Лабораторная работа №5

Тема: «Изменения углеводов клеточных стенок овощей при их тепловой

обработке»

Для приготовления кулинарных изделий на предприятиях общественного питания используют практически все известные овощи, плоды и ягоды. Технологические свойства овощей и плодов определяются в основном составом и содержанием в них пищевых веществ и особенностями строения их тканей. В состав сухого остатка овощей входят в основном углеводы, а также азотистые и минеральные вещества, органические кислоты, витамины и др. Из углеводов в овощах содержатся моносахариды, дисахариды и полисахариды (крахмал, клетчатка, гемицеллюлозы, пектиновые вещества). Содержание клетчатки в овощах и плодах колеблется от 0,3-1,4%, гемицеллюлоз от 0,1-0,7%. Клетчатка и гемицеллюлозы в большей степени концентрируются в покровных тканях овощей и в меньшей – в мякоти. Количество пектиновых веществ в овощах и плодах колеблется от 0,1-1,1%. Пектиновые вещества в растительных продуктах представлены двумя формами: нерастворимой в холодной воде – протопектином и растворимой – пектином. Основную массу пектиновых веществ составляет протопектин (около 75%).

В процессе тепловой кулинарной обработки в овощах, плодах, бобовых и крупах происходят различные физико-химические изменения, вызывающие формирование свойств, которые присущи готовым кулинарным изделиям из этих продуктов. Изменение свойств продуктов обусловлено в основном изменениями веществ, входящих в их состав.

Тепловая кулинарная обработка продуктов растительного происхождения вызывает изменения в строении их тканей. Так, клеточные стенки разрыхляются вследствие частичного растворения содержащихся в них гемицеллюлоз, протопектина и белка экстенсина, а также набухания клетчатки и других труднорастворимых полимеров. Связь между клетками ослабляется. Деструкция клеточных стенок обусловливает размягчение продукта и изменение его консистенции. Однако при доведении овощей и плодов до готовности клеточные стенки не разрываются.

Установлено, что в процессе тепловой обработке глубоким изменениям подвергаются нецеллюлозные полисахариды клеточных стенок: гемицеллюлозы и пектиновые вещества.

При механическом воздействии ткань вареных или припущенных продуктов распадается на отдельные клетки или небольшие конгломераты клеток. Клеточные стенки при этом могут разрушаться, а содержимое клеток переходить в окружающую среду.

Поврежденные клетки, которые находятся в пюреобразной массе, могут влиять на качество приготовленных из нее изделий. Так, при изготовлении пюре из остывшего картофеля в результате перехода крахмального клейстера из разрушенных клеток в измельченную массу ухудшается качество пюре: оно приобретает клейкую тягучую консистенцию. Однако при изготовлении таких изделий, как муссы, самбуки, соусы на основе плодового или овощного пюре, разрушение клеточных стенок в процессе измельчения вареных плодов и овощей способствует желированию подготовленных смесей за счет выхода из поврежденных клеток растворимого пектина. При этом прочность взбитой пены или жировой эмульсии повышается.

Количество разрушенных клеток, образующихся при изготовлении пюре, зависит от технологических факторов. Например, при протирании или измельчении продукта в горячем состоянии клеточные стенки практически не разрушаются вследствие их достаточной эластичности. При остывании продукта клеточные стенки становятся более хрупкими, поэтому при получении пюреобразной массы из остывших овощей и плодов может произойти разрушение значительного количества клеток.

При нагревании с водой крахмалосодержащих продуктов крахмальные зерна в той или иной степени клейстеризуются. Образование крахмального клейстера наряду с деструкцией клеточных стенок способствует формированию относительно мягкой консистенции готовых продуктов.

В процессе тепловой кулинарной обработки происходит размягчение растительных продуктов, о степени которого можно судить по изменению механической прочности их тканей. Механическая прочность тканей растительных продуктов в процессе тепловой кулинарной обработки снижается: прочность тканей кулинарно готовых продуктов в 10-30 раз меньше, чем сырых.

Для определения механической прочности тканей овощей и плодов часто используют полуавтоматические пенетрометры – приборы для измерения вязкости и степени мягкости некоторых материалов (рис. 4).

Рис. 4 Полуавтоматический пенетрометр ПП-5Ц

с цифровой индикацией показаний

Пенетрометр выполнен в фигурном корпусе, в нижней половине которого расположены блок управления и электронный измерительный блок, а в верхней – электропривод перемещения конусообразного стержня (индентора) и оптико-электронно-механическая измерительная система. В нижней половине корпуса имеется площадка для установки емкости с исследуемым продуктом.

Принцип действия пенетрометров основан на том, что относительно вязкие материалы при вдавливании в них конусообразного стержня или иглы (индентора) оказывают сопротивление проникновению последних. Вследствие этого глубина проникновения конуса или иглы (индентора) в материалы с различными структурно-механическими свойствами за один и тот же период времени оказывается неодинаковой.

При опускании конуса фиксация момента его касания поверхности продукта осуществляется автоматически. С этого момента на двойном цифровом табло высвечиваются текущие значения глубины погружения конуса с точностью до 0,01 мм. По истечении 5 с в левой части табло регистрируется величина пенетрационного внедрения конуса в продукт, а через 180 с в правой части табло – полная величина погружения. Глубину проникновения конуса или иглы в материалы характеризуют степенью пенетрации. Степень пенетрации – это расстояние, на которое конус при нагрузке в 150 г или игла при нагрузке в 100 г проникает в испытуемый материал перпендикулярно поверхности образца при 20-25°С в течение 5 с. Степень пенетрации выражают в единицах пенетрации. Чем мягче материал, тем выше показания прибора.

Степень размягчения тканей овощей и плодов в процессе тепловой кулинарной обработки зависит не только от свойств продукта, но и от некоторых технологических факторов: рН среды, температуры и продолжительности нагревания.

Влияние рН среды на степень размягчения овощей и плодов связывают с изменениями протопектина. Ионы водорода, присутствующие в варочной среде, оказывают двоякое действие на протопектин. С одной стороны, ионы Н⁺ могут подавлять диссоциацию полигалактуроновых кислот, содержащихся в протопектине, что приводит к уменьшению его растворимости и замедлению деструкции клеточных стенок, с другой стороны, накопление ионов Н⁺ в количестве, достаточном для прохождения кислотного гидролиза протопектина, может привести к ускорению деструкции клеточных стенок. Таким образом, степень размягчения овощей и плодов при тепловой кулинарной обработке в средах с различным значением рН зависит от того, какой процесс превалирует – снижение степени диссоциации полигалактуроновых кислот или гидролиз протопектина.

В присутствии слабых кислот (рН=4,3...6,2) скорость снижения механической прочности тканей овощей и плодов в процессе тепловой кулинарной обработки уменьшается, и консистенция их мякоти длительное время остается относительно твердой. Этим объясняется замедление процессов варки, припускания или тушения многих овощей, наблюдаемое при добавлении в варочную среду уксусной, молочной или лимонной кислот, применяемых в кулинарной практике.

Щелочная среда способствует размягчению овощей и плодов при тепловой кулинарной обработке, так как вызывает деэтерификацию пектиновых веществ с образованием хорошо растворимых продуктов. Однако на практике отказываются от использования щелочной среды с этой целью, поскольку в ней наблюдается неустойчивость витаминов, в том числе витамина С.

Повышение температуры и увеличение длительности нагревания растительных продуктов приводят к увеличению степени размягчения их тканей.

Цель работы:

– ознакомление со строением тканей сырых и вареных овощей;

– изучение влияния рН среды на степень изменения механической прочности тканей овощей в процессе варки;

– изучение влияния технологических факторов на сохранность клеточных стенок картофеля при изготовлении картофельного пюре.

Приборы и оборудование: микроскоп с осветителем, электроплитка, лезвие безопасной бритвы, препаровальная игла, скальпель, термометр.

Посуда:

1. Колба мерная на 200 см³ – 3 шт.

2. Стакан химический на 250 см³ – 3 шт.

3. Стакан химический на 200 см³ – 6 шт.

4. Стёкла предметные, покровные, часовые.

5. Палочки стеклянные.

6. Ступка с пестиком – 2 шт.

Реактивы: 1%-ный раствор йода в 3%-ном водном растворе йодистого калия, 10%-ный раствор поваренной соли, раствор сафранина, 3%-ный раствор уксусной кислоты, 1%-ный раствор щавелевой кислоты, универсальная индикаторная бумага.