Влияние продукции на использованные физико-химические процессы

Денатурация мышечных белков мяса при тепловой обработке существенно влияет на свойства готовых изделий. Белки саркоплазмы при денатурации образуют сплошной гель, а белки миофибрилл, уже находящиеся в состоянии геля, уплотняются. Диаметр мышечных волокон при этом уменьшается на 36 - 42%, ткани уплотняются, сопротивление резанию в поперечном направлении возрастает. При варке ткани уплотняются больше, чем при жарке, так как в последнем случае температура в центре кусков ниже и время обработки сырья меньше.

В молекуле миоглобина, придающего красную окраску сырому мясу, содержится хромофорная группа (обусловливающая окраску) - гем. При денатурации входящий в нее ион двухвалентного железа окисляется. При этом из гема образуется гемин, обусловливающий серую окраску мяса. Изменение окраски говядины начинается при температуре 60°С, при температуре от 60 до 70°С красная окраска ослабевает и при дальнейшем повышении переходит в серо- коричневую. Миозин полностью денатурирует при температуре немногим выше 40°С, а 90% остальных белков мяса денатурируют при температуре 65°С. Однако для достижения кулинарной готовности необходимо мясо при жарке нагревать до температуры 80 - 85°С, а при варке - до температуры 95°С в течение некоторого времени. При этом денатурированные белки частично подвергаются более глубоким изменениям с образованием сероводорода, фосфористого водорода, меркаптанов и других летучих веществ. Часть аминокислот разрушается и вступает в реакцию меланоидинообразования. Поэтому слишком длительная тепловая обработка может снизить пищевую ценность мяса.

Способы тепловой обработки и ее сроки определяются свойствами соединительной ткани. Кулинарная готовность наступает при превращении 20 - 45% коллагена в глютин. Сопротивление резанию при этом значительно снижается. Отсюда жарить лучше только те части мяса, в которых этот процесс успевает произойти раньше, чем изделие высохнет и начнет подгорать.

В мясе молодняка соединительно-тканных белков значительно меньше, чем в мясе взрослых животных, и коллаген их превращается в глютин значительно быстрее. Поэтому практически все части телятины пригодны для жарки.

У говядины для жарки используют вырезку, толстый и тонкий края, верхний и внутренний куски тазобедренной части, а покромка, грудинка, лопаточная и подлопаточная части и др. пригодны лишь для тушения и варки.

В отдельных частях туш мелкого скота разница в строении соединительной ткани значительно меньше и сама она менее устойчива при тепловой обработке. Поэтому для жарки у свинины пригодны также окорок, корейка, а у баранины - и грудинка. Содержащийся в мясе жир при тепловой обработке плавится и вытапливается. Так, при варке в воду переходит из мяса до 40% жира, а при жарке вытапливается 40-60%. Оставшийся в мясе жир изменяется мало (частичный гидролиз липидов). Однако продукты гидролиза липидов оказывают большое влияние на формирование вкуса и аромата мясных изделий.

Значительно изменяется масса мясных полуфабрикатов при тепловой обработке. Потери массы составляют 35-40%. Вызвано это в основном тремя причинами: выделением влаги (30 - 35%), вытапливанием жира (около 5%) и потерями растворимых веществ в результате диффузии и выделения сока (в среднем 1-2% массы мяса). Выделение влаги при тепловой обработке мяса вызвано тем, что при денатурации белков уменьшается их способность удерживать воду, а сокращение волокон коллагена (сваривание) приводит к уменьшению геометрических размеров полуфабрикатов и выпрессовыванию из них выделяющейся влаги.

Миоглобин, придающий сырому мясу красный цвет, при денатурации подвергается деструкции. Денатурация миоглобина сопровождается окислением ионов двухвалентного железа, входящего в активную группу молекулы этого белка (гем), до трехвалентного. При этом исчезает красная окраска мяса, образуется гемин серо-коричневого цвета. Полная денатурация миоглобина наступает при 80°С. Поэтому по изменению окраски мяса можно судить о степени его прогрева.

Причины аномальной (розоватой) окраски мяса, подвергнутого достаточной тепловой обработке, могут быть следующими: использование мяса сомнительной свежести, в котором накапливается аммиак; свежие мясные продукты в нарушение требований технологии разогреты или сварены в хранившемся уже бульоне; повышенное содержание нитратов в мясе.

В результате взаимодействия гема с аммиаком или нитратами образуется вещество (гемохромоген, нитрозогемохромоген), имеющее розовато-красную окраску. Гем, в состав которого входит трехвалентное железо, проявляет себя как индикатор: он имеет серовато-коричневую окраску в нейтральной и слабокислой среде и красную - в щелочной. Сохранение розовой окраски мяса, подвергнутого тепловой обработке, в любом случае говорит о санитарном неблагополучии. Исключение составляет ростбиф, который готовят с разной степенью прожаренности.

Содержащиеся в мясе витамины относительно хорошо сохраняются при тепловой обработке. Наиболее устойчивыми являются витамины В2 (рибофлавин) и РР (никотиновая кислота), содержание которых в вареном и припущенном мясе составляет 80-85%. Витамин В1 (тиамин) сохраняется в пределах 68-75%. Витамин В6 (пиродоксин) менее устойчив, в вареном мясе его сохраняется 60%, а в жареном - 50%. В процессе варки от 30 до 65% водорастворимых витаминов переходит в варочную среду. При припускании потери витаминов в окружающую среду значительно меньше. При жарке потери витаминов еще меньше вследствие меньшей продолжительности тепловой обработки.

Специфические вкус и аромат вареного и жареного мяса обусловлены рядом растворимых и летучих веществ, большая часть которых образуется при тепловой обработке.

Прежде всего, следует назвать свободную глютаминовую кислоту, которая отщепляется от сложных соединений при нагревании мяса.

Ее растворы обладают вкусом, близким к вкусу мясного бульона. Накапливаются в мясе при тепловой обработке и другие продукты гидролиза белков (пептиды, аминокислоты), а азотистые основания (креатин, креатинин и др.), которые тоже формируют вкус мясных блюд. Аромат жареного и вареного мяса обусловлен также содержанием таких летучих веществ, как альдегиды, кетоны, амины, меркаптаны, сульфиды и др.

При тепловой обработке субпродуктов происходят те же процессы, что и при обработке мяса, но характер их несколько иной.

Так, язык при варке выделяет всего лишь 25% содержащейся в нем влаги. Это обусловлено высоким содержанием коллагена в кожном покрове, который поглощает значительную часть воды, выделяемой мышечными белками. Мало изменяется и масса мозгов при тепловой обработке, а почки теряют влаги значительно больше, чем мясо. Кроме того, почки при варке теряют почти в 1,5 раза больше растворимых веществ, чем мясо и языки. Несмотря на это, их отвары не используют, так как они обладают неприятным вкусом. Меньше всего выделяется растворимых веществ при варке мозгов. Поэтому отвары их безвкусны.

В клеточных стенках большинства овощей содержится примерно 30% целлюлозы, 30% гемицеллюлозы и 30% протопектина и белка. В клеточных стенках помидоров содержится около 50% целлюлозы, гемицеллюлозы и протопектина и 50% белка. В клеточных стенках бобовых содержится около 50% гемицеллюлозы, около 20% клетчатки, около 30% протопектина и немного экстенсина. Клетчатка при тепловой обработке практически не изменяется. Волокна гемицеллюлоз набухают, но сохраняются. Поэтому размягчение ткани обусловлено в овощах распадом протопектина и экстенсина, в крупах - экстенсина, в бобовых - протопектина и экстенсина.

В основе молекулы протопектина лежат длинные цепи так называемых галактуроновых кислот, соединенных с моносахаридом (рамизой) и частично с гемицеллюлозами.

Цепи галактуроновых кислот (полигалактуроновые кислоты) соединены друг с другом с помощью различных связей, главную массу которых составляют солевые мосты из двухвалентных ионов кальция и магния. Эти связи соединяют отдельные цепи галактуроновых кислот друг с другом, и образуется сложное нерастворимое в воде соединение - протопектин. При нагревании в клеточных стенках происходит ионообменная реакция: ионы кальция и магния заменяются одновалентными ионами натрия и калия.

При этом связь между отдельными цепями полигалактуроновых кислот разрушается. Протопектин распадается, образуется растворимый в воде пектин, и ткань размягчается. Реакция эта обратима: ионы натрия или калия могут вновь замещаться ионами кальция. При этом связь между цепями галактуроновых кислот вновь восстанавливается. Однако этого не происходит, так как освобождающиеся ионы кальция связываются фитином и другими веществами, содержащимися в клеточном соке, и выводятся из сферы реакции.

Связывание ионов кальция происходит только в нейтральной или слабокислой среде. При повышении кислотности этого не происходит и ионы кальция вновь замещают ионы натрия (калия), поэтому овощи не развариваются.

В жесткой воде, содержащей много ионов кальция, овощи тоже плохо развариваются. Экстенсин при нагревании с водой так же, как и коллаген мяса, распадается и переходит в растворимые соединения типа желатина. Этот процесс способствует размягчению тканей овощей, круп и бобовых.

В процессе варки масса овощей изменяется в результате двух противоположных процессов:

· вследствие набухания гемицеллюлозы и крахмала масса увеличивается;

· после сливания отвара часть влаги испаряется, что приводит к уменьшению массы.

Потери массы зависят и от особенностей строения овощей.

Потери влаги определяют выход готовых изделий и поэтому предельно допустимые потери массы регламентируются нормативными документами.

По размеру потерь массы при варке все овощи можно разделить на две группы: первая - потери до 10% (кольраби, цветная капуста, капуста белокочанная, репа, петрушка, свекла, морковь, картофель), вторая - потери до 50% (шпинат, щавель, ботва свеклы, лук репчатый, кабачки, патиссоны).

Не трудно заметить, что наибольшие потери массы у листовых овощей и плодовых: первые имеют большую поверхность, вторые содержат в паренхимной ткани много воздушных включений в виде мелких пузырьков. Воздух, содержащийся в пузырьках, при нагревании расширяется и при температуре 72-75°С механически разрушает клеточные стенки, вследствие чего из тканей начинает интенсивно выделяться влага.

При варке неочищенных овощей растворимые вещества практически полностью сохраняются. При варке очищенных корнеплодов (моркови, свеклы и др.) в воду переходит 20 - 25% содержащихся в них веществ, главным образом сахаров и минеральных веществ.

Значительно снижается содержание соединений калия, натрия, магния и фосфора. При добавлении поваренной соли потери ряда минеральных веществ уменьшаются, поэтому овощи (за исключением моркови и свеклы, содержащих значительное количество сахаров) закладывают в подсоленную воду.

При варке потери растворимых веществ картофеля примерно в два раза меньше, чем корнеплодов. Это объясняется тем, что часть растворимых веществ адсорбируется клейстеризованным крахмалом.

Нормы потерь массы при припускании большинства полуфабрикатов из овощей не отличаются от норм потерь массы их. При варке в воде (морковь, свекла, репа, тыква нарезанные). Количество растворимых веществ, которое переходит в жидкость при припускании (тушении), не относят к потерям, так как припущенные и тушеные овощи отпускают вместе с жидкостью.

Различную окраску овощей обусловливают пигменты (красящие вещества). При тепловой обработке окраска многих овощей изменяется.

Окраску свеклы обусловливают пигменты - бетанины (красные пигменты) и бетаксантины (желтые пигменты). От содержания и соотношения этих пигментов зависят оттенки окраски корнеплодов. Желтые пигменты почти полностью разрушаются при варке свеклы, а красные частично (12-13%) переходят в отвар, частично гидролизуются. Всего при варке разрушается около 50% бетанинов, вследствие чего окраска корнеплодов становится менее интенсивной.

Степень изменения окраски свеклы зависит от ряда факторов: температуры нагревания, концентрации бетанина, рН среды, контакта с кислородом воздуха, присутствия в варочной среде ионов металлов и другое. Чем выше температура нагревания, тем быстрее разрушается красный пигмент. Чем выше концентрация бетанина, тем лучше он сохраняется.

Оранжевая и красная окраска овощей обусловлена присутствием пигментов каротиноидов: каротинов - в моркови, редисе; ликопинов - в томатах; виолаксантина - в тыкве. Каратиноиды устойчивы при тепловой обработке. Они не растворимы в воде, но хорошо растворимы в жирах, на этом основан процесс извлечения их жиром при пассеровании моркови, томатов.

Зеленую окраску овощам придает пигмент хлорофилл. Он находится в хлоропластах, заключенных в цитоплазму. При тепловой обработке белки цитоплазмы свертываются, хлоропласты освобождаются, и кислоты клеточного сока взаимодействуют с хлорофиллом. В результате образуется феофитин - вещество бурого цвета. Для сохранения зеленого цвета овощей следует соблюдать ряд правил:

· варить их в большом количестве воды для уменьшения концентрации кислот;

· не закрывать посуду крышкой, чтобы облегчить удаление с паром летучих кислот;

· уменьшать время варки овощей, погружая их в кипящую жидкость и не переваривая.

При наличии в варочной среде ионов меди хлорофилл приобретает ярко-зеленую окраску; ионов железа - бурую; ионов олова и алюминия - серую.

При нагревании в щелочной среде хлорофилл, омыляясь, образует хлорофиллин - вещество ярко-зеленого цвета. На этом свойстве хлорофилла основано получение зеленого красителя: любую зелень (ботву, зелень петрушки и др.) измельчают, варят с добавлением питьевой соды и отжимают через ткань хлорофиллиновую пасту.

В процессе тепловой обработки витамины претерпевают значительные изменения.

Витамин С. Овощи являются основным источником витамина С в питании человека. Он хорошо растворим в воде и очень неустойчив при тепловой обработке. Содержится в клетках овощей в трех формах: восстановленной (аскорбиновая кислота), окисленной (дегидроаскорбиновая кислота) и связанной (аскорбиген). Восстановленная и окисленная формы витамина С могут легко переходить одна в другую под действием ферментов (аскорбиназы - в окисленную форму, аскорбинредуктазы - в восстановленную форму). Дегидроаскорбиновая кислота по биологической ценности не уступает аскорбиновой, но гораздо легче разрушается при тепловой обработке. Поэтому при кулинарной обработке стараются инактивировать аскорбиназу, в частности, погружением овощей в кипящую воду.

Окисление витамина С происходит в присутствии кислорода. Интенсивность процесса зависит от температуры нагрева овощей и продолжительности тепловой обработки. Для уменьшения контакта с кислородом овощи варят при закрытой крышке (кроме овощей с зеленой окраской), объем емкости должен соответствовать массе отвариваемых овощей, в случае выкипания нельзя доливать холодную некипяченую воду. Чем быстрее прогреваются овощи при варке, тем меньше разрушается аскорбиновая кислота. Так, при погружении картофеля в холодную воду (при варке) разрушается 35% витамина С, в горячую лишь 7%. Чем длительнее нагрев, тем выше степень окисления витамина С. Поэтому не допускается переваривание продуктов, длительное хранение пищи, нежелателен повторный разогрев готовых блюд.

Ионы металлов, попадающие в варочную среду с водопроводной водой и со стенок посуды, являются катализаторами окисления витамина С. Наибольшим каталитическим действием обладают ионы меди. В кислой среде это действие проявляется в меньшей степени, поэтому нельзя добавлять соду для ускорения развариваемости овощей.

Некоторые вещества, содержащиеся в пищевых продуктах, переходят в отвар и оказывают стабилизирующее действие на витамин С.

К таким веществам относятся белки, аминокислоты, крахмал, витамины - А, Е, В1, пигменты - флавоны, антоцианы, каротиноиды. Например, при варке картофеля в воде потери витамина С составляют около 30%, и при варке в мясном бульоне витамин С практически полностью сохраняется.

Чем больше общее количество аскорбиновой кислоты в продукте, тем лучше сохраняется С-витаминная активность. Этим объясняется тот факт, что в картофеле и капусте витамин С в процессе варки сохраняется лучше осенью, чем весной. Например, при варке неочищенного картофеля осенью степень разрушения витамина С не превышает 10%, весной достигает 25%.

Во время варки аскорбиновая кислота не только разрушается, но и частично переходит в отвар. Поэтому овощные отвары рекомендуется использовать при приготовлении супов и соусов. Для уменьшения потерь витамина С из продуктов желательно промывать квашеную капусту, избегать длительного хранения очищенных овощей в воде.

При жарке овощей потери витамина С меньше, так как слой жира на поверхности продукта уменьшает контакт с кислородом воздуха.

Большие потери витамина С происходят, когда продукты подвергают неоднократным тепловым воздействиям, протирают, взбивают (при изготовлении овощных котлет, запеканок, суфле). Так, в готовых картофельных котлетах остается аскорбиновой кислоты всего 5-7% количества ее в сыром картофеле.

Витамины группы В. При варке они частично переходят в отвар, частично разрушаются. Менее всего устойчив к нагреванию витамин В6. При варке шпината разрушается около 40% его, картофеля - 27-28%.

Тиамина и рибофлавина разрушается при варке овощей около 20%, примерно 40% остатка их переходит в отвар.

Чем больше воды для варки, тем меньше витаминов остается в продукте. Жарка и тушение овощей вызывают разрушение около 40% витамина В1. Горячие рыбные блюда занимают значительное место в ассортименте блюд, приготавливаемых на предприятиях питания. В рыбных блюдах много белков, которые усваиваются легче, чем белки мяса. Мышечная ткань рыбы по сравнению с мясом мягче и нежнее, так как коллаген в соединительно-тканных прослойках рыб менее устойчив к нагреванию и быстрее переходит в глютин.

В зависимости от используемых видов рыб блюда из них содержат различное количество жира. Наибольшее количество жира содержат блюда, приготовленные из осетровой, лососевой рыбы, сельди, кефали, палтуса, камбалы. Маложирными считают блюда из тресковых, щуки, окуня, сазана. Содержание жира необходимо знать, чтобы подобрать к блюдам соответствующие гарнир и соус.

К отличительным свойствам жира рыбы относят его способность легко плавиться и оставаться в жидком виде при довольно низких температурах, поэтому он усваивается гораздо лучше, чем жир говядины или баранины. Благодаря этому рыбные блюда используют также в холодном виде. С жиром рыбы в организм человека поступают ценные непредельные жирные кислоты. В тканях большинства рыб жир распределяется неравномерно. Наибольшую кулинарную ценность представляет рыба с равномерным распределением жира в тканях (лососевые, осетровые). Присутствие жира придает рыбным блюдам большую калорийность и лучшие вкусовые качества.

Рыбные блюда богаты минеральными веществами (натрия, калия, фосфора, йода, серы, хлора, железа, меди и др.), особенно блюда, приготовленные из морской рыбы. В большом количестве в рыбе содержатся витамины D, А, а в некоторых видах рыб — витамины B₂ и В₁₂.

Среди экстрактивных веществ рыб имеются вещества, способствующие возбуждению аппетита.

Разнообразные виды рыб отличаются по вкусовым качествам и содержанию пищевых веществ. Поэтому при приготовлении блюд из рыбы необходимо выбрать способ кулинарной обработки, позволяющий не только приготовить блюдо вкусным, но и сохранить в нем ценные пищевые вещества. В зависимости от способов тепловой обработки рыбные блюда делят на отварные, припущенные, жаренные основным способом, жаренные в большом количестве жира, тушеные, запеченные.

В процессе тепловой обработки рыба подвергается сложным физико-химическим изменениям. При варке и жарке рыбы происходят свертывание белков, изменение белка коллагена, жира, витаминов и экстрактивныхвеществ,выделение воды,изменение массы и объема рыбы. В результате тепловой обработки возрастает усвояемость рыбы, размягчаются тканевые волокна и погибают бактерии, которыми могут быть обсеменены рыбные полуфабрикаты. В осетровой рыбе иногда могут остаться споры болезнетворных бактерий и выделяемые ими вред­ные вещества—токсины. Поэтому необходимо внимательно следить за тепловым процессом и полным доведением рыбы до готовности.

Рыба содержит белки альбумины, растворимые в воде, глобулины, растворимые в растворах солей, а также сложные фосфорсодержащие белки, которые при нагревании до 35°С начинают свертываться (денатурировать). Этот процесс заканчивается при достижении 65 °С. Свернувшиеся белки в виде светлой пены появляются на по­верхности при варке рыбы. В рыбе содержится от 1,6 до 5,1 % коллагена, из которого почти полностью состоит ее соединительная ткань. Коллагенрыбы менее устойчив, чем коллаген мяса. При температуре 40°С происходят его свертывание и переход в глютин, который представ­ляет собой клейкое вещество, легкорастворимое в горячей воде, благодаря чему насыщенные рыбные бульоны при застывании образуют желе. Глютин рыбы может удерживать воду в большей степени, чем глютин мяса, поэтому рыба при тепловой обработке теряет в массе меньше, чем мясо. При варке рыбы уплотняются белки миофибрилл, в результате чего уменьшаются объем и масса рыбы.

Изменение в массе рыбы составляет 18—20%, т.е. вдвое меньше, чем у мяса крупного рогатого скота. Глав­ную часть этих потерь составляет вода, отделяемая бел­ками. При варке и жарке потери массы почти одинако­вые, разница составляет 1—2% в ту или иную сторону. Масса кусков рыбы в панировке изменяется меньше, чем нелакированных. При жарке в поле инфракрасного излучения уменьшаются потери массы за счет сокращения времени тепловой обработки.

Общее количество растворимых веществ, переходящих из рыбы в бульон, составляет 1,5—2 % ее массы, в том числе экстрактивных и минеральных веществ — 0,3—0,5 %. Экстрактивные вещества при варке переходят в отвар, придавая бульонам хороший вкус и способность возбуждать аппетит.

Жир, содержащийся в рыбе, частично теряется при тепловой обработке,всплывая на поверхность бульона и эмульгируя. Поскольку варку и припускание производят без кипения (при 85—90 °С), количество эмульгиро ванного жира в бульоне незначительно.

Горячие рыбные блюда приготавливают в соусном цехе. Для этого используют кастрюли, сотейники, рыбные котлы удлиненной формы, в которых варят и припускают рыбу, противни, сковороды, фритюрницы для жарки, порционные сковороды для запекания, различный инвентарь в виде лопаток, дуршлагов, поварских игл и т. д.

Отпускают рыбные блюда на подогретых мелких тарелках, круглых металлических или овальных блюдах, порционных сковородах. Температура подачи горячих блюд должна быть не ниже 65 °С. Количество рыбы на порцию — 75, 100 или 125 г.