изменение углеводов, белков, жиров в технологических процессах
учебно-методический материал

Изменение углеводов, белков, жиров в технологических процессах.

Под действием тепла обрабатываемый продукт (сырьё) претерпевает ряд сложных физико-химических изменений, которые в свою очередь являются следствием изменений белков, жиров, углеводов, воды и так далее.

Белками богаты такие продукты питания, как мясо, рыба, молоко, яйца, зернобобовые. Такие белки являются белками животного происхождения. Одни из них растворяются в воде, другие в солевом растворе, третьи не растворяются ни в том, ни в другом.

Изменение белков: белковая молекула при нагреве подвергается денатурации (свёртывание белка) и коагуляции (укрупнение частиц). Изменение пищевой ценности зависит и от времени тепловой обработки.

Изменения жиров: прогоркание (когда окисление сопровождается накоплением низкомолекулярных продуктов распада); осаливание (при котором образуются оксикислоты, происходит их полимеризация и конденсация). В процессе варки мясо теряет 40% жиров, содержащихся в нем, которые переходят в бульон. Нельзя долго нагревать растительное масло, так как жирные кислоты, содержащиеся в нем, могут окислиться и принести вред организму. Под воздействием высокой температуры значительно снижается питательная ценность сливочного масла.

Изменения углеводов: крахмал (с водой) клейстеризуется, в кислой среде происходит кислотный гидролиз, в присутствии ферментов амилаз – гидролизуется; сахара гидролизируются, карамелизируются.
Минеральные вещества во время тепловой обработки практически не изменяются, но часть из них переходит в воду при промывании, варке.

Структурные изменения, происходящие в сырье в процессе его хранения

При хранении в пищевых продуктах происходят изменения качества и массы. По своей природе эти изменения могут быть биохимические, химические, биологические, физические и микробиологические. Знание процессов, происходящих в товарах при хранении, помогает установить режим, методы хранения, снизить потери.

Биохимические процессы − протекают под действием ферментов, находящихся в самих продуктах. К биохимич процессам относят дыхание, гидролитические и автолитические процессы.
Дыхание − это процесс, при котором расходуются питательные вещества продуктов (сахара, органические кислоты, белки, жиры и др.). В результате чего уменьшается масса продукта и снижается его пищевая ценность. Происходит этот процесс только в живых организмах, в зерне, плодах, овощах, муке, крупе, яйцах.
Дыхание может быть аэробное (в присутствии кислорода) и анаэробное (бескислородное). При аэробном дыхании образуются СО2 и Н2О и выделяется много тепла, что приводит к прорастанию (зерно, овощи), самосогреванию(мука, зерно, крупа), микробиологической порче (овощи, плоды). При анаэробном дыхании тепла образуется меньше, но накапливается этиловый спирт, который придаёт продуктам неприятный вкус (плоды).
При хранении продуктов богатых белками (мясо, рыба) происходит гидролиз белков до аминокислот. Этот процесс (вместе с гидролизом гликогена до молочной кислоты) приводит к созреванию мяса после убоя, сельдевых, лососевых рыб при посоле и называется автолизом. Благодаря чему мясо становится нежным, сочным с характерным вкусом и ароматом.

Микробиологические процессы −происходят под действием ферментов, выделяемых м/о. Эти процессы могут протекать в любых продуктах и являются одной из главных причин порчи .К микробиологическим процессам относят брожение, гниение, плесневение.
Брожение −это расщепление углеводов и некоторых спиртов под действ ферментов.

Спиртовое брожение происходит в продуктах богатых сахаром и влагой (соки, варенье, джем, повидло, плоды, ягоды). Продукт мутнеет, пенится, приобретает неприятный вкус и запах.

Молочнокислое брожение вызывает порчу молока, молочнокислых продуктов, скисание вина, пива.

Маслянокислое брожение возникает при хранении муки, молочных продуктов, квашеных овощей, сыров, консервов. При этом появляется горький, неприятный острый вкус, запах и газообразование (вспучивание сыров, бомбаж консервов).

Уксуснокислое брожение вызывает скисание вина, пива, соков, кваса. При этом происходит помутнение, ослизнение, появляется кислый вкус.

Пропионовокислое брожение вызывает порчу вина, молочных, квашеных овощей, вызывая их помутнение и ослизнение. Понижение температуры хранения пищевых продуктов снижает интенсивность брожения.

Гниение − это глубокий распад белков под действием ферментов, выделяемых гнилостными бактериями. Поэтому гниению подвергаются богатые белком продукты − мясные, рыбные, яичные, сыры. При этом образуются токсичные вещества − аммиак, меркаптан, индол, скатол и др. Продукты приобретают очень неприятный запах и становятся ядовитыми.

Плесневение − возникает при развитии на продуктах плесневых грибов. Подвергаются плесневению продукты, содержащие много воды или увлажнённые в процессе хранения, в негерметичной или нарушенной упаковке: плоды, овощи, джем, повидло, хлеб, мука, мясные и рыбные изделия, сливочное масло.

Химические процессы − это различные химические реакции, происходящие в продуктах без участия ферментов. Это прогоркание и осаливание жиров под действием кислорода, света, воды и тепла; изменение окраски (обесцвечивание вин); химическое разрушение витаминов, химический бомбаж консервов − (взаимодействие металла банки с кислотами продукта с образованием газов, особенно консервов с томатной заливкой). К химическим процессам относится ржавление металлических банок консервов, которое может нарушить их герметичность.
        Физические процессы − возникают в продуктах под действием температуры, света, влажности воздуха, механических воздействий. К ним относятся:

• увлажнение (соли, сахара-песка, муки, печенья, сухарей, вафель и др.) − за счёт гигроскопичности товара, конденсации воды при резких перепадах температур и отмокания. Продукт при этом размягчается или теряет сыпучесть, слёживается;
• усыхание (хлеб, овощи, плоды, пряники) − за счёт десорбции, низкой влажности воздуха, понижениям температуры. В результате уменьшается масса продукта, ухудшается его качество;
• кристаллизация сахара в меде, варенье, сиропах, шоколаде (сахарное поседение), расслоение ликеро-водочных изделий, затвердевание растительных масел происходит при низких t хранения. При замерзании консервов возможен физический бомбаж.

Биологические процессы − это воздействие на продукты насекомых − вредителей (клещи, жуки, моли) и грызунов. Поражаются зерномучные, кондитерские товары, пищевые концентраты, сухофрукты и т.д. Продукты при этом считаются пищевым отходом и реализации не подлежат. В отдельных случаях могут направляться на переработку (картофель пораженный нематодой − направляется на крахмал или спирт).

При хранении некоторых продуктов происходит процесс кристаллизации. Кристаллизация сахара в некоторых видах кондитерских изделий и меде ухудшает внешний вид продукта, его консистенцию, вкус. Она может быть двух видов: сахарозной и глюкозной. Первая сопровождается выделением крупных кристаллов сахарозы (варенье, джем, помадные конфеты), вторая развивается при повышенном содержании (до 4% и выше) инвертного сахара (мед), и в этом случае засахаривание происходит за счет менее растворимого сахара (глюкозы). При колебаниях температур во время хранения в мороженом происходит перекристаллизация продукта, увеличиваются размеры кристаллов льда, лактозы, что делает структуру мороженого грубой, а консистенцию более уплотненной («песчанитость» мороженого).

Углеводы — высокомолекулярные полисахариды

Углеводы— широко распространенные в природе, преобладают в пище человека и являются основным источником энергии. Источником углеводов служат главным образом продукты растительного происхождения— хлеб, крупа, картофель, овощи, фрукты, ягоды. Все углеводы делят на две группы: простые (моносахариды) и сложные (полисахариды,) — углероды, способные гидролизоваться в наиболее простые. Представителями простых моносахаридов являются глюкоза, фруктоза, галактоза; олигосахаридов — дисахарид сахароза (свекловичный или тростниковый сахар),лактоза (молочный сахар) и трисахарид — раффиноза.

Моносахариды— твердые кристаллические вещества, они гигроскопичны, хорошо растворяются в воде, образуя сиропы, труднорастворимы в спирте.

Высокомолекулярные полисахариды— крахмал, гликоген, или животный крахмал, клетчатка. В растениях полисахариды выполняют в основном две функции: они служат запасными питательными веществами(крахмал) и являются главной составной частью опорной ткани растений (клетчатка). Запасные питательные вещества откладываются в виде крахмальных зерен в растительных тканях. Запасы крахмала могут достигать: в картофеле— свыше 20 % и более, в зернах пшеницы и риса — иногда до 70 %. Биологическое значение крахмала очень велико. Он образуется в растениях из углекислоты и воды в результате фотосинтеза. У животных в качестве запасного питательного материала в тканях тела откладывается гликоген. По мере надобности он расходуется, распадаясь до глюкозы. Крахмал — смесь полисахаридов состава (С6Н1005)n, При настаивании в теплой воде зерна крахмала разбухают, и большая часть полисахаридов крахмала переходит в раствор. Полисахариды крахмала разделяются на две фракции — амилозу и амилопектин.