Лекция №13 Пигменты пищевых продуктов и их изменения при кулинарной обработке

План:

1.Изменения хлорофилла при тепловой обработке.

2.Изменения производных флавона и антоцианов.

3.Изменения каратиноидов и миоглобина при тепловой обработке.

1.Хлорофилл.Зеленая окраска овощей (щавель, шпинат, са­лат, зеленый горошек и др.) и плодов ( крыжовника, винограда, ренклода) обусловлена присутствием в них хлорофилла. Имеется две разновидности хлорофилла: сине-зеле­ный и желто-зеленый. От соотношения этих разновидностей и зависят оттенки в окраске зеленых овощей.

( C₃₂ H₃₀ ON₄ Mg) ∙ (COOCH₃) ∙ (COOC₂₀ H₃₉) ; сине-зеленый хлорофилл

( C₃₂ H₂₈ O₂ N₄ Mg) ∙ (COOCH₃) ∙ (COOC₂₀ H₃₉) ; желто-зеленый

Основу молекулы хлорофилла составляет сложное цикли­ческое соединение (порфиновое ядро), связанное с ионом магния. При действии кислот хлорофилл теряет магний и перехо­дит в бурое вещество - феофитин:

В зеленых овощах хлорофилл содержится в протоплазме в виде круглых или чечевицеобразных хлоропластов. В них он соединен с белками и липоидами. В сырых овощах хлоропласты защищены от действия кислот слоем протоплазмы.

Содержание хлорофилла в различных растительных продук­тах, имеющих зеленую окраску, колеблется от 90 до 210 мг%. Хлорофилл дает с водой коллоидные растворы. Он хорошо рас­творяется в жире, его растворителях и водном спирте.

Хлорофилл используют в кулинарной практике при оформле­нии кондитерских изделий и для подкраски некоторых сладких блюд. Зеленые овощи и плоды утрачивают при варке нормальную окраску в результате взаимодействия хлорофилла с кислотами, содержащимися в клеточном соке. В сырых продуктах кислоты клеточного сока не. имеют доступа к хлорофиллу, находящемуся в протоплазме, вследствие полупроницаем ости ее кожистого слоя. свертывание белков в процессе варки, обусловливающее, с одной стороны разрушение кожистого слоя, а с другой - раз­рыв части связей между хлорофиллом и белком, делает возмож­ным вступление хлорофилла в реакцию с кислотами клеточного сока.

Чем дальше продолжается нагревание, тем сильнее изменяется цвет. Чтобы цвет зеленых овощей лучше сохранялся, их следует варить, как можно быстрее и в большом количестве воды (3-4 л на 1кг) в открытой посуде при сильном кипении.

Так, щавель, содержащий Н₂С₂О₄ и КНС₂О₄ В количестве 0,6-0,9 %, считая на кислую щавелево-калиевую соль, всегда значительно изменяет свой цвет при варке.

Варка зеленых овощей в жесткой воде способствует сохра­нению цвета, поскольку карбонаты щелочно - земельных метал­лов Са и Mg могут нейтрализовать некоторую часть кислот и кислых солей клеточного сока. Если вода, в которой варятся овощи, содержит ионы Fe, Sn, Al, Cu, то имеет место изменение окраски феофитина. Fe дает коричневую окраску, Sn и Аl серо­ватую, а Cu – устойчивую ярко-зеленую.

Цвет зеленых овощей хорошо сохраняется при варке их в слабом растворе соды. При этом происходит нейтрализация кис­лот и кислых солей клеточного сока, и создается щелочная среда за счет некоторого избытка соды в растворе.

Варка в щелочной среде вызывает омыление хлорофилла с образованием натриевой соли двухосновной кислоты, метилового спирта и фитола.

Необходимо указать, что даже при очень точной дозировке, исключающей ухудшение вкусовых качеств, ни медные соли, ни соду не следует применять для сохранения окраски зеленых ово­щей, так как это влечет за собой разрушение витамина С.

2.Производные флавона. В растительных продуктах распро­странены бесцветные флавоновые гликозиды, при гидролизе которых освобождается агликон, имеющий желтую окраску. Более или менее сильное пожелтение картофеля, белокочанной капусты, репчатого лука и некоторых других овощей в про­цессе тепловой обработки обусловливается гидролизом флаво­новых гликозидов. Агликоны их представляют собой оксипроиз­водные флавона или флавонола (оксифлавона).

Флавон - бесцветное гетероциклическое соединение. Оксипроизводные флавона (флавонола) растворимы в воде. Интенсивность их цвета зависит от положения гидроксильных групп. Наиболее сильно окрашены те из них, которые содержат гидроксилы в ортоположении. С солями железа оксипроизвод­ные флавона дают соединения, окрашенные в зеленый цвет, пе­реходящий затем в коричневый. Эта реакция может служить причиной потемнения растительных продуктов при варке их в плохо луженной железной посуде или в эмалированных кастрю­лях с поврежденной эмалью.

Антоцианы.Окраска таких овощей, как краснокочанная ка­пуста, некоторых косточковых плодов (например, слив) и мно­гих ягод зависит от того, что в клеточном соке их содержатся водорастворимые пигменты-антоциапы. Это моно- и диглико­зиды, распадающиеся при гидролизе на сахар и окрашенные (красные, пурпурные, фиолетовые, синие) агликоны - анто­цианидины, близкие по своему строению к производным фла­вона.

В кислой среде они ведут себя как сильные кислородные (ок­сониевые) основания и образуют прочные соли с кислотами. Присутствие его было обнаружено во многих плодах - сливе, вишне, черной смородине, клюкве, бруснике.

Антоцианидины встречаются также в виде моно- и диметиловых эфиров, отличающихся по окраске от исходных пигментов. Сочетание антоцианидинов и их метиловых эфиров с кислотами и основаниями создают боль­шое разнообразие цветных оттенков. Обычно в одном и том же продукте содержится несколько антоцианов.

Реагируя с металлами, антоцианы изменяют свою окраску. Антоцианы клюквы дают с железом и алюминием соединения синего цвета, что служит причиной изменения окраски ее при пропускании через мясорубку или протирании через металличе­ское сито. Некоторые ягоды (вишня, малина, черника, клубника) содержат антоцианы, не реагирующие с алюминием, тогда как с железом они образуют соединения тусклого коричневого цвета. Соединения антоцианов с металлами быстро окисляются на воздухе с заметным изменением окраски.

Еще заметнее изменяются антоцианы под действием света. Разрушение их под влиянием света даже без кислорода воздуха происходит быстрее, чем при наличии кислорода, но в темноте. Антоцианы вишневого сока более устойчивы, чем малинового.

Устойчивость антоцианов зависит от присутствия других соединений. Так из сахаров наибольшее изменение цвета вызы­вает фруктоза.

До последнего времени к группе антоцианов относились пиг­менты свеклы, которые сейчас некоторыми исследователями вы­деляются в особую группу.

По данным фотометрического исследования, в свекольном соке имеются два пигмента - пурпурный и желтый.

Вариация окраски (лиловая, малиновая, красная, красно-. желтая, темно-красная) различных сортов столовой свеклы является, по-видимому, следствием неодинакового содержания в ней указанных пигментов. Пурпурный пигмент, выделенный из свекольного сока –бетанин. Окраска бетанина зависит от pH среды. Пигменты свеклы имеют неодинаковую устойчивость к дей­ствию тепловой обработки. Пурпурный разрушается легче, жел­тый - труднее. Устойчивость пигментов при тепловой обработке свеклы в сильной степени зависит от их концентрации. Если последняя заметно не изменяется, как это имеет место при тепловой обработке (печении, варке) целой неочищенной свеклы, пигменты очень устойчивы и окраска свеклы хорошо сохраняется.

При варке очищенной свеклы пигменты из нее диффунди­руют в воду, что влечет за собой уменьшение их концентрации и снижение устойчивости. Происходит частичное разрушение пигментов, в результате чего нарушается характерное для сырой свеклы соотношение между пурпурным и желтым пиг­ментами. Следствием этого являются ослабление интенсивности и изменение характера окраски свеклы. Подкисление уксу­сом усиливает яркость окраски сохранившегося пурпурного пиг­мента.

Наиболее сильное уменьшение концентрации пигментов и обусловливаемое этим быстрое разрушение их наблюдается при варке очищенной нарезанной свеклы. В этом случае пурпурный пигмент практически полностью разрушается, а концентрация желтого пигмента резко падает. Куски свеклы приобретают бу­рую окраску.

3.Каротиноиды.Каротиноиды - групповое название пигмен­тов, имеющих окраску от желтой до оранжево-красной. Они рас­творимы в жирах и их растворителях и содержатся в продуктах не только растительного, но и животного происхождения.

К каротиноидам относятся каротины, ксантофиллы, лико­пии.

Ксантофиллы - диоксипроизводные каротинов.. Цвет ксантофиллов преимущественно желтый. Вместе с каротинами они сопутствуют хлорофиллу в хлоропластах.

В зернах желтой кукурузы находится ксантофилл, назван­ный зеаксантином. Различная яркость окраски пшена также за­висит, по-видимому, от большего или меньшего содержания в нем ксантофиллов.

Цвет яичного желтка обусловливается присутствием в нем двух ксантофиллов, диокси-α -каротина и диокси -ß-каротина, количества которых находятся в отношении 2: 1.

Л и к о п и н - изомер каротинов , основное красящее вещество томатов.

Каротиноиды устойчивы к действию тепловой обработки и изменениям реакции среды. Поэтому цвет окрашенных кароти­ноидами продуктов в условиях тепловой кулинарной обработки не изменяется. Указанное свойство каротиноидов в сочетании с их растворимостью в жире используется для окрашивания 'по­следнего в оранжевый цвет при изготовлении супов и соусов. Для этой цели при меняют морковь и томат-пюре, подвергая их пассерованию..

Ммиоглобин.Хромопротеид миоглобин, содержащийся в мы­шечных волокнах, сообщает мясу характерную красную окраску. Миоглобин, как и гемоглобин крови, состоит из белка глобина и красящего вещества гема. В миоглобине одна молекула гло­бина связана с одним гемом; в одной молекуле гемоглобина со­держится четыре гема.

Глобин - белок с резко выраженным основным характером. Гем представляет собой железосодержащее производное пор­финового ядра.

Железо в геме двухва­лентное. Наличие двух остатков пропионовой кислоты придает ему кислотные свойства. Гем способен присоединять кислород без изменения валент­ности железа. Получающийся в результате этого оксимиоглобин имеет более яркую окраску по сравнению с миоглобином. Не­одинаковая интенсивность окраски И вариации ее оттенков у различных видов мяса И даже в различных частях туши одного и того же животного зависят как от содержания миоглобина, так и от того, в какой степени он насыщен кислородом, т. е. превратился в оксимиоглобин.

Содержание миоглобина в различных мышцах неодинаково, его больше в тех из них, которые интенсивно работали при жизни животного. В скелетной мускулатуре миоглобина меньше, чем в сердечной мышце. Молодые животные имеют в 2,4 и даже 8 раз меньше миоглобина, чем взрослые.

При тепловой обработке мяса происходит денатурация гло­бина, в результате чего нарушается связь его с гемом. Железо, входящее в состав гема, переходит из двухвалентного в трехва­лентное, получающийся при этом гемин в соединении с денату­рированным глобином, обусловливает окраску кулинарно-обра­ботанного мяса.

Различные оттенки вареного мяса зависят от содержания миоглобина в сырых мышцах. Так, говядина, в которой содер­жится много миоглобина, в процессе варки приобретает серый цвет с более или менее ярко выраженным коричневатым оттен­ком; чем меньше миоглобина в мышечной ткани, тем светлее цвет вареного мяса (например, мясо кролика).

Цвет мяса зависит и от реакции среды. Метмиоглобин, как и содержащий трехвалентное железо метгемоглобин, по своим свойствам напоминает индикатор, поскольку в кислой среде он имеет коричневую окраску, а в щелочной - красную.

Последний при тепло­вой денатурации переходит в нерастворимый и поэтому более устойчивый нитрозомиохромоген - красный пигмент, образова­ние которого при посоле мяса является желательным.

Появление нежелательной красноватой окраски мяса после его тепловой обработки возможно и без добавления нитратов и нитритов. Наблюдается это в случае, когда используется недо­статочно свежее мясо. Возможно, известное значение в образо­вании гемохромогенов имеет накопление в несвежем мясе ам­миака, так как последний, а также первичные, вторичные и тре­тичные амины способны вступать во взаимодействие с гемом.

Контрольные вопросы:

Лекция №14 Образование новых окрашенных веществ.

План:

1.Образование фенольных соединений.

2.Образование меланоидинов.

3.Образование сернистого железа.

1. В процессе кулинарной обработки продукты часто изменяют первоначальный цвет, образуются новые окрашенные вещества или изменяются природные красители.

Продукты окисления фенола. В картофеле, артишоках, яблоках, грушах, многих грибах ( шампиньонах, подосиновиках и др.) содержатся вещества фенольного характера: ди - и трифенолы. др.) К ним относится аминокислота картофеля - тирозин, дубильные вещества яблок и груш и др. Под действием фермента полифенолоксидазы эти вещества окисляются, в результате чего получаются темноокрашенные продукты. Например, тирозин переходит в неустойчивое вещество хинон, который снова окисляется и дает путем конденсации конечный продукт окисления - черный пигмент меланин.

Дубильные вещества яблок и груш содержат катехины (вещества полифенольного характера). Конечным продуктом их окисления является темноокрашенный флобафен. Предотвратить потемнение этих продуктов можно, либо изолировав их от воздуха погружением в воду, либо разрушив окисляющие ферменты сульфитацией. Яблоки, груши и грибы следует класть в подкисленную воду, так как с понижением pH (увеличением кислотности) замедляется действием полифенолооксидазы. Очищенный картофель перевозить в воде экономически не выгодно и его обычно сульфитируют.

2.Меланоидины. В результате взаимодействия редуцирующих сахаров с азотсодержащими веществами (мочевиной, аминокис­лотой, аминами и т. д.) образуются темноокрашенные вещест­ва – меланоидины. Цвет их обычно от светло-желтого до тем­но- коричневого.

Меланоидины образуются в пенке на поверхности молока (за счет лактозы и мочевины), в корочке, получающейся на по­верхности животных и растительных продуктов (за счет амино­кислот и сахаров), в мясных бульонах, грибах при их сушке, при длительном уваривании сахаров с плодами и ягодами (ва­ренье, фруктовое пюре, печеные яблоки и т. д.).

Взаимодействие дубильных веществ с железом. Дубильные вещества при взаимодействии с железом образуют темноокара­шенные вещества. Этим объясняется темная окраска, появляющаяся в процессе тепловой обработки при соприкосновении же­леза с яблоками, гречневой кашей, потемнение чая при его за­варке в железной посуде и т. д.

3.Образование сернистого железа. При варке яиц (особенно белка) выделяется сероводород за счет отщепления его серу­содержащими протеинами (белками). С солями железа, входящими в состав желтка, сероводород образует темноокрашенное сернистое железа