Изменение белков при тепловой обработке овощей

Обновлено: 18.09.2024

Клетки паренхимой ткани овощей и фруктов заполнены жидким содержимым. Находящиеся в них белковые вещества входят в состав протоплазмы, а также включенных в нее ядер и пластид. К пластидам относятся лейкопласты (бесцветные тельца в протоплазме), хлоропласты (зеленые тельца, содержащие хлорофилл и некоторые другие вещества) и хромопласты (тельца, окрашенные в желтый или красный цвет).

Протоплазма выстилает внутреннюю поверхность клеточных оболочек в виде тонкого мелкозернистого слоя и образует вокруг ядра звездчатый комочек, расположенный в середине клетки или около ее оболочки. От него в разных направлениях расходятся струйки протоплазмы, достигающие пристенного слоя. Они образуют более или менее крупные полоски (вакуоли), заполненные клеточным соком . Реакция протоплазмы щелочная, тогда как клеточный сок обычно имеет кислую реакцию. Протоплазма соприкасающихся друг с другом клеток связана тонкими протоплазматическими нитями, проходящими через тончайшие канальцы (поры) в клеточных оболочках. На всей поверхности протоплазмы как наружной, так и внутренней, ограничивающей вакуоли, имеется кожистый слой, представляющий собой полупроницаемую мембрану. Он затрудняет диффузию из клеточного сока растворенных в нем веществ.

Кроме протоплазмы, ядер и пластид белки содержатся в клеточном соке. В картофеле, например, имеется белок глобулинного характера - туберuн. Необходимо отметить еще присутствие в картофеле термолабильного растворимого в воде белка-антифермента, обладающего, подобно овомукоиду яичного белка, способностью тормозить действие трипсина.

Белковые вещества образуют иногда небольшие единичные кристаллы. В клетках камбиального слоя картофеля, расположенных непосредственно за пробковым слоем, туберин встречается в виде кристаллов, имеющих форму кубиков. Овощи и фрукты небогаты белками. Различные овощи содержат белки в количестве, не превышающем 3% от их веса:

Как протоплазма, так и клеточный сок представляют собой белковые золи, причем протоплазма является более концентрированным золем, чем клеточный сок.

Тепловая обработка овощей и фруктов, денатурируя белки, вызывает свертывание их как в протоплазме, так и в клеточном соке с образованием хлопьев. При коагуляции протоплазмы кожистый слой ее разрушается и, следовательно, исчезает препятствие для диффузии веществ клеточного сока через клеточные оболочки. Разрушение кожистого слоя протоплазмы в результате тепловой обработки является причиной того, что вареные овощи при хранении в воде теряют растворимых веществ значительно больше, чем сырые.

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

При тепловой обработке белки пищевых продуктов значительно изменяются, происходит их денатурация, они теряют свои первоначальные свойства. При денатурации изменяется коллоидное состояние белков, они теряют способность к набуханию и растворению, происходит свертывание белков с образованием хлопьев или сплошной плотной массы (уплотнение белка яйца при варке), уменьшается устойчивость их против воздействия пищеварительных ферментов, и они легче расщепляются в желудочно-кишечном тракте.

Соединительнотканные белки мяса (коллаген и эластин) изменяются только при длительной варке и повышенной температуре, при этом коллаген переходит в глютин - клейкое вещество, которое при охлаждении застывает. На этом основано приготовление заливных блюд и студней. Распад коллагена в кислой среде происходит быстрее. Поэтому в кулинарной практике используют маринование мяса перед жарением или тушением с добавлением приправ и кислых соусов.

Соединительная ткань рыбы почти полностью состоит из коллагена, также из коллагена состоят кожа и чешуя, которые необходимо использовать при изготовлении заливных блюд из рыбы.

При температуре 70 С происходит коагуляция ( свертывание ) белков. Они теряют способность удерживать воду (набухать), т.е. из гидрофильных становятся гидрофобными, при этом уменьшается масса мяса, рыбы и птицы. Частично разрушается третичная и вторичная структура белковых молекул, часть белков превращается в полипептидные цепочки, что способствует лучшему их расщеплению протеазами желудочно-кишечного тракта.

Белки, находящиеся в продуктах в виде раствора, при варке свертываются хлопьями и образуют пену на поверхности бульона. Коллаген и эластин соединительной ткани превращаются в глютин (желатин). Общие потери белка при тепловой обработке составляют от 2 до 7%.

Превышение температуры и времени обработки способствует уплотнению мышечных волокон и ухудшению консистенции изделий, особенно приготовленных из печени, сердца и морепродуктов. При сильном нагреве на поверхности продукта происходит деструкция крахмала, и идут реакции между сахарами и аминокислотами с образованием меланоидов, которые придают корочке темный цвет, специфический аромат и вкус.

Мясопродукты при варке и жаренье в результате уплотнения белков, плавления жира и перехода в окружающую среду влаги и растворимых веществ теряют до 30-40% массы. Наименьшие потери свойственны панированным изделиям из котлетной массы, так как выпрессованная белками влага удерживается наполнителем (хлебом), а слой панировки препятствует ее испарению с обжариваемой поверхности.

При нагреве жир из продуктов вытапливается. Пищевая ценность его снижается из-за распада жирных кислот. Так, потери линолевой и арахидоновой кислот составляют 20-40%. При варке до 40% жира переходит в бульон, часть его эмульгирует и окисляется. Под действием содержащихся в бульоне кислот и солей эмульгированный жир легко разлагается на глицерин и жирные кислоты, которые делают бульон мутным, придают ему неприятный вкус и запах. В связи с этим варить бульон следует при умеренном кипении, а скапливающийся на поверхности жир надо периодически удалять.

Глубокие изменения жира происходят при жаренье. Если температура сковороды превышает 180 С, то жир распадается с образованием дыма, при этом резко ухудшаются вкусовые качества продуктов. Жарить продукты следует при температуре на 5-10 С ниже температуры дымообразования.

При жаренье основным способом жир теряется за счет его разбрызгивания. Это связано с бурным испарением воды при нагревании жира более 100 С. Потери жира при разбрызгивании называются угаром, и они значительные у жиров, в состав которых входит много воды (маргарин), а также при жаренье увлажненных продуктов (сырой картофель, мясо и др.). Общие потери жира меньше у панировочных изделий.

Самые значительные химические изменения жиров наблюдаются при жаренье во фритюре. В результате гидролиза, окисления и полимеризации накапливаются вредные соединения, придающие жиру неприятный запах и прогорклый вкус. Токсические продукты термического окисления жиров (альдегиды и кетоны) адсорбируются на поверхности обжариваемых изделий. Кроме того, жир загрязняется частицами попадающего в него продукта.

Для предупреждения нежелательных изменений жира используют фритюрницы, в нижней части которых имеется так называемая холодная зона, где температура жира значительно ниже, и попадающие туда частицы продукта не сгорают. Для предохранения фритюра от порчи используют ряд технологических приемов: фритюр периодически процеживают, руки и инвентарь смазывают растительным маслом, предназначенные для жаренья во фритюре изделия не панируют в сухарях.

Углеводы

При нагревании крахмала с небольшим количеством воды происходит его клейстеризация, которая начинается при температуре 55-60 С и ускоряется с повышением температуры до 100 С. При тепловой обработке картофеля клейстеризация крахмала происходит за счет влаги, содержащейся в самом картофеле.

При выпечке изделий из теста крахмал клейстеризуется за счет влаги, выделяемой свернувшимися белками клейковины. Аналогичный процесс происходит при варке предварительно набухших в воде бобовых. Крахмал, содержащийся в сухих продуктах (крупах, макаронных изделиях), клейстеризуется при варке за счет поглощения влаги окружающей среды, при этом масса продуктов увеличивается.

Сырой крахмал не усваивается в организме человека, поэтому все крахмалосодержащие продукты употребляют в пищу после тепловой обработке. При нагревании крахмала свыше 110 С без воды крахмал расщепляется до декстринов, которые растворимы в воде. Декстринизация происходит на поверхности выпекаемых изделий при образовании корочки, при пассеровании муки, поджаривании крупы, запекании макаронных изделий.

Сахароза, содержащаяся в плодах и ягодах, при варке под действием кислот расщепляется с образованием глюкозы и фруктозы. При нагревании сахарозы выше 140-160 С она распадается с образованием темноокрашенных веществ. Этот процесс называется карамелизацией, а смесь продуктов карамелизации – жженка – используется для подкраски супов, соусов и кондитерских изделий.

Тепловая обработка способствует переходу протопектина, скрепляющего растительные клетки между собой, в пектин. При этом продукты приобретают нежную консистенцию и лучше усваиваются. На скорость превращения протопектина в пектин влияют следующие факторы:

свойства продуктов: у одних протопектин менее устойчив (картофель, фрукты), у других более устойчив (бобовые, свекла, крупы);
температура варки: чем она выше, тем быстрее идет превращение протопектина в пектин;
реакция среды: кислая среда замедляет этот процесс, поэтому при варке супов картофель нельзя закладывать после квашеной капусты или других кислых продуктов, а при замачивании бобовых нельзя допускать их закисания.

Клетчатка – основной структурный компонент стенок растительных клеток – при тепловой обработке изменяется незначительно: она набухает и становится пористее.

Витамины

Жирорастворимые витамины (А, D, E, K) при тепловой обработке сохраняются хорошо. Так, пассерование моркови не снижает ее витаминной ценности, наоборот, растворенный в жирах каротин легче превращается в витамин А. Такая устойчивость каротина позволяет длительное время хранить пассерованные овощи в жирах, хотя при длительном хранении витамины частично разрушаются за счет воздействия на них кислорода воздуха.

Водорастворимые витамины группы В устойчивы при нагревании в кислой среде, а в щелочной и нейтральной среде разрушаются на 20-30%, частично они переходят в отвар. Самые большие потери тиамина и пиридоксина имеют место при комбинированном нагреве (тушении и др.). Высокая сохранность с кратковременной тепловой обработкой и незначительным количеством вытекающего сока. Наиболее устойчив к нагреванию витамин РР.

Сильнее всего при тепловой обработке разрушается витамин С за счет окисления его кислородом воздуха, этому способствуют следующие факторы:

варка продуктов при открытой крышке;
закладка продуктов в холодную воду;
увеличение сроков тепловой обработки и длительное хранение пищи в горячем состоянии на мармите;
увеличение поверхности контакта продукта с кислородом (измельчение, протирание).

Кислая среда способствует сохранению витамина С. При варке он частично переходит в отвар. При жаренье картофеля во фритюре витамин С разрушается меньше, чем при жаренье основным способом.

Минеральные вещества. Максимальные потери (25-60%) минеральных веществ (калия, натрия, фосфора, железа, меди, цинка и др.) происходят при варке в большом количестве воды за счет перехода их в отвар. Вот почему отвары из экологически чистых овощей используют для приготовления первых блюд и соусов.

Красящие вещества. Хлорофилл зеленых овощей при варке под действием кислот разрушается с образованием буроокрашенных веществ. Антоцианы сливы, вишни, черной смородины, а также каротин моркови и томатов устойчивы к тепловой обработке. Пигменты свеклы приобретают бурый цвет, поэтому для сохранения ее яркого цвета создают, кислую среду и повышенную концентрацию отвара. Мясо меняет окраску с ярко-розовой на серую вследствие изменения гемоглобина.

Максимальные потери пищевых веществ наблюдается при варке основным способом по сравнению с другими видами тепловой обработки продуктов. Усложнение технологии (измельчение, протирание сырых и отварных продуктов, тушение) также способствует потери питательных веществ.

Закупщику ресторана

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 обработке, так как вызывает деэтерификацию пектиновых веществ с образованием 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.

Изменение массы овощей и плодов при тепловой обработке

В начальный период варки происходит поглощение воды полисахаридами клеточных стенок и увеличение массы овощей, при дальнейшей варке и размягчении масса уменьшается. Изменение массы при тепловой обработке происходит за счет потери или поглощении воды, поглощения жира и потери части питательных веществ. При варке в воде происходят потери растворимых веществ и части воды или поглощение воды.

Размеры потерь воды и растворимых веществ зависят от вида овощей, степени обработки и нарезки, от качества овощей. Увядшие овощи при варке могут поглощать воду и увеличивать массу. Основная часть потерь при варке приходится на долю минеральных веществ: теряются калий, натрий, магний, фосфор.

При варке в подсоленой воде диффузия минеральных веществ уменьшается, но могут увеличиваться потери кальция и магния за счет замещения их в клетках растительной ткани на натрий. Переходят в отвар азотистые вещества в виде аминокислот, а также до 1/3 от первоначального количества сахаров и продукты гидролиза полисахаридов клеточных стенок. Отвары имеют определенную пищевую ценность и должны использоваться для приготовления соусов и супов.

Варка на пару. Потери массы увеличиваются по сравнению с варкой в воде за счет меньшей гидратации клеток. Потери растворимых веществ меньше чем в воде (2,5 – 3,5) раза. Потери зависят от нарезки, вида овощей и давления пара при варке. Овощи после тепловой обработки имеют выраженный аромат.

Припускание и тушение. Изменение массы аналогично изменению массы при варке в воде , но растворимые вещества не теряются, а переходят в отвар и используются вместе с овощами.

Жарка, запекание, пассерование. Изменение массы происходит за счет испарения воды, поглощения жира. Масса уменьшается за счет испарения влаги в большей степени, чем при гидротермической обработке. При жарке, запекании и пассеровании потери растворимых веществ незначительны так как нет воды, на поверхности продукта образуется корочка, отсутствует среда для диффузии. Потери зависят от вида овощей, вида полуфабриката и способа жарки. Панирование в муке снижает потери массы, потери массы зависят от длительности тепловой обработки.

Изменение цвета овощей и плодов

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.

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 жесткой воде окраска сохраняется лучше т. к. кальциевые и магниевые соли связывают органические кислоты.

Читайте также: