Физико-химические изменения, происходящие при предварительной и тепловой обработке продуктов

Предварительную тепловую обработку продуктов широко применяют при производстве сахара из свеклы, в мясной, молочной, рыбной промышленности и в консервном производстве.

Предварительной тепловой обработкой называют кратковременное (5-15 мин) воздействие на сырье горячей (80-100°С) воды, пара, растительного масла или животного жира.

В различных технологических процессах предварительная тепловая обработка проводится с разными целями, например, с целью изменения объема, массы, размягчения сырья, увеличения клеточной проницаемости и так далее. Около 80% пищевых продуктов употребляются после термической обработки, что способствует их размягчению и повышению усвояемости. Кроме того, температурная обработка приводит к гибели вредных микроорганизмов и разрушению токсинов, что обеспечивает безопасность продуктов, в первую очередь, животного происхождения и корнеплодов. При тепловой обработке разрушается ряд токсических веществ, например, ингибиторы пищеварительных ферментов.

Изменения белков, происходящие при тепловой обработке продуктов

Белки являются наименее устойчивой составной частью пищевых продуктов.

Белковая молекула при нагреве подвергается сложным физико-химическим изменениям, прежде всего денатурации и коагуляции, от глубины которых зависит структура и качество готового продукта.

Процесс нагрева белков сопровождается развертыванием глобул и освобождением свободных радикалов, в связи с этим возникает возможность образования межмолекулярных связей, агрегации частиц и их осаждения, ведущих к уменьшению растворимости белков.

Перестройка белковой молекулы при денатурации ослабляет гидрофильные и усиливает гидрофобные свойства. Внутримолекулярные связи в молекуле заменяются межмолекулярными, образуется нерастворимый сгусток. Из разбавленных растворов выпадают хлопья, из концентрированных - коагель, то есть происходит коагуляция белков.

Изменения углеводов, происходящие при тепловой обработке продуктов

В пищевых продуктах содержатся различные углеводы: простые моносахара, дисахариды, крахмал, клетчатка, полуклетчатка и так далее.

Крахмал в большом количестве содержится в картофеле, зерне, мучных изделиях, а клетчатка - во всех растительных продуктах.

При нагревании крахмала в присутствии воды (или ее паров) происходит его клейстеризация, которая заключается в разрушении структуры крахмальных зерен и их набухании.

При сухом нагреве выше 120°С происходит его декстринизация, которая заключается в расщеплении крахмальных полисахаридов и превращении их в растворимые в воде высокомолекулярные вещества - пиродекстрины и ряд летучих веществ.

При нагревании крахмала с водой в кислой среде (кислотный гидролиз) или в присутствии ферментов-амилаз происходит его гидролиз, заключающийся в распаде крахмальных полисахаридов с присоединением воды.

Простые сахара, в том числе продукты гидролиза крахмала, при нагревании могут гидролизоваться, карамелизироваться, вступать в реакции меланоидинообразования.

Дисахариды, гидролизуясь, присоединяют воду, превращаясь в простые сахара. Гидролиз происходит под действием ферментов или при нагревании в кислой среде. Если сахара нагревать до температуры выше плавления, то они теряют воду и карамелизируются.

В результате карамелизации образуются ангидриды, которые одновременно полимеризуются, распадаются, образуя различные вещества, в том числе и альдегиды (фурфурол, пировиноградный альдегид и другие). Они, в свою очередь, полимеризуются, конденсируются с образованием темноокрашенных соединений карамелана, карамелина и других.