На продолжительность тепловой обработки круп и бобовых

Цель – изучить зависимость продолжительности тепловой обработки бобовых (фасоль, горох) от времени замачивания; изучить технологические приемы, приводящие к снижению водосвязывающей способности крахмала, слизистых веществ в крупах при варке и провести оценку качества готовой продукции.

Посуда и материалы, реактивы: кастрюли по 1,5…2 л, электроплита, сковорода, блюдо для замачивания, универсальная индикаторная бумага, пищевая сода, уксусная кислота.

Исследуемые объекты: сухие и замоченные бобовые (фасоль, горох), крупы (рис, гречка).

Замачивание и варка относятся к тем процессам, которые способны изменить структуру крупы и бобовых и вызвать размягчение тканей. При взаимодействии крупы и бобовых с водой они набухают. 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. 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. При замачивании фасоли в течение 10 ч извлекается 12 % азота главным образом за счет небелковых веществ.

Потери витаминов (В₁ 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 %. Поглощение влаги и ее продвижение внутрь зерен крупы в процессе замачивания протекает у разных видов крупы неодинаково. Влага проникает в зерна перловой крупы равномерно по всей поверхности, но распределение ее по всему объему происходит очень медленно, что приводит к значительной локализации 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 %.

Влага является основным фактором, вызывающим размягчение зерен крупы. Так, обычное 30-минутное замачивание в воде температурой 20 ºС 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. Для бобовых характерно опережающее увеличение массы. Так, 6-часовое замачивание при комнатной температуре увеличивает массу бобовых в среднем, %: гороха - на 90...110, фасоли - на 70...98, чечевицы - на 80...91. Вода проникает внутрь семян бобовых через семенную оболочку, толщина которой влияет на интенсивность продвижения влаги.

При варке 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. 14.1 ).

На длительность варки оказывает влияние толщина клеточных стенок. Способность к сохранению клеточной структуры в процессе варки определяет консистенцию и внешний вид конечного продукта, эластичность и упругость ткани отдельного зерна крупы. Например, при варке перловой крупы клеточные стенки сильно набухают, но сохраняют свою структуру. Эта особенность обеспечивает хорошую сохраняемость формы зерна на протяжении всего периода варки. У крупы с тонкой клеточной структурой, например, рисовой, в процессе варки происходит частичный разрыв клеточных стенок под давлением оклейстеризованного крахмала, что приводит к нарушению формы и целостности зерен.

Таблица 14.1 - Скорость внутреннего влагораспределения в перловой и рисовой крупах при замачивании водой разной температуры (м / с) [1]

Крупа	Температура воды, °С
Перловая Рисовая	0,6 · 10-6 1,65 · 10-6	0,75 · 10-6 2,0 · 10-6	1,0 · 10-6 2,5 · 10-6

Слизистые вещества в крупах образуют растворы различной относительной вязкости (табл. 14.2). Роль слизистых веществ риса в процессах внутреннего влагораспределения между основными веществами, входящими в химический состав ядра крупы, незначительна, в то время как в перловой крупе слизистые вещества, входя в состав клеточных стенок, обладая высокой вязкостью растворов и поглощая значительное количество влаги, задерживают продвижение влаги внутрь зерна крупы и удлиняют продолжительность варки. Овсяная крупа в процессе варки ведет себя примерно так же, как перловая.

Таблица 14.2 - Содержание слизистых веществ в крупе и их реологическая характеристика[1]

Крупа	Количество слизистых веществ, % на с.в.	Относительная вязкость 1%-ного раствора слизей при 20 °С	Относительная вязкость 1%-ного раствора слизей при 75 °С	Относительная вязкость 1%-ного раствора крахмала при 75 °С
Перловая	2,23	22,40	18,50	1,43
Рисовая	0,43	1,06	1,08	2,4

В процессе варки под действием проникающей влаги и температуры происходит деструкция клеточных стенок. Степень деструкции зависит от состава клеточных стенок. В клеточных стенках крупы преобладают гемицеллюлозы, деструкция их протекает с образованием растворимых фракций; одновременно идет процесс набухания клетчатки, слизистых веществ. Термоустойчивость клеточных стенок также зависит от их состава. Установлено, что овсяная и перловая крупы, в клеточных стенках которых содержится больше клетчатки и слизистых веществ, варятся дольше, чем другие крупы. Начальный период гидротермической обработки характеризуется заметным сниже­нием количества определяемых клеточных стенок. В дальнейшем деструкция клеточных стенок замедляется и к моменту готовности каши остается практически постоянной.

Необходимость упревания каши можно объяснить таким образом: температура клейстеризации крахмала крупы на 10...20 °С ниже температуры начала активной деструкции клеточных стенок эндосперма крупы. В ходе клейстеризации крахмал связывает влагу, когда структурные компо­ненты клеточных стенок еще не успели набухнуть в достаточной степени. Подвижность воды в вязких растворах крахмального клейстера и студне набухших слизистых веществ понижена. Ее распределение по всему объему зерна протекает медленно. В связи с этим замедляются и гидролитическая деструкция клеточных стенок, и размягчение структуры зерен крупы.

Скорость процессов возрастает по мере увеличения количества воды, используе­мой для варки каш. Чтобы снизить водосвязывающую способность крахмала, слизистых веществ при варке рассыпчатой каши, крупу предварительно прогревают в жарочном шкафу или слегка обжаривают.

Клеточные стенки фасоли по качественному и количественному составу близки к клеточным стенкам овощей и корнеплодов. Деструкции в процессе варки подвергается и структурный белок клеточных стенок экстенсин. У замоченных бобовых продолжительность варки зависит от тех же технологических факторов, что у овощей и корнеплодов (см. работу № 10…11).

Ухудшение развариваемости бобовых в результате их хранения объясняется уменьшением содержания в них фитиновой кислоты, которая в процессе хранения подвергается ферментативному расщеплению под действием фермента фитазы. Замачивание семян гороха и фасоли в растворах натриевых солей (NaHCO₃, Na₂CO₃, Na₃PO₄) в течение 2 ч снижает продолжительность варки примерно вдвое, и наоборот, в растворах лимонной и молочной кислот продолжительность варки бобовых резко возрастает.

При тепловой кулинарной обработке крупы, бобовых и макаронных изделий происходит накопление в них растворимых веществ, причем в основном крахмала. При остывании и хранении каши в остывшем состоянии растворимость крахмальных полисахаридов понижается в результате ретроградации амилозы с одновременным ухудшением органолептических свойств готовой продукции. Процесс уменьшения содержания водорастворимых веществ в готовых кулинарных изделиях при хранении, сопровождающийся ухудшением органолептических свойств, называют черствением. Быстрее всего черствеет пшенная каша, затем рисовая, гречневая, манная.

Разогревание остывших каш до 95 ⁰С увеличивает растворимость крахмальных полисахаридов и улучшает органолептические показатели готовых изделий.

При тепловой обработке круп и бобовых происходит разрушение витаминов и уменьшение их содержания в готовом блюде по сравнению с исходным продуктом. Так, при варке пшена разрушается 26 % витамина В₁, гречневой крупы - 22,4, перловой - 18, манной - 8,8 %, рисовой - почти полностью. Значительные потери тиамина (В₁) при варке рисовой крупы объясняются быстрым воздействием влаги на зерна крупы. В гречневой крупе за этот же период варки разрушается только 22,4 % тиамина. Это можно объяснить анатомическим строением ядрицы, у которой витамины находятся в основном в зародыше, расположенном в центральной части зерна (в виде лепестка).

В некоторых крупах содержится каротин. Так, в пшене с ярко-желтой окраской обнаружено свыше 0,6...0,8 мг % каротинов, в образцах с окраской средней интенсивности - 0,4...0,59, у слабоокрашенных - 0,3...0,39 мг %. Каротины, как и витамин А, достаточно устойчивы к тепловому воздействию. У бобовых потери рибофлавина (В₂) составляют 43...46 %, тиамина (B₁) - 59...68, никотиновой кислоты РР - 16... 17 %. Наибольшие потери витаминов наблюдаются при варке бобовых без замачивания, что объясняется удлинением в этом случае продолжительности варки. Варка гороха, фасоли и других бобовых сопровождается потерей ими микроэлементов (марганец, медь, молибден), играющих важную роль в процессах кроветворения и фосфорно-кальциевом обмене. При варке крупы и бобовых происходят некоторые потери аминокислот.