Механическая кулинарная обработка. Определение, виды механической кулинарной обработки, их характеристика

   Пенообразование (взбивание). Это механическая кулинарная обработка, заключающаяся в интенсивном перемешивании одного или нескольких продуктов с целью получения пышной или пенистой массы.

   Пенообразование так же, как эмульгирование, связано  с увеличением поверхности. Поверхностью раздела является граница двух разных фаз: газа и жидкости. В пенах газовые пузырьки разделены тончайшими пленками жидкости, образующими пленочный каркас. Устойчивость пен зависит от прочности этого каркаса. Пены характеризуются двумя показателями: кратностью и стойкостью.

   Кратностью называется отношение объема пены к жидкой фазе.

Стойкость — время полураспада пены при ее хранении.

   Если  объем газовой фазы близок к 74%, то пена приобретает структурно-механическую прочность, и взбитые изделия хорошо сохраняют форму и долго не оседают. Можно добиться еще большей пористости (более 74%), но в этом случае оболочки пузырьков теряют эластичность и при нагревании (выпечка бисквита, бизе, суфле и др.) лопаются, вследствие чего изделия оседают. Такую пену кулинары называют "перебитой",

   В кулинарной практике приходится взбивать сливки, белки яиц, крахмальные отвары (муссы на манной крупе), растворы желатина (муссы, самбуки). 
 
 

   Изменение углеводов клеточных  стенок в процессе тепловой обработки, влияние внешних  факторов на скорость развариваемости  продуктов растительного  происхождения.

 Углеводы клеточных стенок. Ткани растительных продуктов состоят из клеток, клетка окружена оболочкой, внутри которой находится протоплазма, ядро и вакуоли, заполненные клеточным соком. Отдельные клетки соединены друг с другом срединными пластинками. Оболочку и срединные пластинки называют клеточными стенками.

  Оболочка  клеток состоит из клетчатки (целлюлозы), гемицеллюлозы (полуклетчатки) и других веществ. Срединные пластинки состоят главным образом из нерастворимого вещества — протопектина. Он не относится к углеводам, но близок к ним по своему строению. Это сложное вещество, в основе молекул которого лежат остатки галактуроновых кислот (на схеме ГК). Остатки галактуроновых кислот соединяются друг с другом и образуют длинные цепи полигалактуроновых кислот. Наконец, несколько остатков полигалактуроновых кислот соединяются вместе, образуя сложную молекулу протопектина. Связь между цепочками полигалактуроновых кислот осуществляется через солевые мостики, ангидридные группы и т. д., но основную роль играют солевые мостики, образованные двухвалентными ионами магния и кальция

и прослойки  протопектина (срединные пластинки) и придают механическую прочность растительным тканям, как бы цементируя отдельные клетки. При нагревании происходит ионообменная реакция в срединных пластинках: ионы кальция и магния заменяются одновалентными ионами натрия и калия. Естественно, при этом нарушается связь между клетками, так как протопектин распадается на отдельные цепи галактуроновых кислот, которые носят название пектинов и хорошо растворяются в горячей воде.

  Однако эта реакция обратима, и ионы кальция и магния вновь могут вытеснить одновалентные ионы натрия и калил. Размягчения овощей при этом не произойдет. Реакция будет идти в правую сторону только в том случае, если освобождающиеся ионы кальция будут связываться и осаждаться. В растительных продуктах содержатся вещества, которые осаждают кальций. Благодаря этому происходит размягчение овощей и круп при тепловой обработке. На скорость их размягчения влияют жесткость воды. температура, реакция среды и свойства продуктов. В жесткой воде содержатся соли кальция и магния, поэтому овощи развариваются медленно. В разных продуктах скорость распада протопектина неодинакова. Присутствие кислот замедляет размягчение некоторых  продуктов. 
 

  Изменение основных естественных пигментов: флавоноидов, каратиноидов, хлорофилла, миоглобина. Образование  окрашивающих веществ, возникающих при  карамелизации сахаров,меланоединообразовании.

     Красящие  вещества пищевых продуктов придают  блюдам привлекательный вид, а вкусовые и ароматические вещества повышают аппетит.

  Изменение красящих веществ. Естественные пигменты. Многие пищевые продукты имеют естественную окраску. Она обусловлена различными пигментами: флавонами, хлорофиллом, каратиноидами (в растительных продуктах), миоглобином (в мясе) и др.

  Флавоноиды (от латинского «флавус» — желтый) — большая группа растительных веществ, из которых часть бесцветна, но мошет приобретать окраску в результате окисления (катехины и др.), часто имеет желтую окраску (флавоны и др.), а некоторые окрашены в красные, синие и фиолетовые тона (антоцианы). Содержатся они в свободном виде и в соединении с сахарами (гликозиды).

  Многие  гликозиды (от греческого «гликос» —  сладкий) флавоноидов либо бесцветны, либо слабоокрашены. При тепловой, обработке они частично распадаются на сахар и несахарный компонент — агликон («несахар»), которым часто являются желто-окрашенные флавоноиды. Этим объясняется образование желтых оттенков при варке риса, некоторых сортов картофеля, тушении  капусты и т. д.

Большинство флавоноидов сопутствует витамину С, придает ему устойчивость при хранении плодов, овощей. Флавоноиды обладают Р-витаминной    активностью  (способствуют   прочности и эластичности кровеносных сосудов).

  Бесцветные  катехины содержатся в яблоках, грушах, картофеле, грибах, бруснике, клюкве, листьях чайного листа и т. д. в свободном виде или в соединении с галловой кислотой (дубильные вещества). Сами катехины и дубильные вещества обладают терпким вкусом. В растительных клетках катехины отделены от окисляющего их фермента (полифенолоксидазы), а при повреждении клетки (нарезании, очистке и т. д.) приходят с ним в соприкосновение, окисляются и превращаются в темноокрашенные вещества флабофены. Полифенолоксидаза, вызывающая окисление ка-техинов, теряет свою активность в кислой среде. Поэтому очищенные яблоки, груши, шампиньоны сразу погружают в подкисленную воду, одновременно изолируя их от действия кислорода воздуха.

  Другая  группа флавоноидов — а н т  о ц и а н ы (от греческого «антос»— цветок и «панус» — синий) — содержится в соке и кожице черной смородины, винограда, слив, вишен, земляники, малины, черники, клюквы, краснокочанной капусты и т. д.

  По  строению молекулы все антоцианы  похожи друг на друга, но чем больше они окислены (содержат гидроксилъные группы), тем сильнее выражена синяя окраска, а чем больше в них метильных групп, тем более выражены красные тона.

  Даже  при изменении кислотности большинство  антоцианов изменяют свою окраску. Так, в очень кислой среде антоцианы краснокочанной капусты имеют ярко-красную окраску, при уменьшении кислотности — фиолетовую, слабощелочной среде — синюю, а в сильнощелочной — зеленую. Большинство антоцианов легко вступает в реакцию с ионами металлов и изменяет свою окраску. Ионы кальция и магния, содержащиеся в жесткой воде, усиливают синие тона, калия — красные, антоцианы клюквы о ионами алюминия дают синюю окраску (поэтому клюквенный кисель не следует варить в алюминиевых котлах), клубники, земляники, малины, вишни с железом дают коричневые соединения и т. д.

В свекле содержатся пигменты, близкие по свойствам  к антоцианам, но имеющие другое строение: пурпурный (бетанин) и желтый. Вариации в окраске свеклы (от лиловой до темно-красной) зависят от разного содержания этих пигментов. Кроме того, окраска беташша (бетаидина) зависит от кислотности: в очень кислых растворах усиливается фиолетовая окраска и при уменьшении кислотности — красная. Добавление уксуса при варке и тушении свеклы способствует сохранению ее окраски. Пурпурный (пигмент свеклы при тепловой обработке легко разрушается, а желтый более устойчив. Устойчивость пигментов свеклы зависит их концентрации: чем она больше, тем пигменты устойчивее. Так, при запекании и варке целой неочищенной свеклы, при тушении ее с малым количеством жидкости концентрация пигментов не меняется или меняется мало. Поэтому окраска хорошо сохраняется. При варке очищенной и особенно шинкованной свеклы пигменты диффундируют в воду, концентрация их уменьшается и они легко разрушаются. Пигменты свеклы биологически активны и благотворно действуют на сердечно-сосудистую систему.

  Морковь, репа, брюква, зеленые овощи содержат желто-оранжевые пигменты каротиноиды (от латинского «карота»— морковь). К каротиноидам относятся каротины (альфа-, бета- и гамма-каротины), ксантофиллы («ксанто» — желтый, «филлос» — любить), ликопин и др. Вещества эти являются непредельными углеводородами  как все вещества этого класса, нерастворимы в воде в растворимы в жирах. На этом основано пассерование моркови и томата с жиром.

Ликопин содержится в помидорах, шиповнике  и многих других плодах, каротины — в моркови, зеленых овощах, тыкве и т. д.₇ ксантофилл — в желтых продуктах, зеин — в кукурузе, содержатся каротиноиды и в шафране, который используется для окраски кондитерских изделий, в красном перце. В зеленых их окраска каротиноидов маскируется зеленым хлорофиллом.

  Каротины  моркови и других овощей биологически активны и являются провитамином А. В животных продуктах каротиноиды  встречаются реже (панцире ракообразных, в желтке яиц, в молоке). При тепловой обработке каротиноиды довольно устойчивы.

  Хлорофилл содержится в зеленых овощах (стручковая фасоль, горошек, спаржа, артишоки, зеленый перец и т. д.) и листовой зелени (петрушка, укроп, сельдерей, щавель, шпинат, лук-перо и т. д.). Это сложное соединение, в основе молекулы которого лежит циклическое ядро, комплексно связанное с ионами магния.

  Под действием кислот, особенно при нагревании, от хлорофилла отщепляются ионы магния и образуется феофитин — вещество зелено-бурого цвета.

  В неповрежденных клетках сырых овощей хлорофилл содержится в зернах (хлоропластах) вместе с каротином. Зерна эти находятся в протоплазме, имеющей щелочную реакцию, а кислоты находятся в вакуолях (клеточном соке). Поэтому хлорофилл изолирован от кислоты и не теряет своей окраски. При нагревании белки протоплазмы свертываются, зерна (хлоропласты) обнажаются и кислота клеточного сока отщепляет ионы магния. Чем  дольше воздействует кислота при нагревании на хлорофилл, тем большая часть его превращается в феофетин и тем сильнее изменяется цвет продуктов. Поэтому зеленые овощи сразу погружают в большое количество бурно кипящей подсоленной воды и варят, не закрывая посуду крышками. При этом сокращаются сроки варки, уменьшается концентрация кислот, многие из которых летучи, и окраска зеленых овощей сохраняется лучше. При варке таких овощей в жесткой воде окраска их сохраняется лучше, так как кальций и магний нейтрализуют часть кислот клеточного сока.

  Если  вода, в которой варят овощи, содержит ионы различных металлов, то они могут замещать в хлорофилле магний и образовывать вещества с другой окраской: железо — коричневую, олово и алюминий — серую, медь — ярко-зеленую. Способствует сохранению зеленой окраски и добавление соды. Однако соду или соли меди применять для сохранения зеленой окраски не разрешается, так как первая усиливает разрушение витамина С, а вторые ядовиты.

  Окраска мяса обусловлена миоглобином. По строению молекул он похож на хлорофилл, но содержит ионы закисного железа. Циклическое ядро его (гем) соединено с белком, образуя миоглобин. Гем способен присоединять кислород без изменения валентности железа, и получается оксимиоглобин более яркой окраски. Поэтому окраска разных видов мяса (и даже отдельных частей туши) неодинакова. Это зависит от содержания миоглобина и от степени его окисленности. Так, в говядине содержится мио-глобина в 2—5 раз меньше, чем в свинине. При нагревании (65°С) глобин денатурирует, что ведет к его отщеплению, ноны железа быстро окисляются и окраска из красной становится серой.

  Иногда  мясные продукты сохраняют после  тепловой обработки розовую окраску, что обычно является следствием нарушения режимов хранения полуфабрикатов.

  Появление новых окрашенных веществ. При жаренье  в обезвоженной корочке продуктов температура поднимается до 135— 140°С и может происходить карамелизация сахаров, содержащихся в продуктах (картофеле, панировке и т.д.). Процесс этот заключается в том, что от Сахаров отщепляются молекулы воды, образуются ангидриды, которые конденсируются и дают темноокрашенные продукты: кармелан (желтого цвета), кармелен (коричневого) и кармелин (почти черного). Первые два хорошо растворимы в воде, а последний плохо. Карамелизация сахаров частично обусловливает окраску корочки при жаренье и запекании продуктов, содержащих сахар. Кроме карамелизации, румяная корочка на жареных кулинарных изделиях и потемнение их зависят от реакции меланоидинообразования, сущность ее в том, что редуцирующие (восстанавливающие) сахара (глюкоза, фруктоза, лактоза) при нагревании вступают в реакцию с азотистыми основаниями и, в частности, с аминокислотами, образуя темноокрашенные продукты (от греческого «подано» -смуглая). Реакция эта играет и отрицательную роль — связывает и делает труднодоступными для организма такие незаменимые аминокислоты, как метионин, лизин и др.

  При нагревании крахмалосодержащих продуктов  могут образовываться окрашенные декстрины. Их называют пиродекстринами. Это имеет место при пассеровании муки, выпечке мучных изделий и жаренье картофеля.