Изменение физико-химических свойств мяса при тепловой обработке

        1.2.2.2 Физико-химические изменения жиров при жарке во фритюре 
 
При термическом окислении жиров в процессе фритюрной жарки 
происходит быстрое образование и распад перекисей, о чем свидетельствует скачкообразное изменение перекисного числа. Циклические перекиси могут распадаться с образованием двух соединений с укороченной цепью (альдегид и альдегидо-кислота), которые при дальнейшем окислении могут образовывать соответственно одноосновную и двухосновную кислоты: Вода, попадающая в жир из обжариваемого продукта, не только испаряется, унося с собой летучие продукты распада, но и способствуют гидролизу жира. В результате накопления свободных жирных кислот кислотное число жира непрерывно увеличивается, причем не только вследствие гидролиза, но и за счет образования низкомолекулярных кислот при расщеплении перекисей. В то время как кислотное число фритюра по мере нагревания непрерывно возрастает, температура дымообразования почти линейно снижается. Это приводит к усилению выделения дыма по мере увеличения продолжительности нагревания. Вследствие увеличения содержания соединений с сопряженными двойными связями, образующимися при изомеризации, возрастает оптическая плотность жира при длине волны (232 – 234) нм. Йодное число уменьшается как вследствие окислительных реакций по месту двойных связей, так и за счет накопления высокомолекулярных веществ, поскольку оксикислоты, дикарбонильные вещества и соединения с сопряженными двойными связями способны к реакциям полимеризации и поликонденсации. О накоплении полимеров свидетельствует увеличение вязкости. При термическом окислении наряду с циклическими полимерами образуются циклические мономеры.

Один из основных факторов, влияющих на скорость химических изменений фритюрного жира, - температура, повышение которой ускоряет гидролиз, а также гидролитические и окислительные процессы. Так при 200⁰С гидролиз жира протекает в 2,5 раза быстрее, чем при 180⁰С. при температурах свыше 200⁰С помимо пиролиза заметно ускоряется нежелательные процессы полимеризации.

Другим фактором является контакт жира с кислородом воздуха, без доступа которого даже длительное нагревание при (180 – 190)⁰С не вызывает заметных окислительных изменений жира. Увеличению контакта с воздухом способствуют нагревание жира тонким слоем, жарка продуктов пористой структуры, сильное вспенивание и перемешивание жира.  
Большое значение имеет присутствие в жире катализаторов  
или инициаторов окисления, увеличивающих скорость окислитель- 
ных процессов. К ним относятся хлорофилл и металлы перемен- 
ной валентности (Fе, Сu, Мn, Со и др.).

          1.2.4 Нагрев в печи СВЧ (микроволновки)

По своим результатам  этот быстрый способ тепловой обработки  близок к припусканию продукта. Используется и для быстрого разогревания пищи. Недавно возникшая тепловая обработка  продуктов в печах СВЧ (микроволновках) внесла существенный вклад в международную (интернациональную, мировую) кулинарию, но (пока) никакого отношения к традиционным национальным кухням не имеет. Приготовленные в печи СВЧ продукты совершенно безвредны, но неизбежно частично излучающиеся из работающей печи в окружающее пространство электромагнитные волны СВЧ-диапазона (с длиной волны около 15-20 сантиметров) весьма вредны для находящихся неподалёку людей и животных. [8].

Нормативы отходов и потерь сырья  при механической и тепловой обработках были разработаны Научно-исследовательским  институтом общественного питания,  утвержденные Министерством торговли СССР ,и опубликованы в Сборнике рецептур блюд и кулинарных изделий для предприятий общественного питания.

 1.2.5 Тепловая обработка овощей

Овощные блюда имеют высокую  пищевую ценность благодаря большому содержанию в них витаминов, минеральных  веществ, углеводов. Их вкусовые и красящие вещества способствуют возбуждению  аппетита, клетчатка и пектиновые вещества улучшают процесс пищеварения. В блюда из овощей входят также  вещества, обладающие бактерицидными и дезинфицирующими свойствами (фитонциды  и дубильные вещества).

В процессе тепловой обработки  изменяются внешний вид, цвет, вкус, консистенция, масса и структура  овощей, понижается их пищевая ценность за счет частичной потери ряда веществ, повышается усвояемость. В связи  с этим соблюдение технологии и режимов  приготовления овощных блюд в  детском питании имеет особо  важное значение для сохранения их пищевой ценности и внешнего вида. Вещества, содержащиеся в овощах, при тепловой обработке подвергаются следующим изменениям:

1. Водорастворимый витамин С (аскорбиновая кислота) легко разрушается. Для его сохранения овощи при варке закладывают в кипящую воду, так как при этом разлагаются ферменты, ускоряющие окисление витамина. Используемая посуда должна быть из неокисляющегося металла (лучше всего из нержавеющей стали) нужного объема. Ее обязательно закрывают крышкой, чтобы не поступал кислород воздуха, способствующий окислительным процессам. Овощи нельзя подвергать тепловой обработке дольше установленных для них сроков (табл. 6), разваривать. Овощные блюда и гарниры следует готовить по мере спроса, длительно хранить их в горячем виде не рекомендуется. Витамин С лучше сохраняется в овощах при варке на пару и жарке, чем при варке в воде. Другие витамины при тепловой обработке мало изменяются, водорастворимые - переходят в отвар.

2. Минеральные вещества  также частично теряются, переходя  в отвар. Чтобы их сохранить  при варке, в воду сначала  добавляют соль, затем закладывают  очищенные овощи. При варке  неочищенных овощей, варке на  пару и припускании потери минеральных веществ значительно сокращаются.

3. Крахмал при нагревании  до температуры 55-70° С связывает воду, содержащуюся в овощах, и клейстеризуется. При дальнейшем нагревании до температуры выше 110° С, в процессе жарки крахмал распадается с образованием декстринов, окрашенных в светло-кремовый цвет. Этим объясняется появление румяной корочки на овощах при жарке и запекании, чему способствует также процесс карамелизации сахара, содержащегося в овощах (при нагревании сахар распадается, образуя продукты темно-коричнегово цвета).

Клетки сырых овощей соединяются  веществом - протопектином, который  при тепловой обработке переходит  в растворимый пектин, благодаря  чему нарушается межклеточная связь, размягчается ткань овощей. Этот процесс замедляется  в присутствии кислоты. Устойчивость протопектина в различных овощах не одинакова. От этого зависит и  время их готовности при тепловой обработке

. 4. Цвет различных овощей  определяется содержащимися в  них красящими веществами - пигментами. В зеленых овощах при тепловой  обработке хлорофилл, соединяясь  с кислотами клеточного сока, превращается в вещество бурого  цвета. Поэтому зеленый горошек,  капусту, шпинат, стручки фасоли  варят, закладывая в сильно  кипящую воду, не закрывая крышкой,  чтобы с паром удалились летучие  кислоты и цвет овощей не  изменился. 

При тепловой обработке свеклы добавляют лимонную кислоту, так  как пигмент антоциан, придающий  красный цвет, хорошо сохраняется  в кислой среде.

Картофель, капуста и другие овощи бело-кремового цвета, содержащие красящие вещества флавоны, в процессе варки (гидролиз) становятся желтыми. При  использовании железной посуды овощи  темнеют, так как флавоны, соединяясь с железом, окрашиваются в темный цвет.

Пигменты каратиноиды (каротин, ликопин и др.) оранжевого, желтого и красного цвета, содержащиеся в моркови, тыкве, перце, помидорах, устойчивы к тепловой обработке, сохраняют цвет, растворяются только в жире. Поэтому в процессе пассерования моркови жир окрашивается в оранжевый цвет.

5. Растворимые белки при  варке переходят в отвар, свертываются, всплывая на поверхности в  виде пены. (Овощные отвары, содержащие  ценные вещества, используют для  приготовления супов и соусов).

6. В результате потери  питательных веществ и влаги  при тепловой обработке масса  овощей уменьшается, в зависимости  от их вида, степени измельчения, способа тепловой обработки. 

1.2.5.1 Физико – химические процессы, происходящие при тепловой кулинарной обработке овощей и плодов

При тепловой обработке происходит размягчение овощей, изменение массы, изменение цвета, пищевой ценности, изменение активности ферментов. При  тепловой обработке в начальный период нагревания активизируются ферменты (до (40 – 50)⁰С) при этом происходит изменение основных пищевых веществ продуктов. При дальнейшем нагревании ферменты инактивируются (50-70)⁰С, цитоплазма и мембраны разрушаются, компоненты клеточного сока и других структурных элементов клетки смешиваются. 
 
Размягчение овощей частично обусловлено деструкцией клеточных стенок, но при этом клеточные стенки сохраняют свою целостность, кроме того и при последующей механической обработке (протирании) не разрушаются. Это объясняется прочностью и эластичностью оболочек клеточных стенок. При протирании ткань разрушается по срединным пластинкам. Основным изменениям подвергаются пектиновые вещества и гемицеллюлозы, а также структурный белок экстенсин, целлюлоза в процессе тепловой обработки лишь набухает. Изменение механической прочности овощей при тепловой обработке зависит от степени деструкции полисахаридов клеточных стенок и растворимости продуктов деструкции.

 Деструкция протопектина  и гемицеллюлоз. При тепловой обработке происходит расщепление протопектина и гемицеллюлоз, образование веществ с меньшей молекулярной массой, растворимых в воде. Процесс расщепления протопектина и гемицеллюлозы зависит  
от строения пектиновых веществ и гемицеллюлозы, от рН среды, от воздействия фермента пектинметилэстеразы. Механизм деструкции клеточных стенок различных овощей и плодов определяется прежде всего степенью этерификации полигалактуроновой кислоты в протопектине. Высокометоксилированные пектиновые вещества, содержащие незначительное количество свободных остатков галактуроновой кислоты подвергаются гидролизу легче, чем низкометаксилированные.

В процессе деструкции высокоэтерифицированных продуктов обязательно присутствие воды, поэтому овощи имеющие степень этерификации выше 60% жарить не рекомендуется, так как при жарке влага испаряется. Деструкция гемицеллюлозы происходит при температуре (70 – 90) ⁰ С и выше с образованием растворимых продуктов.  
Деструкция структурного белка клеточных стенок экстенсина начинается при температуре 50⁰С происходит с высвобождением оксипролина, при этом уменьшается механическая прочность растительной ткани.

Деструкция протопектина идет тремя путями: разрушение солевых  мостиков у низкоэтерифицированного пектина; распад водородных связей между этерифицированными остатками галактуроновой кислоты; гидролиз гликозидных связей в цепи протопектина.

Распад водородных связей между этерифицированными остатками галактуроновой кислоты возможен при наличии определенного количества влаги.Солевые мостики разрушаются в результате ионообменной реакции. Для прохождения этой реакции необходимы ионы одновалентных металлов и осадители кальция и магния (щавелевая кислота, фитиновая, лимонная,  
растворимый пектин), которые содержатся в клеточном соке и после т.о. могут участвовать в этих реакциях после разрушения мембран растительных клеток. Гидролиз гликозидных связей происходит при наличии воды, с повышением температуры легче подвергается гидролизу высокометоксилированный пектин. Интенсивность гидролитического расщепления зависит от рН среды. Продукты деструкции пектиновых веществ имеют разную способность к растворению: пектовая кислота - нерастворима или слаборастворима, пектиновая кислота - растворима в воде, а метоксилированные и ионизированные остатки полигалактуроновой кислоты легко растворимы в воде.

 Продолжительность тепловой обработки овощей и плодов зависит от свойств самого продукта, способа тепловой обработки, степени измельчения продукта, температурного режима обработки, рН среды, строения пектиновых веществ, гемицеллюлозы, экстенсина, от наличия в клеточном соке органических кислот и их солей с катионами щелочных металлов, которые участвуют в ионообменных реакциях расщепления хелатных связей протопектина (Са-осадительная способность сока, которая определяется содержанием органических кислот и их солей).

Продолжительность тепловой обработки зависит от технологических  факторов. Способы тепловой обработки, способы нарезки  
влияют на доведение до кулинарной готовности. С повышением температуры варочной среды степень деструкции протопектина, гемицеллюлоз и зкстенсина возрастает, при этом овощи и плоды быстрее достигают кулинарной готовности. Необходимо учитывать, что при температуре (50-80)⁰С активность ферментов пектинметилэстераз, которые действуют на этерифицированные связи, повышается. Если овощи выдерживать некоторое время при таких температурах, то их размягчение затрудняется. Следовательно нельзя добавлять холодную воду при варке, т.к. увеличится продолжительность тепловой обработки.

Реакция среды. Щелочная среда  размягчает овощи при тепловой об 
работке, так как вызывает деэтерификацию пектиновых веществ с образо- 
ванием растворимых продуктов, но в такой среде разрушаются витамины и  
прежде всего витамин С. Подкисление среды (рН=(5,7-4,15)) сопровождается упрочнением пектинового каркаса и увеличением продолжительности варки, при дальнейшем подкислении среды структура протопектина ослабевает, происходит гидролиз гликозидных связей в цепи пектиновых веществ и образуются растворимые продукты деструкции.