тепловая обработка
реклама
ГЛАВА 111 ОСНОВНЫЕ ПРИЕМЫ ОБРАБОТКИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ ПРИЕМЫ КУЛИНАРНОЙ ОБРАБОТКИ ПРОДУКТОВ Приготовление пищи - сложный технологический процесс, который на предприятиях общественного питания строится по следующей схеме: прием и хранение сырья; первичная обработка сырья и приготовление полуфабрикатов; изготовление блюд и их оформление; отпуск готовой продукции; использование отходов. По характеру организации производства различают предприятия общественного питания с полным и неполным технологическим циклом. Первые работают по указанной выше схеме, на вторых процесс разделен - одни из предприятий готовят полуфабрикаты, а другие - готовую продукцию из полуфабрикатов с последующей реализацией. Возможны варианты, когда готовые изделия производят одни предприятия, а реализуют другие. Процесс кулинарной обработки пищевых продуктов состоит из первичной и тепловой обработки. Первичная обработка сырья и изготовление большинства полуфабрикатов осуществляются в заготовочных цехах - мясном, рыбном, овощном, птицегольевом. Приготовление блюд и кулинарных изделий, а также полуфабрикатов высокой степени готовности производится в доготовочных цехах - холодном, горячем, кондитерском. Имеются вспомогательные службы: складское, тарное, санитарно-техническое хозяйство и др. ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА Первичная обработка включает размораживание продуктов, удаление загрязнений, несъедобных частей, деление продуктов на части, имеющие неодинаковую пищевую ценность, придание им соответствующей формы, размеров и др. На крупных комбинатах общественного промышленности ряд процессов механизирован. питания и предприятиях пищевой Так, оттаивание мороженых продуктов животного происхождения производят обычно в воде или на воздухе методом поверхностного нагрева. Процесс этот вследствие низкой теплопроводности продуктов протекает довольно медленно, вызывая некоторое ухудшение вкуса и частичную потерю продуктами отдельных пищевых веществ. При новом способе оттаивания продуктов в электрическом поле сверхвысокой частоты (СВЧ) происходит их объемный прогрев, сокращается продолжительность процесса, лучше сохраняются свойства продуктов, улучшаются условия работы. На различных стадиях первичной обработки продуктов их промывают, что значительно снижает бактериальную обсемененность продуктов. Для ускорения процесса (в 2 - 2,5 раза) в пищевой промышленности применяют ультразвук. При переборке, просеивании, очистке, зачистке растительных продуктов выделяют несъедобные части, удаляют посторонние примеси, испорченные -экземпляры. Эти операции могут выполнять переборочные, просеивающие, очистительные машины. На зарубежных предприятиях применяют, кроме того, электронные устройства, сортирующие пищевые продукты по цвету. Машина оценивает окраску не только по всей поверхности предмета диаметром до 76,2 мм, но и определяет единичные дефекты (пятна измененного цвета диаметром до 2,54 мм). Некоторые из таких устройств рассчитаны на переборку моркови, лука, картофеля и различных плодов в большом потоке. Для очистки овощей от кожуры используют механический, химический, огневой, паровой и другие методы. Наиболее широко применяется механическая очистка. Продукты животного происхождения освобождают от несъедобных частей ощипыванием (например, перьев с тушек птицы), опаливанием (сжиганием мелких волосков на поверхности тушек птицы, голов и ног крупного рогатого и мелкого скота), потрошением (удаление внутренностей у тушек птицы и рыбы). Части, имеющие пониженную пищевую ценность, выделяют из продуктов обвалкой (отделяют кости от мышечной ткани крупного рогатого и мелкого скота), зачисткой (выделяют хрящи и сухожилия). Рыбу очищают от чешуи, снимают филе, удаляя при этом голову, хвост и позвоночник. Обвалку иногда производят на специальных прессах под давлением; рыбу чистят на чешуе-очистительных машинах, внутренности удаляют вакуум-отсосом, а филе получают на филетировочных машинах; остатки перьев с тушек птицы удаляют с помощью воскомассы, которая после застывания сбивается на специальных машинах. Если продукту необходимо придать определенные размеры и форму, соответствующие виду кулинарного изделия, то его разрезают на куски, которые иногда отбивают. В других случаях (например, для получения котлетной массы) продукты измельчают и смешивают. Изделия из котлетной и овощных масс, теста формуют. Некоторые изделия панируют, покрывая их мукой или сухарями. Для измельчения продуктов применяют мясорубки, куттеры, для перемешивания фаршемешалки, тестомесильные машины и др., для взбивания - взбивалки. Формование производят на формовочных машинах, например котлетоформовочных. Панирование рыбы осуществляют в специальных электропанировочных камерах. Для ускорения последующей тепловой обработки одни сухие продукты замачивают (зернобобовые, сушеные овощи, сухофрукты), другие предварительно подвергают действию ферментов (размягчение жестких частей мяса). Широкие возможности для интенсификации ряда технологических процессов открывает вибрационная техника. Вибрацию используют для более быстрого и равномерного распределения веществ, диспергирования частиц, увеличения площади контакта вещества с водой, повышения количества прочно связанной воды в материале, что способствует улучшению качества и повышению выхода готовой продукции. ТЕПЛОВАЯ ОБРАБОТКА Все приемы тепловой обработки продуктов делятся на основные, вспомогательные и комбинированные. С помощью основных приемов тепловой обработки - варки и жаренья - получают готовые к употреблению блюда и изделия. В этом случае тепловая обработка чаще всего является завершающим этапом технологического процесса. Она повышает усвояемость пищи, обеззараживает ее. В продуктах частично разрушаются витамины, ароматические и другие вещества и образуются новые вкусовые вещества, которые сообщают пище определенные органолептические свойства. В результате тепловой обработки обычно снижается механическая прочность продуктов (например, овощей). Варка - это нагревание продукта в жидкости (вода, бульон, молоко) или в атмосфере пара. Температура жидкости и продукта при варке в обычных пищеварочных котлах и наплитной посуде не превышает 100°С. В автоклавах варка может производиться при температуре до 120°С. Хотя применение высоких температур и давлений ускоряет процесс варки, обычно ограничиваются избыточным давлением в 5-104 Па и лишь в отдельных случаях более высоким, но не выше 2105 Па, так как применение более высоких давлений (и соответственно температур) неблагоприятно отражается на ор-ганолептических свойствах пищевых продуктов. В зависимости от соотношения между количеством жидкости и продукта различают следующие виды варки: в большом количестве жидкости (основной способ), в малом количестве жидкости или в собственном соку (припускание) и на пару. При варке основным способом заложенные в посуду продукты полностью покрываются жидкостью, через которую продукту передается тепло. Жидкая среда обеспечивает равномерный нагрев продукта. При припускании в малом количестве жидкости продукт заливают водой с таким расчетом, чтобы часть его осталась над поверхностью воды. Посуду закрывают крышкой и нагревают, при этом часть продукта варится в жидкости, а часть подвергается тепловой обработке в пространстве, насыщенном паром. Припускание продукта в собственном соку производится в посуде без добавления в нее жидкости за счет влаги, выделяемой самим продуктом. Варка на пару производится в закрытой посуде. Продукт полностью находится над жидкостью, и тепловая обработка осуществляется насыщенным паром. В высокопроизводительных пароварочных аппаратах тепловая обработка производится острым паром при давления 2104''—5104 Па. При варке продуктов на пару потери пищевых веществ меньше, чем при варке в воде. Варку можно осуществлять как при избыточном (в автоклавах), так и при пониженном (в вакуум-аппаратах) давлениях. Если применение автоклавов не всегда технологически целесообразно вследствие ухудшения качества продуктов (температура 115 - 130°С), то применение вакуумаппаратов (обработка при температуре менее 100°С) позволяет сохранять высокое качество изделий. Среди способов обработки продуктов в условиях, приближенных к варке, большой интерес представляю э л е к т р о к о н т а к т н ы й нагрев их токами высокой частоты (ВЧ) и сверхвысокочастотный (СВЧ) нагрев. При электроконтактном способе электрический ток (промышленной или повышенной частоты) пропускают через пищевые продукты, которые, обладая определеным электрическим сопротивлением, нагреваются. ВЧ-нагрев производят с помощью электромагнитных колебаний с частотой 10 - 100 мГц, СВЧ-нагрев - с частотой 2000 - 3000 мГц. СВЧ-нагрев во много раз ускоряет процесс варки по сравнению с обычными ее приемами. Высокочастотная энергия используется для приготовления и разогревания кулинарных изделий, расстойки и выпечке теста, пастеризации выпеченных изделий в упаковке (в хлебопекарном производстве). При жаренье продукт нагревают в большом или малом количестве жира, температура которого должна достигать 130 - 180°С. При этом создаются значительные перепады температуры между поверхностью продукта и внутренними его слоями, в результате чего образуется обезвоженная корочка темного цвета и изделия приобретают специфические аромат и вкус. Известны следующие разновидности жаренья: в малом количестве жира (основной способ), в большом количестве жира (во фритюре), на открытом огне, в закрытом пространстве. При жаренье основным способом продукт нагревают в неглубокой посуде с небольшим количеством жира (5 – 10 % массы продукта). Продукт помещают в жир после того, как он нагревается до 130 - 160°С. При жаренье во фритюре продукт полностью погружают в жир, нагретый до температуры 150 - 180°С. Соотношение между количеством жира и продукта может меняться в широких пределах, но должно быть не менее 4:1. В механизированных поточных линиях это соотношение равно 20 : 1. При жаренье во фритюре продукт соприкасается с жиром одновременно всей поверхностью, поэтому корочка образуется быстро и равномерно. Для крупной птицы обычно применяют жаренье в полуфритюре: жир берут в таком количестве, чтобы продукт был погружен в него примерно на 1/3. Во избежание загрязнения фритюрного жира обуглившимися частицами продукта в некоторых аппаратах предусматривают холодную зону. Температура жира в ней значительно ниже, чем в рабочей камере, поэтому мелкие крошки обжариваемого продукта, которые опускаются в эту зону, не обугливаются. На предприятиях общественного питания жаренье производят в наплитной посуде (сковороды, противни, жаровни и т. д.), газовых фритюрницах, специализированных жаровнях с промежуточным теплоносителем и в электросковородах различных размеров. При жаренье на открытом огне нагревание продукта происходит за счет лучистой энергии горящих углей. Кроме огневой аппаратуры, используются специальные шкафыэлектрогрили. Жаренье в закрытом пространстве (жарочных шкафах) применяется для изделий из круп, овощей, крупных кусков мяса, птицы и др. Для решения некоторых технологических задач может быть использовано жаренье с помощью инфракрасных лучей (ИКЛ). По сравнению с обычными способами тепловой обработки потери воды и растворимых веществ при этом способе значительно меньшие. В табл. 7 приведены оптимальные технологические параметры для процесса жаренья некоторых кулинарных изделий и блюд. Изучение органолептических и физико-химических свойств мяса птицы, прошедшего тепловую обработку в поле инфракрасного излучения, показало, что они лучше, чем у продукта, приготовленного в жарочном шкафу. При вспомогательных приемах тепловой обработки продукт не доводят до готовности. Так, пассерование - прогревание продукта с жиром *- применяется для растворения в жире красящих и ароматических веществ, ошпаривание (бланширование) - для разрушения ферментов, вызывающих потемнение растительных продуктов, или облегчения обработки рыбы осетровых пород. *Пассерованием называют также прогревание муки с жиром и без него. Таблица 7 Оптимальные технологические параметры процесса жаренья некоторых кулинарных блюд и изделий Блюда и изделия Продолжитель Удельная мощность ность конфорки, Вт/см2 и шкафа, Вт/дм3 процесса, мин Вт/дм Усредненная температура, С Температу ра, С Жаренье на плите Бифштекс 18 2,95 450 170 160 125 75 Картофель 20 1,9 350 163 149 121 92 Рубленые котлеты 12 1,9 350 165 150 124 85 Филе судака 14 1,85 340 162 145 120 81 Жаренье и выпечка в камере шкафа Булочка из дрожжевого теста 12 18,6 245 164 — 115 94 Булочка слоеная 13 19,0 250 166 — 118 90 Гусь жареный 70 20,0 280 148 138 127 82 К комбинированным приемам тепловой обработки продуктов относятся: тушение, запекание, жаренье предварительно сваренных продуктов, диэлектрический нагрев (СВЧ) в сочетании с инфракрасным. Тушение - это припускание обжаренных овощей, мяса, птицы с добавлением пряностей и приправ или готового соуса. Запекание - это нагревание в жарочном шкафу предварительно доведенных до готовности продуктов под соусом или без него до образования на поверхности специфической корочки. Температура в шкафу 250 - 275°С. Варка с последующим обжариванием используется в том случае, когда продукт трудно обжарить в сыром виде (мозги) или довести до готовности, а также в лечебном питании для удаления экстрактивных веществ. При сверхвысокочастотном нагреве на продукте не образуется окрашенной корочки, поэтому после такого нагрева его подвергают действию инфракрасных лучей. СВЧ-нагрев с последующим инфракрасным нагревом рекомендуется при выпечке слоеного теста с целью получения изделий большего объема и лучшего качества. МЕТОДЫ КОНСЕРВИРОВАНИЯ ПРОДУКТОВ Современная технология консервирования основана на методах обработки, с помощью которых можно направленно влиять на микрофлору, активность ферментов и развитие физикохимических процессов в пищевых продуктах. Для консервирования применяют химические и физические методы. На практике их оценивают по максимальному увеличению продолжительности хранения пищевых продуктов, минимальному изменению исходных органолептических и диетических свойств, низкой стоимости, отсутствию противопоказаний санитарно-гигиенического характера и др. Применение искусственного холода. Это один из основных методов консервирования. В охлажденном состоянии сохраняется относительно большое количество продуктов (мясо, рыба, плоды). Охлаждение производится высокоинтенсивными способами, включая вакуумное охлаждение; хранение осуществляется при возможно более низких температурах. Иногда применяют так называемое переохлаждение, т.е. температуру, которая на 1,5 - 2,0°С ниже криоскопической точки. Такой способ холодильной обработки и хранения мяса, рыбы, плодов был предложен в нашей стране профессором Н. А. Головкиным. Если не удается сохранить продукты в охлажденном состоянии, их замораживают. Для этого применяют контактное замораживание жидким азотом и фреоном, замораживание на воздухе при —50°С и скорости движения воздуха до 10 - 12 м/с. Хранение осуществляется при низких температурах, иногда ниже —30°С. Однако считается, что применение жидкого азота может вызвать серьезные дефекты в консистенции пищевых продуктов (появление трещин) и даже разрушить их. При хранении продуктов в охлажденном виде лучше сохраняются их натуральные свойства, однако размножение многих микроорганизмов не приостанавливается, а лишь замедляется, поэтому сроки хранения охлажденных продуктов непродолжительные. При хранении в замороженном виде продукты остаются доброкачественными более длительный срок, однако известно, что многие микроорганизмы легко переносят даже очень низкие температуры (при 170—190°С ниже нуля кишечная и брюшнотифозная палочки не погибают в течение нескольких дней) и после оттаивания продуктов вновь могут размножаться и вызывать их порчу. Распространенными методами консервирования являются: стерилизация и пастеризация; сушка, облучение, копчение и вяление; консервирование с помощью кислот, соли и сахара; использование углекислого газа и антисептиков. В последние годы проводятся работы по широкому использованию новых методов консервирования: сублимации, обработки продуктов ультрафиолетовыми лучами, сверхвысокочастотными электромагнитными и ультразвуковыми волнами, ионизирующим излучением. Стерилизация и пастеризация. Эти методы основаны на уничтожении микроорганизмов под действием высоких температур. При стерилизации герметически закупоренный продукт выдерживают при температуре 100— 120°С от 20 до 40 мин. В результате такой обработки в нем погибают микроорганизмы и прекращается деятельность ферментов. Пастеризация - нагревание продукта чаще всего при 63 - 80°С. Продолжительность ее в зависимости от температуры, вида продукта, вместимости тары - от 10 до .40 мин. Иногда пастеризацию проводят, быстро нагревая продукт (в течение нескольких секунд) до 90 - 100°С. При этом способе обработки погибают не все микроорганизмы, поэтому пастеризованные продукты следует хранить на холоде. Так сохраняют молоко, икру, фруктовые соки. Сушка. Метод основан на действии более или менее высоких температур, при которых в продукте резко сокращается количество влаги. Уменьшение содержания влаги препятствует развитию микроорганизмов в продукте, но обычно сильно изменяет его физические свойства. Высушиванием консервируют фрукты, овощи, грибы, яйца, молоко, рыбу и другие продукты. Для сушки применяют теплоносители с температурами от 40 до 250°С в зависимости от свойств продукта. Копчение и вяление. При копчении продукта происходит не только значительная потеря влаги, но и одновременное пропитывание его содержащимися в дыме веществами (фенолом, кислотами, альдегидами, спиртами, смолами), угнетающе действующими на микроорганизмы. В результате копчения продукт приобретает своеобразные вкус, цвет и аромат. Для интенсификации процесса и исключения вредного влияния канцерогенных веществ, содержащихся в дыме, предложена коптильная жидкость, которая нашла широкое применение при изготовлении мясных и рыбных продуктов. Вяление заключается в высушивании продукта в естественных условиях при температуре не выше 30°С. При этом на него воздействуют дневной свет и кислород воздуха. Консервирование с помощью кислот, соли и сахара. Эти способы консервирования (соление, квашение, маринование, а также варка продукта в сахаре) основаны на том, что при большой концентрации в растворе названных веществ резко повышается его осмотическое давление, что приводит к обезвоживанию клеток микроорганизмов и их гибели. Пищевые продукты погружают в раствор, активность которого меньше активности воды пищевых продуктов. При этом из раствора в продукт диффундирует растворенное вещество, а из продукта в раствор - вода. Использование регулируемой газовой среды. При замене воздуха газом замедляется или прекращается жизнедеятельность микроорганизмов, нуждающихся в кислороде. Углекислый газ прекращает и развитие плесени. Качество пищевых продуктов при хранении в углекислом газе не изменяется. Этот метод успешно применяется при хранении фруктов. Консервирование с использованием антисептиков. Антисептики - химические консервирующие вещества, ядовитые для микроорганизмов. Наиболее распространёнными среди них являются сернистый газ и бензойнокислый натрий. Продукты, законсервированные этими веществами, не используются для непосредственного употребления в пищу, а подвергаются переработке, в ходе которой антисептики почти полностью удаляются. В дальнейшем предполагается отказаться от использования сернистого газа для консервирования пищевых продуктов и перейти к широкому применению сорбиновой кислоты, которую можно рекомендовать и для предприятий общественного питания. Добавление сорбиновой кислоты (0,05 - 1,0 %) увеличивает сроки хранения салатов и винегретов до 24 ч, маринадов - до 48 ч, соусных паст - до четырех месяцев при температуре хранения от 4 до 6°С. Использование лучистой энергии. Различные формы лучистой энергии оказывают разнообразное физическое, химическое и биологическое воздействие на микроорганизмы и способствуют предотвращению микробной порчи пищевых продуктов. Для микроорганизмов губительны прямые солнечные лучи, но и рассеянный свет подавляет в той или иной мере их развитие. Ультрафиолетовые лучи (Уф-лучи) обладают большой химической и биологической активностью. Они могут быть использованы три разливе, фасовке и упаковке пищевых продуктов для обеззараживания тары и оборудования, а также для дезинфекции питьевой воды, воздуха холодильных камер и др. Однако для некоторых пищевых продуктов эта обработка неприемлема, так как в результате облучения ухудшаются их вкусовые качества. ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ПРОДУКТОВ В настоящее время в пищевых производствах находят применение физические методы обработки продуктов, среди которых преимущественное развитие получили два электромагнитный и вибрационный. К первому относятся различные способы воздействия на продукты электромагнитных полей в широком диапазоне частот, начиная от постоянных электростатических и магнитных полей до гамма-лучей. Ко второму относятся различные способы воздействия на продукты механических колебаний - от низкочастотных до высокочастотных ультразвуковых. Среди электромагнитных методов наибольшее распространение получило использование инфракрасных лучей. В пищевой промышленности все шире используется электростатическое поле. Ниже приведены некоторые физические методы обработки продуктов. Использование электроэнергии в копчении. С целью интенсификации процесса копчения предложен способ, при котором все операции, входящие в данный процесс (подсушка, собственно копчения, пропекания), производятся с использованием электрической энергии. Так, подсушка и пропекание мелкой рыбы осуществляются с помощью инфракрасных излучателей (ИК-лампы, излучающие панели, тэны и др.), а осаждение дыма на ее поверхности - с использованием поля высокого напряжения. Получаемый при этом продукт не уступает по качеству продукту, прошедшему обычный способ копчения. Панирование в электростатическом поле. Этот способ панирования изделий имеет ряд преимуществ перед обычным механическим способом панирования. В основу его положен известный в других отраслях промышленности высокопроизводительный способ нанесения покрытий на изделия с применением электрического поля (электроокраска, электроэмалирование и др.). При этом способе к изделию присоединяется отрицательный полюс источника тока, а к коронирующему электроду - положительный; напряжение поля равно 60 - 120 кВ. В пространство между изделием и электродом вносится распыленный кроющий материал, частицы которого приобретают заряд и оседают на изделии ровным слоем. Расход кроющих материалов при этом снижается в 2-3 раза. В электростатическом поле панируют рыбу. Для этого порционную или мелкую рыбу располагают одним слоем на струнном транспортере и подают в зону коронного разряда. В связи с тем что обычные распылители мало пригодны для муки, были применены распылители с местным поддувом и тонким вибрирующим диффузором. В панировочную камеру мука подается по воздуховодам; остатки ее возвращаются в зону коронного разряда. Этот способ панирования дал возможность снизить расход муки в 1,5 - 2 раза и улучшить качество изделий за счет создания, на их поверхности тонкого, равномерного слоя панировки. Диэлектрический (СВЧ) нагрев. В пищевой промышленности и общественном питании этот способ нагрева можно использовать для сушки, пастеризации, стерилизации и варки продуктов. Технологические особенности тепловой обработки продуктов с помощью СВЧ-энергии открывают возможность использования ее в консервной, мясо-молочной, овощесушильней, ферментной, кондитерской и других отраслях пищевой промышленности. Преимущества диэлектрического нагрева по сравнению с другими способами тепловой обработки пищевых продуктов следующие: сокращается время тепловой обработки: мяса в 6 - 8 раз, рыбы в 5 - 6, овощей в 8 - 10 раз; время размораживания продуктов, расфасованных в мелкие блоки (0,5 - 5,0 кг), сокращается по сравнению с оттаиванием на воздухе в 50 - 60 раз, с размораживанием в жидкости - 10—25 раз; сокращаются потери массы изделия на 25 – 35 %; исключается пригорание продукта в процессе тепловой обработки и сокращается расход жира (изделия можно готовить без жира); лучше сохраняется пищевая ценность изделий; сокращается стоимость тепловой обработки одного блюда в 2,5 - 3 раза по сравнению с другими способами электронагрева; увеличивается возможность интенсификации технологических процессов, так как диэлектрический нагрев позволяет концентрировать большие мощности в единице объема; постоянная готовность аппаратов к работе (время «разогрева» равно 30 - 40 с); удобство и легкость обслуживания; возможность сокращения площади горячего цеха в 2,5 - 3 раза. Применение диэлектрического нагрева позволяет улучшать обслуживание на предприятиях общественного питания, так как благодаря высокой скорости приготовления блюд можно, не сокращая ассортимента, обеспечить быстрое обслуживание посетителей в часы пик в точном соответствии со спросом, что позволит избежать остатков готовых блюд. Ионизирующее излучение. Для консервирования используются гамма-лучи и ускоренные электроны (катодные лучи). При облучении продукта полностью прекращается жизнедеятельность микроорганизмов, причем для каждого продукта устанавливаются различные дозы и время облучения. Ультразвук. Ультразвуковые волны с частотой колебаний более 20 000 в секунду несут большую механическую энергию и способны убивать микроорганизмы, свертывать белки, ускорять химические реакция. Эффективность консервирования с использованием ультразвука зависит от природы продукта, его вязкости и реакции среды. Установлено, что ультразвуковые колебания разной частоты вызывают принципиально однотипные изменения физико-химических свойств пищевых продуктов животного происхождения, но оказывают различное влияние на их органолептические свойства. Так, обработка молока ультразвуком приводит к улучшению его качества и повышению устойчивости при хранении. В то же время ультразвуковая обработка куриных яиц вызывает значительные изменения физико-химических свойств белков и резкое сокращение срока хранения яиц. Наиболее чувствительными к ультразвуку считаются белки мышечной ткани. Воздействие ультразвука на мышечную ткань приводит к значительным ее изменениям, оказывающим влияние не только на физико-химические, но и на кулинарные свойства. Применение ультразвука ускоряет процесс экстракции и увеличивает выход экстрагируемого продукта (извлечение жира из животной ткани в водной среде), а также способствует сохранению витаминов. Сублимационная сушка. Применяется при консервировании пищевых продуктов, предназначенных для длительного хранения. Продукт высушивается в замороженное состоянии (при температуре минус 15 - 20°С) под вакуумом (105 Па). Сублимация - это возгонка, т. е. переход вещества из твердого состояния в парообразное, минуя жидкую фазу. При тепловой сушке влага с наружной поверхности материала испаряется, а из внутренних слоев непрерывно перемещается к наружным, вызывая перераспределение водорастворимых веществ, солей, витаминов и др. При сублимационной сушке такого перераспределения не наблюдается. Сублимация льда начинается с поверхности материала, далее зона сублимации углубляется внутрь. По мере сушки образуется сухой, высокопористый слой продукта, представляющий собой каркас с ячейками, равными по величине кристаллам испарившегося льда или несколько больших размеров. Лед испаряется внутри продукта в зоне испарения, а водяной пар, преодолевая сопротивление сухого слоя, по капиллярам и трещинам прорывается в разреженное пространство сублиматора (сушильной камеры) а затем конденсируется и затвердевает в десублиматоре. Движение пара внутри материала при сублимационной сушке обусловливается разностью давлений в сушильной камере и конденсаторе (десублиматоре). Преимущества описанного метода заключаются в том, что продукты сублимационной сушки сохраняют почти все свои исходные свойства (вкус, цвет, аромат, консистенцию, содержание витаминов, ферментов) и быстро, за 5 - 15 мин, восстанавливаются при добавлении воды. Масса высушенных продуктов в среднем составляет 1/4 - 1/7 часть начальной, что выгодно при дальних перевозках. Основное достоинство этого метода консервирования состоит в том, что продукты сублимационной сушки не требуют хранения на холоде и длительное время (до нескольких лет) сохраняются в соответствующей упаковке при плюсовой температуре, для их реализации можно широко применять торговые автоматы. В СССР методом сублимационной сушки консервируется сравнительно большой ассортимент продуктов: плоды и ягоды; фруктовые, ягодные и овощные пюре и соки; овощи - зеленый горошек, цветная капуста; биологически активные вещества - дрожжи и ферменты; мясо, куры, гуси, утки, субпродукты, мясной фарш, ряд вкусовых продуктов (хрен). Кроме пищевых продуктов, сублимации можно подвергать также готовые к потреблению блюда. Высушенные этим способом блюда обладают рядом достоинств: отличаются высокими вкусовыми качествами; приготовление пищи из таких блюд требует минимального количества времени даже при отсутствии кулинарных навыков; по пищевой ценности они не уступают свежеприготовленным блюдам; их можно использовать в любых условиях и даже употреблять в сухом виде. Блюда, высушенные методом сублимации, восстанавливают следующим образом: первые блюда заливают кипящей водой и варят при слабом кипении 5 - 10 мин с момента закипания, жир добавляют по рецептуре; вторые блюда заливают кипящей водой, оставляют на 5 - 8 мин для набухания и кипятят 6 - 10 мин при осторожном помешивании, а иногда только добавляют воду. Сравнительное изучение пищевой ценности и усвояемости продуктов, обезвоженных методами сублимации и тепловой сушки, показало значительное преимущество первого метода. ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ НА РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАГИ В ПРОДУКТАХ Формы связи влаги с материалами. Большинство пищевых продуктов является коллоидными материалами, а по структуре - капиллярно-пористыми, в которых влага сравнительно прочно связана с твердым скелетом. Специфические (аномальные) свойства, которыми обладает вода, могут изменяться при взаимодействии с адсорбентом - сухим скелетом тела. Для научного обоснования рационального способа термической обработки и оптимального режима ее проведения необходимо знать закономерности процесса изменения содержания влаги и механизм его протекания. В твердых телах одной из фаз является твердый скелет (кристаллическая решетка в истинно твердых телах и хаотический каркас в коагуляционных структурах), с которым влага связана более или менее прочно. Большинство твердых материалов является пористыми телами, в порах которых находятся газообразные вещества (воздух, пар). Состояние влажного материала определяется его температурой и степенью влажности, а свойства характеризуются рядом известных термических коэффициентов - теплоемкостью, теплопроводностью, температуропроводностью. Пищевые продукты являются такими системами, в которых влага имеет различные формы связи с твердым скелетом. Классификация форм связи влаги в коллоидных капиллярно-пористых материалах, предложенная акад. П. Л. Ребиндером, учитывает природу образования и энергию связи влаги с материалом. При этом выделяются три типа связи влаги: химическая, физико-химическая и физико-механическая. Первая связь - исключительно прочная: вода может быть удалена из материала только при химическом взаимодействии или особо интенсивной тепловой обработке. При второй связи влага удерживается молекулярным силовым полем или осмотически (влага набухания). При третьем виде связи влага удерживается в неопределенных количествах (влага микрокапилляров). Представления о роли воды в живых растительных тканях и её поведении при высушивании расширены исследованиями проф. П. Д. Казакова. Взаимодействие структуры клетки и воды рассматривается им как основа жизнедеятельности. Изменение содержания воды в клетках, а также соотношений ее разных форм и модификаций определяет переход биологических систем из одного состояния в другое, что приводит к изменению характера биохимических превращений и приобретению материалом иных технологических свойств. Практически трудно провести границу между отдельными видами связи влаги с твердым скелетом тела. Важно, что природа образования различных видов связи влаги обусловливает и механизм ее удаления при тепловой обработке (сушке). Так, если нужно адсорбционно связанную воду (химическая связь) превратить внутри материала в пар, требуется затратить тепло. Влага набухания обычно перемещается внутри продукта и удаляется из него через стенки клеток путем диффузии. Потенциал переноса влаги. Перемещение влаги в коллоидных капиллярно-пористых материалах обусловлено наличием в них градиента потенциала переноса. Академик А. В. Лыков применил к процессу переноса вещества методы и системы понятий, известные для явлений переноса тепла, и тем самым обосновал общую термодинамику процесса. «Эффект Лыкова» заключается в том, что при нагревании одного конца капилляра заполняющая его жидкость под влиянием сил поверхностного натяжения начинает перемещаться к холодному концу. Интенсивность перемещения зависит от разности температур. Потенциал переноса вещества, например переноса влаги во влажном материале, служит характеристикой (параметром), аналогичной температуре, которая является потенциалом переноса тепла. Перенос вещества в материале, или внутренний массообмен, обусловливается состоянием, в котором оно находится в материале. Например, адсорбционно связанная влага перемещается в материале в виде пара (диффузионно-молекулярный перенос), а потенциалом переноса ее служит парциальное давление пара. Капиллярная влага перемещается в виде жидкости (молекулярный перенос) или пара (при углублении поверхности испарения). В первом случае потенциалом переноса будет капиллярный потенциал, во втором - парциальное давление пара. Осмотически удерживаемая вода перемещается преимущественно в виде жидкости (диффузионный перенос); потенциалом переноса ее служит осмотическое давление. Термовлагопроводность в пищевых продуктах. Термовлагопроводность в пищевых продуктах при их кулинарной обработке почти совершенно не изучена. В ряде случаев, например при тепловой обработке мяса, перемещение влаги в продукте обусловливается не только разностью температур, но и градиентом давления, а также другими факторами, изменяющими направление этого процесса. В овощах наблюдается влагоперенос в направлении потока тепла, аналогичный влагопереносу, имеющему место в других капиллярно-пористых телах. Например, при погружении овощей в кипящую воду в их поверхностных слоях создается значительный перепад температур, достигающий 80 - 60°С. В результате начинается перенос влаги, а вместе с ней и пищевых веществ по ходу теплового потока, т. е. от наружных слоев клубня или корнеплода к его центральным слоям. Это препятствует переходу в отвар водорастворимых пищевых веществ. Таким образом, уменьшение извлечения растворимых веществ из овощей при погружении их в кипящую воду объясняется явлением влагопереноса. За счет влагопереноса влажность поверхностных слоев овощей при образовании на их поверхности жареной корочки может понизиться на 1 – 2 % массы продукта. Влагоперенос препятствует пополнению поверхностных слоев продукта влагой по мере их обезвоживания за счет испарения во внешнюю среду. На начальной стадии нагрева перенос влаги в глубь продукта в результате перепада температур превышает обратный диффузионный перенос из глубинных слоев к поверхности. В результате прогревания продукта постепенно уменьшается температурный перепад, а следовательно, и влагоперенос в глубь продукта. Одновременно по мере возрастания температуры верхнего слоя и его обезвоживания (за счет испарения) увеличиваются перепад влажности между поверхностными и глубинными слоями и скорость диффузионного переноса влаги к поверхности. Поэтому при определенной температуре начинается перемещение влаги к поверхности продукта. К этому времени уже образуется поверхностный обезвоженный слой. В дальнейшем испарение происходит уже на некоторой глубине в зоне испарения. Эта зона не углубляется далее определенной границы, так как обезвоживанию препятствует диффузионный поток влаги из глубины продукта. Этим обусловлена определенная толщина корочки на обжаренных продуктах. Влагопереносом можно также объяснить разницу в толщине корочки у продуктов, погруженных для жаренья в горячий и холодный жир. При погружении в холодный жир и дальнейшем нагревании обезвоживание происходит в течение длительного времени только за счет испарения. При этом образуется толстая корочка и весь процесс практически сводится к высыханию продукта. При жаренье кулинарных изделий основным способом на электросковородах происходит сложный процесс тепломассопереноса. Неправильное ведение тепловой обработки отражается на органолептических показателях изделий: они приобретают неравномерные цвет, толщину корочки и т. п. Своевременное перевертывание изделий, особенно мясных котлет, влечет за собой уменьшение времени их жаренья, тогда как при задержке перевертывания происходит тепловая деформация изделий, они становятся выпуклыми, вследствие чего ухудшается теплопередача и увеличивается время доведения котлет до готовности. Перед жареньем кулинарных изделий рекомендуется тщательно выравнивать их поверхность, чтобы обеспечить полное прилегание к поверхности электросковороды и тем способствовать улучшению теплоотдачи и быстрейшему доведению изделий до состояния готовности. Новые способы обработки продуктов, например диэлектрический нагрев, обеспечивают резкое ускорение тепло и массообмена. ПРОЦЕССЫ, ПРОИСХОДЯЩИЕ ПРИ КУЛИНАРНОЙ ОБРАБОТКЕ ОВОЩЕЙ При изготовлении кулинарных изделий овощи подвергают различным приемам механической (первичной) и тепловой обработки. При этом происходит изменение их структуры, массы, пищевой ценности (потеря основных пищевых веществ, разрушение витаминов, красящих веществ), активизация ферментов и другие процессы. Наиболее существенные изменения наблюдаются при тепловой обработке. В процессе ее продукт доводят до такого состояния, при котором он приобретает определенные консистенцию, вкус и аромат. Изменение микроструктуры тканей при тепловой обработке Как известно, в растительной ткани связь между клетками обусловливается наличием в ней протопектина. Основная масса его находится в срединных пластинках, склеивающих клетки в сыром продукте. При тепловой обработке протопектин переходит в растворимую форму — пектин, вследствие чего сцепление между клетками ослабляется и растительная ткань размягчается. На рис. VIII (см. вклейку) показаны микрофотографии картофеля до и после варки. На препарате клеточные стенки окрашены в красный цвет (сафранином), а крахмальные зерна - в синий (йодом). Как видно из рисунка, оболочки клеток сырого картофеля плотно прилегают одна к другой, а внутри клеток в виде включений находятся крахмальные зерна. Препарат из вареного картофеля не представляет собой целой ткани, клетки его разъединены, а внутри них находится крахмальный клейстер, окрашенный йодом в синий цвет. Также выглядит под микроскопом ткань проваренного слоя картофеля после его термической очистки, ткань картофеля после жаренья и т. д. Изменение массы овощей при тепловой обработке При тепловой обработке масса овощей уменьшается. Степень уменьшения массы зависит от способа тепловой обработки. Так, при варке масса картофеля изменяется мало, так как содержащаяся в клубнях вода связывается клейстеризующимся крахмалом. При жаренье (особенно во фритюре) картофель теряет больше воды, чем при варке. Потери массы овощей зависят и от формы их нарезки. Картофель, нарезанный соломкой, при жаренье Таблица 18 Изменение массы Овощей при тепловой обработке во фритюре теряет 60 % массы, нарезанный брусочками,—50 %. Овощи и форма их нарезки Способ тепловой обработки Время тепловой обработки, мин Изменение массы, % Картофель: целые очищенные клубни Варка 30 7 ломтики сырого картофеля Жаренье основном способом 15—20 31 ломтики вареного картофеля То же Жаренье во фритюре - 17 5-8 50 То же 5-8 60 соломка Пассерование 15—20 23—25 соломка Припускание - 20 Варка 20—30 25 Пассерование 10—15 18—20 Картофель СВЧ-нагрев 7,2 2,1 Морковь СВЧ-нагрев 8,3 1,5 Свекла СВЧ-нагрев 10,1 1,5 Капуста СВЧ-нагрев 8,9 1,5 Лук (пассерование) СВЧ-нагрев 8,2 2,0 ломтики вареного картофеля (брусочки) соломка Морковь: Капуста (соломка) Лук (соломка) В табл. 18 приводятся данные об изменении массы некоторых овощей при тепловой обработке. Изменение содержания витамина С Овощи теряют часть аскорбиновой кислоты при очистке, хранении в воде и тепловой обработке. Хранение в воде нарезанного картофеля уже в течение 30 мин вызывает снижение Свитаминной активности на 40%. Квашеная капуста в результате отжимания рассола теряет до 40% витамина С, а при промывании — до 60 %. При тепловой обработке овощей каталитическое действие на окисление аскорбиновой кислоты оказывают- металлические ионы, содержащиеся в водопроводной воде (в большей степени медь, в меньшей - железо и марганец), а также металлические ионы, попадающие в варочную среду из посуды. Если при варке шинкованной капусты в посуде из хорошо луженой стали разрушается 50% витамина С, то при варке в посуде с нарушенной целостью - 70 % витамина С. Одни марки алюминия и нержавеющей стали не катализируют окисления аскорбиновой кислоты, другие проявляют сильную постоянную или временную каталитическую активность. Стойкость витамина С при тепловой обработке в значительной степени зависит от концентрации его в продукте. В неочищенном картофеле (во время варки его в первые 2 месяца после уборки) разрушается до 10% аскорбиновой кислоты, в весеннем - до 25%. В очищенном осеннем картофеле - 15—35%, весеннем—до 55%. Потери витамина С при варке овощей на пару иногда значительно ниже, чем при варке в воде. Наибольшие потери витамина С происходят в том случае, когда продукты подвергаются неоднократному тепловому воздействию, чередующемуся с механической обработкой, особенно если последняя сопровождается усиленной аэрацией продукта (например, при взбивании), что имеет место при изготовлении овощных котлет, запеканок, пюре. Изменение цвета При тепловой обработке цвет продуктов растительного происхождения изменяется. Если вода, в которой варятся овощи с зеленой окраской, содержит ионы железа, олова, алюминия, меди, то они замещают магний в хлорофилле, что ведет к появлению окраски, отличающейся от обычной. В присутствии железа образуется коричневая окраска, олова и алюминия - сероватая, а при наличии меди - ярко-зеленая. Производные флавонов (обуславливающие белую и желтую окраску овощей) дают с солями железа соединения, окрашенные в зеленый цвет, переходящий в коричневый. Эта реакция, может служить причиной потемнения растительных продуктов при варке их в плохо луженой посуде или в эмалированной с поврежденной эмалью. Антоцианы (красные пигменты), реагируя с металлами, также изменяют свою окраску. Антоцианы клюквы дают с железом и алюминием соединения синего цвета, что служит причиной изменения ее окраски при протирании через металлическое сито. Некоторые ягоды содержат антоцианы, которые не реагируют с алюминием, но с железом образуют соединения коричневого цвета. Соединения антоцианов с металлами быстро окисляются на воздухе с заметным усилением окраски. Неодинаково устойчивы к тепловой обработке пурпурный и желтый пигменты свеклы; первый разрушается легче. При выборе материалов для рабочих поверхностей и органов машин и аппаратов, обрабатывающих овощи, следует учитывать возможность их влияния на изменение окраски продукта. Структурно-механические свойства овощных котлетных масс Протертые вареные овощи приобретают ряд свойств, которые необходимо учитывать при механизированном приготовлении из них полуфабрикатов. Так, при проектировании поточных линий производства овощных котлет помимо показателя влажности необходимы сведения о структурно-механических свойствах котлетных масс: липкости, вязкости, упругости, времени релаксации. Отсутствие таких сведений приводит к определенным технологическим неудачам: неправильному использованию оборудования, браку при формовании изделий и неоправданным потерям продукта. Результаты испытаний горячих и холодных овощных котлетных масс, приготовленных по рецептуре, разработанной для поточных линий, представлены в табл. 19 и на рис. 20. Как видно из табл. 19, наименьшие величины модуля упругости и вязкости получены для капустной массы, у двух других масс они более или менее одинаковы, но у картофельной несколько больше модуль упругости, а у морковной — вязкость. Время релаксации (выражаемое отношением вязкости к модулю упругости), которое в некоторой степени характеризует способность материала сохранять форму, у горячих масс меньше, чем у холодных, поэтому последние хуже формуются, Рис. 20. Кривые деформаций сдвига овощных котлетных масс: 1 – капусты; 2 и 2'- картофельной холодной и горячей; 3 и 3' -морковной холодн Если не учитывать липкости пищевых продуктов, то возможны потери пищевых веществ в процессе производства изделий из котлетной массы. Излишняя липкость нарушает эксплуатацию поточных линий. Если при дозировке и формовке котлетная масса прилипает к рабочим частям машины, необходимо изменить рецептуру, снизив липкость, или нанести специальные покрытия на рабочие части машин. Таблица 19 Структурно-механические характеристики овощных котлетных масс Котлетная масса Капустная Картофельная Морковная Температу Влажност Липкость, ь, % г/см2 ра, С Модуль сдвига, Е10-3 Па Вязкость, 10-4 Па Время релаксации, с 20 77,2 102,0 2,5 1,8 7,2 70 77,2 91,7 0,9 0,3 3,7 20 77,2 229,3 2,9 2,8 9,6 70 77,2 203,3 5,0 1,8 3,6 20 76,7 280,2 3,1 3,0 9,7 70 76,7 259,8 4,1 1,2 2,8 Как видно из табл. 19, картофельная масса, как холодная, так и горячая, обладает вдвое большей липкостью по сравнению с капустной, но особенно высокие значения липкости получены для морковной массы.