Изменение цвета продуктов при кулинарной обработке

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 — представлять собой смесь веществ. Состав этой смеси зависит от многих факторов, основной из которых — термоустойчивость сахаров[8].

На конечной стадии меланоидинообразования наблюдается сложное сочетание различных реакций полимеризации, приводящих к образованию как растворимых, так и нерастворимых (на последних этапах) красящих веществ, являющихся ненасыщенными флюоресцирующими полимерами. Продукты реакций меланоидинообразования оказывают различное влияние на органолептические свойства готовых изделии заметно улучшают качество жареного и тушеного мяса, котлет, но ухудшают вкус, цвет и запах бульонных кубиков, мясных экстрактов и других концентратов[9].

Чем выше интенсивность образования коричневой окраски, тем ниже пищевая ценность белковых продуктов. В результате теряется от 20 до 50%  свободных аминокислот, причем с увеличением продолжительности нагревания эти потери возрастают.

В овощах темная окраска различной интенсивности образуется в зависимости от присутствия тех или иных аминокислот и сахаров.

Считается весьма перспективным использование меланоидиновых препаратов для имитации цвета, вкуса и запаха жареных продуктов, так как это позволяет исключить процессы жарки.

Изучение реакции меланоидинообразования позволило улучшить технологический процесс изготовления некоторых пищевых продуктов, Так, для улучшения вкусовых свойств пива вместо жженого солода рекомендуется препарат из солодовых ростков. Получен также препарат, напоминающий по цвету и запаху порошок из сушеных грибов[10].

Образование темноокрашенных веществ при хранении очищенного картофеля может происходить в результате окисления и другого вещества фенольной природы — хлорогеновой кислоты. Кроме того, хиноны, образующиеся из хлорогеновой кислоты, могут соединяться с аминокислотами, белками и образовывать окрашенные соединения более темные, чем собственно продукты окисления этой кислоты.

Полифенолы сосредоточены в вакуолях растительной клетки и отделены от цитоплазмы, содержащей ферменты, тонопластом, поэтому в здоровых, неповрежденных клетках полифенолы не окисляются до меланинов и других темноокрашенных соединений. В этом случае через тонопласт в цитоплазму поступает строго ограниченное количество полифенолов, необходимое для протекания определенных физиологических процессов в тканях картофеля. При этом полифенолы окисляются до СО2 и Н2О, а часть промежуточных продуктов окисления восстанавливается с помощью соответствующих ферментов (дегидрогеназ) до исходных соединений.

При повреждении клеток, что имеет место при очистке и нарезке картофеля, тонопласт разрывается, клеточный сок смешивается с цитоплазмой, в результате чего полифенолы подвергаются необратимому ферментативному окислению до образования темноокрашенных продуктов.

Скорость потемнения картофеля различных сортов неодинакова. Например, после ручной очистки клубни таких сортов, как Ранняя роза, Северная роза, Передовик, и некоторых других приобретали коричневую окраску через 0,5 ч хранения на воздухе, а окраска клубней сортов Лорх, Эпрон, Берлихинген в течение этого же времени не изменилась. Скорость потемнения обычно связывают с активностью полифенолоксидазы: чем она выше, тем быстрее темнеет мякоть картофеля.

После машинной очистки резких различий в склонности к потемнению у тех или иных сортов картофеля не наблюдается. Через 10—12 мин хранения очищенные клубни всех сортов приобретают коричневую окраску. После углубленной машинной очистки потемнение клубней наблюдается уже по прошествии 3—4 мин хранения их на воздухе. Относительно быстрое потемнение клубней, обработанных в очистительных машинах, объясняется довольно сильным повреждением поверхностного слоя клеток.

Для предохранения от потемнения картофель хранят обычно в воде, предотвращая тем самым соприкосновение клубней с кислородом воздуха[11].

Пигменты, содержащиеся в жире (каротиноиды, хлорофилл, госсипол и др.), легко разрушаются под действием нагрева, вследствие чего в начале нагревания цвет жира несколько светлеет, а по мере дальнейшего нагревания начинает темнеть до цвета крепкого кофе.

Причин потемнения жира несколько. Одна из них — загрязнение жира веществами пирогенетического распада, образующимися при обугливании мелких частиц обжариваемых продуктов.

Другая причина потемнения жира — реакции меланоидино-образования и карамелизации . Источником аминных групп, участвующих в первой из них, могут служить обжариваемые продукты, а при использовании для фритюра нерафинированных масел — и входящие в них фосфатиды. Поэтому цвет рафинированных масел, из которых удалены фосфатиды и другие посторонние вещества, изменяется значительно медленнее. Так, при 20-часовой жарке пирожков цвет рафинированного масла изменился незначительно, а нерафинированное за это же время потемнело.

Следующая причина появления темной окраски — накопление темноокрашенных продуктов окисления самого жира. Известно, например, что две стоящие рядом карбонильные группы (—СО—СО—) обусловливают появление окраски у соединений, в состав которых они входят. Такие соединения легко вступают в реакции конденсации, что приводит к дальнейшему усилению окраски.

И, наконец, еще одна причина потемнения жиров — это присутствие в некоторых из них хромогенов (слабоокрашенных или бесцветных веществ). При окислении и действии других факторов хромогены интенсивно окрашиваются.

Чистые неокисленные триглицериды не имеют вкуса и запаха. Однако в процессе фритюрной жарки образуются летучие вещества (вещества с укороченной цепью), которых в гретых фритюрных жирах обнаружено свыше 220 видов. Некоторые из них придают определенный запах обжариваемым продуктам и самому жиру. Например, карбонильные производные, содержащие 4, 6, 10 или 12 атомов углерода, придают фритюру приятный запах жареного, тогда как карбонильные компоненты, содержащие 3, 5 или 7 атомов углерода, отрицательно влияют на запах фритюра.

Добавочное количество компонентов, имеющих запах, образуется при взаимодействии аминокислот (особенно метионина) и белков обжариваемого продукта с фритюром.

При длительном использовании для фритюрной жарки жир приобретает темную окраску и одновременно жгуче-горький вкус. Кроме того, у него появляется едкий запах горелого. Объясняется это в основном присутствием в нем акролеина (СН2 = СН—СНО), содержание которого в жире возрастает по мере снижения температуры дымообразования. Горький вкус и запах горелого обусловлены в основном продуктами пирогенетического распада пищевых продуктов. Меланоидины также влияют на вкус и запах нагретого фритюрного жира.

Накопление в жире полярных поверхностно-активных соединений (например, оксикислот) и возрастающая вязкость вызывают образование интенсивной и стойкой пены при загрузке продукта в жир. Это в свою очередь может привести к перебрасыванию жира через край посуды и его воспламенению. Таким образом, сильное вспенивание и уменьшение температуры дымообразования (ниже 190°С) делают жир непригодным для жарки.

Между органолептическими и физико-химическими показателями фритюрного жира не существует определенной зависимости, так как изменения тех или других обусловлены множеством факторов, не связанных между собой. При обжаривании влажных продуктов, богатых белком (мясо, рыба, птица), потемнение жира происходит быстрее, чем существенное изменение его химических показателей. Если же в продукте мало белка и много крахмала, фритюр, несмотря на значительные окислительные изменения, продолжительное время остается светлым. Иногда в жире, совершенно непригодном по органолептическим показателям к дальнейшему использованию, обнаруживаются незначительные окислительные изменения, и наоборот, вкус и цвет жира могут быть удовлетворительными, а его физико-химические показатели свидетельствуют о сильной окисленности. В первом случае решение о дальнейшей пищевой пригодности жира выносится по органолептическим показателям, во втором — по физико-химическим[12].

Окраска обусловлена наличием в растительной ткани пигментов. Цвет зеленых овощей и плодов обусловлен хлорофиллом, в основном хлорофиллом А, который под действием температуры и  Н+ переходит в феофитин, овощи буреют после тепловой обработки. Органические кислоты содержатся в клеточном соке и отделены от хлорофилла мембранами. Кроме того хлорофилл находится в комплексе с белками и липидами (в хлоропластах, он защищен этими веществами от внешних воздействий). Взаимодействие органических кислот и хлорофилла в сырых овощах наблюдается лишь при нарушении целостности клеток паренхимной ткани. Изменение окраски  зависит от длительности тепловой обработки и количества органических кислот.     В свекле окраска представлена двумя видами пигментов: красные (бетацианины) и желтые (бетаксантины). На долю бетацианинов приходится 95 % всех  пигментов. Основной красный  пигмент бетанин и желтый вульгоксантин. При тепловой обработке бетанин разрушается на 50%  при  хранении  частично восстанавливается. Разрушение зависит от температуры, концентрации пигмента, РН среды, контакта с кислородом, ионами металлов. Желтый пигмент свеклы очень неустойчив и быстро разрушается, поэтому на окраску практически не влияет. Бетанин может восстанавливаться при хранении в охлажденном состоянии.

Картофель, капуста белокочанная, лук репчатый, яблоки и т.д. после тепловой обработки приобретают желтоватый оттенок или темнеют, а иногда приобретают коричневую окраску (жарка, запекание). Во всех растительных продуктах содержатся фенольные соединения.

Овощи и плоды с белой окраской содержат фенольные соединения бесцветные – это флавонолы (флавоновые гликозиды). При тепловой обработке происходит гидролиз флавоновых гликозидов с выделением пигмента агликона разной степени окисленности, имеющего  желтый цвет. Потемнение после тепловой обработки  овощей и плодов может быть вызвано образованием темноокрашенных веществ, в результате превращения фенольных соединений типа тирозина, при этом в результате нагревания они переходят в хинон. При взаимодействии хинона с сахарами образуется фурфурол, который вступает в реакцию полимеризации или поликонденсации с образованием веществ типа меланинов.

Желто-оранжевое  окрашивание плодов и овощей обуславливают каратиноиды. При тепловой обработке окраска усиливается за счет гидролиза и высвобождения каротина  из белково-каротиноидного комплекса[13].

22

4 Факторы , влияющие на сохранность красящих веществ при кулинарной обработке продуктов

При невысоких температурах реакции меланоидинообразования протекают медленно, при температурах, близких к 1000С  и выше, — ускоряются Чтобы задержать нежелательные изменения, используют соединения, легко связывающиеся с карбонильными группами, такие, как, например, водорода пероксид, сернистая кислота. Блокировка этих реакции может быть осуществлена путем устранения одного из взаимодействующих соединений, например глюкозы, или добавления фермента глюкозооксилазы, что используют при производстве  яичного порошка.

С целью сохранения зеленой окраски рекомендуется варить овощи в большом количестве воды при открытой крышке, строго определенное время, что способствует удалению органических кислот с парами воды. В жест-
кой воде окраска сохраняется лучше т. к. кальциевые и магниевые соли
связывают органические кислоты. Антоцианы устойчивы к воздействию высоких  температур. При тепловой обработке и хранении продуктов переработки ягод и плодов окраска лучше сохраняется в концентрированных растворах и при низких значениях рН среды[14].

Для придания продуктам желаемого оттенка часто используют кислоты. Например, при пропускании филе кур добавляют лимонный сок или лимонную кислоту, которые осветляют изделие и придают ему кремовый оттенок. С этой же целью мозги варят в подкисленной уксусом воде.

Кислая среда улучшает и делает более интенсивным цвет антоцианов (обусловливающих окраску вишен, слив, малины и др.) и пигментов свеклы. В то же время хлорофилл зеленых овощей в кислой среде становится бурым, что нежелательно.

Металл, из которого изготовлена посуда, влияет на окраску готового продукта. Например, в алюминиевой посуде не следует обрабатывать зеленые овощи и свеклу, предпочтительнее использовать емкости из нержавеющей стали.

Изменение окраски может быть обусловлено гидролитическим расщеплением соединений и освобождением красящих веществ (например, флавонов при варке лука, картофеля, белокочанной капусты).

Большое значение для изменения окраски имеет контакт с кислородом воздуха очищенных от кожицы продуктов, содержащих полифенольные соединения (картофель, грибы, яблоки). В этом случае происходит ферментативное потемнение продукта[15].

Для предупреждения потемнения нарезанный картофель обрабатывают раствором бисульфита натрия, зеленый горошек бланшируют.

Перед сушкой плоды и ягоды моют, сортируют по качеству и размеру. Для размягчения кожицы многие плоды бланшируют, а для сохранения цвета окуривают серой (сернистый газ) или обрабатывают раство­ром сернистой кислоты (заводская обработка)[16].

Применение технологий МА – модифицированной атмосферы, позволяет надолго сохранить привлекательный вид и высокие потребительские качества продуктов питания.

Для упаковывания свежих овощей, фруктов, пищевых продуктов, кулинарных, хлебобулочных, кондитерских изделий и др.  используют герметичные упаковки с регулируемым и модифицированным составом газовой среды.

Газообразная смесь любого состава внутри упаковки приводит к резкому снижению скорости  "дыхания" продукта, его газообмена с окружающей средой, замедлению роста микроорганизмов и подавлению процесса гниения, вызванного энзиматическими спорами, следствием чего является увеличение срока хранения продукта в несколько раз. Различают несколько способов упаковки в газовой среде: