюре, так как подвергаются дли­тельному нагреванию. Кроме того, мелкие частицы продукта и панировка часто остаются в жире и подвергаются термическому расщеплению, а образующиеся при этом вещества каталитически ускоряют разложение жира.

При жарке во фритюре преобладают окислительные процессы. В первую очередь окисляются жиры, в состав которых входят непредельные жирные кислоты. Накапливающи­еся продукты окисления склонны к реакциям полимеризации, о чем свидетель­ствует увеличение вязкости жира и накопление в нем полимерных продуктов окисления.

Кроме окислительных процессов, в жирах при жарке во фритюре частично идут и гидролитические процессы за счет влаги обжариваемых продуктов.

Физико-химические изменения, происходящие в жире при жарке, приводят к изменению его цвета, вкуса и запаха. Одна из причин появления темной окраски и ухудшения вкуса — реакция меланоидинообразования. Источником аминогрупп для этого процесса служат сами обжариваемые продукты, а также фосфатиды, добавляемые в кулинарные маргарины для уменьшения разбрызгивания, источником карбонильных групп — вторичные продукты окисления жиров.

Чтобы замедлить процессы, нежелательные во фритюрном жире, и увеличить срок использования его, следует соблюдать ряд правил:

· выдерживать необходимый температурный режим обжаривания (160 - 180 °С); если жир нагрет слишком сильно, на поверхности продукта быстро образуется поджаристая корочка, хотя внутри он остается сырым; если жир нагрет недоста­точно, процесс жарки затягивается, что приводит к высыханию изделий;

· для каждого вида кулинарной продукции проводить процесс при оптималь­ной температуре; фритюр с меньшей температурой применяют для жарки про­дуктов с большим содержанием влаги (тельное из рыбы, котлеты фарширован­ные из кур и др.); фритюр с температурой 170 - 180 °С используют для жарки предварительно отваренного мяса и субпродуктов (баранья и телячья грудинка, мозги, телячьи и свиные ножки и др.), с температурой 180 - 190 °С — для жарки пирожков, чебуреков, пончиков, крекеров и других изделий;

· не допускать нагрева жиров выше 180 °С, так как в результате сильного разложения (пиролиза) жиров резко возрастает концентрация токсичных про­дуктов термоокисления;

· выдерживать оптимальное соотношение жира и продукта (при периодичес­кой жарке от 4:1 до 6:1, при непрерывной — 20:1); при уменьшении содержания жира в жарочной емкости температура его при загрузке продукта снижается и процесс жарки замедляется, это вызывает чрезмерную ужарку и ухудшение внеш­него вида готовых изделий;

· периодически удалять путем фильтрования мелкие частицы, попадающие в жир из обжариваемых продуктов;

· тщательно очищать жарочные ванны от нагара в конце рабочего дня с пос­ледующим полным удалением моющих средств; нагар усиливает потемнение жира, а моющие средства — его гидролиз;

· сократить продолжительность холостого нагрева; при нагреве жира без про­дуктов нежелательные изменения наступают быстрее; это объясняется наличи­ем в некоторых продуктах веществ, обладающих антиокислительным действием (бел­ки, некоторые аминокислоты, витамин С и др.);

· использовать для жарки во фритюре современные термостойкие жиры про­мышленного изготовления (в том числе на основе пальмового масла);

· уменьшить контакт жира с кислородом воздуха, применяя аппараты совре­менной конструкции, в которых использован вакуум; для уменьшения контакта жира с воздухом добавлять в жир специальные вещества - пеногасители, безвредные для орга­низма, которые, распределяясь на поверхности в виде тонкой пленки, предохра­няют жир от воздействия кислорода;

· осуществлять контроль качества фритюрных жиров в процессе использова­ния по органолептическим и физико-химическим показателям.

Внешние признаки порчи фритюрного жира следующие: появление запаха, интенсивное выделение дыма при 180 – 190 °С, образование устойчивой и ин­тенсивной пены при загрузке продукта, увеличение вязкости, появление корич­невой окраски. Жир, органолептическая оценка которого не соответ­ствует нормативам, в пищу не допускается.

Глубину окислительных процессов, происшедших в жирах при термообработ­ке, характеризуют несколько показателей (йодное число, перекисное число и др.). Важнейшим из них является содержание токсич­ных веществ — полимерных продуктов окисления, нерастворимых а петролейном эфире. Их не должно быть более 1 %.

4.4. Изменение вкуса, аромата и массы продуктов

Изменение вкуса и аромата. При кулинарной обработке часто значитель­но изменяются вкус и аромат, свойственные сырым продуктам. Иногда это обус­ловлено растворением веществ, содержащихся в продуктах и придающих им определенный вкус. Например, при бланшировании перца извлекаются веще­ства, обладающие острым вкусом; некоторые сорта капусты содержат повышен­ное количество гликозидов, придающих горечь, и их перед варкой ошпаривают.

В отдельных случаях вкусовые вещества образуются благодаря ферментатив­ному гидролизу гликозидов. Так, в тертом хрене при выдерживании происходит гидролиз гликозида с выделением агликона, имеющего острый вкус и запах; аналогичный процесс наблюдается и при созревании приготовленной горчицы (гликозид синегрин гидролизуется с выделением аллилгорчичного масла).

Однако наибольшее значение для формирования вкуса и запаха кулинарных изделий имеют процессы, протекающие при тепловой обработке продуктов. Из них следует отметить испарение и перегонку с водяным паром ароматических веществ и особенно эфирных масел. Процесс этот нежелателен. Для уменьше­ния потери ароматических компонентов применяют растворение их в жирах при пас­серовании, вводят специи в блюда в конце тепловой обработки и т.д.

Иногда специально удаляют летучие вещества продуктов. Так, при пассерова­нии лука разрушаются дисульфиды, обладающие острым вкусом и вызывающие слезоточивость; для приготовления соуса хрен слегка прогревают с маслом, чтобы уменьшить чрезмерно острый вкус и запах.

В вареных и жареных изделиях образуются летучие вещества, которые в сы­рых продуктах не содержатся. Это альдегиды, кетоны, сероводород, фосфорис­тый водород, свободные низкомолекулярные жирные кислоты, меланоидины, продукты карамелизации и пирогенетического распада углеводов и белков.

Источником образования альдегидов являются реакции карамелизации угле­водов и окисления жиров. Сероводород образуется при частичной деструкции белков вследствие отщепления его от метионина, цистина, цистеина. Это происходит при варке картофеля, капусты, мяса. При расщеплении фосфолипидов выделяется фосфористый водород (варка яиц, мяса и др.).

Появление характерного вкуса мяса при варке обусловлено экстрактивными веществами. При жарке мясных продуктов образуются меланоидины, обусловли­вающие их вкус и аромат. При производстве изделий из дрожжевого теста новые вкусовые вещества появляются при брожении теста и выпечке. Среди них обна­ружены сивушные масла, органические кислоты, различные альдегиды и др.

Изменение массы. При кулинарной обработке изменяется масса продукта. Это результат совместного действия противоположно направленных процессов.

С одной стороны, масса уменьшается за счет механических потерь, испарения влаги, экстракции растворимых веществ, вытапливания жира, дегидратации бел­ков, потерь летучих веществ. С другой стороны, масса увеличивается за счет впитывания жира и воды, набухания белков, клейстеризации крахмала.

Изменение массы определяет выход готовой продукции и устанавливается нормативными документами. Суммарное изменение массы влияет на качество готовой продукции, ее консистенцию, влажность, содержание пищевых веществ.

 

Литература

1. Технология продукции общественного питания: Учебник/ Мглинец А.И., Акимова Н.А., Дзюба Г.Н. и др.; Под ред. А.И.Мглинца. – СПб, Троицкий мост, 2010. – 736 с.

2. Технология производства продукции общественного питания: Учебник для студентов, обуч. по спец. 1011 «Технология и организация общественного питания» / B.C. Баранов, А.И. Мглинец, Л.М. Алешина и др.// — М.: Экономика, 1986. — 400 с.

3. Технология продукции общественного питания; Учебное пособие для студентов высших учебных заведений, обучающихся по спец. «Технология продуктов общественного питания». В 2-х томах / Под ред. A.C. Ратушного.// — М.: Мир, 2003. — Т. 1, 351 с. — Т. 2, 416 с.

4. Химия пищи. Книга 1- я. Белки: структура, функции, роль в питании / И.А. Рогов, Л.В. Антипова, Н.И. Дунченко, Н.А. Жеребцов.// — М.: Колос, 2000, — 384 с.

5. Пищевая химия / Под ред. А.П. Нечаева.// — СПб.: ГИОРД, 2001. — 592 с.

6. Химия пищевых продуктов. Перевод с англ. 4-го издания Fennema’s Food Chemistry. Редакторы-составители Шринивасан Дамодаран, Кирк Л. Паркин, Оуэн Р. Феннема./СПб. Изд-во «Профессия», 2012, 1040 с.

7. Мглинец А.И. Изменение жиров в процессе кулинарной обработки: Лекции./ Мглинец А.И., Шильман Л.З.// — М.: Изд-во РЭА, 2003. — 53 с.

8. Скурихин И.М. Все о пище с точки зрения химика./ Скурихин И.М., Нечаев А.П.// — М.: Высшая школа, 1991. — 288 с.

9. Технология пищевых производств / Под ред. Л.П. Ковальской.// — М.: Колос, 1999.