СПОСОБИ І ПРИЙОМИ тепловій кулінарній обробці, ЗАСНОВАНІ на поверхневі нагріву ПРОДУКТІВ |  СПОСІБ тепловій кулінарній обробці, БАЗОВАНИЙ НА ВИКОРИСТАННЯ ІНФРАЧЕРВОНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ |  КОМБІНОВАНІ способів теплової кулінарної обробки продуктів |  глава 4 |  Збірник рецептур страв, КУЛІНАРНИХ І КОНДИТЕРСЬКИХ ВИРОБІВ ДЛЯ ПІДПРИЄМСТВ ГРОМАДСЬКОГО ХАРЧУВАННЯ |  Галузеві СТАНДАРТИ |  ТЕХНІЧНІ УМОВИ І ТЕХНОЛОГІЧНІ ІНСТРУКЦІЇ НА ПРОДУКЦІЮ ГРОМАДСЬКОГО ХАРЧУВАННЯ |  СТАНДАРТ ПІДПРИЄМСТВА |  Техніко-ТЕХНОЛОГІЧНІ КАРТИ |  ХАРЧОВА ЦІННІСТЬ ТОВАРІВ ГРОМАДСЬКОГО ХАРЧУВАННЯ |

загрузка...
загрузка...
На головну

ГИДРАТАЦИЯ І дегідратації БЕЛКОВ

  1.  I.1. Шляхи розпаду білків
  2.  II. біосинтез білків
  3.  VII.1. Взаємозв'язок обміну нуклеїнових кислот і білків
  4.  Амінокислотний склад білків
  5.  Антибіотики, що порушують синтез білків
  6.  Антибіотики, що порушують синтез білків
  7.  Б. Вимірювання АТ, ЧСС, ЦВТ, ЧД, введення засобів, тонізуючих ССС. А) R- графию грудної клітини, внутрішньовенне введення кристалоїдів, колоїдів, білків.

Харчова цінність, смакові якості харчових продуктів, їх стійкість при зберіганні обумовлені входять до їх складу речовинами органічного та неорганічного походження. З усіх компонентів продуктів харчування найбільший вплив на їх властивості надає вода. У багатьох харчових продуктах, і навіть в тих, в яких вміст води було навмисно знижений в процесі обробки з метою підвищення їх стійкості при зберіганні, на її частку припадає найбільша питома вага. Так, в сушеному картоплі, загальна вологість якого становить 6,5%, на кожні 3,6 моль води доводиться 3,1 моль крохмалю і 0,46 моль білка.

Характер впливу води на процеси, що протікають при виробництві харчових продуктів, визначається, перш за все, загальною кількістю води і формами зв'язку її з іншими компонентами, в основному з білками.

За кількістю вологи харчові продукти доцільно розділити на три основні групи: продукти з високою вологістю (понад 40% води), з середньою, або проміжної, вологістю (10 ... 40% води), і з низькою вологістю (менше 10% води) .

Вологість харчових продуктів безпосередньо пов'язана з таким показником їх якості, як активність води (aт), величина якої впливає на перебіг хімічних реакцій і розмноження мікроорганізмів в продукті. Більш детально це питання розглянуто в главі 14.

Розрізняють чотири форми зв'язку вологи з матеріалами, і зокрема з компонентами харчових продуктів: хімічну, адсорбционную, осмотичну і капілярно-пов'язану.

Хімічно зв'язану воду підрозділяють на воду гідрату в складі гідроксильних груп (іонний зв'язок) і воду молекулярних сполук у вигляді кристалогідратів (молекулярна зв'язок). З усіх форм зв'язку хімічно зв'язана вода володіє найбільшою енергією.

Адсорбционно-зв'язана вода характеризується середньою інтенсивністю міцності зв'язку. Вона утворюється в результаті тяжіння диполів води полярними молекулами, розташованими на поверхні субстрату. При утворенні такого зв'язку молекули води можуть зберігати свої властивості, в цьому випадку відбувається фізична адсорбція. Якщо молекула води розщеплюється на іони, то відбувається хімічна адсорбція, чи хемосорбция.

Одночасно з адсорбцією водяної пари або води на поверхні молекул продукту можлива дифузія вологи в масу сорбенту. У цьому випадку спостерігається процес абсорбції.

Зволоження капілярно-пористих тіл, до складу яких входить більшість харчових продуктів, відбувається в результаті адсорбції вологи, утворення розчину і проникнення його в клітини харчового продукту за рахунок різниці концентрацій розчинених речовин. Утворюється осмотично зв'язана вода.

Харчові продукти являють собою капілярно-пористі тіла з порами різного діаметру, які можуть бути заповнені рідиною. Капілярно-пов'язана волога утворюється в результаті адсорбції води стінками капілярів і зниження тиску водяної пари над увігнутим меніском рідини.

Гідратація білків харчових продуктів в основному обумовлена ??адсорбційно і хімічно пов'язаної водою.

Амінокислоти, з яких складається білок, відносяться до амфотерним речовин, які мають одночасно властивостями киць  лот і підстав. Це пояснюється тим, що всі амино- і карбоксильні групи амінокислот зайняті в освіті пептидних зв'язків. У молекулах діамінокіслот залишаються вільними аміногрупи, а в молекулах моноамінодікарбонових кислот - карбоксильні групи. Наприклад, при розчиненні білка у воді від карбоксильних груп отщепляются протони, і білок набуває властивостей слабкої кислоти.

З'являються в розчині протони приєднуються до NH2-групи, внаслідок чого вони переходять у іонізовану форму - NH3+. У сильнокислой середовищі біполярний іон амінокислоти перетворюється в катіон, здатний рухатися до катода в електричному полі. У лужному середовищі біполярний іон амінокислоти перетворюється на аніон. Таким чином, молекула білка несе позитивний або негативний заряд.

Амфотерность білків визначається не тільки присутністю вільних карбоксильних або аминогрупп в білку, але і наявністю інших функціональних угруповань. Слабко вираженими кислотними властивостями володіють SH-група цистеїну і ОН-група тирозину.

Мал. 6.1. Схема ймовірного приєднання молекул води до полярних груп білка (інтерпретація X. Хмари).

Оскільки молекула води також має полярність, то при контакті білка з водою диполі води адсорбуються поверхнею білкової молекули, групуючи навколо полярних груп. Ці групи називають гідрофільними (рис. 6.1).

Адсорбційна вода утримується білком завдяки освіті між їх молекулами водневих зв'язків, які відносяться до розряду відносно слабких. Однак ця властивість компенсується значним їх числом: кожна молекула води здатна утворити 4 водневі зв'язку, які розподіляються між полярними групами білка і сусідніми молекулами води. В результаті адсорбційна вода в білку виявляється досить міцно пов'язаної: вона не відділяється від білка мимоволі і не може служити розчинником для інших речовин.

На поверхні білкової молекули є два види полярних груп: пов'язані і вільні. Пов'язані полярні групи (пептидні групи головних поліпептидних ланцюгів, гідроксильні, сульфгідрильні) приєднують молекулу води завдяки молекулярної адсорбції, величина якої постійна для кожного виду білка і незначно впливає на зміну ступеня гідратації білків.

Вільні полярні групи (аміногрупи діамінокіслот, карбоксильні групи дикарбонових кислот), діссоцііруя в розчині визначають сумарну величину заряду білкової молекули. Адсорбція води вільними полярними групами називається іонної адсорбції.

Серед факторів, що обумовлюють ступінь гідратації білків, слід виділити рН середовища, концентрацію білкових розчинів, природні властивості білка і ін.

Іонізація йоногенних груп в результаті іонної адсорбції призводить до того, що в розчині білкові глобули поводяться як макроіонів, знак і величина заряду яких залежать від рН і складу розчинника. Величину рН, що відповідає рівності загального числа позитивних зарядів загальної кількості негативних, т. Е. Сумарному або ефективному заряду глобули, рівному нулю, називають ізоелектричної точкою (ВЕТ) білка. Ізоелектрична точка - основна електрохімічна константа білків. Білки в цій точці електронейтральні, а їх набухаемость і розчинність найменші. Зниження розчинності білків при досягненні електронейтральності їх молекул широко використовується для виділення їх з розчинів, наприклад при отриманні білкових ізолятів.

Кожен білок характеризується своєю ізоелектричної точкою (рН): пепсин - 1,0; яєчний альбумін - 4,7; сироватковий альбумін - 4,59; желатин - 5,05; лактоглобулин - 5,1; фосфорилаза - 5,8; гемоглобін - 6,87; хімотрипсин - 8,6; рибонуклеаза - 9,4; лізоцим - 10,5; цитохром - 10,65.

Значення рН білкового розчину в ВЕТ відповідає припинення перенесення макроіонів білка в електричному полі. Якщо величина рН розчину буде відхилятися від ВЕТ білка, то його ефективний заряд збільшиться. В області рН вище ВЕТ він буде негативним в результаті придушення дисоціації основних груп в лужному середовищі. Навпаки, при рН нижче ВЕТ білок буде володіти сумарним позитивним зарядом внаслідок придушення дисоціації карбоксильних та інших кислотних груп.

У ВЕТ спостерігається стабільність білкових пен. Зі зміною розчинності білка при відхиленні рН від ВЕТ, а також зі зміною іонної сили білкового розчину добре корелює зміна емульгує ємності білка. Ця обставина використовують при виділенні білків з тваринного і рослинного сировини і переробці білків в харчових виробництвах.

Таким чином, змінюючи рН середовища в ту чи іншу сторону від ізоелектричної точки, можна підвищувати ступінь гідратації білка за рахунок адсорбційно-зв'язаної води.

У громадському харчуванні здатність білків м'яса до додаткової гідратації використовують при маринуванні м'яса перед смаженням. При цьому м'ясо і рибу обробляють харчової кислотою (оцтової, лимонної, молочної та ін.) Або натуральними фруктовими соками, що містять суміш харчових кислот. При цьому рН м'яса знижується до 3,0 ... 3,5, т. Е. Нижче ізоелектричної точки основних білків м'яса. При тепловій кулінарній обробці таке м'ясо менше зневоднюється, що дозволяє одержувати готові вироби з більш високими органолептичними показниками якості (соковитість, смак, консистенція). У м'ясний фарш також додають до 8% води для отримання більш соковитих рубаних м'ясних виробів (біфштекси, шніцелі, котлети, биточки, зрази, рулети, фрикадельки, тефтелі, люля-кебаб).

У м'ясній промисловості додаткова гідратація білків м'яса досягається додаванням харчових фосфатів, що зміщують рН м'яса в нейтральну і слаболужну сторону від ізоелектричної точки білків м'яса.

У розчинах невеликій концентрації молекули білка повністю гідратованих через присутність надмірної кількості води. Такі білкові розчини містяться в молоці, рідкому тісті, в деяких сумішах на основі яєчного меланжу й ін.

У концентрованих білкових розчинах і обводнених білкових холодцях при додаванні води відбувається додаткова гідратація білків. Це спостерігається, наприклад, при додаванні до яєчної маси, призначеної для виготовлення омлетів, води або молока. При подальшій тепловій обробці в результаті денатурації білків і структуроутворення виходить холодець, що утримує всю міститься в білковому розчині вологу. Ефективність додаткової гідратації в даному випадку полягає в поліпшенні реологічних показників холодцю - зниженні його механічної міцності і пружності. Усе разом узяте створює відчуття ніжності і соковитості готового продукту.

При високих концентраціях добре розчинних солей в розчині присутній незрівнянно більше іонів солі, ніж заряджених груп білка. При цьому гідратація білка водою може зменшуватися, так як розчин солі стає поганим розчинником для білка. Інакше кажучи, зниження активності води в розчині при введенні великої кількості диссоциирующих солей відповідає підвищенню активності білка в розчині і відповідного зниження його розчинності.

Підвищення концентрації солей в розчині відповідає також збільшення гідрофільності розчинника і посилення гідрофобної взаємодії між молекулами білка. Висолювання (осадження білка з водних розчинів при високих концентраціях солі) найбільш ефективно при ВЕТ білка. Зворотний ефект - збільшення розчинності білка в присутності солей - називають сольовим розчиненням.

В результаті гідратації білки розчиняються і набухають. Розчиненню білка завжди передує процес набухання. Воно характерно для всіх високомолекулярних сполук і ніколи не спостерігається у низькомолекулярних речовин.

Процес розчинення умовно можна розділити на чотири стадії. У першій стадії до початку розчинення система складається з чистих компонентів: низкомолекулярной рідини і полімеру (білка). Друга стадія процесу - набухання - полягає в тому, що молекули рідини проникають в занурений в неї білок, розсовують поліпептидні ланцюжки і розпушують його. Відстань між молекулами в білку, а також його маса і обсяг збільшуються. Третя стадія розчинення полягає в 'тому, що в міру набухання обсяг білка і відстань між макромолекулами збільшуються настільки, що макромолекули починають відриватися один від одного і переходити в шар низкомолекулярной рідини. У четвертій стадії розчинення молекули полімеру рівномірно розподілені по всьому об'єму системи, утворюючи справжній гомогенний розчин.

Набухання, як і розчинення, має вибірковий характер. Білки (полярні полімери) добре набухають у полярних рідинах. Наприклад, желатин добре набухає у воді.

Швидкість набухання залежить від температури. Однак існують певні температурні інтервали, в яких білок під впливом тепла денатурує, а отже, втрачає здатність до гідратації і набухання. Швидкість набухання збільшується зі збільшенням ступеня подрібнення полімеру, так як це викликає збільшення поверхні зіткнення набухає речовини з розчинником. На ступінь і швидкість набухання впливає вік білка: чим він менший, тим ступінь і швидкість набухання більше. Швидкість і ступінь набухання деяких білків залежать від рН середовища. Наприклад, білки борошна набухають краще при рН <7, т. Е. В кислому середовищі. Цю залежність до набухання від величини рН використовують в процесі приготування деяких харчових продуктів, наприклад при виробництві листового тіста.

Додаткова гідратація білків має велике практичне значення при виробництві м'ясних рубаних напівфабрикатів, коли до подрібненого м'яса додають воду, кухонну сіль і інші компоненти. При перемішуванні цих компонентів процес гідратації білків складається з накладаються один на одного двох процесів: розчинення одних білків і набухання інших з утворенням холодців. При цьому підвищується липкість маси, в результаті чого вона добре формується у вигляді напівфабрикатів, призначених для теплової обробки.

Фарш являє собою складну полідисперсну систему, в якій роль дисперсійного середовища виконує водний розчин білків, низькомолекулярних органічних і неорганічних речовин, а дисперсною фазою служать обривки (частки) м'язової, сполучної і жирової тканин, а також хліба і інших компонентів. Частинки в фарші пов'язані між собою молекулярними силами зчеплення і утворюють суцільну об'ємну сітку або своєрідний просторовий каркас. Одночасно частки взаємодіють і з дисперсійним середовищем, з якої вони становлять єдине ціле, причому частина дисперсійного середовища пов'язана з частинками дисперсної фази міцніше, ніж частки між собою.

Важливою характеристикою сирого фаршу є липкість, яка залежить від кількості білка, що знаходиться в розчиненому стані у водяній фазі. Липкість визначає зв'язність структури готового фаршу.

Властивості м'ясного фаршу залежать від його складу, ступеня подрібнення, вологості, природи і концентрації розчинених у воді речовин, Вологозв'язуючий здатності компонентів і міцності зв'язку між дисперсними частинками.

Ступінь подрібнення м'ясної сировини визначає характер руйнування клітинної структури і перехід в навколишнє середовище вмісту клітин, а також величину дисперсних частинок.

При збільшенні ступеня подрібнення зростають дисперсність частинок і частка розчиненого білка в дисперсійному середовищі, що підвищує Вологозв'язуючий здатність фаршу. Остання залежить також від якості вихідного м'ясної сировини, і в першу чергу від його рН. М'ясо з високим значенням рН (6,2 і більше) здатне утримувати значну кількість води. Збільшення частки прочносвязанной білками води призводить до наростання міцності властивостей в системі, що небажано, тому кількість води, що додається при приготуванні фаршу, має бути таким, щоб сирий фарш добре формовані, а готовий виріб було ніжним і соковитим. При виробленні м'ясних рубаних напівфабрикатів кількість води визначається рецептурою, але для отримання готового виробу високої якості необхідно враховувати якість м'ясної сировини і добавок (їх Вологозв'язуючий здатність).

Сухі білки борошна, круп, бобових, що містяться в продуктах у вигляді частинок висохлої протоплазми і алейронових зерен, при контакті з водою набухають, утворюючи суцільний більш-менш обводнених холодець. Класичним прикладом гідратації такого типу є приготування тіста, в процесі якого білки борошна при контакті з водою набухають, утворюючи клейковину. Реологічні властивості тіста, приготованого на основі борошна і води, в значній мірі залежать від співвідношення цих компонентів. Змінюючи це співвідношення, регулюють ступінь гідратації білків борошна і пов'язані з цим процесом такі властивості тесту, як еластичність, в'язкість і ін.

Від ступеня гідратації білків значною мірою залежить такий показник якості готової продукції, як соковитість, і пов'язані з нею інші критерії органолептичної оцінки. При оцінці ролі гідратаційних процесів необхідно мати на увазі, що в харчових продуктах поряд з адсорбційної водою, міцно пов'язаної з білками, міститься більша або менша кількість осмотично і капілярно-зв'язаної води, яка також впливає на якість продукції.

Втрата білками зв'язаної води відбувається під впливом зовнішніх впливів. Розрізняють необоротну дегідратацію білків, яка відбувається при заморожуванні, зберіганні в замороженому стані і розморожуванні м'яса, м'ясопродуктів, риби, при тепловій обробці продуктів, і оборотну дегідратацію, що є складовою частиною цілеспрямованого технологічного процесу - сублімації сушіння продуктів.

При швидкому розморожуванні м'яса дегідратація білків - це результат неповного відновлення білкових систем, порушених у період заморожування. Дегідратація білків риби пов'язана з денатурацією їх при заморожуванні і наступному зберіганні. При розморожуванні цих продуктів частину води виділяється в навколишнє середовище в крапельно-рідкому стані. Разом з водою з продукту видаляються розчинні речовини - екстрактивні, мінеральні, вітаміни, білки та ін.

Необоротна дегідратація білків з виділенням води в навколишнє середовище відбувається, наприклад, при варінні м'яса. У навколишнє середовище переходить близько половини містяться в продукті води і розчинних речовин.

При випічці виробів з тіста виникають денатурація і дегідратація білків клейковини. Однак вода в цьому випадку не виділяється в навколишнє середовище, а поглинається клейстерізующімся крохмалем борошна.

Таким чином, необоротна дегідратація білків може бути причиною зменшення маси продукту, деякого зниження його харчової цінності, в тому числі і органолептичних показників.

Оборотну дегідратацію білкових речовин можна продемонструвати на прикладі сублімації сушіння харчових продуктів. Метод сублімації сушіння заснований на здатності льоду при певних умовах возгоняться, т. Е. Випаровуватися, минаючи рідку фазу. При звичайній тепловій сушці волога з зовнішньої поверхні матеріалу випаровується, а з внутрішніх шарів безупинно переміщається до зовнішніх, викликаючи перерозподіл водорозчинних речовин, солей, вітамінів і ін. При сублімаційного сушіння такого перерозподілу не відбувається.

Сублімація льоду починається з поверхні матеріалу, потім зона сублімації поглиблюється. Лід випаровується всередині продукту в зоні випаровування, а водяна пара, долаючи опір сухого шару, по капілярах і тріщинах проривається в розріджений простір сушильної камери (субліматор), а потім конденсується і твердне в десублиматори. Рух пара всередині матеріалу обумовлено різницею тисків в сушильній камері (субліматор) і конденсаторі (десублиматори).

В процесі сушки сублімації з продукту видаляється капілярно-пов'язана і осмотично зв'язана вода. Вода, адсорбционно-пов'язана білками, видаляється з продукту в повному обсязі, так як її мономолекулярний шар, що розташовується на поверхні білкових молекул, дуже міцно пов'язаний з білком. Рентгеноструктурного дослідженнями встановлено, що кожна полярна група білка міцно утримує певну кількість молекул води. Ця вода, яка отримала назву «гидратная», може бути видалена лише при нагріванні продукту до 100 ° С і вище, що призводить до денатурації білка. Кількість гідратної води може досягати 5% маси сухого білка.

Суха сублімація льоду безпосередньо в пар сприяє збереженню форми висушуємо продукту. Усадки продукту, яка спостерігається при тепловій сушці, не відбувається, і він після сушки зберігає свої лінійні розміри. У міру сушіння утворюється сухий високопористий продукт, який представляє собою каркас з комірками, рівними за величиною кристалів випарувався льоду або кілька великих розмірів.

Перевага цього методу сушіння полягає в тому, що продукт після обробки зберігає свої початкові властивості (смак, колір, аромат, консистенцію, вміст вітамінів, ферментів і т. Д.) І швидко (за 5 ... 15 хв) відновлюється при додаванні води . До переваг методу відноситься також те, що маса висушеного продукту становить 1/4 ... 1/7 початкової, що вигідно при далеких перевезеннях; продукт не вимагає холодильного зберігання; терміни зберігання продуктів зростають; є можливість реалізації продукції через торгові автомати.

Крім харчових продуктів сублімації можна піддавати також готові до вживання блюда. Висушені цим способом страви мають ряд переваг: високі смакові якості і харчова цінність; мінімум часу на приготування; їх можна вживати в будь-яких умовах, в тому числі в умовах космічних польотів і надзвичайних ситуацій.

Страви, висушені методом сублімації, відновлюють двома способами: продукт заливають окропом і варять при слабкому кипінні 5 ... 10 хв з моменту закипання, жир додають за рецептурою; продукт заливають окропом, залишають для набухання на 5 ... 8 хв і кип'ятять 6 ... 10 хв при обережному помішуванні. Висушені сублімацією свіжі ягоди і плоди відновлюють шляхом занурення в холодну кип'ячену воду на 5 ... 8 хв.

Відновлення водою продуктів сублімації сушіння називають регидратацией.

В даний час розроблені рецептури, технологія виробництва і режими сушіння методом сублімації деяких страв, в тому числі щей зі свіжих овочів з м'ясом; супу перлового з грибами; борщу зі свіжих овочів з м'ясом; розсольнику з квасолею і м'ясом; рагу овочевого з м'ясом; голубців ледачих з яловичим фаршем; сиру з черносмородиновим пюре та ін.



 БЕЗПЕКА ТОВАРІВ ГРОМАДСЬКОГО ХАРЧУВАННЯ |  денатурація
загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати