При тепловой обработке корнеплодов

Цель– изучить влияние продолжительности тепловой обработки и реакции среды на накопление редуцирующих сахаров при тепловой обработке корнеплодов.

Приборы и посуда: кастрюля вместимостью 1 л; шесть мерных колб вместимостью 250 мл; шесть воронок; шесть пробирок; шесть стаканов химических вместимостью 250 мл; зажим для пробирок; штатив для пробирок.

Реактивы и материалы: 2 %-ный раствор серно-кислой меди CuSO₄·5Н₂О; 15 %-ный раствор гидроксида натрия NaOH; 4 %-ный раствор уксусной кислоты СН₃СООН, универсальная индикаторная бумага, бумажные фильтры.

Исследуемый объект: свежие овощи (свекла, морковь).

В пищевых продуктах содержатся моносахариды (глюкоза, фруктоза, олигосахариды (ди- и трисахара – мальтоза, лактоза и др.), полисахариды (крахмал, целлюлоза, гемицеллюлозы) и близкие к углеводам пектиновые вещества. В процессе изготовления различных кулинарных изделий часть содержащихся в них сахаров расщепляется. В одних случаях расщепление ограничивается гидролизом дисахаридов, в других – происходит более глубокий распад сахаров (процессы брожения, карамелизации, меланоидинообразования).

Олигосахариды (сахароза, мальтоза), содержащиеся в продуктах растительного происхождения, могут гидролизоваться под действием органических кислот или ферментов с образованием моносахаридов. Кислотный гидролиз имеет место в таких технологических процессах, как варка плодов и ягод в растворах сахара. Накопление моносахаридов в продуктах, подвергнутых тепловой обработке, повышает сладость готовых изделий, а при изготовлении дрожжевого теста способствует интенсификации процесса брожения. Степень инверсии зависит от состава и содержания в продукте органических кислот, концентрации и вида этих кислот в варочной среде, продолжительности и температуры нагревания, условий брожения теста и выпечки из него.

При тепловой кулинарной обработке корнеплодов (моркови и свеклы) происходит образование редуцирующих сахаров вследствие гидролиза сахарозы и расщепления высокомолекулярных углеводов, входящих в состав клеточных стенок. Количество образовавшихся редуцирующих сахаров зависит от продолжительности теплового воздействия и реакции среды. В присутствии кислот, как содержащихся в клеточном соке овощей, так и добавляемых при тепловой обработке, количество редуцирующих сахаров увеличивается.

Количество инвертного сахара, извлеченного из корнеплодов, можно найти, используя реакцию Троммера. Реакция Троммера основана на свойствах гексоз (восстанавливающие дисахариды содержат один свободный гликозидный гидроксил, за счет чего они могут образовывать в водных растворах открытые альдегидные формы) при нагревании в щелочном растворе восстанавливать находящуюся в нем двухвалентную медь до одновалентной. При этом гексозы окисляются до оксикислот. В результате реакции образуются яркоокрашенные нерастворимые продукты: гидроксид меди (I) CuOH - желтого цвета и оксид меди (I) Cu₂O - красного цвета. При этом желтый осадок гидроксида меди (I) выделяется лишь при длительном кипячении в результате гидролиза с образованием моносахаридов. Сахароза не обнаруживает в этих условиях восстановительных свойств, что обусловлено ее структурой.

При выполнении реакции Троммера к раствору сахара добавляют разбавленный раствор щелочи и раствор серно-кислой меди :

O

CH₂OH(CHOH)₄—C + 2 CuSO₄ + 5 NaOH =

H

= CH₂OH(CHOH)₄COONa + 2 CuOH + 2 Na₂SO₄ + 2 H₂O

Редуцирующие сахара могут вступать в реакции меланоидинообразования. Под меланоидинообразованием понимают взаимодействие восстанавливающих сахаров с аминокислотами, пептидами и белками, приводящее к образованию темноокрашенных соединений – меланоидинов (от гр. melanos – темный). В реакцию меланоидинообразования особенно легко вступают такие аминокислоты, как лизин, метионин, которых чаще всего недостает в растительных белках. После соединения с сахарами эти аминокислоты становятся недоступными для пищеварительных ферментов и не всасываются в желудочно-кишечном тракте. В кулинарной практике часто нагревают молоко с крупами, овощами; в результате взаимодействия лактозы и лизина биологическая ценность белков готовых блюд снижается.

Техника выполнения работы

Свеклу и морковь средней величины очистить, по отдельности нарезать соломкой или натереть на крупной терке. Подготовленную свеклу разделить на три равные части и поместить в три пронумерованных химических стакана, точно также поступить с морковью.

В два стакана (1 стакан со свеклой и 1 стакан с морковью) залить дистиллированную воду, так чтобы она полностью покрывала овощи, и оставить для настаивания на все время варки (контрольный опыт) в течение 30 минут.

На электроплиту поставить кастрюлю с водой, на дно кастрюли положить марлю («водяная баня»). В остальные четыре стакана залить дистиллированную воду, в один из стаканов со свеклой добавить 5 мл 4% -ной уксусной кислоты, и поставить все на водяную баню. Уровень воды в кастрюле не должен быть ниже уровня воды в стаканах. Воду в кастрюле довести до кипения и варить при слабом кипении: одну пробу моркови - 10 мин, другую – 20 мин, а обе пробы свеклы - 30 мин. По мере выкипания воды в кастрюле подливать горячую воду.

Стаканы со свеклой и морковью после варки быстро охладить под струёй воды и профильтровать отвары через бумажные фильтры в мерные колбы вместимостью 50 мл. Настои свеклы и моркови (контрольный опыт) также профильтровать в мерные колбы вместимостью 50 мл.

Для проведения реакции Троммера взять шесть пробирок и налить в них по 10 мл исследуемых растворов: в первую - вытяжку из контрольного образца моркови, во вторую - отвар из моркови, варившейся 10 мин, а в третью - отвар моркови, варившейся 20 мин. Так же подготовить образцы из свеклы: первый - контрольный, второй - отвар из свеклы, варившейся без кислоты, третий - отвар из свеклы, сваренной с кислотой.

В каждую пробирку прибавить по 5 мл 15%-ного раствора гидроксида натрия и по 10 капель 2 %-ного раствора серно-кислой меди. При этом выпадает голубой осадок гидроксида меди (II) Сu(ОН)₂, который при встряхивании растворяется. Пробирки с образовавшимся голубым раствором осторожно нагреть до кипения на водяной бане. При этом в пробирках выпадет желтый или красный осадок. Осторожно достать пробирки из кастрюли, отметить окраску раствора и измерить линейкой величину осадков. Результаты работы зафиксировать в тетради (табл. 4.1).

Таблица 4.1 - Результаты работы

Сделать выводы:

1. о влиянии механической обработки на накопление углеводов в овощных отварах;

2. о влиянии реакции среды на накопление углеводов в овощных отварах;

3. о влиянии времени варки корнеплодов на накопление редуцирующих сахаров.

Предложить технологические приемы, в результате которых выход сахаров и других водорастворимых веществ в овощной отвар будет уменьшен.