5422

увеличение удельной массы и вязкости является следствием накопления в масле полимеров, в образовании которых принимают участие соединения с сопряжёнными двойными связями, ненасыщенные жирные кислоты, дикарбонильные соединения и другие продукты термического разложения глицеридов.

Цель работы – провести исследования и установить:

−интенсивность изменения цвета растительного масла в зависимости от его вида (рафинированное, нерафинированное, свежее, подвергнутое хранению);

−зависимость между изменением цвета и появлением специфического запаха и привкуса нагретого масла, сравнить с контрольным образцом;

−изменение физических показателей растительного масла в зависимости от продолжительности и температуры его нагрева.

Техника выполнения работы

Ввосемь пробирок налить по 15 мл подсолнечного масла (рафинированного и нерафинированного свежего и прогретого в течение 4,8 и 12 ч при температуре 160 − 180ºС).

Опыт 1. Определить запах и вкус образцов масла

Пробирки с маслом перед определением запаха закрыть пробками и нагреть на водяной бане до температуры 50ºС. Образец подогретого масла нанести тонким слоем на предметное стекло. Расположить пробы в ряд по возрастанию интенсивности запаха, отмечая его оттенки (отсутствие запаха, присущего подсолнечному маслу, отсутствие постороннего запаха, слабо выраженный, выраженный или резко выраженный неприятный запах термического распада масла и др.).

Органолептическую оценку вкуса надо начинать с пробы, обладающей минимальной интенсивностью запаха. Взять в рот около 3 − 5 мл масла, распределить его по всей полости рта и подержать примерно 25 − 30 с. Отметить наличие или отсутствие постороннего привкуса, наличие или отсутствие горьковатого привкуса разной интенсивности, вкуса, вызывающего неприятное ощущение першения. Затем пробу удалить изо

45

рта, тщательно прополоскав рот тёплой водой. Пробу с резко выраженными дефектами дегустировать не рекомендуется.

После исследования каждого образца масло из вискозиметра вылить, промыть прибор хлороформом или другим растворителем (с жирорастворителем работать под тягой) и просушить в сушильном шкафу.

Исследовать изменение вязкости масла в процессе нагревания. Выразить изменения вязкости отношением времени истечения нагретого масла к времени истечения исходного (свежего).

Определить в рефрактометре ИРФ-22 коэффициент преломления образцов масла с точностью до 0,0002. После совмещения границы раздела света и тени с перекрестием сетки отсчитать по шкале целые, десятые, сотые и тысячные доли значения показателя преломления, десятичные доли оценить приблизительно. Определить также вязкость и коэффициент преломления свежего масла (рафинированного или нерафинированного) и масла, прогретого в течение 8 или 12 ч. Вязкость масла определить с помощью капиллярного вискозиметра (рисунок 4).

Замер провести 3 − 5 раз и подсчитать среднее арифметическое значение. Результаты исследований свести в таблице 5.

Рисунок 4. Измерение вязкости рафинированного или нерафинированного и масла капиллярным вискозиметром

Таблица 5 − Определение цветности исследуемых образцов масла

46

		Органолептический				Физический
			показатель		показатель
Образец масел
	запах,		цвет	цветность	вязкость		коэффициент
	вкус			(№ эталона)			преломления
Нативное
Прогретое при 140ºС
Прогретое при 180ºС

Сделать вывод о зависимости:

−стабильности или изменения цвета масла от его вида при продолжительном нагревании;

−между запахом, цветом масла и другими органолептическими показателями (вкусом, ароматом, консистенцией, внешним видом);

−физических свойств масла от присутствия в жировой смеси воды, температуры и продолжительности нагревания.

Контрольные вопросы и задания

1 . Напишите реакцию гидролиза триглицерида. В каких кулинарных процессах происходит гидролиз жиров? Какие факторы влияют на скорость и глубину протекания реакции?

2 . Охарактеризуйте сущность процесса окисления жиров.

3 . Как изменяются физико-химические показатели жиров в процессе их окисления?

4 . Как влияют продукты гидролиза жира на качество кулинарной продукции (на примере варки костного бульона)?

5 . Какие факторы влияют на скорость и глубину окисления жиров при хранении? Каковы правила хранения жиров на предприятии питания?

6 . Как связаны между собой содержание в жире свободных жирных кислот и температура дымообразования жира при нагревании?

47

7 . Какие факторы влияют на поглощение жира продуктами при их жарке в небольшом количестве жира?

8 . Как изменяются физико-химические и органолептические показатели жира при фритюрной жарке?

9 . Назовите причины потемнения жира в процессе фритюрной жарки?

3. Изменения углеводов в технологических процессах производства продуктов общественного питания

Знание технологических свойств углеводов (сахаров, крахмала) проявляющихся в процессе их тепловой кулинарной обработки, позволяет эти свойства целенаправленно использовать для формирования заданных показателей качества (например органолептических, физико-химических, структурно-механических) готовой продукции (блюд, изделий).

Количественные и качественные изменения технологических свойств зависят от глубины модификации нативных свойств углеводов, которая обусловливается способом тепловой кулинарной обработки, способностями химического состава используемого сырья, реакцией среды, при которой эта обработка осуществляется, и другими факторами.

3.1.Кислотный гидролиз сахарозы

Впроцессе приготовления сладких блюд из плодов и ягод (компотов, киселей, самбуков и др.), варки плодово-ягодных начинок, кондитерской помадки, запекании яблок как содержащаяся в плодах и ягодах сахароза, так и та, что добавляется в изделия в чистом виде, подвергается в той или иной степени кислотному гидролизу с образованием равных количеств глюкозы и фруктозы, смесь которых называется инвертным сахаром. Инвертный сахар по сравнению с сахарозой более сладок и поэтому в той или иной степени усиливает сладость блюда изделий. К тому же он предохраняет кондитерскую помадку от засахаривания.

48

Кислотный гидролиз сахарозы происходит вследствие нагревания её водных растворов в присутствии её органических кислот, содержащихся в клеточном соке плодов и ягод или добавляемый при приготовлении изделий (лимонной, уксусной).

Количество образующегося в блюдах и изделиях инвертного сахара зависит от продолжительности нагревания, вида и концентрации органической кислоты, взаимодействующей с сахарозой. С увеличением продолжительности теплового воздействия и с повышением концентрации кислоты степень инверсии сахарозы возрастает.

Степень инверсии сахарозы при соблюдении одних и тех же условий зависит от вида органической кислоты, так как их инверсионная способность разная. Наиболее инверсионной способностью обладает щавелевая кислота. Инверсионная способность остальных кислот по сравнению с щавелевой ниже, у лимонной в 11 раз, яблочной в 15 раз, янтарной в 35 раз, а уксусной в 45 раз.

Несмотря на длительную варку свеклы и моркови, содержащих значительное количество сахарозы, инверсии сахарозы в них не наблюдается, что связано низким содержанием в них кислот (pH 6.3…6.7).

3.2. Карамелизация сахаров Карамелизация − это сложный процесс глубокого термического

разложения сахаров (сахарозы, глюкозы, фруктозы) под воздействием высоких температур (выше температуры плавления, С и более) с образованием аморфной массы сложного состава с характерным цветом (от жёлтого до коричневого), вкусом и запахом. Реакции катализируются небольшими концентрациями кислот, щелочей и некоторых солей. Продукты карамелизации сахарозы являются смесью веществ различной степени полимеризации.

При нагревании сухой сахарозы происходит прогресирующие отщепление молекул воды, которое приводит к образованию большого количества продуктов разложения, в том числе производных фурфурола, альдегидов, акролеина, двуокиси углерода, смеси ангидридов. Характер и

49

соотношение этих продуктов зависит от pH, температуры и продолжительности нагревания.

При нагревании сахарозы на первой стадии реакции происходит её частичная инверсия с образованием глюкозы и фруктозы, из которых при дальнейшем нагревании образуются окрашенные соединения. Основными являются реакции дегидратации – отщепление от молекулы одной или двух молекул воды, в результате чего образуются ангедриды сахаров. Являясь реакционно-способными соединениями, они могут соединяться или друг с другом, или с неизменённой молекулой сахара и образовывать продукты конденсации (реверсии). При длительном нагревании отщепляется третья молекула воды с образованием оксиметилфурфурола, который при дальнейшем тепловом тепловом воздействии может распадаются с разрушением углеводного скелета и образованием муравьиной и левулиновой кислот и образовывать окрашенные соединения. Цветность продуктов карамелизации сахаров обусловлена наличием в их составе сопряжённых двойных связей, которые адсорбируют свет определённых длин волн, придавая продуктам коричневый цвет.

Сахароза		Моносахариды		Ангедриды			Оксиметилфурфурол
				сахаров
		Продукты конденсации (реверсии)				Красящие и			Муравьиная
						гуминовые			и
						вещества			левулиновая
									кислоты

Рисунок 5 - Обобщённая схема химических превращений сахарозы

50

Продукты карамелизации сахарозы, выделенные на разных стадиях реакции называются карамеланом ( ) , карамеленом,( ), и карамелином ().

3.3. Меланоидинообразование При взаимодействии альдегидных групп альдосахаров с аминогруппами

белков, аминокислот образуются различные карбонильные соединения и темноокрашенные продукты – меланоидины. Реакция впервые была описана в 1912 г. Майяром и названа его именем.

Наиболее известен механизм реакции, предложенный Ходжем. Начальная стадия – образование бесцветных соединений, не поглощающих свет: А – сахароаминная реакция, Б – перегруппировка Амадори и образование 1-амино-1-дезокси-2-кетозы в 1,2-енольной форме. Эти стадии реакции невозможно обнаружить измерением оптической плотности в видимой и УФ-областях спектра.

Промежуточная реакция – образование бесцветных и слабо жёлтых продуктов. Ещё до появления видимой цветности они активно поглощают свет в ультрафиолетовой области спектра: В – дегидратация сахаров; Г – разложение сахаров; Д – разложение аминокислот (по Штрекеру).

Влияние реакции Майяра на качество продукции. В результате реакции Майяра в пищевых продуктах, подвергнутых тепловой кулинарной обработке, появляются химические соединения, которые в них до этого не содержались. Происходящие химические превращения, происходящие в ходе этой реакции и образующиеся при этом новые химические соединения, оказывают влияние как положительное, так и отрицательное, на качество готовой продукции.

К положительным последствиям реакции Майяра следует отнести:

− образование сложнейшего комплекса летучих и нелетучих соединений, принимающих участие в формировании вкуса, запаха и цвета кулинарных изделий и блюд (варёного и жареного мяса и птицы, мясных и

51

костных бульонов, жареных и запечённых овощей и др.), мучных кондитерских и булочных изделий; − образование химическихсоединений, обладающих антиоксидантными,

антимутагенными, антибиотическими и антиалергенными свойствами. Среди негативных последствий реакции Майяра следует назвать

потери белков и аминокислот, особенно лизина, аргинина и гистидина, как обладающих высокой реакционной способностью. В единичных публикациях указывается, что среди продуктов реакции меланоидинообразования могут быть вещества мутагенного и канцерогенного характера, но достаточных оснований для этого утверждения пока что мало.

3.4. Ферментативный гидролиз Ферментативный гидролиз сахарозы и мальтозы имеет место в процессе

брожения дрожжевого теста и в начальный период выпечки изделий из него, а также в производстве пива, вина и других продуктов. В процессе приготовления мучных кулинарных, кондитерских и булочных изделий из дрожжевого теста в него добавляется сахар (2.5…21%). Мальтоза образуется в процессе брожения теста в результате действия на крахмал амилолитических ферментов.

Находящиеся в тесте сахароза и мальтоза под действием ферментов дрожжей (сахарозы и мальтозы естественно) подвергаются гидролизу с образованием инвертного сахара. Следует отметить, что наиболее активной является сахароза, которая в течение нескольких минут после замеса может гидролизовать 7,5% сахара (от массы муки), но при этом тормозится инверсия мальтозы.

Накаливающиеся в процессе брожения тесто глюкоза и фруктоза ферментным комплексом дрожжей подвергаются глубокому расщеплению с образованием этилового спирта и углекислого газа (спиртовое брожение), а содержащиеся в дрожжах и муке молочнокислые бактерии вызывают молочнокислое брожение с образованием из глюкозы и фруктозы молочной кислоты, что сдвигает pH в сторону более кислой

52

реакции среды. Этиловый спирт, углекислый газ и молочная кислота участвуют в формировании качества изделия и дрожжевого теста. Молочнокислое брожение играет большую роль при производстве молочнокислых продуктов (простокваши, кефира, кумыса), при изготовлении кваса, квашении капусты, огурцов.

Наряду с молочной могут образовываться и другие кислоты ( уксусная, янтарная, яблочная, лимонная и др.), присутствие которых является нежелательным, так как ухудшает качество готовой продукции из дрожжевого теста.

В процессе кулинарной обработке сахара могут также подвергаться глубоким изменениям, связанных с воздействием на них высоких температур (больше С – процесс карамелизации) и реакцией меланоидинообразования.

Изменение крахмала при гидротермической обработке Важнейшим свойством нативного крахмала является способность

набухать в воде при повышении температуры с образованием вязкого коллоидного раствора (клейстера), способного к последующему гелеобразованию при охлаждении.

При длительном нагревании крахмальной дисперсии и избыточном количестве воды происходит ряд процессов: потеря двойного лучепреломления, набухание зёрен крахмала, частичное растворение крахмала и разрушение крахмальных зёрен. От глубины протекающих процессов зависит реологические свойства крахмальных клейстеров и качество кулинарной продукции, в которых они образуются.

3.5. Изменение крахмала при гидротермической обработке

Набухание и клейстеризация. Взаимодействие полимеров крахмала с водой в значительной степени предопределяет структуру и консистенцию продукции общественного питания, содержащую крахмал (соусы, кисели,

53

каши, мучные изделия и др.). Характер выраженности изменений структуры и физико-химических свойств крахмала зависит от количества воды в системе, температуры и продолжительности нагревания. Как было отмечено выше, нативный крахмал характеризуется низкой растворимостью в воде.

Вода легко проникает в помещённые в воду крахмальные зёрна. При гидратации (при комнатной температуре) крахмал может удерживать до 30% воды от сухой массы, но зёрна при этом набухают незначительно. Их обьём увеличивается примерно на 5%. Средний диаметр гидратированных серых зёрен кукурузного крахмала составляет 13,5 мкм, а после нагревания и термостатировании при С в течение 30 мин – 32,8 мкм, т.е увеличивается в 2,43 раза.

Термодинамические свойства воды как растворителя усиливаются с повышением температуры, которое усиливают колебание крахмальных молекул, приводящее к ослаблению мест связывания для взаимодействия с молекулами воды через водородные связи. Это вызывает возрастание степени разрушения водородных связей, обеспечивающих внутреннюю структуру молекул крахмала. Поэтому нагревание крахмала в воде способствует набуханию и растворению крахмала (главным образом амилозы), что приводит к значительному увеличению вязкости.

Набухание крахмала обусловлено пластификацией аморфных областей и плавлением крахмальных кристаллитов, образующих систему поперечных связей. Температура плавления амилопектиновых кристаллитов и амилозо-липидных комплексов снижается с увеличением содержания свободной воды. Заметное набухание крахмала начинается при температуре С, с некоторыми колебаниями в ту или другую сторону у разных видов крахмала. Однако в начальной фазе набухания высвобождение растворимых веществ относительно невелико. Оно увеличивается с повышением температуры. Нагревание до С при избыточном количестве воды приводит к полной утрате упорядоченности, что подтверждают результаты измерения двойного лучепреломления.

54