Химические процессы во время приготовления пищи. Физика специальности Технология продукции общественного питания

Около 80 % пищевых продуктов проходит ту или иную тепловую обработку, при которой повышается, правда, до определенных пределов, усвояемость, происходит размягчение продуктов, что делает их доступными для разжевывания. Многие виды мяса, зернобобовых и ряд овощей вообще исчезли бы из нашего питания, если бы не подвергались тепловой обработке. Воздействие теплоты приводит к разрушению вредных микроорганизмов и некоторых токсинов, что обеспечивает необходимую санитарно-гигиеническую безопасность продуктов, в первую очередь животного происхождения (мясо, птица, рыба, молочные продукты) и корнеплодов. Таким образом, тепловая обработка повышает микробиологическую стойкость пищевых продуктов и продлевает срок их хранения. При тепловой обработке некоторых продуктов (например, зернобобовых, яиц) разрушаются ингибиторы ферментов пищеварительного тракта человека, при обработке зерновых (особенно кукурузы) высвобождается витамин РР (ниацин) из неусвояемой неактивной формы -- ниацитина. Наконец, немаловажным фактором является то, что различные виды тепловой обработки позволяют разнообразить вкус продуктов, что снижает их «приедаемость».

Однако все это вовсе не означает, что тепловая обработка продуктов не лишена недостатков. При тепловой обработке разрушаются витамины и некоторые биологически активные вещества, частично извлекаются и разрушаются белки, жиры, минеральные вещества, могут образовываться нежелательные вещества (продукты полимеризации жиров, меланоидины и др.). Таким образом, задача рационального приготовления пищи заключается в том, чтобы нужная цель была достигнута при минимальной потере полезных свойств продукта.

Учитывая особенности приготовления растительных и животных продуктов, рассмотрим их отдельно.

Растительные продукты

Отличительной особенностью растительных продуктов является высокое содержание в них углеводов: свыше 70 % сухих веществ. Поэтому рассмотрим их более подробно.

Абсолютное большинство растительных продуктов, используемых в питании человека, -- это части растений с живыми паренхимными клетками, в которых и содержатся вещества, представляющие интерес с точки зрения питательности: моно- и олигосахариды и крахмал. Эти клетки имеют первичную оболочку, состоящую из низкомолекулярной целлюлозы и низкомолекулярных фракций гемицеллюлоз, важной отличительной особенностью которых является преобладание между структурными единицами в-1,4-связи, и именно эта связь не разрушается пищеварительными ферментами человека. В срединной пластинке и межклетниках находятся пектиновые вещества, в основе которых лежат остатки D-галактуроновой кислоты, соединенные между собой б-1,4-связями (эта связь также не разрушается пищеварительными ферментами человека). Однако в зависимости от фазы развития живой клетки степень полимеризации может сильно колебаться: от 20 до 200 и более остатков. С увеличением степени полимеризации уменьшается растворимость пектиновых веществ в воде и увеличивается механическая прочность. Так называемый протопектин, с которым связывают механическую прочность плодов, ягод и овощей, представляет собой в действительности высокомолекулярный пектин, образующий за счет связывания воды вторичную структуру, которая благодаря особым свойствам связанной воды придает твердость растительным продуктам. Вместе с тем все растения содержат активные пектинэстеразы и менее активные полигалактуроназы. В определенный период жизни растения эти ферменты активизируются и начинают разрушать вторичную структуру пектина с образованием низкомолекулярных пектинов и воды. При этом происходит размягчение продукта. Этот ферментативный процесс может происходить и при хранении. Поскольку первичная стенка легкопроницаема, а вторичной и тем более третичной стенок в живых клетках нет, образовавшиеся под действием пектолитических ферментов низкомолекулярный пектин и вода частично переходят в протоплазму клеток.

Тепловая обработка растительных продуктов, содержащих заметное количество пектинов (овощи, фрукты, картофель, корнеплоды), также направлена на разрушение вторичной структуры пектина и частичное освобождение воды. Этот процесс начинается при температуре свыше 60 °С и затем ускоряется примерно в 2 раза на каждые 10 ° повышения температуры. В результате в готовом продукте механическая прочность уменьшается более чем в 10 раз. Например, механическая прочность при сжатии сырого картофеля составляет 13-10 а Па, вареного -- 0,5-10 й, свеклы -- соответственно 29,9-10 s и 2,9-10 5 Па.

Следует отметить, что механическая прочность растительных продуктов зависит также от содержания в них воды. Чем меньше в продукте свободной воды, тем больше его прочность при других равных условиях. (Сублимированные продукты не содержат свободной воды и обладают высокой механической прочностью, которая снижается при их гидратации.) Выделение воды при разрушении протопектина также способствует размягчению продукта.

С учетом сказанного рассмотрим основные процессы, происходящие при тепловой кулинарной обработке. При варке помимо термического распада вторичной структуры пектина происходит насыщение клеток водой (внедрение воды в белки, пектины, крахмал). При этом особое значение имеет гелеобразование к рахмала и низкомолекулярного пектина, которые при темпера- т уре 60--80 °С внутри продукта становятся частично растворимыми в воде. Хотя крахмал остается в плазме клетки, а пектин-- в межклеточном пространстве, извлечение крахмала и пектина происходит не только с поверхностных разрушенных клеток, но и из внутренних слоев. Одновременно при варке экстрагируется ряд водорастворимых веществ (сахаров, аминокислот, органических кислот, минеральных веществ и витаминов) из слоев продукта, соприкасающихся с водой.

В целом же, при варке часто происходит абсолютная потеря воды, величина которой зависит от природы продукта (например, при варке картофеля 2--6 %, капусты -- 7--9 %, что объясняется разрушением вторичной структуры пектинов).

Длительность варки зависит от температуры и размеров продукта. При варке под давлением, когда температура повышается против обычной на 2--3°, длительность варки сокращается примерно в 1,5 раза. Мелкие кусочки прогреваются до 70--80 °С во всем объеме быстрее крупных, но при этом увеличивается извлечение водорастворимых веществ. Поэтому степень измельчения не должна быть сильной. На практике установлены оптимальные режимы длительности варки и степени измельчения продукта.

Варка неочищенных продуктов (свеклы, моркови, картофеля в кожуре) не отражается на длительности, но приводит к заметному уменьшению потерь пищевых веществ, так как плотный поверхностный слой (эпидермис, перидерма) препятствует экстрагированию.

Варка на пару также уменьшает потери пищевых веществ по сравнению с варкой в воде, так как экстрагирование идет только с самих поверхностных слоев.

При жарке происходит, в основном, термический распад вторичной структуры пектинов с образованием растворимых пектинов и воды. Крахмальные зерна и низкомолекулярный пектин начинают реагировать с водой и частично переходят в гелеобразное состояние. Однако, если испарение воды из продукта при жарке происходит достаточно интенсивно, гель высыхает, и продукт снова становится твердым, его механическая прочность увеличивается в несколько раз.

Нередко жарку проводят в большом количестве жира (во Фритюре). Фактически это не жарка, а варка в жире. При этом температура среды оказывается выше, чем при обычной варке, размягчение происходит быстрее. Жирорастворимых веществ в растительных продуктах мало, поэтому потери пищевых веществ при жарке во фритюре незначительны, за исключением, конечно, распадающихся при этом витаминов.

Тепловая обработка растительных продуктов, содержащих значительное количество пектина, но много крахмала (зерновые, зернобобовые), сопровождается клейстеризацией крахмала и заключается, как правило, в варке в воде. Поглощение воды, клейстеризующимся крахмалом достигает 100--200 %.

Шпак Оксана и Мизинова Алёна

Взаимосвязь химических процессов и технологий приготовления блюд в молекулярной кулинарии

Шпак Оксана, Мизинова Алёна

ГБОУ СО НПО «ПЛ № 8» группа 36«Повар, кондитер», г. Саратов

Научные руководители: Дорожкина Светлана Владимировна, мастер производственного обучения и Булатова Татьяна Витальевна, преподаватель химии

Любая наука не стоит на месте, вместе с ними и технологии. Сегодня инновации охватила все сферы жизни человека, не обошли вниманием и кулинарию. Кулинария - это деятельность, которую надо знать со всех сторон.

В нашей работе мы выдвигаем гипотезу: Современное развитие кулинарии невозможно без знаний химии и биологии.

Свое исследование мы начали с опроса учащихся II-III курса лицея по профессии «Повар, кондитер». В опросе приняли участие 42 человека. На основании полученных данных можно сделать следующие выводы. Большинство респондентов уверены, что современный повар должен знать основы химии, так как без этого невозможно быть высококвалифицированным специалистом в своей сфере деятельности. Так же ¾ опрошенных имеют представление о молекулярной кулинарии и большая часть из них получила эти знания в лицее, участвуя во внеклассных мероприятиях.

При приготовлении пищи используются многие из операций, применяемые в химии: взвешивание, измельчение, смешивание, нагревание, растворение, фильтрование.

Заниматься молекулярной кулинарией повсеместно вряд ли удастся. Во-первых, не каждый гость способен принять такие новшества и заставить себя даже попробовать столь необычные блюда, во-вторых, это слишком дорогое удовольствие. Оборудование для такой кулинарии стоит тысячи и даже миллионы долларов, не каждому ресторану это по карману.

Изучив теоритические и практические аспекты данной темы мы сделали следующие выводы: можно с уверенностью сказать, что гипотеза подтверждена полностью, химия, биология и кулинария являются примером слаженной и дружной работы.

Даже самый лучший и проверенный рецепт не гарантирует, что в результате получится отличное блюдо. Слишком много вторичных факторов влияет на конечный продукт. Для того чтобы никогда не испытывать разочарования в собственных кулинарных талантах, достаточно владеть самыми поверхностными знаниями в химии.

Постепенно эти новые идеи, технологии и методы проникают в кулинарные книги, рецепты адаптируются и берутся на вооружение пищевой промышленностью – и, наконец, новые блюда появляются на полках продуктовых магазинов, как это произошло с блюдами «новой кулинарии» или стиля фьюжн. И возможно, что через десять лет применяемые технологии, используемые в научной гастрономии, вроде быстрой заморозки в жидком азоте, найдут применение и в домашней кухне.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Здравствуйте! Я являюсь обучающейся профессионального лицея №8 города Саратова Шпак Оксана!Тема моей исследовательской работы

ВЗАИМОСВЯЗЬ ХИМИЧЕСКИХ

ВВЕДЕНИЕ ПРОЦЕССОВ И ТЕХНОЛОГИЙ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЛЮД В МОЛЕКУЛЯРНОЙ КУЛИНАРИИ

Я выбрала эту тему потому что она меня заинтересовала в ходе моего участия в бинарном уроке и во внеклассных мероприятиях проводимых по этой тематике в лицее.

Объект исследования данной работы блюда молекулярной кулинарии.

Предмет исследования – молекулярная кухня как сфера деятельности профессионального повара.

Цель исследования : установить опытным путём взаимосвязь химических процессов с технологией приготовления блюд в молекулярной кулинарии.

В нашей работе мы выдвигаем гипотезу:

Современное развитие кулинарии невозможно без знаний химии и биологии.

Задачи исследования:

Установить взаимосвязь молекулярной кулинарии с химией.
Определить особенности молекулярной кулинарии, её достоинства и недостатки.
Осуществить исследование взаимосвязи химии, биологии и кулинарии.
Определить перспективы развития молекулярной кухни.

Методы исследования:

теоретические : анализ научной литературы и информационных источников в области прикладной химии и технологий общественного питания; обобщение и систематизация научных фактов.

Эмпирические : анкетирование, исследовательская работ.

1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАЗВИТИЯ КУЛИНАРИИ
В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ

ВЗАИМОСВЯЗЬ МОЛЕКУЛЯРНОЙ КУЛИНАРИИ С ХИМИЕЙ

Свое исследование я начала с опроса учащихся II-III курса лицея по профессии «Повар, кондитер». В опросе приняли участие 42 человека. Были получены следующие результаты.

Существовании молекулярной кулинарии?

4) В каких условиях возможно приготовление блюда молекулярной кухни?

На основании полученных данных можно сделать следующие выводы.

Большинство респондентов уверены, что современный повар должен знать основы химии, так как без этого невозможно быть высококвалифицированным специалистом в своей сфере деятельности.

Так же ¾ опрошенных имеют представление о молекулярной кулинарии и большая часть из них получила эти знания в лицее, участвуя во внеклассных мероприятиях.

Во втором подразделе своей работы я рассмотрела особенности, достоинства ее особенности и недостатки молекулярной кулинарии.

Молекулярная кухня, или молекулярная гастрономия - направление исследований, связанное с изучением физико-химических процессов, которые происходят при приготовлении пищи. Она изучает механизмы, ответственные за преобразование ингредиентов во время кулинарной обработки пищи, а также социальные, художественные и технические составляющие кулинарных и гастрономических явлений в целом (с научной точки зрения). Это продуманный подход к приготовлению еды на основе современных знаний, которые дает нам фундаментальная наука, обобщившая различные кулинарные феномены, происхождение в истории приготовления пищи, плюс современные инновационные технологии.

В результате работы с различными источниками информации я узнала, что существует мнение:молекулярную кулинарию придумали вовсе не на Западе, а в Советской Союзе.

Не смотря на то, что молекулярная кулинария считается новым направлением, но такие известные нам уже давно лакомства как пастила, зефир, сахарная вата, докторская колбаса и искусственная икра, готовятся по той же технологии.

В России молекулярной кухней занимается ресторатор Анатолий Комм, который экспериментирует с европейскими кулинарными технологиями на исконно русских блюдах вроде борща, селедки под шубой и бородинского хлеба.

Примеров мировых гастрономических ресторанов можно привести немало. Самый знаменитый - лондонский «Жирная утка», где повар Хестон Блюменталь потчует гостей своими авторскими блюдами: печенью с жасмином, бананом с петрушкой и клубникой с засахаренным сельдереем.

Начнём с того, что при приготовлении пищи используются многие из операций, применяемые в химии: взвешивание, измельчение, смешивание, нагревание, растворение, фильтрование. Оборудование в химии и кулинарии тоже имеет сходства.____________

Основные приёмы молекулярной кухни:

обработка продуктов жидким азотом,
эмульсификация (смешение нерастворимых веществ),
сферификация (создание жидких сфер),
желирование,
карбонизация или обогащение углекислотой (газирование),
вакуумная дистилляция (отделение спирта).

Для выполнения блюд в молекулярной кухни используются химические вещества:

Агар-агар и каррагинан - экстракты водорослей для приготовления желе,
Хлорид кальция и альгинат натрия превращают жидкости в шарики, подобные икре,
Яичный порошок (выпаренный белок) - создаёт более плотную структуру, чем свежий белок,
Глюкоза - замедляет кристаллизацию и предотвращает потерю жидкости,
Лецитин - соединяет эмульсии и стабилизирует взбитую пену,
Цитрат натрия - не даёт частицам жира соединяться.

Во второй главе моей работы я исследовала практические аспекты
взаимосвязи химии, биологии и кулинарии

Результаты моих практических исследований я продемонстрирую вам в виде таблицы «Взаимосвязь химических процессов и технологий приготовления блюд»

1 Для демонстрации опытов я использовала один из наиболее применяемых в кулинарии продуктов: куриный белок.___________

2 В ходе второго опыта я установила при каких условиях быстрее и плотнее образуется белковая пена, что важно при приготовлении ряда блюд.______

3 В третьем опыте мы рассмотрели взаимодействие солей угольной кислоты

с более сильными кислотами,например уксусной. Выделяющийся в результате реакции углекислый газ используется так же и при приготовлении мучных кондитерских изделий.

4 Молекулярная кулинария используется и химические и физические свойства веществ, например опыт «Башня плотности»

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучив теоритические и практические аспекты данной темы мы сделали следующие выводы: можно с уверенностью сказать, что гипотеза подтверждена полностью, химия и кулинария являются примером слаженной и дружной работы.

Даже самый лучший и проверенный рецепт не гарантирует, что в ре-зультате получится отличное блюдо. Слишком много вторичных факторов влияет на конечный продукт. Для того чтобы никогда не испытывать разочарования в собственных кулинарных талантах, достаточно владеть основными знаниями в химии. Точно также, новые кулинарные направления и веяния начинаются в ресторанах, ими увлекаются гурманы и шефы-профессионалы, тщательно разрабатывая каждую деталь блюда, придумывая новые, необычные вкусовые сочетания и комбинации продуктов, экспериментируя с технологией приготовления – и в результате, эти блюда практически невозможно воспроизвести.

Постепенно эти новые идеи, технологии и методы проникают в кули-нарные книги, рецепты адаптируются и берутся на вооружение пищевой промышленностью – и, наконец, новые блюда появляются на полках продуктовых магазинов, как это произошло с блюдами «новой кулинарии» или стиля фьюжн. И возможно, что через десять лет применяемые технологии, используемые в научной гастрономии, вроде быстрой заморозки в жидком азоте, найдут применение и в домашней кухне.

Казалось бы, всё, что можно, уже приготовлено и испробовано, но кулинария продолжает развиваться. На смену стилю фьюжн в «высокой кулинарии» приходит молекулярная кулинария, изменяющая консистенцию и форму продуктов до неузнаваемости. Анализ химических процессов в ходе приготовления еды и использование новых технологий породили направление, которое можно назвать молекулярной кулинарией.

Существует ли связь между кулинарией и химией, или продукты кулинарии получают, не применяя химических веществ

1) Познакомиться с термином «кулинария»; 2) Найти информацию о том, как химия «служит» кулинарии 3) Пролить свет на «еду будущего» - «новейшие технологии в нашем желудке» 4) Составить выводы и умозаключения.

Кулинария (от лат. culina - кухня) - искусство приготовления пищи, а также собирательное название кушаний. По преданию, Кулина была служанкой и помощницей мифического врачевателя Эскулапа (покровителя медицины) и его дочери Гигеи (покровительницы здоровья). Кулинария - древнейшая отрасль человеческой деятельности. Одним из первых приемов тепловой кулинарной обработки была жарка на открытом огне, в золе и на раскаленных камнях Кулинария отражает коллективный опыт народа и поэтому во многом физиологически целесообразна, т. к. пища олицетворяет собой древнейшую связь, соединяющую все живое, в т. ч. и человека, с окружающей его природой.

Национальная кухня каждого народа - неотъемлемая часть его материальной культуры. Различают народную и профессиональную Кулинарию. Последняя возникла на основании народной, которую развили и усовершенствовали повара-профессионалы. Профессиональная Кулинария, с одной стороны, искусство, а с другой - наука, опирающаяся на достижения физики, химии, физиологии питания и других отраслей естествознания. Кулинарией увлекались многие известные деятели культуры: Леонардо да Винчи, С. Боттичелли, А. Дюма, В. Одоевский и др. Основоположником научной Кулинарии в России был Д. Каншин. После появления механизированных предприятий внедомашнего питания кулинария превратилась в техническую дисциплину - технологию приготовления пищи.

С этим интереснейшим вопросом мы обратились к нашему учителю химии и экологии, Коржевской Оксане Владимировне, и получили много ответов. Мы выбрали самые, по-нашему мнению важные.

Селитре Селитра применяется при мясообработке и копчении мясных продуктов. Во-первых, она является консервантом, способствующим более длительному хранению продукта. Во-вторых (и это - главное!), помогает мясному продукту после термообработки сохранить более-менее натуральный цвет: от глубокого красного в твердокопченых колбасах, до аппетитного розового в окороках. Селитра должна быть особенная - пищевая, с высокой степенью очистки, а не та, что употребляется при изготовлении порохов или взрывчатых устройств. Важно соблюдать осторожность в дозировке. В больших, количествах и пищевая селитра может превратиться в страшный яд.Не следует думать, что на промышленных предприятиях мясопродукт перед копчением буквально замачивают в растворе селитры. Конечно, на самом деле все сложнее. Отмытое мясо перед копчением выдерживается (слегка маринуется) в растворе с более сложной композицией: с содержанием соли, уксуса, специй и пряностей и с. незначительной добавкой этой самой селитры.

Глютаминате натрия Правильное название вещества, упомянутого в вопросе,- мононатриевая соль глутаминовой кислоты. Глютаминовая кислота - органическое вещество. Некоторые представители растительного мира - грибы, богатые белками, тоже содержат глютаминовую кислоту. Кстати, именно этой кислоте отдельные грибы (после их приготовления) обязаны слабо выраженным мясным вкусом и способностью улучшать. вкус других блюд. Вы уже начинаете догадываться о назначении добавок? Да, глютаминовые добавки улучшают, усиливают мясной вкус мясосодержащих блюд и, можно сказать, придают его даже тем изделиям, где мяса и в помине не было.Вреден или полезен глютаминат натрия? То, что не полезен, очевидно. Ведь он не витамин, не минеральная соль с полезными для организма микроэлементами. Он своего рода обманка для улучшения вкуса изделия. Глютаминат натрия провоцирует аппетит, он своего рода «наркотик»: съел что-то с глютаминатом, вкусно, хочется еще того же, или чего-то подобного...Если у вас появится желание попробовать применить глютаминат у себя на кухне, один совет: обязательно покупайте его только в магазинах, в отделах специй. На рынке спокойно можно покупать зелень, а с белым порошком глютамината возможны фальсификации.

Коптильных жидкостях Вкусно поесть любили во все времена. Но главной целью применения копчения продуктов были не утехи гурманов, а стремление подольше сохранить, продукт. Со временем, при возникновении и совершенствовании средств консервации и появлении рефрижераторной техники акценты сместились. Конечно, сегодня копчение применяется, главным образом, для придания продукту определенного вкуса.Изобретательные люди придумали способы конденсации ароматных дымов, ведь в них содержится и влага в паровой фракции. (Ближайшие аналоги процесса конденсации - дегтеварение из березовой коры или, простите, самогоноварение.)Полученный из дыма жидкий конденсат, пройдя соответствующие очистки, пригоден к применению как очень концентрированный натуральный ароматизатор, придающий блюдам привкус копчености.Коптильные жидкости сейчас широко используются в пищевой индустрии как одна из добавок в мясной фарш для некоторых сосисок и колбас.Возможно, в этих случаях применяются синтезированные ароматизаторы с коптильным вкусом? Современная химия всемогуща...

Приготовлении Повидла, джема и приготовлении компотов Сульфитация целых плодов и ягод, пюре из них, соков и других продуктов сернистым ангидридом - более прогрессивный способ обработки. Он не связан с необходимостью получать ангидрид из серы и безопасен. Для того чтобы сульфитированные фруктовые продукты (в основном полуфабрикаты для повидла, джема, варенья, желе) были устойчивыми в хранении, технологическими инструкциями установлены допустимые нормы внесения в них сернистого ангидрида (% к массе). Целые плоды и ягоды сульфитируют в бочках, заполняя на 90% их объема, затем укупоривают, оставляя открытым шпунтовое отверстие в верхнем днище для заливки при помощи шланга рабочего раствора 1-2%-ной концентрации в количестве не более 10-15% (реже - 20%) массы плодов, или вводят в бочки сернистый ангидрид. Значительную часть фруктовых полуфабрикатов (особенно пюре) сульфитируют в крупных стационарных бассейнах, цистернах емкостью 10-25-50 т и более. Жидкий сернистый ангидрид применяют и для окуривания плодов вместо обработки сернистым газом.

Кулинария, которая изменяет консистенцию и форму продуктов до неузнаваемости уже не новость. Яйцо с белком внутри и желтком снаружи, вспененное мясо с гарниром из вспененного картофеля, желе со вкусом маринованных огурцов и редиса, сироп из крабов, тонкие пластинки свежего молока, мороженое с табачным ароматом существуют не в фантастических романах, а уже в нашем времени. Возможно, пища станет «цифровой», а блюда будут «скачивать» из Интернета и «распечатывать» на специальных «принтерах».

Еда, которая нас ожидает в будущем на прилавках супермаркетов или на столиках ресторанов, внешне ничем не будет отличаться от сегодняшней еды. Однако она будет производиться, обрабатываться и готовиться иным образом. Гораздо более привлекательной станет «функциональная еда» - продукты и напитки с добавлением витаминов, минералов, полиненасыщенных жирных кислот Омега–3. Молекулярная кулинария позволит создавать принципиально новые виды еды, соединяя несоединимое. Появятся запахи и вкусы, которых не знал мир. В частности, химики и биологи швейцарского парфюмерного гиганта Givaudan, создавшие свыше 20 тысяч искусственных ароматов (300 только для одной клубники), организовали экспедиции в леса Мадагаскара в поисках молекул, из которых можно извлечь новые запахи.

Новые виды продуктов готова предложить и космическая отрасль. Факторы космического полета (невесомость, скученность, трудности с разогревом) предъявляют жесткие требования к продуктам питания. Но самое важное требование - сохранить свежесть и вкусовые качества продуктов на протяжении недель, а то и месяцев. В составе американского космического агентства НАСА работает Advance food technology, которое специализируется на приготовлении продуктов питания для космических экспедиций. Чтобы увеличить срок годности космической еды, специалисты проводят ее обработку высоким давлением, пульсирующим электрическим полем. Таким способом уже был приготовлен сэндвич, съедобный даже через семь лет!

Итак, в начале нашего исследования нами была поставлена гипотеза. В конце исследования, мы можем с уверенностью сказать, что гипотеза подтверждена полностью, химия и кулинария являются примером слаженной и дружной «команды». Эта «команда» заставляет ученых напрягать мозг, а нас – пробовать и пробовать все более усложненные и более вкусные продукты. Но не стоит забывать и о «вредностях» химии – в больших количествах она может стать губительной для «первоиспытателей» – ученых, а также и для таких потребителей, как мы с вами. Но настоящие сюрпризы ждут нас впереди - рецепты, созданные в результате молекулярных исследований, генетических открытий и космических исследований. И возможно, что через десять лет применяемые технологии, используемые в научной гастрономии, вроде быстрой заморозки в жидком азоте, найдут применение и в домашней кухне. Удачи вам - в кулинарных (и в прочих!) делах,И всем - приятного аппетита!

← + Ctrl + →

Основные химические процессы, происходящие при тепловой кулинарной обработке продуктов

Природа процессов, происходящих при тепловой обработке растительных и животных продуктов, существенно различается.

Отличительной особенностью растительных продуктов является высокое содержание в них углеводов - свыше 70 % сухих веществ. Абсолютное большинство растительных продуктов, используемых в питании человека, представляет собой части растений, содержащие живые паренхимные клетки. В них и содержатся вещества, представляющие интерес в питании, - моно- и олигосахара и крахмал. Эти клетки имеют первичную оболочку, состоящую из низкомолекулярной целлюлозы и низкомолекулярных фракций гемицеллюлоз, отличительной особенностью которых является преобладание между структурными единицами р-1,4-связи (это важно, так как именно эта связь не разрушается пищеварительными ферментами человека). В срединной пластинке и межклетниках находятся пектиновые вещества. В основе их лежат остатки галактуроновой кислоты, соединенные между собой а-1,4-связями (эта связь также не разрушается пищеварительными ферментами человека). Однако степень их полимеризации в зависимости от фазы развития живой клетки может сильно колебаться: от 20 до 200 и более остатков. С увеличением степени полимеризации уменьшается растворимость пектиновых веществ и воде и увеличивается механическая прочность. Так намываемый «протопектин», с которым связывают механическую твердость плодов, ягод и овощей, представляет собой в действительности высокомолекулярный пектин, образующий за счет связывания воды «вторичную» структуру, которая благодаря особым свойствам «связанной» «оды и придает механическую прочность растительным продуктам. Вместе с тем во всех растениях имеются активные пектинэстеразы и несколько менее активные полигалактуроназы, которые в определенный период жизни растения активируются и начинают разрушать вторичную структуру пектина с образованием низкомолекулярных пектинов и воды. При этом происходит размягчение продукта (этот ферментативный процесс может происходить и при хранении). Поскольку первичная стенка легко проницаема, а вторичной, и тем более третичной, стенок в живых клетках нет, то образовавшийся под действием неполитических ферментов низкомолекулярный пектин и вода частично переходят в протоплазму клеток.

При варке под давлением когда температура повышается против обычной на 2-3 С, длительность варки сокращается примерно в 1,5 раза. Мелкие кусочки прогреваются (до 70-80 СС во всем объеме) быстрее крупных, но при этом увеличивается извлечение водорастворимых веществ. Поэтому измельчение не может быть очень сильным. Практикой установлены оптимальные размеры продукта и длительность варки.

Варка продуктов в кожице (например, картофель в кожуре, свекла и морковь в кожице) не отражается на длительности, но приводит к заметному уменьшению потерь пищевых веществ, так как плотный поверхностный слой (эпидермис, перидерма) препятствует экстракции. Варка на пару также уменьшает потери пищевых веществ по сравнению с варкой в воде, поскольку экстракция затрагивает только самые поверхностные слои.

При жарении происходит в основном термический распад «вторичной» структуры пектинов с образованием растворимых пектинов и воды. Крахмальные зерна и низкомолекулярный пектин начинают реагировать с водой, и они частично переходят в гелеобразное состояние. Однако если испарение воды из продукта при жарении происходит достаточно интенсивно, то гель высыхает и продукт снова становится твердым - его механическая прочность увеличивается в несколько раз. Для уменьшения испарения воды жарение проводят в присутствии жира, который, обволакивая продукт, уменьшает температуру поверхности и скорость испарения влаги. При частом перемешивании образуется корочка, также задерживающая испарение, и продукт становится сочнее.

Жарить можно вообще в слое жира («во фритюре»). Фактически это не жарение, а варка в жире. При этом температура среды выше, чем при обычной варке и размягчение происходит быстрее. Жирорастворимых веществ в растительных продуктах мало, поэтому потери пищевых веществ при жарении во фритюре незначительны, за исключением, конечно, распадающихся при этом витаминов.

В заключение о тепловой обработке растительных продуктов, содержащих незначительное количество пектина, но много крахмала (зерновые, зернобобовые). Их обработка заключается в основном в клеистеризации крахмала при повышенных температурах и в присутствии внешней воды. Поэтому к ним применяется только варка. Поглощение воды клейстеризующимся крахмалом достигает 100-200 %,

В продуктах животного происхождения наиболее ценными в пищевом и кулинарном отношении являются белки (правильнее говорить не «белок», а «белки», т. е. существует множество индивидуальных белков, отличающихся по составу и свойствам).

Механическая прочность мясных изделии обусловлена определенной жесткостью «третичной» структуры бел ков Наибольшей жесткостью обладают белки соедини тельных тканей (коллаген и эластин). Одним из основных, но не единственным фактором, обусловливающий жесткость «третичной» структуры большинства белкой животного происхождения (исключение - яйца, икра) является присутствие в них воды (в форме «прочносвязанной», «гидратной» и др., которые здесь не рассматриваются). В мясных продуктах вода в «третичной структуре связана главным образом с мышечными бедками а не с соединительнотканными. Содержание со динительнотканных белков зависит от природы сырь возраста животных и ряда других условии.

Механическая прочность мясных продуктов при этом заметно уменьшается Температурная коагуляция белков, в зависимости от природы, начинается с 60 °С, а для большинства 70 °С При варке и жарении мяса температура внутри изделия в зависимости от вида мяса и величины кус к. обычно достигает 75-95 °С. Однако жарить мясо с большим количеством соединительных тканей не рекомендуется так как воды, освобождающейся при разрушен «третичной» структуры мышечных белков, может не хватить для желатинизации (к тому же часть воды испаряется). Такое «жилистое» мясо лучше варить или тушить. Поскольку гелеобразованию соединительнотканных белков способствует кислая реакция среды, желательно вымачивание мяса в кислых растворах (в уксусе, в сухом вине) или тушение в присутствии овощей, содержащих органические кислоты (например, помидоры), или с томатом-пастой- в этих случаях ткани размягчаются значительно быстрее. Механическое разрушение соединительных тканей дает такой же эффект.

При традиционном жарении мясных продуктов, несмотря на то что добавляется жир, наблюдается довольно интенсивное испарение воды; продукт при длительном жарении просто высыхает и становится снова более твердым. Для уменьшения этого нежелательного процесса рекомендуется сначала обжарить кусок мяса с разных сторон до образования частично водонепропускающей корочки (которая дает к тому же приятный специфический вкус) или панировать его в муке или молотых сухарях. В результате влажность не падает так резко и мясо получается более нежным.

Потери пищевых веществ при варке происходят за счет частичного вытапливания жира и экстракции ряда экстрактивных компонентов из тканей (азотистые и безазотистые вещества, минеральные вещества и витамины). При жарении потери возникают в результате вытапливания большого количества жира, частичного выделения сока, термического разрушения витаминов.

Как ни странно, на первый взгляд, потери воды происходят не только при жарении, но и при варке, в воде, и они достигают заметных величин (в сравнении с растительными продуктами) - в среднем от 30 до 50 % в зависимости от вида мяса. Эти потери происходят за счет разрушения «третичной» структуры мышечных белков при их коагуляции. В то же время «вторичная» структура не способна уже удерживать большое количество воды, которая выделяется вместе с водорастворимыми веществами во внешнюю воду.

Варка под давлением за счет повышения температуры ускоряет желатинизацию и сокращает, таким образом, время для получения готового продукта.

Некоторые представления о величине потерь основных пищевых веществ при различных способах тепловой кулинарной обработки вы получите, ознакомившись с табл. 23.

Если обобщить сказанное о тепловой обработке пищевых продуктов, то можно сделать следующие выводы.

Наиболее рациональными с точки зрения сохранения ценных пищевых веществ тепловыми обработками являются: для растительных продуктов - варка без слива отвара и варка в кожуре; для животных - тушение, запекание, использование мяса в виде котлет, особенно паровых.

При любой тепловой обработке наиболее интенсивно происходит разрушение витаминов, особенно витамина С.

Какие же практические советы можно дать домашней хозяйке для выбора способа тепловой обработки, что лучше - варить, жарить или тушить?

Думается, что для приготовления повседневной пищи надо пользоваться наиболее рациональными способами тепловой обработки. При этом на закуску и гарниры чаще подавать зелень, свежие овощи и капусту, чтобы компенсировать происходящие при тепловой обработке потери витаминов. Рациональные способы тепловой обработки весьма полезны и тем, кто нуждается в диетичей питании: в продуктах нет механических раздражителей желудочно-кишечного тракта (поджаристой ко почки) Вместе с тем полностью отказываться от вкус их жареных продуктов для взрослых практически, здоровых людей было бы неправильным. Но приготовление лучше отложить до воскресных и праздничный дней Такое разнообразие в питании может быть оправе данным.

← + Ctrl + →
Основы домашнего приготовления пищи Технология домашнего приготовления пищи

Рис. 1.3. Строение крахмального зерна:

1 - строение амилозы; 2 - строение амилопектина; 3 - крахмальные зерна сырого картофеля; 4 - крахмальные зерна вареного картофеля; 5 - крахмальные зерна в сыром тесте; 6 - крахмальные зерна после выпечки

При нагревании от 55 до 80°С крахмальные зерна поглощают большое количество воды, увеличиваются в объеме в несколько раз, теряют кристаллическое строение, а следовательно, анизотропность. Крахмальная суспензия превращается в клейстер. Процесс его образования называется клейстеризацией. Таким образом, клейстеризация - это разрушение нативной структуры крахмального зерна, сопровождаемое набуханием.

Температура, при которой анизотропность большинства зерен разрушена, называется температурой клейстеризации . Температура клейстеризации разных видов крахмала неодинакова. Так, клейстеризация картофельного крахмала наступает при 55-65°С, пшеничного - при 60-80, кукурузного - при 60-71°, рисового - при 70-80°С.

Процесс клейстеризации крахмальных зерен идет поэтапно:

* при 55-70°С зерна увеличиваются в объеме в несколько раз, теряют оптическую анизотропность, но еще сохраняют слоистое строение; в центре крахмального зерна образуется полость ("пузырек"); взвесь зерен в воде превращается в клейстер - малоконцентрированный золь амилозы, в котором распределены набухшие зерна (первая стадия клейстеризации);

* при нагревании выше 70°С в присутствии значительного количества воды крахмальные зерна увеличиваются в объеме в десятки раз, слоистая структура исчезает, значительно повышается вязкость системы (вторая стадия клейстеризации); на этой стадии увеличивается количество растворимой амилозы; раствор ее частично остается в зерне, а частично диффундирует в окружающую среду.

При длительном нагревании с избытком воды крахмальные пузырьки лопаются, и вязкость клейстера снижается. Примером этого в кулинарной практике является разжижение киселя в результате чрезмерного нагрева.

Крахмал клубневых растений (картофель, топинамбур) дает прозрачные клейстеры желеобразной консистенции, а зерновых (кукуруза, рис, пшеница и др.) - непрозрачные, молочно-белые, пастообразной консистенции.

Консистенция клейстера зависит от количества крахмала: при содержании его от 2 до 5% клейстер получается жидким (жидкие кисели, соусы, супы-пюре); при 6-8% - густым (густые кисели). Еще более густой клейстер образуется внутри клеток картофеля, в кашах, блюдах из макаронных изделий.

На вязкость клейстера влияет не только концентрация крахмала, но и присутствие различных пищевых веществ (сахаров, минеральных элементов, кислот, белков и др.). Так, сахароза повышает вязкость системы, соль снижает, белки оказывают стабилизирующее действие на крахмальные клейстеры.

При охлаждении крахмалосодержащих продуктов количество растворимой амилозы в них снижается в результате ретроградации (выпадение в осадок). При этом происходит старение крахмальных студней (синерезис), и изделия черствеют. Скорость старения зависит от вида изделий, их влажности и температуры хранения. Чем выше влажность блюда, кулинарного изделия, тем интенсивнее снижается в нем количество водорастворимых веществ. Наиболее быстро старение протекает в пшенной каше, медленнее - в манной и гречневой. Повышение температуры тормозит процесс ретроградации, поэтому блюда из крупы и макаронных изделий, которые хранятся на мармитах с температурой 70-80°С, имеют хорошие органолептические показатели в течение 4 ч.

Гидролиз крахмала. Крахмальные полисахариды способны распадаться до молекул составляющих их Сахаров. Процесс этот называется гидролизом, так как идет с присоединением воды. Различают ферментативный и кислотный гидролиз.

Ферменты, расщепляющие крахмал, носят название амилаз. Существуют два вида их:

α-амилаза, которая вызывает частичный распад цепей крахмальных полисахаридов с образованием низкомолекулярных соединений - декстринов; при продолжительном гидролизе возможно образование мальтозы и глюкозы;

β-амилаза, которая расщепляет крахмал до мальтозы.

Ферментативный гидролиз крахмала происходит при изготовлении дрожжевого теста и выпечке изделий из него, варке картофеля и др. В пшеничной муке обычно содержится β-амилаза; мальтоза, образующаяся под ее влиянием, является питательной средой для дрожжей. В муке из проросшего зерна преобладает α-амилаза, образующиеся под ее воздействием декстрины придают изделиям липкость, неприятный вкус.

Степень гидролиза крахмала под действием }