Характеристика технологических процессов производства полуфабрикатов и готовой продукции из овощей, плодов и грибов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция 2

Тема 2. Характеристика технологических процессов производства полуфабрикатов и готовой продукции из овощей, плодов и грибов



План

1. Сравнительный анализ способов и средств механической, гидромеханической, тепловой обработки сырья, теоретическое обоснование параметров процесса

2. Характеристика способов, видов и режимов тепловой обработки овощей, теоретическое обоснование параметров процесса



1. Сравнительный анализ способов и средств механической, гидромеханической, тепловой обработки сырья, теоретическое обоснование параметров процесса

гидромеханический тепловой овощ продолжительность

Технологическая схема производства полуфабрикатов в виде сырых чищеных и нарезанных овощей состоит из сортировки сырья, мытья, очистки и нарезки.

При сортировке удаляют загнившие, побитые или проросшие экземпляры, посторонние примеси, а также распределяют овощи по размеру, степени зрелости и пригодности их к приготовлению определенных кулинарных изделий.

Моют овощи для удаления с их поверхности остатков земли и песка и снижения засияности микроорганизмами. Мытые овощи являются полуфабрикатами, предназначенные для дальнейшей кулинарной обработки неочищенными.

При очистке овощей удаляют части с пониженной пищевой ценностью. Очищенные овощи направляют на тепловую кулинарную обработку или нарезают кусочками различной формы в зависимости от их дальнейшего кулинарного использования.

Механическая обработка овощного сырья, плодов и грибов обусловлена ??в первую очередь их структурными особенностями, поэтому, имеет определенные отличия.

Механическая очистка осуществляется с помощью овощеочистних машин различных типов, рабочим органом которых являются абразивные поверхности снимают с клубней, корнеплодов покровные ткани за счет сил трения.

При паровом очистке картофель и овощи обрабатывают паром давлением 0,6 ... 0,7 МПа в течение 0,5 ... 1 мин в паровых аппаратах. Под действием пара кожица лопается и легко отделяется в моечной машине.

Принцип огневого очистки картофеля и овощей заключается в удалении кожицы путем обжига клубней при температуре 1100 ... 1200 ° С в течение 6 ... 12 с в специальных термоагрегатах с последующей промывкой в ??моечных машинах с щетками.

При химической очистке клубни картофеля и корнеплодов обрабатывают раствором горячей (77 ° С) щелочи (массовая доля 7 ... 10%) в течение 6 ... 10 мин и острым паром высокого давления (0,6 ... 0,7 МПа) в течение 0,5 ... 1 мин или только раствором щелочи.

При паролужному очистке под действием щелочи, растворяет полисахариды мякоти под перидермой и вокруг ячеек, и пары кожица вместе с глазками легко удаляется при следующем промывании картофеля и корнеплодов. Моют их очень тщательно сначала в ванне с водой, а затем струями воды под высоким давлением (0,7 МПа), так как из клубней и корнеплодов надо удалить не только кожицу, но и раствор щелочи. После щелочной очистки картофель и овощи, кроме того, обрабатывают разбавленными растворами органических кислот (лимонной, фосфорной) для нейтрализации остатков щелочи.

Таблица 2.1.Количество отходов при различных способах очистки картофеля,%28

Способ очистки	Всего	В том числе
		Механической очистки	Ручной доочистки
Механический (обычный)	28,0	18,5	8,5
Механический (углубленный)	47,5	44,0	3,5
Огневой	15,6	3,6	12,0

В результате механической кулинарной обработки масса, пищевая ценность, цвета, а иногда вкус, аромат и консистенция овощей и плодов меняются. Степень этих изменений зависит от технологических свойств сырья и применяемых режимов обработки.

При механической кулинарной обработке масса картофеля, овощей и плодов уменьшается в основном за счет отходов и других технологических потерь. Потери массы зависят от сезона, способа очистки, степени измельчения и др. Например, в соответствии с действующими нормативами количество отходов при обработке картофеля, очищенного механическим способом, в зависимости от сезона составляет: до 1 сентября - 20%; с 1 сентября по 31 октября - 25; с 1 ноября по 31 декабря - 30; с 1 января по 28 (29) февраля - 35; с 1 марта - 40%.

Оценивая различные способы очистки картофеля по количеству отходов (табл.1), можно отметить, что при механической очистке, особенно углубленной, образуется по много отходов. При термических способах очистки общее количество отходов примерно в 2 раза меньше, чем при обычном механической очистке. При щелочной очистке картофеля отходы составляют примерно 1/10 массы сырья, причем клубни не требуют ручной доочистки.

При очистке корнеплодов и лука репчатого отходов образуется немного меньше, чем при обработке картофеля - от 16% для лука, до 20 ... 25% для большинства корнеплодов. Чуть больше отходов образуется при очистке редьки и сельдерея.

Отходы при обработке капустных овощей колеблются в широких пределах в зависимости от ботанического сорта - от 15% для краснокочанной капусты до 75% для брюссельской, поступающей со стеблями.

Уменьшение массы наблюдается и при нарезке овощей (1 ... 2% массы очищенных овощей).

Вместе с отходами при очистке клубней картофеля, корнеплодов и других овощей удаляется некоторая часть основных пищевых веществ (крахмала, азотистых и минеральных веществ, витаминов и др.).

В табл. 2 представлены данные о содержании основных пищевых веществ в картофеле, очищенной различными способами, позволяющими судить об изменении его пищевой ценности при механической кулинарной обработке.

Потери отдельных пищевых веществ при очистке могут быть непропорциональны количества отходов неравномерным распределением этих веществ в клубнях картофеля, корнеплодах и других овощах.

Таблица 2.2.Содержание основных пищевых веществ в картофеле, очищенной различными способами.

Способ очистки	Сухие вещества	Крахмал	Азотные вещества	Зола	Витамин С, мг%
Механический: Обычный Глубокий Огневой Паровой	24,5 23,6 25,9 24,7	19,75 18,48 20,89 19,2	1,88 1,89 1,89 1,97	0,74 0,684 0,778 0,766	22,3 18,4 17,0 18,5

Например, в клубне картофеля (рис. 1) крахмал накапливается в основном в клетках, прилегающих к зоне сосудистых пучков, особенно в основе клубни; в периферийных слоях клубня и сердцевине его содержится немного меньше.

Азотистых веществ относительно много в коре и сердцевине. Минеральные вещества концентрируются в коре, особенно в верхушечной части клубня. Данные о распределении витамина С в клубнях картофеля противоречивы. По мнению некоторых исследователей, витамин С концентрируется в сердцевине клубней, однако большинство ученых сходятся на том, что он преобладает в зоне сосудистых пучков, особенно в верхушечной части.

При очистке картофеля с поверхности клубней снимаются слои мякоти неодинаковой толщины. Это зависит от принципа действия очистных машин и аппаратов и технологических свойств сырья (формы клубней, структурно-механических характеристик и др.).

При механической очистке в центробежных машинах клубни приобретают более шаровидную форму, поэтому с верхушечной части, основания и наиболее выпуклых их частей снимается не только кора, но и часть сердцевины. Особенно это характерно для клубней удлиненной формы. В клубней, очищенных в валковых машинах, большая часть мякоти снимается с боковых поверхностей. В овощеочисных машинах, рабочий орган которых выполнен в виде конуса, с поверхности клубней овальной или плоскоовальная формы снимается меньше мякоти, чем с округлых клубней. При углубленном очистке с клубней снимаются более толстые слои мякоти, чем при обычном механической очистке.

При ручной доочистке клубней могут быть нарушены все части мякоти. Таким образом, при механизированной обработке картофеля с последующей ручной доочисткой потери отдельных пищевых веществ нивелируются и, как правило, оказываются пропорциональными количеству отходов. Исключение составляют клетчатка, гемицеллюлозы и минеральные вещества, потери которых в процентном отношении всегда оказываются выше, чем отходов.

При очистке клубней картофеля огневым способом их поверхности удаляется в основном кожица. При паровом очистке клубней вместе в перидермой теряется и часть мякоти, при щелочной, кроме того, удаляются ячейки.

В картофеле, очищенной огневым и паровым способами, содержится больше крахмала и минеральных веществ, чем в картофеле, очищенной механическим способом.

При углубленном очистке картофеля этих веществ в полуфабрикате остается меньше, чем при обычном механической очистке.

Способы очистки влияют и на содержание витамина С в очищенных клубнях. Так, в картофеле, очищенной обычным механическим способом, содержится больше аскорбиновой кислоты, чем в картофеле, очищенной другими способами.

Относительно низкое содержание витамина С в полуфабрикаты, полученном после углубленной очистки, связанное с удалением из клубней слоев, богатых витамином С, и сильным повреждением ткани картофеля, способствует окислению и разрушению аскорбиновой кислоты. Относительно низкое содержание витамина С в клубнях после термической очистки является результатом разрушающего воздействия высокой температуры на аскорбиновую кислоту.

При столкновении очищенных клубней с водой (в очистных машинах, после ручной доочистки, в процессе сульфитации и после нее, а также при хранении в воде) картофель теряет некоторую часть крахмала и растворимых веществ, которые диффундируют из поврежденных клеток. В неповрежденных клетках диффузии препятствуют мембраны, поэтому потери растворимых веществ практически невелики. Даже при длительном (около 20 ч.) Хранении нарезанного брусочками картофеля в воду диффундирует всего около 10% растворимых веществ, содержащихся в нем. Однако следует учитывать потери витамина С, может диффундировать через тонопласт, поэтому очищенная и тем более нарезанный картофель не рекомендуется долго хранить в воде.

2. Характеристика способов, видов и режимов тепловой обработки овощей, теоретическое обоснование параметров процесса

Представляют интерес такие физико-химические процессы, происходящие в картофеле, овощах и плодах при тепловой кулинарной обработке, которые вызывают изменения механической прочности паренхимной ткани (размягчение), консистенции, массы, содержания основных пищевых веществ, цвета, вкуса и аромата.

Размягчения картофеля, овощей и плодов

Размягчения тканей картофеля, овощей и плодов, как правило, происходит при тепловой кулинарной обработке. Без влияния теплоты размягчения наблюдается в основном в плодах (яблоки, груши, бананы и др.) И некоторых овощах (томаты) в процессе созревания и хранения технически сырой продукции процессы, протекающие в них под действием ферментов. Частичное размягчения тканей капусты белокочанной наблюдается при квашении, что связано, как с ферментативными процессами, так и с кислотным гидролизом протопектин, которого в клеточных стенках квашеной капусты содержится в 1,5 раза меньше, чем в свежей.

Подвергнутые тепловой кулинарной обработке картофеля, овощи и плоды получают более мягкую консистенцию, легче розкусуются, разрезаются и протираются. Степень размягчения картофеля, овощей и плодов в процессе тепловой обработки оценивают по механической прочности их тканей. Так, как механическая прочность образца сырого картофеля при испытании ее на сжатии составляет примерно 13 * 105 Па, а вареной - 0.5 * 105 Па, вроде сырой свеклы - 29,9 * 105 Па, вареного - 2,9 * 105 Па.

Размягчения картофеля, овощей и плодов при тепловой кулинарной обработке сочетают с ослаблением связей между клетками, обусловленными частичной деструкцией клеточных стенок.

Деструкция клеточных стенок

Поскольку при доказательстве овощей и плодов до кулинарной готовности клеточные стенки не разрываются. Более того, клеточные оболочки вареных овощей не разрываются при протирании и раскусывании, так как обладают достаточной прочностью и эластичностью. В таких случаях ткань нарушается по срединным пластинкам, которые подвергаются деструкции в большей степени, чем клеточные оболочки.

Благодаря этому при разжевывании вареного картофеля не ощущается, например, вкус крахмала. Клеточные оболочки не нарушаются даже при очень долгой тепловой обработке овощей и плодов, когда может происходить частичная мацерация их тканей (распад на отделенной клетке).

Установлено, что в процессе тепловой кулинарной обработки картофеля, овощей и плодов глубоким изменениям подвергаются нецеллюлозного полисахариды клеточных стенок: пектиновые вещества и гемицеллюлозы, а также структурный белок екстенции, в результате чего образуются продукты, обладающие разной растворимостью. Именно степень деструкции полисахаридов и растворимость продуктов деструкции обусловливают изменение механической прочности клеточных стенок овощей и плодов при тепловой кулинарной обработке. Изменения целлюлозы в этом случае сводятся главным образом к ее набухания.

Деструкция протопектина

Известно, что при тепловой кулинарной обработке картофеля, овощей, плодов и других растительных продуктов содержание протопектин в них уменьшается. Так, при доказательстве овощей до кулинарной готовности содержание протопектин в них может снижаться на 23 ... 60% (табл. 2.3.).

Таблица 2.3. Содержание протопектин в некоторых овощах до и после варки

Овощи	Протопектин,% галактуроновой кислоты на сырую массу	Степень изменения,%
	до варки	после варки
Свекла	0,49	0,21	57.3
Морковь	0,53	0,32	40,2
Репа	1,08	0,71	34,4
Петрушка	0,75	0,58	23,0
Капуста белокочанная	0,48	0,36	25,0

Согласно современным представлениям о строении заливных пектиновых веществ деструкция протопектина обусловлена ??в первую очередь распадом водородных связей и ослаблением гидрофобного взаимодействия 1 между этерифицированные остатками галактуроновой кислоты, а также разрушением хелатных связей с участием ионов Са 2+ и Ме2 + между неетерифицируванимы остатками галактуроновой кислоты в цепях рамногалактуронана.

Контакты между структурными элементами (обычно белками), в результате которых сводится к минимуму их взаимодействие с водою. Важно, что распад водородных связей между этерифицированные остатками галактуроновой кислоты различных цепей рамногалактуронана возможен только при наличии определенного количества влаги, которая может поступать в клеточные стенки после денатурации белков мембранных клеточных структур.

Сдвиг реакции вправо может быть обусловлен образованием нерастворимых или малорастворимых солей кальция и магния с различными органическими кислотами (щавелевой, фитиновой, лимонной и др.) И пектинами, которые присутствуют в клеточном соке овощей и плодов. При тепловой обработке продуктов клеточные мембраны разрушаются вследствие денатурации белков, облегчаются диффузные процессы с проникновением указанных веществ в клеточные стенки, и реакция протекает в направлении разрушения солевых мостиков с образованием нерастворимых продуктов (соли органических кислот, в том числе оксалаты и пектаты).

Кроме того, происходит гидролиз гликозидных связей в самых цепях рамногалактуронана, в результате чего макромолекулы последнего деполимеризуются. Это подтверждается накоплением в овощах и плодах полигалактуроновых кислот различной степени полимеризации и рамнозу.

Следует отметить, что високометоксилируванные пектиновые вещества подвергаются гидролизу легче, чем низькометоксилирувании. В результате этих преобразований образуются продукты деструкции протопектина, обладающих различной растворимостью в воде. Продукты деструкции, содержащих неметоксилируванные и неионизированные остатки галактуроновой кислоты, не растворяются или слабо растворяются в воде, а продукты деструкции, содержащие метоксилируванные и ионизированные остатки галактуроновой кислоты, растворимые.

Итак, особенность механизма деструкции протопектин отдельных видов овощей и плодов определяется прежде всего степенью этерификации остатков галактуроновой кислоты в цепях рамногалактуронана. Чем выше степень этерификации (при прочих равных условиях), тем дольше срок тепловой обработки. Если степень этерификации полигалактуроновой кислоты в протопектин свеклы составляет 72%, капусты белокочанной - 65, моркови - 59%, то можно предположить, что ионообменные процессы в деструкции протопектин моркови при ее тепловой обработке играют большую роль, чем в деструкции протопектин свеклы и капусты белокочанной. Особенно важную роль ионообменные процессы играют в деструкции таких продуктов, как картофель, кабачки и др., В которых степень этерификаии полигалактуроновых кислот близка к 40%.

Действительно, при удалении из картофеля, моркови, капусты белокочанной и свеклы части водорастворимых веществ, участвующих в ионообменных процессах, путем щелочной продолжительности их варки до готовности увеличивается соответственно в 6; 3; 2,5 и 1,25 раза. И наоборот, при насыщены выщелоченных образцов моркови и свеклы раствором оксалата натрия продолжительность их тепловой обработки сократилась соответственно в 3 и 1,75 раза.

Образующиеся в результате деструкции протопектин растворимые в воде продукты вымываются из клеточных стенок, что приводит к их разрыхления и ослабление связей между клетками. Механическая прочность тканей овощей и плодов при этом снижается.

Деструкция протопектина начинается при 60 ? С, с повышением температуры процесс интенсифицируется. На рис. 9.6 представлен график изменения содержания протопектин и механической прочности тканей корнеплодов в процессе их варки. На каждом этапе тепловой обработки механическая прочность тканей корнеплодов снижается в значительно большей степени, чем содержание протопектин. Это свидетельствует о том, что на процесс размягчения растительной ткани при тепловой обработке кроме деструкции протопектин могут влиять и другие факторы, в частности изменения гемицеллюлозы и структурного белка экстенсина.

Деструкция гемицеллюлоз

При тепловой кулинарной обработке овощей рядом и параллельно с деструкцией протопектин происходит деструкция гемицеллюлозы также с образованием растворимых продуктов. Гемицеллюлозы клеточных стенок при тепловой обработке растительных продуктов частично набухают, подвергаются гидролизу, что подтверждается накопления в отварах и готовых продуктах нейтральных сахаров - арабинозы, галактозы и др.

Наличие уроновых кислот в гемицеллюлозы позволяет представить, что другим элементом механизма их деструкции при гидротермической обработке овощей и плодов является ионообменные процессы, протекающие в подобные пектиновых веществах.

Таблица 2.4. Степень деструкции клеточных стенок и гемицеллюлозы свеклы, моркови и капусты белокочанной и изменение прочности их тканей в процессе варки.

Овощи	Уменьшение содержания клеточных стенок,%	Уменьшение содержания гемицеллюлозы в клеточных стенках,%	Уменьшение прочности тканей овощей, раз
Капуста белокочанная	30	22	5...6
Морковь	25	14	10
Свекла	35	18	10

В табл. 2.4.наведено данные об изменении содержания клеточных стенок и гемицеллюлозы в некоторых овощах в результате тепловой кулинарной обработки. Приведенные данные показывают, что степень деструкции гемицеллюлоз при варке овощей несколько уступает степени деструкции протопектина (см. Табл. 9.2), однако она достаточно высока и, по-видимому, оказывается заметное влияние на деструкцию клеточных стенок, содержащий значительное количество гемицеллюлозы.

Деструкция гемицеллюлоз начинается при более высоких температурах, чем деструкция протопектина (70 ... 80 ° С). При более высоких температурах процесс ускоряется. При снижении температуры гемицеллюлозы регенерируют и отдают часть воды, поглощенной при набухании и деструкции.

Деструкция белка экстенсина

Структурный белок клеточных стенок продуктов растительного происхождения в процессе тепловой кулинарной обработки, как и нецеллюлозного полисахариды, подвергается деструкции. Это подтверждается тем, что в растительных продуктах после тепловой обработки определяется меньшее количество оксипролина, чем к отделке.

В табл. 2.4 представлены данные о содержании оксипролина в некоторых корнеплодах до и после тепловой кулинарной обработки.

Степень деструкции экстенсина при тепловой кулинарной обработке корнеплодов может достигать 80%; она значительно выше степени деструкции протопектина и гемицеллюлозы. Разрушение экстенсина начинается при более низких температурах, чем деструкция упомянутых выше полисахаридов. Так, нагрев нарезанных корнеплодов в воде при 60 ? С в течение 1 ч приводит к заметному снижению содержания в них оксипролина. Механическая прочность тканей корнеплодов при этом также несколько уменьшается.



Таблица 2.5. Содержание оксипролина в некоторых корнеплодах до и после варки

Корнеплоды	Содержание оксипролина, мг на 100 г продукта	Степень изменения,%
	до варки	после варки
свекла морковь петрушка	51,3 20,6 20,3	11,4 5,0 12,3	76,7 76,4 39,3

Таким образом, деструкция протопектина происходит в результате ионообменных процессов, распада водородных связей и гидрофобного взаимодействия. При этом нарушаются связи между цепями рамногалактуронана и происходит гидролиз гликозидных связей в них, в результате чего макромолекулы рамногалактуронана деполимеризуются. Деструкция матрикса клеточных стенок в целом включает, кроме того, деструкцию гемицеллюлозы и структурного белка екстенсина.

Заметные изменения в структуре матрикса отмечаются при температурах выше 50 ... 60 ? С, деструкция протопектина активно нарастает при температурах выше 80 ? С, гемицеллюлозы - выше 85 ... 90 ° С

В овощах и плодах, доведенных до состояния кулинарной готовности, структура матрикса клеточных стенок должна быть нарушена в такой степени, чтобы продукт не оказывал значительного сопротивления при разжевывании, разрезании, протирке.

Изложенное выше позволяет объяснить известный на практике способ доведения до кулинарной готовности свеклы и фасоли путем первоначального варки до полуготовности и дальнейшего быстрого охлаждения.

Установлено, что сваренные до полуготовности свеклу достигают при дальнейшем охлаждении готовности только в том случае, если начальная температура внутри корнеплода была близка к 100 ° С, то есть когда протопектин, гемицеллюлозы и екстенсии уже подверглись определенной деструкции и для ее завершения и растворения продуктов деструкции необходима дополнительная количество влаги. Эта влага может поступать или из клетки в процессе дальнейшей варки свеклы, или набухших гемицеллюлозы и целлюлозы в результате их регенерации при остывании. В результате такого обводнения клеточных стенок и дополнительного поступления влаги из клеток процесс деструкции компонентов матрикса завершается и прочность клеточных стенок снижается.

Описанный механизм деструкции компонентов клеточных стенок овощей при тепловой кулинарной обработке позволяет объяснить причины образования клейкого и тягучей картофельного пюре при приготовлении охлажденной картофеля.

В тканях картофеля при протирании в горячем и охлажденном состоянии происходят такие изменения. В сваренной горячей картофеля оболочки клеток паренхимной ткани обладают достаточными прочностью и эластичностью и не разрушаются при приготовлении пюре. Разрушаются ткани клубней за резко ослабленным срединным пластинкам. Даже если происходит частичный разрыв клеточных стенок, то он не обязательно сопровождается разрушением клейстеризований зерен крахмала и выходом их содержимого наружу. Готовое пюре имеет сухую, рассыпчатую консистенцию.

При охлаждении вареного картофеля в результате уменьшения набухания клетчатки и гемицеллюлозы и растворимости продуктов деструкции гемицеллюлоз происходит определенное упорядочение элементов их нарушенной структуры, в результате чего эластичность клеточных стенок снижается, а жесткость (хрупкость) возрастает. Кроме того, амилоза, которая перешла в срединные пластинки, ретроградуе, связь между клеточными оболочками увеличивается, а жесткость студня внутри зерен клейстеризованного крахмала в клетках ткани растет. В результате увеличивается вероятность укрепления клеточных стенок и зерен крахмала. При механическом воздействии на клубни остыли картофеля кроме нарушения ткани по срединным пластинкам происходит также разрушение клеток и зерен клейстеризований крахмала и вытекающие из них клейстер предоставляет структуре пюре нежелательную липкость.

Таблица 2.6. Содержание клеточных стенок в сыром и вареном свеклы и механическая прочность тканей

Продолжительность варки, мин.	Содержание клеточных стенок,% на сухое вещество	Механическая прочность тканей, Па -104
0	26,00	36,80
30	21,28	3,40
60	20,70	3,16
90	19,90	2,95
120	19,82	2,88
180	19,80	2,83
300	19,75	2,83

Таким образом, увеличение жесткости ткани картофеля при охлаждении объясняется регенерацией целлюлозы и гемицеллюлозы, а также ретроградация крахмальных полисахаридов.

Гидротермической обработки некоторых корнеплодов после доведения до кулинарной готовности не приводит к заметному снижению содержания в них клеточных стенок (табл. 9.5) даже при очень длительном воздействии теплоты.

Упорядочение при охлаждении структуры клеточных стенок овощей и плодов, не содержащие (в значительном количестве) крахмал, практически не отражается на их прочности. Эластичность клеточных оболочек снижается, а хрупкость возрастает.

Процесс деструкции клеточных стенок и изменения механической прочности ткани овощей можно условно разделить на два периода. Первый период характеризуется относительно интенсивным понижением содержания клеточных стенок и механической прочности ткани до момента привычного восприятия нами их кулинарной готовности. Для свеклы этот период по продолжительности составил 90 мин., Прочность ткани корнеплода при этом снизилась в 12,5 раза, содержание открываются клеточных стенок - на 23,5%. Второй период характеризуется резким окраской темпа снижения содержания клеточных стенок и механической прочности ткани овощей после их размягчения степени кулинарной готовности. Для свеклы прочность ткани за период варки 90 ... 300 мин. снизилась всего на 4%, содержание открываются клеточных стенок - на 1%. Аналогично меняется прочность ткани других овощей при гидротермической обработке (см. Рис. 9.6); различия носят лишь временный и количественный характер.

Представленный материал позволяет говорить о двух формах протопектин-гемицеллюлозного комплекса в овощах: лабильной и сравнительно устойчивой к гидротермической обработки.

Лабильная форма протопектин - гемицеллюлозного комплекса интенсивно разрушается при температурах около 95 ° С и выше, что приводит к размягчению ткани овощей в их кулинарной готовности. Устойчивая форма протопектин-гемицеллюлозного комплекса вместе с целлюлозой обусловливает целостность ткани овощей как в готовом состоянии, так и подвергнуты дополнительной тепловой обработке.

Влияние некоторых факторов на продолжительность тепловой кулинарной обработки картофеля, овощей и плодов.

Известно, что состав, а следовательно, и технологические свойства плодов и овощей зависят от условий их роста: вносимые удобрения, агротехнических приемов, сроков посадки и метеорологических условий. Следует также иметь в виду как субъективную, так и объективную условность наших ощущений «готовности» продукта по консистенции, так как характер изменения прочности ткани овощей при тепловой обработке затрудняет точную оценку момента готовности продукта (рис. 9.7).

В связи с этим рекомендованы в различных литературных источниках продолжительности тепловой кулинарной обработки овощей не всегда совпадают между собой, а с учетом неодинаковой массы овощей, используемых при обработке, фиксируется продолжительностью варки, допущения или тушения может значительно колебаться.

При СВЧ - нагреве овощей определена (независимо от мощности аппарата) минимальная продолжительность (мин.) Доведение их до готовности, сократить которую практически невозможно: для лука репчатого 3,5, картофеля 4,0, моркови 5,2, капусты белокочанной 5,5 , свеклы 7,5. Следует отметить, что между указанной продолжительностью тепловой обработки овощей и степенью этерификации входят в состав их клеточных стенок полигалактуроновых кислот существует взаимосвязь: чем выше степень этерификации, тем больше продолжительность тепловой кулинарной обработки.

С определенной долей условности можно считать, что и при других способах тепловой кулинарной обработки (варки в воде на пару) указанных выше овощей продолжительность обработки такая же, как и при СВЧ - нагреве. Например, если продолжительность варки картофеля составляет 30 мин., То моркови такого же размера - около 40 мин., Свеклы - 60, капусты белокочанной - 40 мин. Расчетные данные совпадают с экспериментально установленными для этих овощей. Исключение составляет капуста белокочанная, что объясняется специфичностью ее формы.

В общем продолжительность тепловой кулинарной обработки картофеля, овощей и плодов зависит от свойств самой продукта, его состава и технологических факторов: способа тепловой кулинарной обработки, степени измельчения, температуры и реакции среды и др.

Свойства продукта

Поскольку размягчения картофеля, овощей и плодов связывают с деструкцией клеточных стенок, можно предположить, что продолжительность тепловой кулинарной обработки этих продуктов зависит от содержания клеточных стенок или от содержания в них протопектина, экстенсина и др.

Различия в продолжительности тепловой кулинарной обработки отдельных видов овощей и плодов обусловлены неодинаковой термостойкостью клеточных стенок и различным характером деструкции их компонентов.

О термостойкости клеточных стенок можно судить по степени уменьшения их массы в процессе нагревания. Так, при разогревании в воде клеточных стенок, выделенных из моркови, масса их уменьшается по значительно большей степени, чем масса клеточных стенок, выделенных из свеклы, при одинаковой продолжительности нагрева (рис. 9.8). Это свидетельствует о том, что клеточные стенки свеклы более устойчивы к действию теплоты, чем клеточные стенки моркови, что, видимо, и определяет более короткие сроки варки последней.

Термостойкость клеточных стенок зависит от свойств принятых в их состав протопектин, гемицеллюлозы и екстенсина.

Для доведения до кулинарной готовности овощей, содержащих високоетерфицируваний протопектин, нужно видповино длительное воздействие теплоты. Например, картофель, петрушку, морковь и свекла со степенью этерификации полигалактуроновых кислот протопектин примерно 40, 46, 60 и 73% по продолжительности гидротермической обработки размещаются в том же порядке.

Поскольку високоэтерифицируваний протопектин разрушается при нагревании его продуктов, содержащих в основном в результате гидролиза рамногалактуронана, разрушение связей водород и ослабление гидрофобного взаимодействия, то для этого нужно определенное количество влаги, поэтому растительные продукты, в клеточных стенках которых содержится протопектин с высокой степенью этерификации полигалактуроновых кислот, необходимо доводить до состояния кулинарной готовности, используя гидротермические способы нагрева (варки в воде и на пару, допущения, тушения).

Растительные продукты, содержащие протопектин с невысокой степенью этерификации полигалактуроновых кислот, как правило, требуют менее продолжительного воздействия тепла и меньшего количества влаги для доведения их до кулинарной готовности.

Есть основания считать, что жарить можно овощи, в которых степень этерификации полигалактуроновых кислот в протопектин составляет примерно 40%, а решающую роль в деструкции протопектина и клеточных стенок играют ионообменные процессы. Нельзя жарить или доводить до состояния готовности с помощью жарки овощи, в которых степень этерификации полигалактуроновой кислоты в протопектин составляет 60% и более. Это объясняется тем, что в процессе жарки продуктов из них непрерывно испаряется вода, а остается влаги недостаточно для протекания гидролитических процессов в клеточных стенках овощей, содержащих достаточно много високометоксилируваного протопектин.

На длительность тепловой кулинарной обработки овощей, особенно с невысокой степенью этерификации полигалактуроновых кислот в протопектин, существенно влияет содержание в клеточном соке органических кислот и их солей с катионами щелочных металлов, участвующих в ионообменных реакциях с расщеплением хелатных связей в протопектин.

Для овощей с примерно одинаковыми свойствами протопектина по степени этерификации полигалактуроновой кислоты и содержание ионов Са 2+ и Mg2 + установлена ??следующая зависимость; чем больше в их клеточном соке содержится органических кислот и их солей, которые участвуют в ионообменных процессах, тем быстрее продукты достигают кулинарной готовности при тепловой обработке (табл. 9.7). В связи с этим различия в продолжении тепловой кулинарной обработки различных сортов одного и того же вида овощей связывают с так называемой Са - осадительной способностью сока1, определяющие содержание в нем указанных выше органических кислот и их солей. Сорта картофеля и капусты, содержащие сок с высокой Са осадительной способностью, быстрее достигают кулинарной готовности.

Для разных видов овощей зависимость между Са-осадительной способностью сока и продолжительностью их варки не наблюдается. Вероятно, этот фактор влияет на сроки варки овощей, содержащих протопектина с относительно одинаковыми свойствами. Са-осадительная способность сока, в свою очередь, находится в прямой зависимости от содержания в нем органических кислот и растворимого пектина.

Однако по общему содержанию органических кислот не всегда можно правильно оценить Са-осадительной способность сока, так как последний содержит не только кислоты, способны осаждать кальций, но и другие, например винную, янтарную, фумаровой. Пожалуй, Са-осадительная способность сока зависит в основном от содержания в ней щавелевой, фитиновой и пектовой кислот, хорошо осаждающих кальций. С табл. 9.7 видно, что сок тех сортов картофеля и капусты, содержащиеся в сумме более этих кислот, обладает и большей Са-осадительной способностью.

Рекомендации не добавлять холодную воду при варке картофеля по мере выкипания жидкости и не прерывать процесс варки можно объяснить, видимо, тем, что в обоих случаях это приводит к снижению температуры варочной среды и замедление ионообменных процессов. При снижении Са-осадительная способность сока - это количество миллиграммов Са, облегающие 100 мл сока с 5 мл 0,005 н. раствора СаСl2 температуры крахмальный студень в клетках уплотняется вследствие ретроградации амилазы; ионообменные процессы в таком вязкой среде замедляются, продолжительность тепловой обработки картофеля увеличивается.

На длительность тепловой кулинарной обработки картофеля, овощей и плодов оказывают заметное влияние не только свойства полисахаридов, содержащихся в клеточных стенках, но и свойства белка екстенсина.

Термостойкость екстенсина обусловлена ??содержанием в нем оксипролина. Например, в екстенсини моркови и петрушки содержится около 5% оксипролина, в екстенсине свеклы - 14%. Значительное содержание в клеточных стенках свеклы оксипролина (в свекле - 1,63%, моркови - 0,67, петрушке - 0,39%) может обусловливать их повышенной термостойкостью, чем, пожалуй, можно объяснить относительно медленное размягчения ткани свеклы в процессе тепловой кулинарной обработки.

Таблица 2.7. Содержание органических кислот, Са-осадительная способность клеточного сока и продолжение тепловой кулинарной обработки некоторых сортов картофеля и капусты

Сорт	Содержание органических кислот в 100 мл сока, мг	Са осадительная свойство сока, мг	Продолжение варки, мин.
	вместе	в том числе
		щавелевая	фитиновых
Картофель кубики с стороной 20 мм
Любимець	568	82	63	39,6	14
Лорх	515	76	58	34,3	16
Приекульский ранний	499	70	54	33,2	15
Берлихинген	487	79	52	30,5	17
Надежда	465	65	43	14,3	21
Капуста белокачанная нарезание соломкой
Слава	451	72	60	41,7	20
Подарок	417	75	49	33,6	22
Белорусская	404	60	37	26,2	25
Амагер	378	55	29	16,0	30

Технологические факторы

Способ обработки. При варке картофеля, овощей и плодов в воде и на пару значительных различий в терминах тепловой кулинарной обработки не наблюдается. В СВЧ аппаратах продолжительность обработки овощей сокращается в 3 ... 10 раз.

Измельчения картофеля, овощей и плодов приводит к контрактура сроков их тепловой кулинарной обработки в условиях передачи теплоты путем теплопроводности, причем тем больше, чем меньше толщина кусочков продуктов.

При обработке овощей и плодов в СВЧ аппаратах размеры их кусков практически не влияют на продолжительность тепловой кулинарной обработки, так как продукт нагревается по всему объему.

Температура варочной среды. С повышением температуры теплоносителя степень деструкции протопектина, гемицеллюлозы и екстенсина растет и, следовательно, овощи и плоды быстрее достигают кулинарной готовности. С понижением температуры теплоносителя эти процессы замедляются, а продолжительность тепловой кулинарной обработки увеличивается.

При гидротермической кулинарной обработке овощи нагревают до температуры, близкой к 100 ° С, и выдерживают при ней до момента готовности.

Следует отметить, что одновременно с размягчением овощей и плодов, связанных с деструкцией их клеточных стенок, различные физико-химические превращения претерпевают и другие вещества, входящие в состав продукта. В результате этих изменений овощи приобретают вкус, окраску, аромат и консистенцию, присущие тем или иным продуктам, доведенным до состояния кулинарной готовности.

Как уже отмечалось, при СВЧ обработке овощи размягчаются до готовности за несколько минут, однако за это время у них не успевают произойти те изменения составляющих их веществ, которые определяют органолептические показатели овощей, сваренных в обычных условиях. Поэтому овощи и плоды, сваренные в обычных условиях и прошли СВЧ обработку, несколько отличаются как по вкусу, так и по некоторым другим показателям качества.

Продолжительность варки большинства овощей не превышает 30 ... 40 мин., Что позволяет при варке в харчо-варочных котлах доводить их до кулинарной готовности после непродолжительного кипения жидкости за счет теплоты, аккумулированной аппаратуры. Крышка котла должна быть закрыта, так как при испарении жидкости температура ее снижается. Такой способ варки имеет несколько преимуществ: более выраженный вкус готового продукта; лучше сохраняется витамин С; экономится энергия. Продолжительность варки овощей при этом не увеличивается, так как за время доведения их до готовности температура жидкости незначительно снижается.

Овощи можно довести до готовности при температуре ниже 100 ° С, однако в этом случае почти всегда увеличивается продолжительность приготовления блюд и немного ухудшается их качество. Так, при снижении температуры всего на 5 ... 10 ° С продолжительность тепловой обработки картофеля увеличивается в 1.5 ... 2 раза. При температуре 77 ... 80 ? С картофель можно довести до кулинарной готовности только после 6-часового разогрева. Нагрев овощей (картофель, морковь, капуста) в течение длительного времени при 50 ... 55 ° С практически не вызвало их размягчения (табл. 2.7). Учитывая влияние температуры среды на продолжительность варки овощей, следует отметить, что температурный оптимум пектинметилестеразы лежит в интервал 50 ... 80 ? С, поэтому, если овощи выдерживают некоторое время при этих температурах, разваривания их при дальнейшем нагревании снижается.

Реакция среды. В процессе приготовления некоторых блюд в них добавляют пищевую соду. Щелочная среда улучшает размягчения овощей и плодов при тепловой кулинарной обработке, так как вызывает диетерификацию пектиновых веществ с образованием хорошо растворимых продуктов. Однако на практике обычно отказываются от использования щелочной среды для ускорения процесса тепловой обработки, что связывают с неустойчивостью в ней витаминов, в том числе витамина С, основным источником которого служат овощи и плоды.

При подкислении среды (обычно до рН 6 ... 4) тепловая кулинарная обработка большинства овощей, как правило, замедляется, а консистенция их тканей уплотняется. Для подкисления среды обычно используют уксусную или лимонную кислоту, а в рассоле квашеных овощей основная кислота - молочная.

Известно, что если при варке щей или борщей из квашеной капусты полагается по рецептуре картофель заложить одновременно с капустой или позже, он остается жестковатый. То же самое наблюдается при приготовлении рассольника, когда картофель закладывают вместе с солеными огурцами или после них. Свекла, тушеный с добавлением уксуса, имеет более плотную консистенцию, чем свекла, тушеный без уксуса.

В более кислых средах отдельные виды овощей требуют еще более длительной тепловой обработки для доведения их до кулинарной готовности, в то время как другие овощи и плоды размягчаются быстрее, чем в слабо кислых средах.

Поскольку размягчения овощей и плодов при тепловой обработке связывают в основном с деструкцией протопектин, на степень деструкции протопектина и продолжительность варки некоторых овощей.

Чем выше в исследованном интервале (рН 7 ... 3) концентрация водородных ионов раствора, в котором варились морковь, петрушка и капуста, тем меньше образуется растворимого пектина, и для доведения их до кулинарной готовности при снижении значения рН нужно более чем в два раза больше времени , чем при значении рН, свойственном слабо кислой среде. Однако в очень кислых средах (рН 2,2 ... 2,1) эти овощи развариваются практически так же быстро, как и в слабо кислых (табл. 2.9).

Таблица 2.9. Продолжительность варки капусты, моркови и свеклы до готовности при различных значениях рН среды

Свекла	Морковь	Капуста
рН среды	Продолжительность варки, мин	рН среды	Продолжительность варки, мин	рН среды	Продолжительность варки, мин
5,70	23	6,0	15	6,1	18
4,15	60	3,7	37	3,8	40
3,60	25	2,1	17	2,2	20

В свеклы замедление образования растворимого пектина и увеличение продолжительности тепловой обработки до кулинарной готовности наблюдаются только до рН 5,1. При более высоких концентрациях водородных ионов распад протопектин свеклы усиливается, а сроки варки уменьшаются.

Следует отметить, что протопектин фруктов ведет себя подобных протопектин свеклы. В яблоках, грушах и черносливе, что варилисяся в средах с различной активной кислотностью, отмечалось минимальное образование растворимого пектина при следующих значениях рН: для груш 4,3 ... 4,9, для яблок 5,1, для чернослива 5,4. Указанным значением рН отвечала и максимальная твердость фруктов. Известно, что чем кислее фрукты, тем быстрее они развариваются. Для сохранения формы плодов при запекании яблок, варке компотов и варенья рекомендуют использовать фрукты с относительно низкой кислотностью сока.

Иногда отмечают, что присутствие в вручен среде щелочной кислоты (варка щавеля, ревеня и др.) Не увеличивает продолжение обработки овощей. Эта относительно сильная кислота (по сравнению с упомянутыми выше) вызывает значительный гидролиз протопектина и, кроме того, способствует распаду хелатных связей между полигалактуроновых кислотами. Щавелевая кислота является не-только донором ионов водорода, но и осадитель катионов Са 2+, способствуя расщеплению протопектин. Однако использовать щавелевую кислоту в качестве пищевой добавки в кулинарной практике запрещено, так как она ядовита.

Присутствие кислот в варочном среде, с одной стороны, сдавливает диссоциации ионизированных остатков полигалактуроновых кислот протопектин, что приводит к снижению его растворения и укрепления клеточных стенок. С другой стороны, кислоты катализируют процесс гидролиза цепей рамногалактуронана, способствуя деструкции протопектина. Видимо, процесс размягчения и продолжительность тепловой обработки до кулинарной готовности овощей и плодов зависят от того, какие процессы подавляют диссоциацию ионизированных групп в протопектин или ионообменные процессы, что, в свою очередь, определяется степенью этерификации полигалактуроновых кислот, входящих в его состав, и природой кислоты.

При необходимости подкислить варочное среду при Изготовление кулинарных изделий целесообразно добавлять кислоту (томатную пасту, допущенные соленые огурцы и др.) В конце варки для сокращения ее продолжительности и экономии тепловой энергии. Например, при тушении свеклы для борщей добавлять уксусную кислоту для сохранения цвета рекомендуется в конце тушения, когда свекла уже размягчится. При этом цвет свеклы восстанавливается и становится даже более яркой, чем при тушении ее с кислотой или томатной пастой.

Выщелачивания. Выше уже отмечалось, что при удалении водорастворимых веществ из некоторых овощей сроки их варки удлиняются. В кулинарной практике это явление можно наблюдать при переработке картофеля. При длительном хранении в воде очищенных клубней происходит выщелачивание их поверхностных слоев. В процессе дальнейшей варки эти слои не размягчаются в достаточной мере, в то время как внутренние части клубней достигают готовности. При более длительной варке возможные разрыв и отставание поверхностных слоев клубков в результате повышения давления во внутренних слоях. В результате внешний вид вареных клубней ухудшается. Кроме того, с такой картофеля невозможно приготовить пюре однородной консистенции. В связи с этим длительно хранить картофель в воде не рекомендуется, так как при этом не только теряется некоторое количество пищевых веществ, но и может ухудшиться его розваренисть.

В некоторых случаях процесс выщелачивания поверхностных слоев клубней можно использовать для улучшения качества готовой картофеля. Так, при приготовлении гарнира из целых клубней рассыпчатых сортов картофеля, обточенных в виде бочки, груш или цилиндров, подготовленные полуфабрикаты выдерживают некоторое время в проточной воде, а затем варят.



Таблица 2.10. Продолжительность варки моркови и свеклы в воде различной жесткости

Характеристика среды	Продолжительность варки, мин.
	Морковь	Свекла
Вода: Дистиллированная жесткостью 5,04 ° жесткостью 14,56 °	40 44 46	90 94 95

Примечание. 1?. соответствует 10 мг СаО в 1 л воды.

При этом выщелоченный поверхностный слой разваривается в меньшей степени, чем внутренние слои клубней, и предохраняет их от распада.

Жесткость воды. На продолжительность варки овощей влияют жесткость воды и добавления в нее поваренной соли. С табл. 2. 10. видно, что присутствие в воде ионов Са 2+ при варке свеклы увеличивает сроки ее тепловой обработки до кулинарной готовности всего на 4,5 ... 5,0%, а при варке моркови - на 10 ... 15%.

Эти различия, по-видимому, также объясняются различиями в степени этерификации полигалактуроновых кислот протопектина свеклы и моркови. Присутствие в варочном среде избыточного количества ионов Са 2+ уменьшает вероятность разрушения солевых мостиков в видносно- низькоетерифицируваному протопектин моркови, что и приводит к увеличению продовжености варки.

Таблица 2.11. Прочность ткани свежих и размороженной свеклы до и после гидротермической обработки (-105 Па)

Продолжительность гидротермической обработки, мин	Прочность ткани свеклы
	Свежий	Размороженный
--	35,2	30,00
15	10,2	4,80
30	7,0	4,10
60	5,8	3,40
90	3,6	3,40
120	3,5	3,37
180	3,4	--

Подсаливания среды. Существует мнение, что нежелательно подсаливать воду при варке моркови, свеклы и сушеного горошка, так как продолжительность тепловой кулинарной обработки при этом может увеличиться. Данные свидетельствуют о положительном влиянии подсаливания воды на размягчение ткани корнеплодов. Однако вкус корнеплодов с достаточно высоким содержанием сахара при варке в подсоленной воде может ухудшиться. Соль может оказать негативное влияние на набухание сушеного горошка и, следовательно, на продолжительность его разваривания.

Замораживание. При использовании в кулинарной практике замороженных овощей и плодов следует учитывать, что в процессе замораживания часть лабильной формы протопектин-гемицеллюлозного комплекса подвергается деструкции, поэтому время доведения размороженного продукта до кулинарной готовности сокращается (табл. 2.10).

Контрольные вопросы:

1. деструкция клеточных стенок при тепловой обработке

2. Факторы, влияющие на продолжительность тепловой обработки овощей?

3. Деструкция гемицелюлоз при тепловой обработке.

4. Изменения содержания протопектин в процессе тепловой обработки.

5. Изменения екстенсину в процессе тепловой обработки.



Литература

1. Крайнюк Л.Н. Методические рекомендации по разработке рецептур на новую кулинарную продукцию [текст] / Л.Н. Крайнюк, Л.А. Касилова, Л.Д. Манелова и др .; ХДУХТ - Харьков, 2005. - 42 с.

2. ДСТУ 3862-99 «Общественное питание. Термины и определения »[текст]. - Киев: Госстандарт Украины, 2000. - 17 с.

3. Баранов В.С. Технология производства продукции общественного питания [текст] / В.С. Баранов, А.И. Мглинець, Л.М. Алешина и др .: Учеб. для студентов. - М.: Экономика, 1986. - 400 с.

4. Ратушный А.С. Технология продукции общественного питания. Физико-химические процессы, протекающие в пищевых продуктах при их кулинарной обработке [текст] / Ратушный А.С. и др. - В 2 т. - Т. 1. - М .: Мир, 2004 - 351 с.

Размещено на Allbest.ru

...