Изменение белков при тепловой обработке овощей
Добавил пользователь Валентин П. Обновлено: 20.09.2024
Белки – жизненно необходимые вещества. Они имеют пластическое значение: служат материалом для построения клеток, тканей и органов, образования ферментов и большинства гормонов, гемоглобина и других соединений, выполняющих в организме особо важные и сложные функции. Белки формируют соединения, обеспечивающие иммунитет к инфекциям, участвуют в процессе усвоения (на различных этапах) жиров, углеводов, минеральных веществ и витаминов. Жизнь организма связана с непрерывным расходом и обновлением белков. Для равновесия этих процессов (азотистого равновесия) необходимо ежедневное восполнение с пищей белковых потерь. Белки в отличие от жиров и углеводов не накапливаются в резерве и не образуются из других пищевых веществ, т. е. являются незаменимой частью пищи. Как источник энергии они имеют второстепенное значение, так как могут быть заменены жирами и углеводами. При оксилении в организме 1 г белка дает 16,7 кДж (4 ккал).
В технологических процессах производства продукции общественного питания белки пищевых продуктов подвергаются гидратации, дегидратации, денатурации и деструкции, а низкомолекулярные азотистые вещества – пиролизу с образованием новых химических веществ.
Биологическая ценность белков пищевых продуктов может быть сохранена лишь при соблюдении определенных кулинарных правил. Эти правила в значительной степени обусловлены теми качественными изменениями, которые возникают в продуктах при тепловой обработке.
Нагревание белков в водной среде приводит к их тепловой денатурации – нарушению природных пространственных связей. В молекулах белка аминокислоты соединены между собой пептидными связями (–NH–СО–) в линейной, строго определенной последовательности, образуя полипептидные цепи – первичную структуру белка.
Внутримолекулярные превращения при денатурации приводят к изменению физического состояния белковых систем, называемому свертыванием. При этом в зависимости от исходного физического состояния белковой системы того или иного продукта происходит ее уплотнение с выпрессовыванием части воды или увеличение прочности системы без уплотнения и выделения влаги. Из малоконцентрированных белковых систем свернувшиеся белки выделяются в виде хлопьев или сгустков.
Денатурация сопровождается уменьшением растворимости белка, способности к набуханию, способности удерживать много воды (потерей гидрофильных свойств), снижением устойчивости против действия ферментов. Характер денатурационных изменений белков зависит от температуры и продолжительности нагрева. Чем выше температура и продолжительнее нагревание, тем глубже эти изменения. Кроме того, тепловая денатурация белка зависит от его влажности. При нагревании происходят также химические изменения белков, результатом которых является выделение летучих веществ (H2S, NH3 и других).
Тепловая денатурация белков оказывает большое влияние на качество готовой продукции. При прочих равных условиях реологические характеристики белковых гелей, подвергнутых нагреванию, зависят от рН среды, температуры и продолжительности теплового воздействия.
При значениях рН среды, близких к изоэлектрической точке белка, денатурация происходит при более низкой температуре и сопровождается максимальной дегидратацией белка. Смещение рН среды в ту или иную сторону от изоэлектрической точки белка способствует повышению его термостабильности. Так, выделенный из мышечной ткани рыб глобулин X, имеющий изоэлектрическую точку при рН 6, в слабокислой среде (рН 6,5) денатурирует при 50 °С, а в нейтральной (рН 7,0) – при 80 °С.
Активная кислотность среды оказывает большое влияние на гидратацию и денатурацию белков, поэтому в технологии производства продуктов общественного питания направленное изменение реакции среды широко используют для улучшения качества блюд и кулинарных изделий. Так, при припускании мяса, птицы, рыбы и нерыбных продуктов моря, тушении мяса птицы, рыбы, мариновании мяса (перед жаркой) путем добавления приправ, содержащих кислоту, создают более кислую среду со значениями рН, лежащими значительно ниже изоэлектрической точки белков продукта. В этих условиях при тепловой обработке дегидратация белковых гелей уменьшается и готовый продукт получается более сочным.
В кислой среде деструкция коллагена ускоряется, вследствие чего сокращается продолжительность тепловой обработки, а готовый продукт становится более нежным. Исследования, проведенные на кафедре технологии продуктов общественного питания РЭА им. Г. В. Плеханова, показали, что хорошее качество кулинарной продукции достигается при использовании лимонного сока или сухого виноградного вина, смешанных с водой в соотношении 1:1. При мариновании мясных и рыбных полуфабрикатов указанную смесь используют в количестве 5. 10 % к массе сырья, а при припускании и тушении – до 30 %. При замене натуральных продуктов кристаллической кислотой (лимонной или винной) используют 0,3%–ный водный раствор этих кислот. Кислая среда ускоряет деструкцию коллагена и способствует получению сочных мясных и рыбных продуктов благодаря меньшему их обезвоживанию.
Нагревание продуктов до более высоких температур и увеличение продолжительности их тепловой обработки способствуют усилению постденатурационных изменений содержащихся в них белков. Важное практическое значение в технологии приготовления пищи имеют верхние температурные пределы стабильности белков. Знание этих пределов позволяет точно определить, до какой температуры можно нагревать продукт, не допуская денатурации содержащихся в нем белков. Наиболее термостабильны белки молока и яиц. Белки, содержащиеся в мясе рыб, начинают денатурировать при более низких температурах, чем белки убойного скота.
Температура денатурации белков повышается в присутствии других, более термостабильных белков и некоторых веществ небелковой природы, например сахарозы. Это свойство белков используют в технологических процессах, когда при тепловой обработке необходимо повысить температуру смеси (например, для пастеризации мороженого), не допуская расслоения или структурообразования в белковой коллоидной системе. Наиболее наглядно это свойство белков проявляется при тепловой обработке яиц. Белок куриного яйца начинает денатурировать при 55 °С, желток и смесь белка с желтком – при 70 °С. Добавление к яичному меланжу сахарозы повышает температуру его денатурации до 80. 83 °С.
Тепловая денатурация некоторых белков может происходить без видимых изменений белкового раствора. Это наблюдается у белков, содержащихся в продуктах в связанном состоянии (например, казеин молока), а также в очень кислой и очень щелочной средах.
В результате денатурации увеличивается атакуемость белков пищеварительными ферментами, а следовательно, и их усвояемость. Однако в этом отношении молочные белки представляют собой исключение. Дело в том, что молочные белки – единственные белки, выполняющие только пищевые функции, и поэтому в результате эволюции приобрели свойства, идеально отвечающие ферментным системам организма. Что же касается белков мяса, птицы, рыбы и т. д., то они выполняют иные функции, являясь двигательными, опорными системами тела; растительные белки выполняют функции запасного питательного вещества для растущего организма. В связи с этим всякая тепловая обработка молочных продуктов снижает усвояемость их белков: белки стерилизованного молока усваиваются хуже, чем пастеризованного. Вторичное нагревание казеина творога при приготовлении блюд значительно снижает их переваримость.
В пищевых продуктах, доведенных тепловой обработкой до готовности, всегда содержится большее или меньшее количество нативных, неденатурированных белков, в том числе некоторых ферментов.
При тепловой обработке овощей, плодов и картофеля также происходит деструкция структурного белка клеточных стенок экстенсина. В результате деструкции экстенсина образуются водорастворимые продукты, что также понижает механическую прочность тканей корнеплодов, картофеля и вызывает их размягчение после тепловой обработки.
Продукты деструкции белков придают пище соответствующие вкус и аромат. Например, в образовании запаха и вкуса некоторых продуктов принимают участие серо– и фосфорсодержащие соединения. Серосодержащие аминокислоты, входящие в состав белка, при деструкции выделяют сероводород, образуются и другие соединения – меркаптаны (при тепловой обработке мяса, яиц, картофеля, капусты) и дисульфиды (при варке капусты, картофеля, брюквы). Серосодержащие соединения играют ведущую роль в.формировании запаха вареного мяса. Так, в летучих компонентах вареного мяса обнаружено более 25 серосодержащих веществ.
При тепловой обработке мяса, яиц, картофеля, капусты фосфатиды и фосфопротеиды при деструкции расщепляются с образованием фосфина (РН3).
Деструкция белков происходит при производстве некоторых видов теста. В этом случае в разрушении внутримолекулярных связей в белках принимают участие протеолитические ферменты, содержащиеся в муке и вырабатываемые дрожжевыми клетками. Протеолиз белков клейковины оказывает положительное влияние на ее эластичность и способствует получению выпеченных изделий высокого качества. Однако этот процесс может иметь и отрицательные последствия, если активность протеаз муки слишком высока (мука из недозревшего зерна).
В некоторых случаях деструкцию белков с помощью протеолитических ферментов используют специально для интенсификации технологического процесса, улучшения качества готовой продукции, получения новых продуктов питания. Примером может служить применение препаратов протеолитических ферментов (порошкообразных, жидких, пастообразных) для размягчения жесткого мяса, ослабления клейковины теста, получения белковых гидролизатов.
Фото с сайта frieslandcampinainstitute.nl
Как приготовить продукты питания, чтобы организм получил достаточное количество самого необходимого для него вещества
Белки являются основной составной частью всех тканей организма и каждой его клетки. Белки пищи расходуются, прежде всего, на восстановление износившихся белковых частиц в организме и на рост новых клеток. Их невозможно заменить даже потребляемыми в значительном количестве углеводами и жирами, в то время как последние могут в значительной своей части заменяться друг другом или белком.
О цепочках аминокислот начистоту
Главным источником белка в питании являются продукты животного происхождения; много белка содержат также некоторые растительные продукты. Так, например, в 100 граммах различных продуктов содержится следующее количество белка: в мясе (без костей) — около 20 г, в рыбе (без костей) — около 18 г, в яйцах — 12 г, в твороге — 15 г, в нежирном сыре — 28 г, в хлебе — 6 г, в крупе — 6,5 .г, в орехах — 12 г, в бобовых — 18 г, в сое — 40 г. По значению для организма белки делят на полноценные и неполноценные (в зависимости от содержания в них различных аминокислот).
Помощь при болезнях
Здоровый взрослый человек в обычных условиях не накапливает в своем организме белка, а расходует весь белок пищевого рациона. Однако в период активного роста у подростков, при беременности, после тяжелых заболеваний, приводящих к истощению, при заживлении ран после операций организм задерживает часть белка, поступающего с пищей, используя его для нового построения тканей. В лечебном питании белок широко применяется при различных заболеваниях: так, при болезнях печени используется свойство творожного белка уменьшать вредное накопление жира в печени. Белки мяса способствуют укреплению сердечной мышцы.
Белок имеет большое значение в лечебном питании при туберкулезе, малокровии, при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, протекающей при явлениях истощения и витаминной недостаточности. Животный белок назначается при лечении тучности, так как он усиливает окислительные процессы в организме и тем самым способствует использованию организмом собственного жира.
Нет такого заболевания, при котором белки исключались бы полностью из пищевого рациона. При некоторых болезнях (воспаление почек и др.) применение белков резко ограничивается, но только на короткий срок. У здорового человека норма белка в пищевом рационе зависит от возраста и профессии, а у больного — от характера заболевания и состояния организма.
В детском питании норма белка колеблется от 2—2,5 до 4 г на 1 кг веса ребенка (в раннем возрасте дают наибольшее количество белка на 1 кг веса). Норма белка для взрослого не меньше 1 г на 1 кг веса; при средней физической нагрузке норма повышается до 1,5—1,8 г на 1 кг веса, т. е. до 100—110 г на день, а при тяжелом труде, требующей большого расхода сил, — до 2—2,5 г, т. е. до 140 г на день. В санаториях и домах отдыха средней нормой белка в суточном рационе считается 120— 125 г, высшей — 140—150 г. Нецелесообразно включать в рацион больше 150 г белка на длительный срок, так как это вредно отражается на нервной системе, печени, почках и на обмене веществ.
Готовим правильно!
Большое воздействие на количество и качество белков в пищевых продуктах оказывает кулинарная обработка. Для иллюстрации значения правильной кулинарной обработки для вкусовых и питательных качеств блюд приведем некоторые данные по обработке мяса.
При замораживании мяса соки выходят в межклеточные пространства; однако мышечные волокна мяса способны вновь впитать в себя эти соки, если процесс оттаивания производится постепенно. Быстрое оттаивание мяса снижает питательную ценность продукта и вкусовые свойства готовых блюд: мясо становится жестким, волокнистым и невкусным. Особенно негативно влияет оттаивание мороженого мяса в воде: потери белка становятся в 10 раз больше, чем при оттаивании мяса на воздухе, к тому же увеличиваются потери в полуфабрикатах, приготовляемых из мяса, размороженного в воде.
Потери сока, а вместе с ним и белка, достигают 10%, если мороженое мясо разрезают на небольшие куски. Таким образом, медленным оттаиванием мороженого мяса на воздухе при невысокой температуре можно в значительной мере сократить потери белка и сохранить вкусовые свойства пищи. Питательная ценность мяса снижается, а вкус блюд ухудшается, если мясо пропустить через мясорубку с тупыми ножами, так как при этом мясо не режется, а мнется и теряет сок.
Тепловая обработка значительно изменяет качество белков пищевых продуктов. При правильной тепловой обработке белковоподобные вещества соединительной ткани мяса и рыбы, состоящие из не усваиваемого организмом, нерастворимого в воде вещества — коллагена, — превращаются в усвояемый организмом, растворяющийся в воде клей - глютин; при этом истинный белок мышц делается более доступным для воздействия пищеварительных соков.
При тепловой обработке белки мяса, рыбы, яиц денатурируются (свертываются и становятся нерастворимыми в воде), и усвояемость их повышается. Значительно возрастает также усвояемость растительных белков при тепловой обработке, так, например, белки бобовых усваиваются в 2 раза больше (от 30 до 60%). Однако излишняя тепловая обработка или неправильный температурный режим приводит к вторичной денатурации белков, и в связи с этим их усвояемость снижается.
Варка мяса и рыбы в воде сопровождается переходом в отвар экстрактивных азотистых (белковых) веществ, которые при одних заболеваниях исключаются из пищевого рациона, а при других используются для возбуждения аппетита и усиления образования пищеварительных соков.
Таким образом, строгое соблюдение технологического режима приготовления пищи является важнейшим моментом, определяющим количество и качество белков в пищевых продуктах и в связи с этим вкусовые качества пищи и ее питательную ценность.
Фото с сайта frieslandcampinainstitute.nl
Как приготовить продукты питания, чтобы организм получил достаточное количество самого необходимого для него вещества
Белки являются основной составной частью всех тканей организма и каждой его клетки. Белки пищи расходуются, прежде всего, на восстановление износившихся белковых частиц в организме и на рост новых клеток. Их невозможно заменить даже потребляемыми в значительном количестве углеводами и жирами, в то время как последние могут в значительной своей части заменяться друг другом или белком.
О цепочках аминокислот начистоту
Главным источником белка в питании являются продукты животного происхождения; много белка содержат также некоторые растительные продукты. Так, например, в 100 граммах различных продуктов содержится следующее количество белка: в мясе (без костей) — около 20 г, в рыбе (без костей) — около 18 г, в яйцах — 12 г, в твороге — 15 г, в нежирном сыре — 28 г, в хлебе — 6 г, в крупе — 6,5 .г, в орехах — 12 г, в бобовых — 18 г, в сое — 40 г. По значению для организма белки делят на полноценные и неполноценные (в зависимости от содержания в них различных аминокислот).
Помощь при болезнях
Здоровый взрослый человек в обычных условиях не накапливает в своем организме белка, а расходует весь белок пищевого рациона. Однако в период активного роста у подростков, при беременности, после тяжелых заболеваний, приводящих к истощению, при заживлении ран после операций организм задерживает часть белка, поступающего с пищей, используя его для нового построения тканей. В лечебном питании белок широко применяется при различных заболеваниях: так, при болезнях печени используется свойство творожного белка уменьшать вредное накопление жира в печени. Белки мяса способствуют укреплению сердечной мышцы.
Белок имеет большое значение в лечебном питании при туберкулезе, малокровии, при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, протекающей при явлениях истощения и витаминной недостаточности. Животный белок назначается при лечении тучности, так как он усиливает окислительные процессы в организме и тем самым способствует использованию организмом собственного жира.
Нет такого заболевания, при котором белки исключались бы полностью из пищевого рациона. При некоторых болезнях (воспаление почек и др.) применение белков резко ограничивается, но только на короткий срок. У здорового человека норма белка в пищевом рационе зависит от возраста и профессии, а у больного — от характера заболевания и состояния организма.
В детском питании норма белка колеблется от 2—2,5 до 4 г на 1 кг веса ребенка (в раннем возрасте дают наибольшее количество белка на 1 кг веса). Норма белка для взрослого не меньше 1 г на 1 кг веса; при средней физической нагрузке норма повышается до 1,5—1,8 г на 1 кг веса, т. е. до 100—110 г на день, а при тяжелом труде, требующей большого расхода сил, — до 2—2,5 г, т. е. до 140 г на день. В санаториях и домах отдыха средней нормой белка в суточном рационе считается 120— 125 г, высшей — 140—150 г. Нецелесообразно включать в рацион больше 150 г белка на длительный срок, так как это вредно отражается на нервной системе, печени, почках и на обмене веществ.
Готовим правильно!
Большое воздействие на количество и качество белков в пищевых продуктах оказывает кулинарная обработка. Для иллюстрации значения правильной кулинарной обработки для вкусовых и питательных качеств блюд приведем некоторые данные по обработке мяса.
При замораживании мяса соки выходят в межклеточные пространства; однако мышечные волокна мяса способны вновь впитать в себя эти соки, если процесс оттаивания производится постепенно. Быстрое оттаивание мяса снижает питательную ценность продукта и вкусовые свойства готовых блюд: мясо становится жестким, волокнистым и невкусным. Особенно негативно влияет оттаивание мороженого мяса в воде: потери белка становятся в 10 раз больше, чем при оттаивании мяса на воздухе, к тому же увеличиваются потери в полуфабрикатах, приготовляемых из мяса, размороженного в воде.
Потери сока, а вместе с ним и белка, достигают 10%, если мороженое мясо разрезают на небольшие куски. Таким образом, медленным оттаиванием мороженого мяса на воздухе при невысокой температуре можно в значительной мере сократить потери белка и сохранить вкусовые свойства пищи. Питательная ценность мяса снижается, а вкус блюд ухудшается, если мясо пропустить через мясорубку с тупыми ножами, так как при этом мясо не режется, а мнется и теряет сок.
Тепловая обработка значительно изменяет качество белков пищевых продуктов. При правильной тепловой обработке белковоподобные вещества соединительной ткани мяса и рыбы, состоящие из не усваиваемого организмом, нерастворимого в воде вещества — коллагена, — превращаются в усвояемый организмом, растворяющийся в воде клей - глютин; при этом истинный белок мышц делается более доступным для воздействия пищеварительных соков.
При тепловой обработке белки мяса, рыбы, яиц денатурируются (свертываются и становятся нерастворимыми в воде), и усвояемость их повышается. Значительно возрастает также усвояемость растительных белков при тепловой обработке, так, например, белки бобовых усваиваются в 2 раза больше (от 30 до 60%). Однако излишняя тепловая обработка или неправильный температурный режим приводит к вторичной денатурации белков, и в связи с этим их усвояемость снижается.
Варка мяса и рыбы в воде сопровождается переходом в отвар экстрактивных азотистых (белковых) веществ, которые при одних заболеваниях исключаются из пищевого рациона, а при других используются для возбуждения аппетита и усиления образования пищеварительных соков.
Таким образом, строгое соблюдение технологического режима приготовления пищи является важнейшим моментом, определяющим количество и качество белков в пищевых продуктах и в связи с этим вкусовые качества пищи и ее питательную ценность.
Закупщику ресторана
Продолжительность тепловой обработки зависит от технологических факторов. Способы тепловой обработки, способы нарезки
влияют на доведение до кулинарной готовности. С повышением температуры варочной среды степень деструкции протопектина, гемицеллюлоз и зкстенсина возрастает, при этом овощи и плоды быстрее достигают кулинарной готовности. Необходимо учитывать, что при температуре (50-80)0С активность ферментов пектинметилэстераз, которые действуют на этерифицированные связи, повышается. Если овощи выдерживать некоторое время при таких температурах, то их размягчение затрудняется. Следовательно нельзя добавлять холодную воду при варке, т.к. увеличится продолжительность тепловой обработки.
Реакция среды
Щелочная среда размягчает овощи при тепловой обработке, так как вызывает деэтерификацию пектиновых веществ с образованием растворимых продуктов, но в такой среде разрушаются витамины и прежде всего витамин С. Подкисление среды (рН=(5,7 4,15)) сопровождается упрочнением пектинового каркаса и увеличением продолжительности варки, при дальнейшем подкислении среды структура протопектина ослабевает, происходит гидролиз гликозидных связей в цепи пектиновых веществ и образуются растворимые продукты деструкции.
Изменение массы овощей и плодов при тепловой обработке
В начальный период варки происходит поглощение воды полисахаридами клеточных стенок и увеличение массы овощей, при дальнейшей варке и размягчении масса уменьшается. Изменение массы при тепловой обработке происходит за счет потери или поглощении воды, поглощения жира и потери части питательных веществ. При варке в воде происходят потери растворимых веществ и части воды или поглощение воды.
Размеры потерь воды и растворимых веществ зависят от вида овощей, степени обработки и нарезки, от качества овощей. Увядшие овощи при варке могут поглощать воду и увеличивать массу. Основная часть потерь при варке приходится на долю минеральных веществ: теряются калий, натрий, магний, фосфор.
При варке в подсоленой воде диффузия минеральных веществ уменьшается, но могут увеличиваться потери кальция и магния за счет замещения их в клетках растительной ткани на натрий. Переходят в отвар азотистые вещества в виде аминокислот, а также до 1/3 от первоначального количества сахаров и продукты гидролиза полисахаридов клеточных стенок. Отвары имеют определенную пищевую ценность и должны использоваться для приготовления соусов и супов.
Варка на пару. Потери массы увеличиваются по сравнению с варкой в воде за счет меньшей гидратации клеток. Потери растворимых веществ меньше чем в воде (2,5 – 3,5) раза. Потери зависят от нарезки, вида овощей и давления пара при варке. Овощи после тепловой обработки имеют выраженный аромат.
Припускание и тушение. Изменение массы аналогично изменению массы при варке в воде , но растворимые вещества не теряются, а переходят в отвар и используются вместе с овощами.
Жарка, запекание, пассерование. Изменение массы происходит за счет испарения воды, поглощения жира. Масса уменьшается за счет испарения влаги в большей степени, чем при гидротермической обработке. При жарке, запекании и пассеровании потери растворимых веществ незначительны так как нет воды, на поверхности продукта образуется корочка, отсутствует среда для диффузии. Потери зависят от вида овощей, вида полуфабриката и способа жарки. Панирование в муке снижает потери массы, потери массы зависят от длительности тепловой обработки.
Изменение цвета овощей и плодов
Окраска обусловлена наличием в растительной ткани пигментов. Цвет зеленых овощей и плодов обусловлен хлорофиллом, в основном хлорофиллом А, который под действием температуры и Н+ переходит в феофитин, овощи буреют после тепловой обработки. Органические кислоты содержатся в клеточном соке и отделены от хлорофилла мембранами. Кроме того хлорофилл находится в комплексе с белками и липидами (в хлоропластах, он защищен этими веществами от внешних воздействий). Взаимодействие органических кислот и хлорофилла в сырых овощах наблюдается лишь при нарушении целостности клеток паренхимной ткани. Изменение окраски зависит от длительности тепловой обработки и количества органических кислот.
С целью сохранения зеленой окраски рекомендуется варить овощи в большом количестве воды при открытой крышке, строго определенное время, что способствует удалению органических кислот с парами воды. В жесткой воде окраска сохраняется лучше т. к. кальциевые и магниевые соли связывают органические кислоты.
Читайте также: