Тема: «Роль физико-химических процессов в формировании свойств полуфабрикатов и улучшении качества готовых блюд»

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИМЯ ГОРОДА МОСКВЫ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ  УЧРЕЖДЕНИЕ ГОРОДА МОСКВЫ
КОЛЛЕДЖ СФЕРЫ УСЛУГ  № 32

ПРОЕКТ

Тема: «Роль физико-химических процессов в формировании свойств полуфабрикатов и улучшении качества готовых блюд».

  Участники проекта:  Белов Дмитрий, 

        Колосов Виктор

          Барышнин Павел

  Группа:  ПК 2-2

  Руководитель проекта: 

МОСКВА

2018

Актуальность проекта

  Современные представления человека о мире конструируются в сложной системе наук, каждая из которых занимает определённое место в общей научной картине мира. Естественно, каждая наука не может развиваться изолированно от других. Объективный мир есть определённым образом организованная система, в которой отдельные области науки при изучении предметов и явлений вступают в тесные связи и отношения. Чем органичнее их слияние, тем полнее и многостороннее наше знания о предмете. Область одной науки как бы накладывается на область другой. Связи между ними существуют не вне той или другой науки, а входят в каждую из них. 

Межпредметные связи в профессиональном обучении играют важную роль в повышении практической и научно-теоретической подготовки будущих специалистов; с их помощью закладывается фундамент для комплексного видения, подхода и решения сложных проблем реальной действительности.

Связь общеобразовательных дисциплин с предметами спеццикла позволяют не только наблюдать за изменениями, происходящими с продуктами в процессе  их кулинарной и тепловой обработки, но и дает возможность управлять при приготовлении блюд и кулинарных изделий

Цели и задачи проекта

Цель: исследование влияния физико-химических процессов на качество производимых  полуфабрикатов и готовых блюд

Задачи:

повышение образовательного и профессионального уровня, позволяющих не  только освоить, но и творчески использовать достижения научно-технического прогресса;

развитие технологических знаний, технологических умений, необходимых для успешной профессиональной деятельности; изучение (исследование) межпредметных связей

Коммуникативные:

развитие познавательной активности и творческой самостоятельности; повышение сплочённости группы

Регулятивные:

овладение приёмами планирования и прогнозирования результатов; развитие саморегуляции (мобилизация сил и преодоление препятствий) Личностные: развитие творческих способностей

Проблемный вопрос: как изменения белков, происходящие в процессе приготовления кулинарных изделий, влияют на качество готовой продукции?

Планируемые результаты:

Изучить основные технологические свойства белков. Исследовать опытным путем изменение физико-химических свойств белков в процессе кулинарной  и тепловой обработки пищевых продуктов. Рассмотреть способы улучшения качества полуфабрикатов и готовой продукции, используя полученные знания. Обосновать изложенный материал,  результаты проделанной работы представить в виде презентации.

Описание проекта

Тип учебного проекта:  учебный, смешанный;

по доминирующей деятельности:  информационный (направлен на сбор информации об объекте с последующим анализом информации, обобщением и обязательным представлением);  исследовательский. по предметно-содержательной области:  межпредметный (химия, физика, физиология питания, технология); по продолжительности:  краткосрочный по количеству участников:  коллективный

Форма представления проекта: презентация; доклад участников

План реализации проекта 

Стадия работы над проектом	Этапы реализации	Деятельность обучающихся	Деятельность руководителя проекта
Подготовительный этап	Определение темы,  целей и задач проекта.	установка целей и задач проекта; определение объекта и источников сбора информации;  определение  формы представления результата.	знакомит обучающихся с идеей проекта; мотивирует; помогает в постановке целей и задач.
Планирование работы	составление плана предполагаемых действий; определение сроков работы над проектом.	вырабатывают план действий; определяют сроки работы над проектом; распределяют  задачи (обязанности) между участниками проекта определяют способ представления результатов (форму отчета); устанавливают  процедуру оценки результатов проделанной работы	координирует работу группы
Работа над проектом	сбор и обработка информации, фото и видео материалов по теме проекта; работа над докладом и презентацией; решение промежуточных задач	собирают  и обрабатывают информацию; проводят социологический опрос; изучают влияние экологической обстановки на качество продуктов питания составляют доклад; оформляют презентацию	координирует работу групп
Представление результатов проделанной работы	отчёт по проделанной работе	представляют: доклад; презентацию	координирует работу группы; оказывает помощь при оформлении отчёта по теме проекта
Оценка результатов проекта	анализ проделанной работы  в процессе коллективного обсуждения среди участников проекта	проводят самоанализ проделанной работы	оценивает деятельность обучающихся  по следующим критериям: креативность, степень самостоятельности; качество выполненных работ; актуальность; возможность использования в учебной деятельности

Роль естественных наук в технологическом процессе

Химия:

Сам процесс готовки является аналогом химического процесса, то есть реакцией.
Химия объясняет многие важные реакции, происходящие в технологическом цикле
Физика:

Все производственные процессы, связанные с тепловой обработкой, работой оборудования и изменением  агрегатного состояния веществ.

Физиология питания:

Эта наука разъясняет состав и полезные свойства продуктов и как они влияют на организм человека.

Сбалансированное питание – это питание, обеспечивающее организм необходимыми ему полезными веществами: белками, жирами, углеводами, минеральными веществами и витаминами.

Суточная норма потребления белка составляет 1,5 грамм на 1 кг веса.

2. Основные технологические свойства белков (теоретическая часть проекта).

Белки – это биополимеры, состоящие из остатков б - аминокислот, соединённых между собой пептидными связями. Белки входят в состав клеток и тканей всех живых организмов.

Структура белка

Белки обладают неисчерпаемым разнообразием структур.

Первичная структура белка	это последовательность аминокислотных звеньев в линейной полипептидной цепи.
Вторичная структура	это пространственная конфигурация белковой молекулы, напоминающая спираль.
Третичная структура	это пространственная конфигурация, которую принимает закрученная в спираль полипептидная цепь.
Четвертичная структура	это полимерные образования из нескольких макромолекул белка.

Физические свойства белков  разнообразны. Одни белки растворяются в воде, образуя, как правило, коллоидные растворы (например, белок яйца); другие растворяются в разбавленных растворах солей; третьи нерастворимы.

Химические свойства:

Денатурация	Разрушение вторичной, третичной структуры белка под действием различных факторов: температуры, действия кислот и т. д. Первичная структура, и, следовательно,  химический состав белка - не меняются. Изменяются физические свойства: снижается растворимость, способность к гидратации, меняется форма белковой макромолекулы. Белок легче гидролизуется.
Тепловая денатурация белков: зависит от температуры и продолжительности нагрева. Это необходимо помнить при разработке режимов термообработки пищевого сырья, полуфабрикатов, а иногда и готовых продуктов. Особую роль процессы тепловой денатурации играют при бланшировании продуктов, выпечке хлеба, варке яиц.
Механическая денатурация белков: давление, растирание, встряхивание. К денатурации белков приводит  так же воздействие химических реагентов (кислот, щелочей, спиртов).
Дегидратация	Дегидратация – это потеря белками молекул воды, происходящая под влиянием внешних условий. От степени дегидратации зависят такие важные показатели, как влажность готовых изделий и их выход. В результате потери воды масса снижается, укорачиваются длина мышечных волокон (для мяса). Длительная (несколько часов) дегидратация (обезвоживание) при высоких температурах вызывает конденсацию, значительно снижающую усвояемость белка.
Гидратация (набухание)	Процесс гидратации означает связывание белками воды, при этом они проявляют гидрофильные свойства: набухают, их масса и объем увеличивается. Набухание белка сопровождается его частичным растворением. При ограниченном набухании концентрированные белковые растворы образуют сложные системы, называемые студнями. Гидрофильность играет большую роль в хлебопечении.
Пенообразование	Процесс пенообразования – это способность белков образовывать пены (равномерное распределение пузырьков воздуха в жидкой фазе). Устойчивость пены, в которой белок является пенообразователем, зависит не только от его природы и концентрации, но и от температуры среды. Белки в качестве пенообразователей широко используются в кондитерской промышленности.
Деструкция (действие тепловой обработки)	Деструкция – это процесс разрушения первичной структуры белка. Является всегда процессом необратимым. На первом этапе изменений от белковых молекул могут отщепляться аммиак, сероводород, фосфористый водород, углекислый газ и др. Деструкция белков имеет место при производстве некоторых видов теста.

Практическая часть работы

(физико-химические изменения свойств белков в процессе кулинарной  и тепловой обработки пищевых продуктов).

При механической и тепловой кулинарной обработке происходят глубокие изменения в продуктах. Правильная обработка влияет на качество готового блюда. Тепловая обработка обеззараживает продукты и повышает их усвояемость, однако она также может оказывать и отрицательное влияние на пищевую ценность блюд.

  Мы решили пронаблюдать, как ведут себя белки мяса, теста и яиц в процессе приготовления блюд и посмотреть, можно ли влиять на ход технологического процесса, используя полученные знания по другим предметам.

Для этого мы проделали три опыта.

Опыт 1. Влияние белково-протеиназного комплекса муки  на структуру теста.

В формировании теста, которое по существу представляет собой твердо-жидкую субстанцию, обладающую одновременно упруго-эластичными и пластично-вязкими свойствами, важная роль принадлежит белково-протеиназному комплексу муки. К этому комплексу относят нерастворимые в воде белки муки. Нерастворимые в воде белковые вещества муки при соединении с водой в процессе замеса теста связывают влагу, при этом она расходуется на набухание белков и образование клейковины.

Значение клейковины определяется тем, что она участвует в формировании структуры теста. При выпечке эта структура закрепляется, образуется пористый мякиш. От качества клейковины зависит объем изделий, пористость мякиша, а, значит, внешний вид и вкус изделия.

Проведение опыта заключается в наблюдении за образованием клейковины из теста, замешенного из муки и воды,  которое полежало 30 минут для образования межмолекулярных связей в белках, образующих клейковину,  с последующим отмыванием с помощью воды,  всех водорастворимых  вещества из теста, От того как ведет себя полученный клейковинный белок (рвется, тянется или расползается), можно выбрать время замеса, количество обминок теста в процессе его приготовления и другие параметры.

Клейковинный белок имеет четвертичную структуру.

Опыт 2. Влияние различных факторов на пенообразующие свойства белка

Проведение опыта заключается во влиянии различных факторов на пенообразующие свойства белка: 

Для проведения опыта белок отделяют от желтка: в одну ёмкость – тщательно отделяя белок, в другую – допуская попадание части желтка в белковую массу; в третью – к белку добавляют лимонную кислоту. Белки во всех трех емкостях взбивают до образования устойчивой пены, при этом: белок, взбитый с добавлением лимонной кислоты взбивается быстрее, хорошо держит форму, устойчив в состоянии покоя; белок в чистом виде - взбивается дольше, так же хорошо держит форму, но быстрее оседает при хранении; белок с попавшим в его состав желтком взбивается плохо, форму не держит.

Данные опыта сведены в таблицу.

Взбивание отделенного белка в присутствии лимонной кислоты	Взбивание белка с плохо удаленным желтком	Взбивание отделенного белка (в чистом виде)
Кислота помогает связать протеиновые клетки, поэтому белки взбиваются быстрее, становятся более однородными и дольше держат форму.	Желток яйца содержит жир. При содержании в белке 0,5 % и более жира - пенообразующая способность его снижается почти вдвое и получаемая пена быстро разрушается.	Пена не такая густая и пышная как при добавлении кислоты, быстрее оседает.

Опыт 3. Влияние денатурации белков на приготовление мяса

Проведение опыта заключается в наблюдении поведения белка мяса в разных условиях варки:

Мы взяли два куска говядины и положили один кусок вариться в кипящую воду другой в холодную

При варке в холодной воде, при закипании, на поверхности начинает скапливаться пена белого цвета (свернувшийся белок), которая в дальнейшем темнеет, в результате глубокого распада белков, превращается в неопрятные хлопья, которые разбредаются по всему бульону, делая его темным и мутным.

Мясо прогревается медленно, незаметно уменьшаясь в размерах; растворившиеся белки и минеральные соли мяса переходят в воду.

Вывод: бульон становится насыщенным и питательным, но мутным и темным (поэтому пену нужно вовремя удалять), а мясо – более вываренным и менее вкусным и полезным.

При закладке мяса в кипящую воду, оно резко изменяет цвет,  мгновенно сжимается, уплотняется,  белки  коагулируют, выпрессовывая воду, препятствуют выходу полезных веществ в отвар.

Вывод: бульон становится менее питательным, а мясо будет более вкусным, сочным и полезным

Данные опыта сведены в таблицу:

Варка мяса в холодной воде	Варка мяса в кипящей воде
Говядину кладут при варке в холодную воду. При закипании, на поверхности начинает скапливаться пена белого цвета (свернувшийся белок). При нагревании в холодной воде растворившиеся белки и минеральные соли мяса переходят в воду. Вывод: бульон становится насыщенным и питательным, а мясо – более вываренным и менее вкусным и полезным.	При закладке мяса в кипящую воду, белки, составляющие его основную питательную часть, коагулируют, денатурируют, выпрессовывая воду,  препятствуют выходу полезных веществ в отвар. Вывод: бульон становится менее питательным, а мясо – более вкусным, сочным и полезным.
При нагревании мяса с белками  происходят следующие изменения: связи, которые удерживали спирали полипептидных цепей белка,  разрываются,  и нить белка сокращается в длину – происходит денатурация. первичная (пептидная) связь разрывается с образованием растворимых азотистых веществ небелкового характера (переход коллагена в растворимый глютин) - гидролиз белка. при длительном нагреве – разрушаются макромолекулы белка - происходит отщепление  функциональных групп с образованием  летучих соединений, (сероводород, фосфористый водород, углекислый газ и др.) - деструкция белков: накапливаясь в продукте, они участвуют в образовании вкуса и аромата готовой продукции.

Таким образом, для снижения потерь белков, улучшения внешнего вида и усвояемости мяса при варке нужно:

1. Закладывать продукты в кипящую воду, чтобы белки  потеряли способность растворяться в воде как можно быстрее (исключение: варка бульона).

2. Варить продукты необходимо на слабом огне, иначе белки сильно уплотняются, что приводит к выпрессовыванию влаги вместе с питательными веществами и снижению усвояемости.

3. Чтобы куски мяса не деформировались, их отбивают или подрезают, разрушая непрерывность соединительной ткани, состоящей из белков.

Выводы:

при изучении свойств клейковины муки мы наблюдали такие химические изменения белка как гидратация и деструкция, влияющие на  структуру теста опытным путем подтвердили, что пенообразующие свойства белков яиц зависят от рН среды, концентрации белка, температуры, присутствия липидов, состава и строения белков при тепловой обработке мяса выяснили, какие физико-химические процессы происходят при варке мяса, как изменяется его белковый состав и, в соответствии с этим,  меняется качество готового продукта.

Таким образом, опираясь на результаты проделанной работы уже можно утверждать, что используя знания по другим предметам учебной программы можно не только наблюдать за изменениями, происходящими с продуктами в процессе  их кулинарной и тепловой обработки, но и управлять технологическим процессом, добиваясь улучшения качества полуфабрикатов и готовой продукции.

Список литературы и интернет-ресурсов:

, «Химия. Учебник - 11 изд.» Серия: "Среднее профессиональное образование", Издательство: "Academia" (2013) ISBN: 978-5-7695-9991-0

http://www.studfiles.ru/

20@.@D/">http://20@.@D/

https://yandex.ru/images