Работа 8. Изучение влияния тепловой кулинарной обработки овощей на извлечение растворимых веществ

Цель– изучить влияние тепловой кулинарной обработки овощей на диффузию растворимых веществ клеточного сока вследствие изменения проницаемости клеточных мембран.

Приборы и посуда:электроплита, химический стакан вместимостью 100 мл; стеклянная палочка; нож, термометр.

Исследуемый объект: свежая свекла.

В процессе кулинарной обработки продуктов растительного происхождения происходит изменение их массы, объема, консистенции, цвета, вкуса и аромата. изменение свойств обусловлено, в основном, изменением веществ, входящих в их состав. Степень этих изменений зависит как от свойств сырья, так и от режимов его обработки. Изменения свойств продуктов могут приводить к потерям питательных веществ, существенно влиять на усвояемость и пищевую ценность продуктов, приводить к образованию новых вкусовых и ароматических веществ.

При промывании, замачивании, варке и припускании продукты соприкасаются с водой, из них могут извлекаться растворимые вещества. Процесс этот называется диффузией и подчиняется закону Фика. Согласно этому закону скорость диффузии зависит от площади поверхности продукта: чем она больше, тем быстрее происходит диффузия.

Скорость диффузии зависит от концентрации растворимых веществ в продукте и окружающей среде. Концентрация растворимых веществ в продукте может быть очень значительной. Так, концентрация сахаров в свекле составляет 8…10%, моркови – 6,5%. При погружении овощей в воду экстракция растворимых веществ вначале идет с большей скоростью из-за разницы концентраций, а затем постепенно уменьшается и при выравнивании концентраций прекращается. Концентрированное равновесие наступает тем быстрее, чем меньше объем жидкости.

Уменьшить переход питательных веществ из продукта в варочную среду можно не только сократив объем жидкости, взятой для варки, но и замедлив внутреннюю диффузию растворимых веществ в самом продукте. Для этого необходимо создать значительный градиент (перепад) температуры, для чего сразу погрузить его в горячую воду. В этом случае в результате термомасспереноса влага и растворенные в ней вещества перемещаются из поверхностных слоев вглубь продукта(термическая диффузия). Термическая диффузия, направленная противоположно потоку концентрационной диффузии, снижает переход питательных веществ в варочную среду. Если надо извлечь как можно больше растворимых веществ, продукт при варке закладывают в холодную воду.

Белки, входящие в состав цитоплазматических мембран, пластид, ядер и др. клеточных органелл, под действием тепла денатурируют, вследствие чего мембраны, обладающие избирательной проницаемостью, разрушаются. Это приводит к усилению диффузии растворимых веществ из клетки в окружающую среду и снижению пищевой ценности продукта. Белковых веществ в овощах содержится очень мало (0,4…1,5%).

Наглядное представление об этом процессе дает нагревание кусочка свеклы в воде. Красящие вещества свеклы (как и прочие водорастворимые соединения) находятся в клеточном соке. При хранении в воде сырой свеклы они могут переходить в окружающую жидкость в основном только из клеток, поврежденных при разрезании. По мере нагревания свеклы в воде увеличивается диффузия красящих веществ из неповрежденных клеток.

Техника выполнения работы

Опыт 1. Из свеклы небольших размеров вырезать кубик (длина ребра не менее 2 см), промыть его в проточной воде для удаления растворимых веществ клеточного сока из клеток наружного слоя, поврежденных при очистке и разрезании свеклы. Когда холодная вода в присутствии свеклы перестанет окрашиваться, промывание закончить, в стакан положить отмытый кубик свеклы, залить 80 мл воды и нагревать на водяной бане (кастрюля с водой, на дно которой положен кусок марли). Температуру воды в стакане замеряют термометром. В процессе нагревания следить за появлением струек красящих веществ и окрашиванием воды в стакане.

Зафиксировать в тетради температуру, при которой начинается выделение красящих веществ. Сделать выводы о влиянии тепловой обработки на белки мембран.

Опыт 2.Из свежего корнеплода (свекла) нарезать 3 брусочка одинаковой массы размером 6х2х2 см. Один брусочек оставить целым, второй разрезать на пять кубиков, третий – на десять одинаковых кусочков. Образцы поместить в пробирки, прибавить в каждую одинаковое количество воды так, чтобы она полностью покрывала кусочки.

Пробы выдержать на воздухе 5 мин., периодически помешивая содержимое пробирок взбалтыванием. Затем визуально оценить интенсивность окраски экстрактов.

Сделать выводы по опытам.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие функции выполняют цитоплазматические мембраны?

2. Что входит в состав клеточных стенок растений?

3. От чего зависит деструкция клеточных стенок?

4. Чем обусловлено изменение свойств продуктов растительного происхождения при кулинарной обработке?

5. От каких факторов зависит скорость диффузии?

6. В результате чего растворимые вещества из клетки диффундируют в окружающую среду?

7. Вследствие чего происходит размягчение картофеля, овощей и плодов при тепловой обработке?

8. Какие технологические приемы возможно использовать для предотвращения или уменьшения перехода водорастворимых веществ в отвар?

9. Поясните, почему при варке овощей появляется пена?