Технологические принципы производства продукции общественного питания

 

Масса жира изменяется даже при его холостом нагреве. В начальной  стадии нагрева она может возрастать за счет присоединения к жиру кислорода. При дальнейшем нагревании вследствие пиролиза и окислительной деструкции жира образуются летучие вещества, выделение которых уменьшает  массу фритюра. При загрузке продукта в нагретый жир с парами воды уносятся не только летучие вещества, но и  нерасщепленные триглицериды.

 

Таким образом, при любом  способе жарки, помимо поглощения и  адсорбции жира продуктами, всегда имеют место его потери, так  называемый угар. Угар жира происходит вследствие его разбрызгивания, удаления с парами воды, а также разложения в результате пиролиза и окислительной  деструкции.

 

Влияние жарки на пищевую  ценность жира

 

При жарке пищевая ценность жира снижается вследствие уменьшения содержания в нем жирорастворимых  витаминов, незаменимых жирных кислот, фосфатидов и других биологически активных веществ, а также за счет образования  в них неусвояемых компонентов  и токсических веществ.

 

Уменьшение содержания витаминов  и фосфатидов происходит при любом  способе жарки, тогда как содержание незаменимых жирных кислот существенно  снижается лишь при длительном нагревании при условиях фритюрной жарки. Особенно значительны потери незаменимых  жирных кислот в высоконенасыщенных жирах.

 

При длительном нагревании в  жирах образуются высокополимерные вещества, которые не усваиваются  организмом. Жир, йодное число которого снизилось хотя бы на 5%, усваивается  значительно хуже.

 

Токсичность гретых жиров  связана с образованием в них  циклических мономеров и димеров. Эти вещества образуются из полиненасыщенных жирных кислот при температурах свыше 200 °С. При правильных режимах жарки  они появляются в фри-тюрных жирах  в очень небольших количествах. Токсичность этих веществ проявляется  при большом содержании их в рационе.

 

Продукты окисления жира, раздражая кишечник и оказывая послабляющее действие, ухудшают усвояемость не только самого жира, но и употребляемых  вместе с ним продуктов. Отрицательное  действие термически окисленных жиров  может проявляться при их взаимодействии с другими веществами. Так, они  могут вступать в реакцию с  белками, ухудшая их усвояемость, а  также частично или полностью  инактивировать некоторые ферменты и разрушать многие витамины.

 

Качество фритюрных жиров  необходимо периодически контролировать в процессе их использования.

 

Институт питания АМН  СССР установил предельно допустимую норму содержания продуктов окисления  и полимеризации в фритюрных  жирах, равную 1%.

 

Изменения углеводов

 

Физико-химические и биохимические  изменения, происходящие с углеводами в процессе технологической обработки  продуктов, существенно влияют на качество готовых изделий.

 

Ниже рассматриваются  изменения Сахаров и крахмала на разных стадиях обработки продуктов. Изменения таких полисахаридов, как клетчатка, гемицеллюлозы и  пектиновые вещества, содержащихся в  растительных продуктах.

 

Изменения сахаров

 

В процессе технологической  обработки пищевых продуктов  сахара могут подвергаться кислотному и ферментативному гидролизу, а  также глубоким изменениям, связанным  с образованием окрашенных веществ (карамелей и меланоидинов). Изменения  Сахаров в процессе брожения рассмотрены  в разделе пятом.

 

Гидролиз дисахаридов. При  нагревании дисахариды под действием  кислот или в присутствии ферментов  распадаются на составляющие их моносахариды. Сахароза в водных растворах под  влиянием кислот присоединяет молекулу воды и расщепляется на равные количества глюкозы и фруктозы. При этом ион  водорода кислоты действует как  катализатор. Полученная смесь глюкозы  и фруктозы вращает плоскость  поляризации не вправо, как сахароза, а влево. Такое преобразование правовращающей сахарозы в левовращающую смесь  моносахаридов называется инверсией, а эквимолекулярная смесь глюкозы  и фруктозы – инвертным сахаром. Последний имеет более сладкий вкус, чем сахароза. Инвертный сахар образуется, например, при варке киселей, компотов, запекании яблок с сахаром.

 

Степень инверсии сахарозы зависит  от продолжительности тепловой обработки, а также вида и концентрации содержащейся в продукте кислоты. Наибольшей инверсионной способностью обладает щавелевая кислота, в 10 раз меньшей, чем щавелевая, –  лимонная, в 15 – яблочная, в 17 – молочная, в 35 – янтарная и в 45 раз меньшей  – уксусная кислота.

 

Если готовить сахарные сиропы высокой концентрации (для помад) в присутствии кислоты или  фермента инвертазы, то из сахарозы образуются не только глюкоза и фруктоза, но и продукты их изменения. В сиропе при получении инвертного сахара в присутствии фермента инвертазы  обнаруживаются соединения фруктозы с  сахарозой (кестоза), которые предохраняют сироп от засахаривания. Сироп, полученный в результате кислотного гидролиза  сахарозы, засахаривается быстрее, чем  сироп, приготовленный с инвертазой.

 

Карамелизация. Нагревание Сахаров  при температурах, превышающих 100 °С, в слабокислой и нейтральной  средах приводит к образованию сложной  смеси продуктов, свойства и состав которой изменяются в зависимости  от степени воздействия среды, вида и концентрации сахара, условий нагревания и т.д.

 

Наиболее изучен механизм превращения глюкозы. Нагревание пюкозы в слабокислой и нейтральной  средах вызывает дегидратацию сахара с выделением одной или двух молекул  воды. Ангидриды Сахаров могут  соединяться друг с другом или  с неизмененным сахаром и образовывать так называемые продукты реверсии (конденсации). Под продуктами реверсии, образующимися  при разложении Сахаров, понимают соединения с большим числом глю-козных единиц в молекуле, чем у исходною сахара.

 

Последующее тепловое воздействие  вызывает выделение третьей молекулы воды с образованием оксиметилфурфурола, который при дальнейшем нагревании может распадаться с разрушением  У1леводного скелета и образованием муравьиной и левулиновой кислот или образовывать конденсированные (окрашенные) соединения.

 

Промежуточным продуктом  при образовании левулиновой  кислоты из оксиметилфурфурола может  быть б-оксилевулиновый альдегид.

 

Вода, присутствующая в растворах  Сахаров, способствует их необратимым  изменениям. Уменьшение свободной воды при реакции разложения приводит к появлению значительных количеств  продуктов реверсии (конденсации).

 

По мере нагревания сухой  сахарозы отщепляется все больше молекул воды, в результате чего образуется большое количество продуктов  разложения, в том числе производных  фурфурола, альдегидов, акролеина, двуокиси углерода, смеси ангидридов.

 

При отщеплении от молекул  сахарозы двух молекул воды образуется карамелан (С12Н18О9) – вещество светло-соломенного  цвета, растворяющееся в холодной воде. При отщеплении от трех молекул сахарозы восьми молекул воды образуется карамелей (С36Н50О2^), имеющий ярко-коричневый цвет с рубиновым оттенком. Карамелей  растворяется в холодной и кипящей  воде. Более сильное обезвоживание  нагреваемой массы приводит к  образованию темно-коричневого вещества – карамелина (С24НзоО15), которое  растворяется только в кипящей воде. При длительном нагревании образуются гуминовые вещества, растворимые  только в щелочах.

 

Продукты карамелизации  сахарозы являются смесью веществ различной  степени полимеризации, поэтому  деление их на караме-лен, карамелан, карамелин условное; все эти вещества можно получить одновременно. Отсюда состав различных продуктов карамелизации  сахарозы выражают формулой С, «(Н2О)». Под влиянием пиролиза у них меняется отношение т: п–от 1,09 (у сахарозы) до 3,0. По достижении значения 1,3 продукты карамелизации Сахаров приобретают  цвет. Некоторые продукты распада  обладают повышенной люминесценцией, а иногда и горьким вкусом. Свойства красящих веществ, образующихся из сахарозы или гексоз, не зависят от вида сахара, из которого они получены.

 

Продукты карамелизации  сахарозы могут образовывать соли и  комплексные соединения с железом  и некоторыми другими металлами. Подобно сахарам они реагируют  с аминокислотами и обладают редуцирующей способностью.

 

В процессе производства кулинарных и кондитерских изделий, содержащих сахара, все перечисленные изменения  могут протекать одновременно, а  конечный продукт может представлять собой смесь веществ. Состав этой смеси зависит от многих факторов, основной из которых – термоустойчивость  Сахаров.

 

Нагревание 4–0-замещенных производных  глюкозы, таких, как мальтоза, лактоза, до высокой температуры (карамелизация) приводит к появлению веществ, влияющих на образование аромата. К таким  соединениям относится мальтол. При наличии аминокислот это  вещество образуется в большем количестве. Мальтол усиливает сладкий вкус, поэтому его применяют при  производстве кондитерских изделий, а  также в составе подслащивающих веществ, заменяющих сахар. Для ароматизации используют и метил-циклопентанолы с преобладающим сладким (лакричным) вкусом.

 

В процессе карамелизации  образуются и другие компоненты с  подобными свойствами.

 

Меланоидинообразование. (При  взаимодействии альдегидных групп  альдосахаров с аминогруппами белков, аминокислот образуются различные  карбонильные соединения и темноокрашенные  продукты – меланоидины. Реакция  впервые была описана в 1912 г. Майаром  и была названа по фамилии ее автора. /

 

/Наиболее известен механизм  реакций, предложенный"Хеджем (рис. 8). На схеме показаны семь основных  типов реакций, которые можно  подразделить на три последовательно  протекающие стадии.

 

Начальная стадия – образование  бесцветных соединений, не поглощающих  свет: А – сахароаминная реакция, Б – перегруппировка Амадори  и образование 1-амино-1-дезокси-2-кетозы в% 1,2 – енольной форме. Эти стадии реакции невозможно обнаружить измерением оптической плотности в видимой  и УФ-областях спектра.

 

Промежуточная стадия – образование  бесцветных и слабожелтых продуктов. Еще до появления видимой цветности  они сильно поглошают свет в ультрафиолетовой области спектра: В-дегидратация Сахаров; Г – разложение Сахаров; Д –  разложение аминокислот (по Штрекеру).

 

Конечная стадия характеризуется  интенсивным нарастанием цветности: Е – альдольная конденсация (реакция  конденсации

 

В результате реакции образуются также ароматические вкусовые вещества, причем по сравнению с реакцией карамелизации- в данном случае преобладают летучие  компоненты, сильно влияющие на аромат.

 

Сахароаминная конденсация (взаимодействие Сахаров с аминокислотами с образованием N-гликозидов) – обратимая  реакция, которая протекает при  соотношении сахара и свободных  аминогрупп 1:1. Енаминол – форма N-гликозида  – далее может реагировать  в двух направлениях. Первое направление  – перегруппировка Амадори. В  процессе нагревания или длительного  хранения в N-гликозиде самопроизвольно  происходит перемещение еноль-ного водорода к атому углерода с образованием двойной связи между первым и  вторым атомами углерода и возникновение  енольной формы 1-амино-1-дезокси-2-кетозы. Вначале образуется 2,3 – ендиол, а после отщепления амина –  а-, |} – дикарбонильные соединения и  редуктоны.

 

Блокирование в N-замещенных альдозиламинах ОН-группы у второго  атома углерода исключает возможность  перегруппировки Амадори, а следовательно, и образования цветности (поко-ричневения). Поэтому считается, что указанная  перегруппировка является необходимым  этапом реакции.

 

Реакционноспособные а- и ^-ненасыщенные кетоны могут либо полимеризовываться в высокомолекулярные коричнево-черные меланоидины, либо расщепляться на простые  летучие ароматообра-зующие вещества (метилглиоксаль, диацетил, ацетон и  ацеталь-дегид). Они или непосредственно  влияют на аромат, или вторично вступают в реакции с аминами до образования  меланоидинов.

 

Второе направление реакции  – образование дезоксиозонов  через элиминирование гидроксильных  групп у третьего углеродного  атома.

 

Дезоксиозоны при отщеплении воды замыкаются в. кольцо с образованием фурфурола (пентоза) и 5-оксиметилфур-%фурола (гексоза). Одновременно в процессе расщепления амин-ного компонента появляются вещества, участвующие в образовании  аромата.

 

Большая часть реакций, представленных на рис. 9, в основном касается компонентов  сахара и может быть осуществлена при отсутствии аминов. Это указывает  на определенную связь между реакцией карамелизации и меланоидинообразования.

 

Общей для структурных  соединений, образующихся в результате реакции Майара, является группа СН3–С = С – СО –.I I ОН

 

Соединения, содержащие эту  группу, обнаружены в пищевых продуктах, подвергшихся обжариванию (хлеб, кофе, какао, солод), при котором под  воздействием высоких температур происходит неферментативное потемнение.

 

При термическом воздействии  аромат образуется вследствие расщепления  аминокислот по Штрекеру – процесс  окислительного дезаминирования и  декарбоксилирования аминокислот  в альдегид (или кетон), содержащий на один. атом углерода меньше, чем исходная аминокислота.

 

Реакция протекает через  легко декарбоксилирующееся Шиф-фово основание, а образующийся при этом енаминол полимеризуется в меланоидины  или распадается на ацетальдегид и аминоацетон. Оба вещества, имея активную карбонильную группу, могут вновь вступать в реакцию меланоидинообразования.

 

Альдегиды, полученные из аминокислот, являются эффективными ароматообразующими веществами, незначительной концентрации которых достаточно для ощущения аромата. Так, лейцин превращается в 2-метилбутаналь; метионин-метиональ, изолей-цин –  в 3-метилбутаналь; фенилаланин –  в фенилэтаналь. При наличии аминокислотных альдегидов значительно расширяется  количество веществ, образующихся при  реакции Майара.

 

Недостаточно изучены  труднолетучие (например, горькие) вещества реакции Майара, а также сложные  по структуре вещества с солодовым, карамелеобразным, хлебоподобным, горьким  или «пригорелым» ароматом.