ЗмістовНий модуль 2. Основні поживні речовини харчових продуктів та їх зміни в процесі технологічної обробки

Білки є основним пластичним матеріалом, з якого будуються тканини тіла. Це дуже складні речовини; їх молекули складаються із залишків –амінокислот, з'єднаних у довгі ланцюги (поліпептидні ланцюги). У кожну молекулу білка входять тисячі і десятки тисяч залишків амінокислот.

Склад молекули білків за формою молекули всі білки можна розділити на глобулярні та фібрилярні. У молекулі будь-яких білків амінокислоти з'єднуються у визначеній послідовності, що називають первинною структурою білка. У глобулярних білках довгі (поліпептидні) ланцюги амінокислот осідають, утворюючи клубки. Це вторинна структура. Усередині глобули ланцюга амінокислот розташовані у визначеному порядку й утримуються неміцними (водневими) зв'язками - це третинна структура. Сумовий суміш усіх структур є четвертинною структурою білкової молекули.

Здатність білків міцно зв'язувати значну кількість вологи називається гідратацією. Вона зумовлена тим, що молекули білка утримують воду за рахунок утворення гідратної оболонки і за рахунок адсорбції (зв'язування молекул води за рахунок водневих зв'язків). Дегідратацією називається втрата білками зв'язаної води при висушуванні, заморожуванні і розморожуванні м'яса і риби при тепловій обробці напівфабрикатів і т.д. Від ступеня дегідратації залежать такі важливі показники, як вологість готових виробів і їх вихід (маса).

Білки природних продуктів називають нативними (натуральними). Під впливом різних факторів відбуваються зміни білків (денатурація). Зсідання білків у результаті денатурації буває двох видів. Якщо концентрація білка була низька (до 1%), то зсілий білок утворить пластівці (піна на поверхні бульйонів).

М'язова тканина теплокровних тварини і риби складається з м'язових волокон. Довжина їх досягає 10-12 см, а товщина - всього лише 100-150 мкм. Зовні волокно покрите оболонкою - сарколемою (саркос - м'ясо, лема - шкірочка), що складається з двох шарів нерозчинного фібрилярного білка (колагена) з прошарком із ліпідів (жирів). Усередині цієї оболонки знаходиться саркоплазма (плазма - рідина).

Окремі м'язові волокна з'єднуються в первинні пучки, а трохи первинних пучків за допомогою сполучної тканини - эндомізія - з'єднуються у вторинні пучки. Вторинні пучки за допомогою сполучної тканини - перимізія - утворюють м'яз, що зверху покритий зовнішньою оболонкою сполучної тканини - епімізієм. Усі різновиди сполучної тканини складаються з волокон фібрилярних білків - колагену і еластину.

Структура внутрішньої сполучної тканини (ендомізія) у всіх м'язах однакова: вона складається з тонких колагенових волокон, розташованих паралельно один одному.

Колагенові волокна сполучної тканини при денатурації скорочуються в довжину майже на 50%. Процес цей називається зварюванням колагену. При подальшому нагріванні колагенові волокна набрякають, розпадаються на окремі поліпептидні ланцюги, з яких складалися волокна, і утворюється глютин або желатин.

Жири складаються головним чином із тригліцеридів. Це естери трьохатомного спирту - гліцерину і вищих кислот.

Жирні кислоти можуть бути насичені (C₁₅H₃₁COOH - пальмітинова, С₁₇Н₃₅СООН - стеаринова) і ненасичені або неграничні, у молекулі яких менше водневих атомів (С₁₇Н₃₁СООН - олеїнова, С₁₇Н₂₉СООН - лінольова, С₁₉Н₃₀СООН - арахідонова).

Жир, що утримується в продуктах, плавиться, і частина його переходить у бульйон. Так, худа риба при припусканні втрачає до 50% жиру, середньої жирності - менше, а осетрова - всього 5-6%. Із м'яса витоплюється до 40% жиру, з кісток - 25-40%. При смаженні жирного м'яса з нього також витоплюється частина жиру. У той же час нежирне м'ясо, риба, птах, картопля, круп'яні і картопляні котлети, борошняні вироби вбирають частину жиру, взятого для смаження. При цьому продукти, що містять багато білків (м'ясо, риба, птах), поглинають мало жиру, тому що цьому поглинанню заважає волога, що виділяється при денатурації білків. Поглинанню жиру сприяє збільшення площі поверхні - нарізка продуктів.

При смаженні продуктів з жиром частина його розбрискується. Крім того, частина його зменшується за рахунок розпаду, тому що при нагріванні утворюються летючі продукти. Ці втрати за рахунок розкладання і розприскування називаються чадом.

Розпад жирів зв'язаний з димоутворюванням, що починається при певній температурі, характерній для кожного виду жиру: вершкове масло - 208°С, свинячий жир - 221°С, бавовняна олія - 233°С, харчовий саломас - 230°С тощо. Температура димоутворювання є характеристикою термостійкості жиру.

При нагріванні жиру з водою або водяними парами відбувається гідроліз тригліцеридів, тобто розпад їх на гліцерин і жирні кислоти. Найбільшу роль грає гідроліз жиру при варінні. При смаженні гідролізується жиру набагато менше.

При смаженні, особливо у фритюрі, жири окиснюються. У першу чергу, окислюються ті жири, до складу яких входять неграничні жирні кислоти, що мають у молекулі подвійні зв'язки.

У харчуванні цукрі відіграють роль джерела енергії.

Карамелізація - це глибокий розпад цукрів при нагріванні їх вище температури 100°С в слабокислому або нейтральному середовищі. При карамелізації сахарози утворюється спочатку кармелан - речовина світло-солом'яного кольору, розчинна в холодній воді. Потім утвориться кармелен - речовина яскраво-коричневого кольору, також добре розчинна у воді, і, нарешті, утвориться темно-коричнева речовина - кармелин, розчинний тільки в гарячій воді. При карамелізації утворюється і цілий ряд побічних продуктів.

Глюкоза, фруктоза і лактоза, що називаються ще відновлювачами, або редуцуючими цукрами, здатні вступати в реакцію з амінами (речовинами, які містять групу NH₂), у тому числі з амінокислотами і білками. При цьому утворюються темнокольорові продукти - меланоідини (від грецького кореня "мелано"-темні).

У клітках бульби картоплі й інших овочів, круп, бобових, у борошні утримуються зерна крохмалю. Це складні біологічні утворення, що складаються головним чином із двох складних вуглеводів (полісахаридів) - амілози й амілопектину.

При нагріванні у воді зерна крохмалю набрякають і клейстеризуються.

Крохмаль із бульбових рослин (картоплі) дає прозорі клейстери, а із зернових (кукурудзи) - непрозорі, пастоподібні. Консистенція клейстеру залежить від кількості крохмалю: при вмісті крохмалю в кількості 2-5% він виходить рідким (рідкі киселі, соуси, пюре), при вмісті крохмалю в кількості 6-8% клейстер виходить густим (густі киселі).

Рослинна тканина складається з окремих клітин. Кожна клітка оточена оболонкою. Окремі клітини з'єднані міжклітинними прошарками. Клітинні оболонки і міжклітинні прошарки називають клітинними стінками. Усередині клітки знаходиться протоплазма, а у неї - полості (вакуолі), заповнені клітинним соком.

Клітинні стінки складаються з двох шарів складної будови. Він складається з волокон целюлози (клітковини), волокон геміцелюлози (напівклітковини), між якими знаходяться прошарки протопектину і фібрилярного білка (типу колагену) - екстенсину.

Клітковина при тепловій обробці практично не змінюється. Волокна геміцелюлоз набухають, але зберігаються. Тому розм'якшення тканини обумовлене в овочах розпадом протопектину і екстенсину, у крупах - екстенсину, у бобових - протопектину і екстенсину.

Вітаміни поділяються на водорозчинні (групи В, вітамін С) і розчинні в жирах (А, Д, Е та ін.). Втрати при кулінарній обробці водорозчинних вітамінів викликані переходом їх у навколишню воду і руйнуванням за рахунок окислювання й інших процесів, а жиророзчинні - тільки за рахунок їхнього руйнування.

Барвні речовини харчових продуктів додають стравам привабливий вид, а смакові й ароматичні речовини підвищують якість.

У процесі кулінарної обробки продуктів утворюються темнофарбовані продукти - меланіни. Вони утворюються при взаємодії білків (амінокислот) та вуглеводів (цукрів).

Багато харчових продуктів забарвлені. Червоне забарвлення м'яса обумовлене присутністю білка міоглобіну; зелених овочів - хлорофілами; жовтогарячих овочів - каротинами і лікопіном; білих - флавонами; фіолетових, синіх і червоних - антоцианами; жовтих - ксантофілом. Більшість із цих барвників при тепловій обробці змінюються (хлорофіл, антоциани й ін.). Однак при кулінарній обробці в більшості випадків потрібно збереження природного забарвлення овочів і плодів.

Аромат багатьох продуктів обумовлений вмістом у них цілого комплексу речовин, що відносяться до спиртів, кетонів, альдегідів, етерів тощо. Летучі нерозчинні у воді ароматичні речовини рослинних продуктів називають ефірними оліями.

Смак харчових продуктів обумовлений присутністю водорозчинних (екстрактивних) речовин: цукрів, органічних кислот, мінеральних солей, глюкозидів, алкалоїдів і ін.

Смакові сприйняття поділяються на гіркі, солоні, солодкі і кислі. Комбінуючи речовини, що мають ці смаки, можна одержувати різні складні харчові комбінації страв.

У процесі теплової обробки деякі ароматичні і смакові речовини можуть руйнуватися, випарюватися або витягатися водою. Дуже велику роль у формуванні аромату і смаку оброблених продуктів відіграють амінокислоти, багато з яких мають добре виражений смак (м'ясний, гіркий, солодкий).