Влияние изменения белков на их пищевую ценность

Гидратация белков сопутствует всем технологическим процессам и улучшает усвояемость белков. Денатурация в зависимости от глубины влияет на усвояемость по-разному: при легкой денатурации улучшается усвояемость белка (яйцо всмятку), а при дальнейшем уплотнении (яйцо вкрутую) усвояемость ухудшается. На содержание незаменимых аминокислот ни денатурация, ни коагуляция не влияют.

Уменьшение пищевой ценности связано с сильно длительным нагревом: при варке 2 часа разрушается 5,2% незаменимых аминокислот. Особенно сильное влияние на биологическую ценность оказывает повторный нагрев продуктов выше 100ºС.

4. Состав, строение мышечной ткани мяса и изменения, протекающие при тепловой обработке

Мышечная ткань мяса обладает наибольшей пищевой ценностью. Она состоит из мышечных волокон. Поверхность мышечного волокна покрыта оболочкой – сарколеммой, внутри волокна находятся миофибриллы, а пространство между ними заполнено саркоплазмой. В состав саркоплазмы входя глобулярные белки – глобулин, миоглобулин, миоальбумин и др., а в состав миофибрилл – фибриллярные (актин, миозин, актомиозин).

Мышечные волокна объединены в пучки посредством эндомизия (соединительная ткань), эти пучки объединяются в пучки высших порядков посредством перимизия, образуя мускул (мышцу) и уже мышца покрыта грубой соединительной тканью – пермизием).

Соединительная ткань мяса делится на: твердую (кости), плотную (сухожилия и хрящи) и рыхлую (эндомизий, перемизий, эпимизий). Основу рыхлой соединительной ткани составляют неполноценные фибриллярные белки – коллаген, эластин, ретикулин.

Изменения мяса и мясных продуктов при варке. Происходят следующие изменения:

– денатурация мышечных белков, которая наступает уже при 57-75ºС, при этом мышечные волокна становятся более плотными и более тонкими;

– денатурация и деструкция коллагена, начинается уже при 50-55 ºС, при этом волокна сначала набухают, а затем при 62ºС происходит резкое сокращение их длины и увеличение диаметра, куски мяса деформируются. При температуре выше 80 ºС и последующем нагреве происходит деструкция коллагена с переходом его в глютин. Полный гидролиз коллагена с образованием глютина происходит при 126ºС в течение 3 часов. Растворы глютина при охлаждении образуют студни. Деструкция коллагена обусловливает размягчение мяса с высоким содержанием соединительной ткани. В мясе, доведенном до состояния кулинарной готовности, в глютин переходит дот 20 до 45% коллагена. Переход коллагена в глютин ускоряет температура и кислая среда.

Изменения мяса и мясных продуктов при жарке. При жарке мясо подвергается воздействию более высоких температур (180-280ºС), чем при варке. При этом поверхностный слой быстро обезвоживается и температура его поднимается до 102-105 ºС, что приводит к термическому распаду веществ поверхностного слоя (белков, жиров, углеводов). В результате поверхностный слой уплотняется, образуется корочка. Желаемое накопление продуктов пирогенетического распада, формирующих специфический вкус и аромат жареного мяса, происходит до 135 ºС, при дальнейшем повышении качество ухудшается. Потери воды при жарке больше, чем при варке, также происходит денатурация мышечных и соединительнотканных белков, жир в процессе жарки частично впитывается. Оптимальной температурой прожаривания в центре порционных и крупнокусковых жареных изделий является 75ºС, а температура жарочной поверхности – 160ºС. Крупнокусковые полуфабрикаты следует жарить ступенчатым нагревом – 270 ºС до образования корочки и 150 ºС при дожаривании. Увеличение продолжительности и температуры жарки ухудшает изделие, так как продукт обезвоживается, мышечные волокна сильно уплотняются, мясо становится жестким.

Изменения цвета мяса при тепловой обработке. Миоглобин и гемоглобин (сложные белки, красящим веществом в которых является гем) – основные красящие вещества мяса, обусловливающие его красный цвет. В состав гема входит двухвалентное железо и при нагревании оно окисляется в трехвалентное и миоглобин превращается в метмиоглобин, окрашенный в коричневый цвет. Переход миоглобина в метмиоглобин происходит при 70-80ºС.

Формирование вкуса и аромата при тепловой обработке. Зависит от качества исходного сырья. В образовании запаха и вкуса мяса участвуют вещества, относящиеся к различным классам органических соединений, основными из которых являются карбонильные соединения, спирты, органические кислоты, эфиры, фенолы и др. Аромат и вкус мяса образуется в результате смешения летучих и нелетучих веществ, каждое из которых может и не иметь типичного мясного вкуса или аромата. В формировании вкуса и аромата решающую роль играют экстрактивные вещества, особенно важное значение имеет глютаминовая кислота и ее натриевая соль. На вкус и аромат мяса влияют пол, возраст животных, а также длительность и температура тепловой обработки.

5. Состав, строение мышечной ткани рыбы и изменения,

протекающие при тепловой обработке

Мышечная ткань рыбы состоит из мышечных волокон, строение которых аналогично мышечным волокнам мяса. однако мышечные волокна соединяются в параллельные пучки, которые образуют зигзагообразные миокомы. Мышечные волокна в миокомах соединены посредством соединительной ткани – эндомизия. Друг с другом миокомы соединены поперечными прослойками – септами и образуют мышцы. Между отдельными мышцами расположены прослойки соединительной ткани – продольные септы. Количество полноценных мышечных белков в рыбе составляет от 9% (в наваге) и до 14,4% (в кете) – это в основном альбумины и глобулины. Соединительная ткань состоит практически из одного коллагена – неполноценного белка, представляющего собой цепочки всего трех аминокислот – глицина, пролина и оксипролина.

Характер протекающих физико-химических изменений при тепловой обработке рыбы такой же, как и в мясе: денатурация, дегидратация, деструкция, уменьшение массы, образование новых вкусовых и ароматических веществ, изменение цвета. Потери массы при тепловой обработки рыбы – 18-20%, что вдвое меньше потерь мяса. Отделение воды происходит в основном за счет выпрессованной влаги при денатурации, вместе с водой выделяются растворимые минеральные и экстрактивные вещества (0,3-0,5%) и белки (1,2-1,5%). Чем выше температура нагрева, тем интенсивнее уплотнение мышечных волокон и больше потери массы и растворимых веществ, поэтому рыбу рекомендуется припускать при температуре 80-90ºС. Коллаген соединительной ткани рыбы набухает (в основном кожи), длина волокон уменьшается, что вызывает деформацию кусков, при дальнейшем нагреве происходит деструкция коллагена с переходом его в глютин.

6. Изменение белков яиц при тепловой обработке

Яйца содержат 12,7% полноценных белков: овоальбумин, кональбумин, овомукоид, авидин, лизоцим, овоглобулин, в желтке – фосфопротеиды. Процесс денатурации: 50-55ºС– местные помутнение белка, 55-60ºС – помутнение распространяется на весь белок, 60-65ºС – белок густеет, 65-75ºС – образуется студнеобразная масса, 75-85ºС – студень уплотняется, 85-95ºС – образование плотного студня. Желток загустевает только при 70ºС. При разведении яиц молоком или водой образуются более нежные студни, оптимальным является 50-60% жидкости. Соль снижает температуру денатурации, поэтому при изготовлении яичницы, если крупинки соли попадают на желток, образуются пятна (свернувшийся белок), поэтому солят только белок.

Белки сырого яйца плохо перевариваются организмом (авидин связывает витамин Н, овомукоид угнетает действие фермента трипсина) и частично всасываются непереваренными, вызывая аллергию и ухудшая усвоение других компонентов пищи. Тепловая обработка улучшает перевариваемость белков яиц, причем яйца сваренные всмятку перевариваются лучше, чем вкрутую. Желтая окраска желтка обусловлена присутствием каротиноидов, при длительной варке поверхностный слой темнеет вследствие того, что серосодержащие аминокислоты при нагревании отщепляют сероводород, который взаимодействует с соединениями железа, образуя темноокрашенные сульфиды. Уменьшить потемнение поверхности желтка возможно, погрузив его на несколько секунд в холодную воду, при этом давление воздуха под скорлупой снижается и сероводород диффундирует к поверхности.

7. Строение, физико-химические изменения овощей при тепловой обработке

Овощи состоят из трех тканей: покровной (эпидермис), паренхимной, проводящей. Съедобная часть представлена в основном паренхимной тканью. Паренхимная ткань состоит из тонкостенных клеток, соединенных прослойками срединных пластинок, придающих овощам механическую прочность. Содержимое отдельных растительных клеток представляет собой полужидкую массу – цитоплазму, в которую погружены различные клеточные элементы: вакуоли, ядра, пластиды и др. В состав клеточных стенок входят: клетчатка (целлюлоза), полуклетчатка (гемицеллюлоза), протопектин, пектин и соединительнотканный белок экстенсин. В срединных пластинках преобладает протопектин. Изменения, происходящие при тепловой обработке овощей:

1. Размягчение обусловлено распадом протопектина и экстенсина, клетчатка при тепловой обработке не изменяется, волокна гемицеллюлоз набухают. Протопектин является полимером пектина, связующими звеньями которого являются солевые мостики из двухвалентных ионов кальция и магния. При тепловой обработке происходит ионообменная реакция: ионы кальция и магния заменяются одновалентными ионами натрия и калия, при этом полимерная связь разрушается и образуется растворимый в воде пектин и овощная ткань размягчается. Однако реакция эта обратима, поэтому необходимо удалять ионы кальция из сферы реакции. В растительных продуктах содержатся вещества (фитин), способствующие удалению ионов кальция из сферы реакции. Однако связывание ионов кальция и магния не происходит в кислой среде, поэтому размягчение овощей замедляется. Известно, что если при изготовлении щей и борщей из квашенной капусты картофель заложить одновременно с капустой или позже, то он остается жестковатым. В разных овощах скорость распада протопектина неодинакова, поэтому варить можно все овощи, а жарить только те, в которых протопектин успевает превратиться в пектин, пока вся влага не испарилась (картофель, кабачки, помидоры и др.). Размягчение овощей связано также с деструкцией (распадом) белка – экстенсина с образованием растворимых продуктов. В тканях картофеля при протирании в горячем и остывшем состоянии происходят следующие изменения: в горячем картофеле оболочки паренхимной ткани обладают прочностью и эластичностью, поэтому не разрушаются при протирании, даже если и происходит частичное разрушение клеточных стенок, то это не сопровождается разрушением клейстеризованных зерен крахмала и выходом их содержимого наружу. При охлаждении вареного картофеля эластичность клеточных стенок понижается, а хрупкость возрастает. При механическом воздействии разрушаются клетки и зерна клейстеризованного крахмала, вытекающий клейстер придает пюре клейкость.

2. Изменение витаминов при тепловой обработке овощей. Наиболее устойчивы к действию высоких температур каротины, витамины группы В частично переходят в отвар и частично разрушаются. Значительным изменениям подвергается витамин С, который частично разрушается и переходит в отвар. Степень разрушения витамина С зависит от многих факторов: скорости нагрева, длительности обработки, контакта с кислородом воздуха и др. Чем быстрее нагреваются овощи при варке, тем меньше разрушается витамина С, при варке картофеля с погружением его в холодную воду разрушается 35% витамина С, в горячую – всего 7%. Варка овощей дольше сроков, предусмотренных технологией, приводит к значительным разрушениям витамина С. Разрушение витамина С происходит при длительном хранении вареных овощей. За 3 ч хранения вареных овощей в остывшем состоянии может разрушиться до 20-30% витамина С, после суточного хранения в овощах остается только около половины его первоначального содержания.

Потери витамина С в зависимости от способа тепловой обработки: наибольшие потери при варке в воде, (до 49%), меньше потери при варке на пару (38%), при припускании витамин С разрушается больше, чем при варке, поскольку овощи находятся в паровоздушной среде в присутствии кислорода воздуха, который ускоряет окисление. При обработке овощей в поле СВЧ сохранность витамина С больше, поскольку происходит быстрый прогрев и сокращаются сроки тепловой обработки. При жарке потери витамина С меньше, чем при варке и припускании, поскольку продукт обволакивается жиром и предохраняет их от соприкосновения с кислородом воздуха. При изготовлении изделий из овощной котлетной массы, когда тепловое воздействие чередуется с механическим потери витамина С достигают 90% и более. Таким образом, чтобы сохранить в овощных блюдах как можно больше витамина С, необходимо строго соблюдать технологические режимы тепловой обработки.