3.3. Зміни продуктів рослинного походження, що відбуваються при їх тепловому обробленні

 

У процесі виготовлення кулінарної продукції овочі, крупи та інші продукти рослинного походження підлягають тепловому обробленню з метою доведення їх до готовності. Продукти рос­линного походження припускають, варять у воді та на парі, туш­кують, пасерують, смажать, запікають, обробляють високочасто­тним струмом, високим тиском. При цьому вони змінюються та набувають характерного запаху, смаку, консистенції.

Тому щоб керувати технологічними процесами та одержати харчові продукти з високими органолептичними показниками, слід чітко розуміти, як впливають гідролітичні, окислювальні й інші процеси, що відбуваються в овочах та фруктах у ході тепло­вого оброблення, на їх структуру та масу, вміст білків, вітамінів, вуглеводів, ферментів тощо.

Змінювання маси та поживних речовин овочів. Варіння та припускання овочів і плодів призводить до зменшення їх­ньої маси. Це відбувається в основному за рахунок випарову­вання води та втрати розчинних речовин унаслідок їхньої ди­фузії. Дифузія розчинних речовин при припусканні або варінні у воді спричинена коагуляційними змінами білків цитоплазми, тому розчинні речовини переходять із клітин рослини у воду. Втрата маси залежить від способу теплового оброблення, виду підготовлених напівфабрикатів і технологічних режимів.

Так, під час варіння картоплі маса змінюється мало, оскільки вода, що міститься в бульбах, витрачатиметься на клейстериза-цію крохмалю під час нагрівання. Відомо, що в просесі варіння нечищеної картоплі у воді її маса зменшується на 3 %, моркви -на 0,5, буряків - на 2%. Нарізані чищені коренеплоди втрачають при варінні у воді в середньому до 8 % своєї маси, капустяні овочі - 8-15, бобові - до 12, гриби - від 25 до 30%.

Змінювання маси овочів при смаженні зумовлено двома фак­торами: випаровуванням води з поверхні та поглинанням проду­ктом жиру. Останній фактор значно впливає на змінювання маси овочів, оскільки частина вологи буде випаровуватися з верхніх шарів сирих шматочків перед поглинанням її крохмалем, що пе­ретворюється на клейстер, при підвищенні температури в товщі. Тому маса нарізаної картоплі при смаженні її сирою зменшуєть­ся більше ніж на 30 %, а попередньо звареної — тільки на 17.

Кількість жиру, що поглинається при смаженні овочів, за­лежить від стану готовності напівфабрикатів: сира картопля поглинає 3-5 % жиру, а варена - 6-7%.

Втрата маси залежить також від розмірів і форми овочів, призначених для смаження. Вони будуть значними, якщо дрібно нарізані овочі, бо в цьому випадку збільшиться пло­ща стикання їх із жиром, і відповідно збільшиться площа випаровування вологи. Картопля, нарізана брусочками, втрачає при смаженні у фритюрі 50 % від маси, а нарізана соломкою - 60%.

При смаженні основним способом овочі спочатку обсма­жуються з одного боку, а в цей час вода всередині шматочків поглинається крохмалем, що перетворюється на клейстер. При цьому втрати маси будуть удвічі меншими, ніж при смаженні у фритюрі, де випаровування води відбувається одночасно з усієї поверхні.

Втрати розчинних речовин. Унаслідок теплового оброб­лення овочів і фруктів втрати розчинних речовин зумовлені ти­ми самими чинниками, що і втрати маси. При цьому варіння нечищених овочів спричинює втрату значно меншої кількості розчинних речовин, ніж чищених і подрібнених овочів. Ступінь дифузії залежить і від того, в якій воді варять овочі. При закладанні овочів у гарячу воду кількість речовин, що перехо­дить у відвар, буде меншою, при закладанні овочів у холодну воду, що пояснюється зменшенням тривалості контакту продук­ту з водою. Варіння овочів у підсоленій воді також може спові­льнити дифузію мінеральних солей внасльїдок підвищення їх концентрації у воді.

При варінні у воді або припусканні овочів найбільших втрат зазнають мінеральні речовини, водорозчинні вітаміни, розчинні цукри, органічні кислоти, азотисті речовини. Ці втрати станов­лять від кількох відсотків до половини мінеральних речовин, що містяться в овочах, особливо це стосується таких елементів, як калій, натрій, фосфор, мідь, залізо тощо. Кількість розчинних цукрів, що переходять у відвар, може досягати третини від їхньо­го вмісту в сировині.

Теплове оброблення овочів та плодів призводить до змен­шення вмісту в них вітамінів, особливо водорозчинних. Най­менш стійкий до впливу високих температур вітамін С (аскор­бінова кислота). При цьому деяка його частина переходить у відвар (30-40 %), інша руйнується. Ці зміни залежать від вміс­ту вітаміну в сировині, швидкості прогрівання та тривалості теплового оброблення і зберігання варених овочів, реакції се­редовища, сезону тощо.

Втрати вітаміну С одразу після збору врожаю значно менші, ніж навесні. Дифузія вітаміну С зростає при варінні нарізаних плодів і овочів, бо при цьому швидко зменшується концентрація вітаміну в нарізаних шматочках, а це прискорює руйнування ві­таміну, що залишився. Щоб зменшити негативний вплив високих температур на вітамін С, потрібно варити овочі при помірному кипінні в посуді, закритому кришкою, щоб не допустити вики­пання води та контакту з киснем повітря, що сприяє швидкому окисненню та руйнуванню аскорбінової кислоти. Перевищення терміну теплового оброблення овочів або тривале зберігання варених овочів перед споживанням також призводить до знач­них втрат вітаміну С. Деякі харчові речовини, що містяться в продуктах (амінокислоти, каротиноїди, вітаміни), частково за­хищають вітамін С від руйнування. Приготування в м'ясному бульйоні овочів із кислим середовищем (кислої капусти, соло­них огірків, томатного пюре) також сприяє кращому збережен­ню цього вітаміну в них.

Водорозчинні вітаміни групи В частково переходять у відвар і можуть руйнуватись. Найбільше руйнується вітамін В6 (піроди­ксин). Його кількість зменшується до 22 % у моркві і до 36 % — у білокачанній капусті. Дещо менше втрачається вітамінів В1 і В2 (20-22 %), а більша частина цих вітамінів, що збереглися в ово­чах, переходить у відвар. Тому цей факт слід враховувати під час використання овочевих відварів. Практично незмінним, навіть після тривалого кип'ятіння, залишається вміст вітаміну РР (ніа-цину, нікотинової кислоти).

Досить стійкими до всіх видів теплового оброблення є каротиноїди, але як жиророзчинні речовини, вони частково пе­реходять у жир при смаженні томатів, моркви, що надає супам і соусам приємного помаранчевого кольору.

Втрати поживних речовин під час варіння безпосередньо залежать від співвідношення води й овочів. Так, у процесі варіння моркви втрачається в 2 рази більше розчинних речовин, ніж у ході її припускання, коли на 1 кг овочів береться відповід­но 0,75 л і 0,3 л води.

Пом'якшення овочів і плодів. У ході теплового оброблен­ня овочів і плодів відбувається їх пом'якшення. Це пояснюється послабленням зв'язків між рослинними клітинами внаслідок часткової деструкції клітинних стінок, тобто оболонку клітини і серединних пластин, за допомогою яких скріплюються оболон­ки сусідніх клітин. Відомо, що серединні пластинки майже повністю складаються з нерозчинного протопектину, який у процесі теплового оброблення переходить у розчинну форму — пектин.

Послаблення зв'язків між рослинними клітинами під час те­плового обробляння зумовлено деструкцією полісахаридів клі­тинних стінок, змінюванням протопектину. Так, у готових ово­чах вміст протопектину коливається від 75 до 40 % залежно від його кількості в сирих овочах. Перехід протопектину в розчин­ний пектин пояснюють низкою причин. З одного боку, нероз­чинний пектин переходить у розчинний стан через розрив водне­вих і ковалентних зв'язків між полімерами. А ще при високих температурах руйнується і сам головний ланцюг рамногалакту-ронану. Тому у варених овочах і плодах збільшується кількість нейтральних цукрів (арабінози, галактози тощо), галактуронової кислоти, рамнози, пектину.

Крім того, руйнування протопектину пов'язують ще й з йо-нообмінними реакціями в сольових містках. Під час варіння ово­чів одновалентні катіони натрію і калію можуть заміщати в со­льових містках двовалентні катіони кальцію і магнію, у зв'язку з цим містки руйнуються. Така реакція є зворотною, і щоб вона здійснювалася лише в потрібному напрямі, потрібно перевести йони кальцію і магнію в нерозчинний стан. В овочах роль оса-джувачів можуть виконувати органічні кислоти — щавлева, фі­тинова, лимонна, яблучна тощо, які з йонами кальцію і магнію утворюють нерозчинні солі — пектати. Нерозчинні пектати, по­єднуючись із цими катіонами, може утворювати і пектин, що мі­ститься в клітинному соку, а також той, що утворюється з прото­пектину.

Пом'якшення овочів і плодів у ході теплового оброблення відбувається ще й з інших причин, зокрема внаслідок процесів набрякання і часткового гідролізу геміцелюлоз і клітковини, також через денатураційні зміни білка клітинних стінок — екс-тенсину.

Отже, деструкція клітинних стінок і пом'якшення овочів у ході теплового оброблення залежить від сумарного ефекту при змінюванні всіх полімерів, що містяться в клітинних стінках.

Доведення овочів до кулінарної готовності призводить до то­го, що клітинні стінки пом'якшуються, але не руйнуються. За­вдяки цьому не відчувається смаку крохмального клейстеру при розжовуванні вареної картоплі. Разом з тим, при охолодженні овочів їх клітинні стінки стають крихкими, тому під час механіч­ного впливу на овочі, наприклад при протиранні холодної карто­плі, частина її може розриватись, і тоді картопляне пюре стає клейким і липким внаслідок виходу крохмального клейстеру в міжклітинний простір. Тому для приготування пюре слід проти­рати тільки гарячу картоплю.

Слід зазначити, що тривалість теплового оброблення і час доведення до готовності різних овочів неоднакові. На це впли­вають вид овочів і спосіб теплового оброблення, температура та реакція середовища, ступінь подрібнення овочів тощо.

Під час варіння у воді чи на парі час теплового оброблення овочів однаковий. Але якщо вони подрібнені, то терміни готу­вання скорочуються. Наприклад, нарізана кубиками морква (довжина - 2 см) вариться 20-40 хв, а шматочки товщиною 1-2 мм лише 7-10 хв. Процес варіння таких же за розміром кубиків столо­вого буряка триває близько 60 хв., шматочків 30 - 40 хв.

На терміни доведення до готовності овочів впливає темпе­ратура середовища. Зниження температури варіння з 100 °С до 90 °С збільшує час варіння картоплі майже в 2 рази, а при темпе­ратурі 80 °С і менше картоплю можна зварити лише за 6 год.

На тривалість готування овочів також впливає рН середови­ща. Підкислення води до слабкокислої реакції призводить до сповільнення процесу розщеплення протопектину і збільшення термінів теплового оброблення. Хоча відомо, що для буряків, груш, яблук сповільнення розщеплення протопектину спостері­гається лише в певних межах значень рН (5,7-5,4), а при подаль­шому підкисленні знову зростає.

Враховуючи такий вплив середовища на швидкість доведен­ня овочів до готовності при варінні страв рекомендують підкис­лювати воду (якщо цього потребує технологічний процес) в кінці варіння. Так, при тушкуванні буряків для борщу з метою збере­ження їх специфічного кольору оцет слід додавати за 10-15 хв. до закінчення процесу, коли буряки вже майже готові. І при цьому буряковий колір не тільки відновлюється, а навіть стає ще яск­равішим. Справа в тому, що пурпуровий пігмент бетанін, а точніше — його аглікон бетанідин, який залишився незруйнова-ним після тушкування, в кислому середовищі набуває яскравого червоного кольору, а при подальшому підкисленні (рН < 2) — навіть фіолетового.

Під час гідротермічного оброблення волога, яка необхідна для розщеплення протопектину, екстенсину, геміцелюлози над­ходить з водного середовища та з самих овочів, а під час сма­ження руйнування цих речовин відбувається лише за рахунок вологи, що міститься в овочах. Такої вологи в процесі смажен­ня буває недостатньо, тому призводить до обгорання поверхні овочів, а в товщі вони залишаються сирими. Отже, для смажен­ня в сирому вигляді вибирають лише ті овочі, в яких клітинні стінки швидко пом'якшуються за рахунок власної вологи за досить короткий час смаження.

Зміна кольору овочів та плодів. У процесі теплового об­роблення продуктів рослинного походження їх колір може змінюватись або внаслідок змінювання пігментів, що містять­ся в плодах і овочах, або за рахунок утворення нових речовин певного забарвлення. Овочі жовтого чи помаранчевого кольо­ру, якого їм надають каротиноїди, під час теплового оброб­лення практично не змінюються, оскільки каротиноїди досить стійкі до впливу високих температур. Разом з тим вони част­ково переходять у жир при пасеруванні моркви, томатів, заба­рвлюючи жир у жовто-помаранчевий колір. Пасеровані овочі в складі різноманітних страв поліпшують їхній колір і зовніш­ній вигляд, а самі каротиноїди, розчинені в жиру, засвоюються набагато краще.

Овочі із зеленим забарвленням змінюють свій колір за рахунок взаємодії хлорофілу з кислотами клітинного соку, які вивільня­ються у процесі денатурації білків. Якщо вода, в якій варять такі овочі, містить йони заліза, то з'являється коричневий колір; за на­явності йонів олова і алюмінію — сіруватий, а міді — яскраво-зелений.

Похідні флавонів, що зумовлюють білий або жовтий колір картоплі, цибулі ріпчастої, капусти білокачанної, яблук, груш тощо, під час теплового оброблення набувають різних відтінків жовтого кольору. Пояснюється це тим, що при нагріванні відбу­вається гідроліз флавонових глікозидів і відщеплення аглікону, який має жовте забарвлення. А от із солями заліза ці аглікони дають сполуки зелено-коричневого кольору. Ця реакція може бути причиною потемніння рослинних продуктів, якщо їх вари­ти в емальованому посуді з пошкодженою емаллю.

Овочі та плоди червоно-фіолетового забарвлення містять пігменти антоціани. У ході теплового оброблення вони розпа­даються на цукор і аглікони-антоціаніди червоного, синього, фіолетового кольорів. Колір антоціанів визначається реакцією середовища — при нейтральних значеннях рН вони набувають фіолетового кольору, в кислому середовищі вони червоні, у лужному — сині.

Під час нагрівання ягід і плодів до 50 °С і вище під дією ферментів антоціани руйнуються, стабілізація кольору настає при +70 °С, коли ферменти уже інактивовані, а термічного роз­паду практично немає. Тому ягоди, вишні, черешні при виготов­ленні компотів чи киселів не варять, а заливають сиропом, щоб зберегти колір та вітаміни, а варять лише мезгу, яку одержують після віджимання соку. При зберіганні соків інтенсивність їх ко­льору може дещо зменшуватися завдяки впливу світла і окисню-вальних процесів, а також залежно від матеріалу посуду, в якому вони знаходяться.

Так, антоціани журавлини в поєднанні із залізом і алюмі­нієм, наприклад, при протиранні через металеве сито, утво­рюють сполуку синього кольору, деякі ягоди стають корич­невими.

Пігменти столових буряків (жовтий і пурпуровий), які ви­ділені в окрему групу із групи антоціанів, нестійкі до впливу високих температур, особливо пурпуровий (бетанін), швидко руйнується, тому інтенсивність кольору буряків зменшується. Оскільки жовтий пігмент стійкіший до впливу високих темпе­ратур, ніж бетанін, зварені буряки набувають буро-жовтого кольору.

Змінювання кольору овочів у товщі та на поверхні в ході смаження, запікання можна пояснити також реакціями меланоідиноутворення між редукуючими цукрами й аміно­кислотами, концентрація яких значно зростає при випаро­вуванні вологи, особливо на поверхні шматочків. Усе це прискорює реакції меланоідиноутворення, внаслідок чого поверхня стає жовто-коричневою. Цукри в зневодненому поверхневому шарі смажених чи запечених овочів, дося­гаючи значних концентрацій, карамелізуються. Також жо­вто-коричневий колір поверхні овочевих котлет, дерунів тощо пояснюється ще й утворенням продуктів декстрині­зації (розщеплення) крохмалю в зневодненому поверхне­вому шарі.

Фізико-хімічні процеси, що відбуваються під час випікання тіста. Утворення специфічного смаку і структури випечених виробів зумовлено фізико-хімічними процесами в ході випікання.

Протягом усього процесу випікання змінюється різниця те­мператур зовнішніх і внутрішніх шарів тіста: на поверхні тем­пература доходить до температури самої камери (180 °С і ви­ще), шари біля кірки досягають температури 115-118 °С, а вну­трішні нагріваються до 95 °С і зберігають таку температуру до закінчення процесу.

У зв'язку з різницею температур відбувається переміщен­ня вологи від поверхневих шарів з вищою температурою до ділянок із нижчою температурою в глибині м'якуша. При цьому тісто збільшується в об'ємі, для кожного виду тіста по-різному. Під дією високих температур відбуваються гли­бокі фізико-хімічні перетворення речовин, які зводяться до процесів денатурації білків клейковини, клейстеризації кро­хмалю, змінювання цукрів. У ході випікання кількість водо­розчинних речовин збільшується приблизно в 1,5 разу, а кі­лькість цукрів зменшується. Вміст мінеральних речовин не змінюється. Внаслідок вологообміну з середовищем пекарсь­кої камери вологість тіста зменшується. Втрати маси знахо­дяться в межах 10-27 % для різних видів тіста, його маси, форми, режимів випікання, а для виробів із заварного тіста ці втрати становлять 48 %.

Забарвлення скоринки виробів здебільшого зумовлене про­дуктами реакції меланоідиноутворення, участь у яких беруть цукри, амінокислоти або білки, а частково і карамелізацією.

Смакові якості виробів із тіста формуються за рахунок ор­ганічних кислот, спиртів, а також складних ефірів, що утворю­ються внаслідок їхньої взаємодії.

 

Запитання і завдання

Які технологічні прийоми застосовують для теплового об­роблення продуктів?

Сутність допоміжних прийомів оброблення продуктів.

Назвіть допоміжні прийоми оброблення продуктів.

На чому ґрунтуються комбіновані прийоми теплового об­роблення продуктів?

Охарактеризуйте процеси, які відбуваються при тепловому обробленні м 'яса, риби.

Охарактеризуйте зміни, що відбуваються при тепловому обробленні продуктів рослинного походження.

Які чинники впливають на втрати розчинних речовин при тепловому оброблянні продуктів?

Чим пояснюється пом'якшення овочів і плодів у ході їхнього теплового оброблення?

За рахунок яких факторів змінюється колір овочів і плодів внаслідок теплового оброблення?

Які процеси відбуваються при випіканні тіста?

Підготуйте таблицю втрат основних речовин під час теп­лового оброблення продуктів.