Основные приемы обработки пищевых продуктов (стр. 4 )

Сравнительное изучение пищевой ценности и усвояемости продуктов, обезвоженных методами сублимации и тепловой сушки, показало значительное преимущество первого метода.

ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАГИ В ПРОДУКТАХ

Формы связи влаги с материалами. Большинство пищевых продуктов является коллоидными материалами, а по структуре - капиллярно-пористыми, в которых влага сравнительно прочно связана с твердым скелетом.

Специфические (аномальные) свойства, которыми обладает вода, могут изменяться при взаимодействии с адсорбентом - сухим скелетом тела.

Для научного обоснования рационального способа термической обработки и оптимального режима ее проведения необходимо знать закономерности процесса изменения содержания влаги и механизм его протекания.

В твердых телах одной из фаз является твердый скелет (кристаллическая решетка в истинно твердых телах и хаотический каркас в коагуляционных структурах), с которым влага связана более или менее прочно. Большинство твердых материалов является пористыми телами, в порах которых находятся газообразные вещества (воздух, пар).

Состояние влажного материала определяется его температурой и степенью влажности, а свойства характеризуются рядом известных термических коэффициентов - теплоемкостью, теплопроводностью, температуропроводностью.

Пищевые продукты являются такими системами, в которых влага имеет различные формы связи с твердым скелетом.

Классификация форм связи влаги в коллоидных капиллярно-пористых материалах, предложенная акад. , учитывает природу образования и энергию связи влаги с материалом. При этом выделяются три типа связи влаги: химическая, физико-химическая и физико-механическая.

Первая связь - исключительно прочная: вода может быть удалена из материала только при химическом взаимодействии или особо интенсивной тепловой обработке.

При второй связи влага удерживается молекулярным силовым полем или осмотически (влага набухания).

При третьем виде связи влага удерживается в неопределенных количествах (влага микрокапилляров).

Представления о роли воды в живых растительных тканях и её поведении при высушивании расширены исследованиями проф. . Взаимодействие структуры клетки и воды рассматривается им как основа жизнедеятельности. Изменение содержания воды в клетках, а также соотношений ее разных форм и модификаций определяет переход биологических систем из одного состояния в другое, что приводит к изменению характера биохимических превращений и приобретению материалом иных технологических свойств.

Практически трудно провести границу между отдельными видами связи влаги с твердым скелетом тела.

Важно, что природа образования различных видов связи влаги обусловливает и механизм ее удаления при тепловой обработке (сушке). Так, если нужно адсорбционно связанную воду (химическая связь) превратить внутри материала в пар, требуется затратить тепло. Влага набухания обычно перемещается внутри продукта и удаляется из него через стенки клеток путем диффузии.

Потенциал переноса влаги. Перемещение влаги в коллоидных капиллярно-пористых материалах обусловлено наличием в них градиента потенциала переноса.

Лыков применил к процессу переноса вещества методы и системы понятий, известные для явлений переноса тепла, и тем самым обосновал общую термодинамику процесса.

«Эффект Лыкова» заключается в том, что при нагревании одного конца капилляра заполняющая его жидкость под влиянием сил поверхностного натяжения начинает перемещаться к холодному концу. Интенсивность перемещения зависит от разности температур.

Потенциал переноса вещества, например переноса влаги во влажном материале, служит характеристикой (параметром), аналогичной температуре, которая является потенциалом переноса тепла.

Перенос вещества в материале, или внутренний массообмен, обусловливается состоянием, в котором оно находится в материале. Например, адсорбционно связанная влага перемещается в материале в виде пара (диффузионно-молекулярный перенос), а потенциалом переноса ее служит парциальное давление пара.

Капиллярная влага перемещается в виде жидкости (молекулярный перенос) или пара (при углублении поверхности испарения). В первом случае потенциалом переноса будет капиллярный потенциал, во втором - парциальное давление пара.

Осмотически удерживаемая вода перемещается преимущественно в виде жидкости (диффузионный перенос); потенциалом переноса ее служит осмотическое давление.

Термовлагопроводность в пищевых продуктах. Термовлагопроводность в пищевых продуктах при их кулинарной обработке почти совершенно не изучена. В ряде случаев, например при тепловой обработке мяса, перемещение влаги в продукте обусловливается не только разностью температур, но и градиентом давления, а также другими факторами, изменяющими направление этого процесса.

В овощах наблюдается влагоперенос в направлении потока тепла, аналогичный влагопереносу, имеющему место в других капиллярно-пористых телах. Например, при погружении овощей в кипящую воду в их поверхностных слоях создается значительный перепад температур, достигающий 80 - 60°С. В результате начинается перенос влаги, а вместе с ней и пищевых веществ по ходу теплового потока, т. е. от наружных слоев клубня или корнеплода к его центральным слоям. Это препятствует переходу в отвар водорастворимых пищевых веществ.

Таким образом, уменьшение извлечения растворимых веществ из овощей при погружении их в кипящую воду объясняется явлением влагопереноса.

За счет влагопереноса влажность поверхностных слоев овощей при образовании на их поверхности жареной корочки может понизиться на 1 – 2 % массы продукта. Влагоперенос препятствует пополнению поверхностных слоев продукта влагой по мере их обезвоживания за счет испарения во внешнюю среду.

На начальной стадии нагрева перенос влаги в глубь продукта в результате перепада температур превышает обратный диффузионный перенос из глубинных слоев к поверхности. В результате прогревания продукта постепенно уменьшается температурный перепад, а следовательно, и влагоперенос в глубь продукта. Одновременно по мере возрастания температуры верхнего слоя и его обезвоживания (за счет испарения) увеличиваются перепад влажности между поверхностными и глубинными слоями и скорость диффузионного переноса влаги к поверхности. Поэтому при определенной температуре начинается перемещение влаги к поверхности продукта. К этому времени уже образуется поверхностный обезвоженный слой.

В дальнейшем испарение происходит уже на некоторой глубине в зоне испарения. Эта зона не углубляется далее определенной границы, так как обезвоживанию препятствует диффузионный поток влаги из глубины продукта. Этим обусловлена определенная толщина корочки на обжаренных продуктах.

Влагопереносом можно также объяснить разницу в толщине корочки у продуктов, погруженных для жаренья в горячий и холодный жир. При погружении в холодный жир и дальнейшем нагревании обезвоживание происходит в течение длительного времени только за счет испарения. При этом образуется толстая корочка и весь процесс практически сводится к высыханию продукта.

При жаренье кулинарных изделий основным способом на электросковородах происходит сложный процесс тепломассопереноса.

Неправильное ведение тепловой обработки отражается на органолептических показателях изделий: они приобретают неравномерные цвет, толщину корочки и т. п.

Своевременное перевертывание изделий, особенно мясных котлет, влечет за собой уменьшение времени их жаренья, тогда как при задержке перевертывания происходит тепловая деформация изделий, они становятся выпуклыми, вследствие чего ухудшается теплопередача и увеличивается время доведения котлет до готовности.

Перед жареньем кулинарных изделий рекомендуется тщательно выравнивать их поверхность, чтобы обеспечить полное прилегание к поверхности электросковороды и тем способствовать улучшению теплоотдачи и быстрейшему доведению изделий до состояния готовности.

Новые способы обработки продуктов, например диэлектрический нагрев, обеспечивают резкое ускорение тепло и массообмена.

ПРОЦЕССЫ, ПРОИСХОДЯЩИЕ ПРИ КУЛИНАРНОЙ ОБРАБОТКЕ ОВОЩЕЙ

При изготовлении кулинарных изделий овощи подвергают различным приемам механической (первичной) и тепловой обработки. При этом происходит изменение их структуры, массы, пищевой ценности (потеря основных пищевых веществ, разрушение витаминов, красящих веществ), активизация ферментов и другие процессы.

Наиболее существенные изменения наблюдаются при тепловой обработке. В процессе ее продукт доводят до такого состояния, при котором он приобретает определенные консистенцию, вкус и аромат.

Изменение микроструктуры тканей при тепловой обработке

Как известно, в растительной ткани связь между клетками обусловливается наличием в ней протопектина. Основная масса его находится в срединных пластинках, склеивающих клетки в сыром продукте. При тепловой обработке протопектин переходит в растворимую форму — пектин, вследствие чего сцепление между клетками ослабляется и растительная ткань размягчается.

На рис. VIII (см. вклейку) показаны микрофотографии картофеля до и после варки. На препарате клеточные стенки окрашены в красный цвет (сафранином), а крахмальные зерна - в синий (йодом). Как видно из рисунка, оболочки клеток сырого картофеля плотно прилегают одна к другой, а внутри клеток в виде включений находятся крахмальные зерна.

Препарат из вареного картофеля не представляет собой целой ткани, клетки его разъединены, а внутри них находится крахмальный клейстер, окрашенный йодом в синий цвет. Также выглядит под микроскопом ткань проваренного слоя картофеля после его термической очистки, ткань картофеля после жаренья и т. д.

Изменение массы овощей при тепловой обработке

При тепловой обработке масса овощей уменьшается. Степень уменьшения массы зависит от способа тепловой обработки. Так, при варке масса картофеля изменяется мало, так как содержащаяся в клубнях вода связывается клейстеризующимся крахмалом. При жаренье (особенно во фритюре) картофель теряет больше воды, чем при варке.

Потери массы овощей зависят и от формы их нарезки. Картофель, нарезанный соломкой, при жаренье

Таблица 18 Изменение массы Овощей при тепловой обработке во фритюре теряет 60 % массы, нарезанный брусочками,—50 %.