Кулинарная химия

1.

Кулинарная
химия
Зирка Анна Юрьевна – старший преподаватель кафедры технологии и
организации общественного питания.
1
zirka.anna05@gmail.com

2.

СОДЕРЖАНИЕ ЛЕКЦИИ
1. Термины и определения
2. Основные требования,
предъявляемые к пищевым
продуктам
3. Пищевая ценность
4. Физиологическая потребность
человека в пище
5. Основные принципы здорового
питания
6. Основные пищеварительные
процессы
7. Углеводы в пищевых продуктах
2
2

3.

Термины и определения
КУЛИНАРНАЯ ХИМИЯ – раздел науки, изучающий химические процессы
при приготовлении пищи. В ее задачу входит изучение химического и
компонентного состава сырья, полуфабрикатов и готовых пищевых
продуктов. Она исследует закономерности химических превращений
при хранении и переработке пищевого сырья.
Согласно ФЕДЕРАЛЬНОМУ ЗАКОНУ № 29 «О КАЧЕСТВЕ И БЕЗОПАСНОСТИ
ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ» от 02.01.2000 года :
ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ (пищевая продукция, продовольственные товары,
продукты питания) - продукты животного, растительного,
микробиологического, минерального, искусственного или
биотехнологического происхождения в натуральном, обработанном или
переработанном виде, которые предназначены для употребления
человеком в пищу, в том числе специализированная пищевая продукция,
питьевая вода, расфасованная в емкости, питьевая минеральная вода,
алкогольная продукция (в том числе пиво и напитки на основе пива),
безалкогольные напитки, биологически активные добавки к пище,
жевательная резинка, закваски и стартовые культуры микроорганизмов,
дрожжи, пищевые добавки и ароматизаторы, а также
продовольственное сырье;
3

4.

Термины и определения
КАЧЕСТВО ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ - совокупность характеристик безопасных
пищевых продуктов, отвечающих требованиям, установленным в
соответствии с законодательством Российской Федерации, условиям
договора, образцу, документам по стандартизации, технической
документации, определяющим их потребительские свойства, пищевую
ценность, аутентичность, сортность (калибр, категорию и иное), и
удовлетворяющих физиологические потребности человека;
ПОТРЕБИТЕЛЬСКИЕ СВОЙСТВА ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ - совокупность физико-
химических показателей (нормируемых физико-химических характеристик
конкретных видов пищевых продуктов), органолептических показателей
(характеристик, определяемых с помощью зрительной, вкусовой,
обонятельной, сенсорной, соматосенсорной систем),
микробиологических показателей (характеристик, определяющих
содержание пробиотических и (или) технологических микроорганизмов в
декларированных количествах);
Для производства пищевых продуктов используется ПРОДОВОЛЬСТВЕННОЕ
СЫРЬЕ – это сырье растительного, животного, микробиологического,
минерального и искусственного происхождения и вода, используемые для
изготовления продуктов.
4

5.

ВИДЫ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ
1. Пищевые продукты массового потребления. Вырабатываются по
традиционным технологиям и предназначены для основной группы
населения.
2. Продукты диетического и лечебно-профилактического питания
(витаминизированные,
с
низким
содержанием
жира,
низкокалорийные, с повышенным содержанием пищевых волокон,
с пониженным содержанием сахара, холестерина, ионов натрия).
Продукты диетического питания – предназначенные для лечебного и
профилактического питания пищевые продукты.
3.
Продукты детского питания. К продуктам детского питания
предъявляют особые требования по пищевой ценности и
безопасности.
Для
их
изготовления
используется
высококачественное сырье, специальные технологии и рецептуры.
Продукты детского питания – предназначенные для питания детей в
возрасте до 14 лет и отвечающие физиологическим потребностям
детского организма пищевые продукты
5

6.

Основные требования, предъявляемые к
пищевым продуктам
Безопасность
Качество
БЕЗОПАСНОСТЬ ПИЩЕВОЙ ПРОДУКЦИИ — это состояние
пищевой
продукции,
свидетельствующее
об
отсутствии
недопустимого риска, связанного с вредным воздействием на
человека и будущие поколения.
По составу пищевые продукты – сложные многокомпонентные
системы, содержащие в своем составе ряд веществ. Эти
компоненты называются нутриентами.
6

7.

РИСКИ, СВЯЗАННЫЕ С ПИЩЕВОЙ ПРОДУКЦИЕЙ:
1.
Загрязнения микроорганизмами и их
метаболитами (пищевые интоксикации,
токсикоинфекции, микотоксикозы);
2.
Загрязнения химическими веществами
(тяжелые металлы, диоксины, пестициды,
гербициды, антибиотики и др.);
3.
Радиоактивное загрязнение
(радионуклиды и др.);
4.
Упаковочный материал и тара;
5.
Генно-модифицированные продукты.
7

8.

КАЧЕСТВО ПИЩЕВОЙ ПРОДУКЦИИ.
ПИЩЕВАЯ ЦЕННОСТЬ
ПИЩЕВАЯ
ЦЕННОСТЬ
ПИЩЕВЫХ
ПРОДУКТОВ
потребительское
свойство
пищевых
продуктов,
характеризующее наличие и количество необходимых для
удовлетворения физиологических потребностей человека
составляющих их пищевых веществ (нутриентов) и
энергетическую ценность; Это комплексное свойство,
включающее
энергетическую,
биологическую,
физиологическую
и
органолептическую
ценности,
усвояемость и доброкачественность.
ОРГАНОЛЕПТИЧЕСКАЯ
ЦЕННОСТЬ
способность
компонентов пищевого продукта
воздействовать на
органы чувств и вызывать восприятие органолептических
свойств: внешнего вида, цвета, консистенции, вкуса и
запаха, что тесно связано с усвояемостью продукта.
8

9.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ характеризует энергию, которая
может высвободиться из пищевых продуктов в процессе
биологического окисления и использоваться для обеспечения
физиологических функций организма.
Э = 4,0·Б + 9,0·Ж + 4,0·У
где Б– массовая доля белка в 100 г продукта, г; У – массовая доля углеводов в 100 г
продукта, г; Ж – массовая доля жиров в 100 г продукта, г;
4,0; 9,0; 4,0 – коэффициенты энергетической ценности соответственно белков,
жиров, углеводов и органических кислот, входящих в состав продукта, ккал/г
Количество энергии, выделяемое при усвоении организмом пищевых
продуктов, измеряется в ккал. 1 ккал – количество энергии, необходимое для
нагрева 1 кг воды на 1 ºС в интервале от 15 до 16 ºС. При окислении 1 г белка
выделяется 4 ккал/г, при сжигании 1 г жира – 9 ккал/г, при сжигании 1 г
углеводов – 4 ккал/г.
9

10.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ ПИЩЕВЫХ
ПРОДУКТОВ
Все нутриенты делятся на:
1. Макронутриенты: белки, жиры, углеводы. Это главный источник
энергии и питательных веществ.
2. Микронутриенты: минеральные вещества, витамины, ферменты,
органические кислоты. Они не несут энергетической ценности, но
являются важными биологическими веществами, используются
организмом для повышения эффективности жизнедеятельности.
3. Неалиментарные вещества – вещества, определяющие вкус,
пищевые
красители,
консерванты,
антиоксиданты
и
структурообразователи. Они не используются организмом в
процессе жизнедеятельности.
Макро- и микронутриенты, которые получают только с пищей,
называются незаменимыми.
10

11.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ ПИЩЕВЫХ
ПРОДУКТОВ
Незаменимые компоненты пищи:
- аминокислоты - валин, лейцин, изолейцин, треонин, метионин,
фенилаланин, триптофан, лизин, гистидин;
- Ненасыщенные жирные кислоты - арахидоновая, линолевая и
линоленовая;
- все витамины;
- большинство минеральных веществ;
- природные физиологические вещества высокой биологической
активности: фосфолипиды, гликопротеины и белково-лецитиновые
комплексы.
БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ – общее понятие,
которое характеризуется биологической ценностью белков, жиров,
углеводов, витаминов и минеральных веществ.
11

12.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ПОТРЕБНОСТЬ
ЧЕЛОВЕКА В ПИЩЕ
Физиологическая
потребность в энергии и пищевых веществах – это
необходимая совокупность алиментарных факторов для поддержания
динамического равновесия между человеком, как сформировавшимся в
процессе эволюции биологическим видом, и окружающей средой, и
направленная на обеспечение жизнедеятельности, сохранения и
воспроизводства вида и поддержания адаптационного потенциала.
Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах –
усредненная
величина
необходимого
поступления
пищевых
и
биологически
активных
веществ,
обеспечивающая
оптимальную
реализацию физиолого-биохимических процессов, закрепленных в
генотипе
человека
(MP
2.3.1.0253-21
"Нормы
физиологических
потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп
населения Российской Федерации").
12

13.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ ПОТРЕБНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА В ПИЩЕ
Макронутриенты (мужчины)
Группа физической активности
1-я (КФА - 1,4)
2-я (КФА - 1,6)
Показатели
(в сутки)
18-29 30-44 45-64 18-29 30-44 45-64
Возраст,
лет
2400 2300 2150 2750 2650 2450
Энергия,
ккал
Белок, г
84
81
75
89 86
80
42
41
38
45 43
40
В т.ч.
животный
Жиры, г
80
77
72
92 88
82
Углеводы, г 336
322
301
392 378 349
Пищевые
20-25
волокна, г
Группа физической активности
1-я (КФА - 1,4)
2-я (КФА - 1,6)
Показатели
(в сутки)
18-29 30-44 45-64 18-29 30-44 45-64
Возраст,
лет
Энергия,
1900 1800 1700 2200 2100 1950
ккал
Белок, г***
67
63
60
72
68
63
В т.ч.
34
32
30
36
34
32
животный
Жиры, г
63
60
57
73
70
65
Углеводы, г 266
252
238
314 299
278
Пищевые
20-25
волокна, г
13

14.

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ЗДОРОВОГО ПИТАНИЯ
обеспечение приоритетности защиты жизни и здоровья потребителей
пищевых продуктов по отношению к экономическим интересам
индивидуальных предпринимателей и юридических лиц.
энергетическая ценность ежедневного рациона = энергозатратам;
соответствие
химического
состава
ежедневного
рациона
физиологическим потребностям человека в макронутриентах и
микронутриентах;
наличие в составе ежедневного рациона пищевых продуктов со
сниженным содержанием насыщенных жиров, простых сахаров и
поваренной соли, а также пищевых продуктов, обогащенных
витаминами, пищевыми волокнами и биологически активными
веществами;
обеспечение максимально разнообразного здорового питания и
оптимального его режима;
применение технологической обработки и кулинарной обработки
пищевых продуктов, обеспечивающих сохранность их исходной
пищевой ценности;
обеспечение соблюдения санитарно-эпидемиологических требований
на всех этапах обращения пищевых продуктов;
исключение использования фальсифицированных пищевых продуктов,
14

15.

Основные пищеварительные процессы
В
ротовой
полости
основными
процессами
переработки пищи являются измельчение, смачивание
слюной и набухание, при этом формируется пищевой
комок.
Пищевой комок с корня языка через глотку и пищевод
попадает в желудок, где пищеварение продолжается 3,510 ч. Здесь происходит дальнейшее смачивание и
набухание пищевого комка, проникновение в него
желудочного сока, свертывание белков.
Функции соляной кислоты: денатурация и разрушение
белков, создание оптимума рН, подавление роста
патогенных бактерий и др.
В желудке работают три группы ферментов:
- ферменты слюны (амилазы (расщепление углеводов));
- ферменты желудочного сока (протеазы(расщепление
белков));
- липазы, расщепляющие жир.
Из желудка пищевая масса с жидкой или полужидкой
консистенцией поступает в тонкий кишечник (верхняя
часть – двенадцатиперстная кишка (ДПК)).
15

16.

Основные пищеварительные процессы
В ДПК пища подвергается действию сока поджелудочной
железы, сока, вырабатываемого печенью и сока
слизистой кишки.
В состав сока ДПК входит комплекс ферментов:
протеазы,
липазы,
эмульгированные
желчными
кислотами,
амилазы,
заканчивающие
полное
расщепление крахмала до мальтозы.
Секреция поджелудочного сока начинается через 2-3
мин после приема пищи и продолжается 6-14 ч.
В ДПК также поступает желчь из желчного пузыря, которую
вырабатывает печень (через 5-10 мин после приема
пищи).
Ключевым
ферментом
кишечного
сока
является
энтерокиназа,
которая
активизирует
все
протеолетические ферменты поджелудочного сока в
неактивной форме. Кроме того, в кишечном соке
содержатся ферменты, расщепляющие дисахариды до
моносахаридов.
16

17.

Основные пищеварительные процессы
Из ДПК пища переходит в конец тонкого кишечника, где
завершается разрушение основных компонентов пищи.
Особая роль данного типа пищеварения – расщепление
дисахаридов до моносахаридов и пептидов до
аминокислот.
В
тонком
кишечнике
происходит
заключительный этап пищеварения – всасывание
питательных веществ через эпителиальные клетки в
капилляры кровеносной системы и в лимфатические
сосуды, расположенные в стенках кишечника.
В толстом кишечнике пищеварение практически
отсутствует. Здесь всасывается 95 % воды, соли, глюкоза,
некоторые витамины и аминокислоты, продуцируемые
кишечной микрофлорой.
Микрофлора является важным органом вторичного
переваривания
пищи,
она
потребляет
неперевариваемые остатки пищи, в результате чего
образуются органические кислоты, газы, некоторые
ядовитые вещества, обезвреживающиеся в печени.
17

18.

УГЛЕВОДЫ В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ
Главными усваиваемыми углеводами в
питании человека являются крахмал и
сахароза. Крахмал является главным
энергетическим ресурсом человеческого
организма (зерновые, бобовые,
картофель). На долю крахмала приходится
примерно 80 % всех потребляемых
человеком углеводов.
Сахароза обычно поступает с продуктами,
в которые она добавляется (кондитерские
изделия, напитки, мороженое).
Источниками пищевых волокон в рационе
являются ржаные и пшеничные отруби,
овощи, фрукты.
Углеводы плодов представлены в основном
сахарозой, глюкозой и фруктозой, а также
клетчаткой и пектиновыми веществами.
Животные продукты содержат значительно
меньше усваиваемых углеводов, чем
растительные. Мясной и печеночный
гликоген усваиваются так же, как крахмал.
18

19.

Превращение углеводов при производстве пищевых продуктов.
Ферментативный гидролиз крахмала. Ферментативный гидролиз крахмала
присутствует во многих пищевых технологиях как один из необходимых процессов,
обеспечивающих качество конечного продукта: в хлебопечении (процесс
тестоприготовления и выпечки хлеба), производстве пива (получение пивного сусла,
сушка солода), кваса, спирта, различных сахаристых крахмалопродуктов.
Гидролиз сахарозы. Сахароза как сырье используется во многих производствах и
обладает исключительной способностью к гидролизу (например, при нагревании в
присутствии пищевых кислот). Образующиеся при этом редуцирующие сахара
(глюкоза, фруктоза) могут участвовать в реакциях дегидратации, карамелизации и
меланоидообразования.
Ферментативный гидролиз некрахмалистых полисахаридов. Этот гидролиз имеет
место под действием ферментов целлюлолитического, гемицеллюлолитического и
пектолитического комплекса. Используется в пищевой технологии для более полной
переработки сырья и улучшения качества продукции (например, при производстве
соков и виноделии – для осветления, увеличения выхода сока, улучшения условий
фильтрации).
19

20.

Превращение углеводов при производстве пищевых продуктов.
Карамелизация. Прямой нагрев углеводов, особенно сахаров и сахарных сиропов,
способствует протеканию комплекса реакций, называемых карамелизацией. Реакция
катализируется небольшими концентрациями кислот, щелочей и некоторых солей. При этом
образуются коричневые продукты с типичным карамельным ароматом.
20

21.

Реакция карамелизации
21

22.

Процесс приготовления теста
Т 30-55 °C - Процесс таяния жиров,
освобождение воды и воздуха. Превращение
воды в пар.
70-90 °C. Газы формируются и частично выходят
из теста.
45-100 °C. Микроорганизмы умирают.
60 °C - начинается коагуляция яичного белка и
глютена.
75-95 °С - Крахмал становится желеобразным
75°С -100°С - Происходит испарение газов
Карамелизация. 150 °С и более.
Разрушаются ферменты.
Остывание
22

23.

ФИЛЬМ
https://rutube.ru/video/b6f84c64de95dcdc15
293c382fe7a060/
23

24.

Превращение углеводов при производстве
Для данной реакции требуется
пищевых продуктов
Реакция
наличие редуцирующего сахара,
аминного соединения, немного
воды.
меланоидинообразования
(реакция Майяра). Реакция
Примеры: обжаривание мяса,
Майяра – первая стадия реакции
обжаривание кофе, выпечка
неферментативного потемнения
хлеба, варенное сгущенное
пищевых продуктов.
молоко, топленое молоко.
24

25.

25

26.

Факторы, влияющие на реакцию меланоидинообразования:
1) Кислотность среды (рН). Потемнение может быть менее
значительным в сильнокислой среде, при рН 6 имеет место
небольшое потемнение, благоприятная область рН для реакции
– 7,8-9,2.
2) Влажность. При очень низком и при очень высоком
содержании влаги не наблюдается потемнение. Максимально
потемнение происходит при промежуточных
влагосодержаниях.
3) Температура. Скорость реакции увеличивается при
повышенных температурах (увеличение на 10 °С дает
увеличение скорости в 2-3 раза).
4) Наличие определенных ионов металлов. Повышается
интенсивность потемнения в присутствии ионов меди и железа.
5) Структура сахара. Наблюдается уменьшение способности
образовывать коричневые пигменты в рядах: D-ксилоза-Lарабиноза (пентозы)-D-галактоза-D-манноза-D-глюкоза-Dфруктоза (гексозы)-мальтоза-лактоза-сахароза (дисахара).
6) Чем дальше расположена аминогруппа от карбоксильной,
тем активнее данная аминокислота в реакции Майяра.
26

27.

Общие факты о реакции Майяра
Образование меланоидных пигментов и развитие
запаха может быть желательно и нежелательно для
продукта.
Может происходить потеря пищевой ценности продукта
за счет потери незаменимых аминокислот.
Предполагается, что некоторые продукты реакции
Майяра могут обладать мутагенными свойствами.
Продукты реакций карамелизации,
меланоидинообразования и образование
ароматических компонентов имеет большое значение
для получения продуктов с красивым цветом и
характерным ароматом. В иных случаях это
характеризуется как недостаток.
Промежуточные продукты реакции Майяра обладают
антиокислительной активностью.
Продукты реакции Майяра могут ухудшать усвояемость
белков
27

28.

Процессы брожения. Спиртовое брожение
Наиболее типичными микроорганизмами,
осуществляющими спиртовое брожение,
являются дрожжи
Помимо этилового спирта и углекислого газа
в незначительном количестве образуются
уксусная, янтарная, лимонная кислоты, смесь
амилового, изоамилового спиртов и другие
соединения, определяющие специфический
аромат спиртных напитков.
Разные сахара сбраживаются дрожжами с
различной скоростью. Наиболее легко
подвергаются сбраживанию глюкоза и
фруктоза, медленнее манноза, еще
медленнее – галактоза; пентозы дрожжами
не сбраживаются. Из дисахаридов хорошим
субстратом являются сахароза и мальтоза.
В присутствии кислорода спиртовое
брожение прекращается («эффект
Пастера»).
28

29.

Молочнокислое брожение.
ферменты
С6Н12О6
2 C₃H₆O₃
глюкоза
Молочная кислота
Данный вид брожения играет важную роль при
производстве молочнокислых продуктов, кваса,
хлебных заквасок, при квашении овощей, при
силосовании кормов.
Выделяют гомоферментативное и
гетероферментативное молочнокислое
брожение.
Гомоферментативное молочнокислое брожение
осуществляют микроорганизмы, являющиеся
облигатными анаэробами и сбраживающие
гексозы с образованием преимущественно
молочной кислоты (более 90 %) (например,
Streptococcus lactis).
Гетероферментативное молочнокислое
брожение осуществляется микроорганизмами,
которые кроме молочной кислоты (50 %)
образуют значительные количества других
продуктов (например, уксусная кислота,
этиловый спирт).
29

30.

Превращение липидов при производстве
пищевых продуктов
Классификация жиров
ЖИДКИЕ
Растительные масла
Олеиновая – C 17H33COOH (=)
Линолевая - C 17H31COOH (==)
Линоленовая - C 17H29COOH (===)
ТВЕРДЫЕ
Животные жиры
Пальметиновая – C 15H31COOH
Стеариновая - C 17H35COOH
30

31.

Присоединение водорода (гидрирование
ацилглицеринов)
+
=
31

32.

32

33.

Прогоркание жиров
Ферментативное прогоркание жиров протекает в
жиросодержащих продуктах и жирах с примесью белков,
углеводов, значительного количества воды. Процесс прогоркания
начинается с гидролиза жиров липазами с образованием
свободных жирных кислот. Деградация жиров под воздействием
липазы особенно интенсивно происходит в разрушенных тканях.
Превращения гидропероксидов протекают без участия
ферментов, в результате чего образуются продукты их распада
с неприятным вкусом и запахом (альдегиды, кетоны).
Неферментативное прогоркание вызывается химическими
реакциями окисления жиров кислородом воздуха. При этом
кислород окисляет ненасыщенные жирные кислоты либо по
месту двойной связи с образованием циклических пероксидов,
либо по углеродному атому, соседнему с двойной связью, с
образованием гидропероксидов.
Прогоркание жиров усиливается в условиях повышенной
температуры, увеличенной влажности, под воздействием света и
др.
33

34.

Проблема белкового дефицита на Земле
НОРМА 1 г на кг массы.
Пути увеличения ресурсов
пищевого белка:
1) повышение
производительности
растениеводства и
животноводства;
2) растительный рацион, может
быть создан на основе пищевых
продуктов, полученных из разных
источников;
3) практическое применение
достижений генетики растений;
4) увеличение количества
пищевого белка за счет
рыболовства;
5) получение
микробиологического белка.
34

35.

Белок в пищевых продуктах
Белок - высокомолекулярные органические
вещества, состоящие из альфа-аминокислот,
соединённых в цепочку пептидной связью.
Функции белков в организме:
Каталитическая функция
Структурная функция
Защитная функция
Регуляторная функция
Сигнальная функция
Транспортная функция
Запасная (резервная) функция
Рецепторная функция
Моторная (двигательная) функция
35

36.

Нехватка белка в рационе может привести к
серьезным нарушениям. В частности, это:
атрофия мышц;
ослабление защитных функций организма
(иммунитета);
замедление роста у детей;
анемия;
отечность.
общее ослабление организма.
При хроническом дефиците белка возникают
тяжелые нарушения в работе внутренних органов. На
каком-то этапе эти изменения могут принять
необратимый характер.
36

37.

37

38.

Превращение белков при производстве
пищевых продуктов
Денатурация белков – это нарушение нативной пространственной структуры белковой
молекулы под влиянием различных внешних воздействий, сопровождающееся
изменением их физико-химических и биологических свойств. При этом нарушаются
вторичная и третичная структуры белковой молекулы, а первичная, как правило,
сохраняется.
Денатурация белков происходит при нагревании и замораживании пищевых продуктов
под действием различных излучений, кислот, щелочей, резких механических воздействий
и других факторов.
При денатурации белков происходят следующие основные изменения:
- резко снижается растворимость белков;
- теряется биологическая активность, способность к гидратации и видовая
специфичность;
- улучшается атакуемость протеолитическими ферментами;
- повышается реакционная способность белков;
- происходит агрегирование белковых молекул;
- заряд белковой молекулы равен нулю.
38

39.

Превращение белков при производстве
пищевых продуктов
Гидратация и дегидратация белков
Гидратацией называется способность белков прочно связывать значительное количество
влаги. Если белок способен растворяться и набухать, он называется гидрофильным, если
не взаимодействует с водой – гидрофобным. При определенных условиях белковые
растворы набухают, превращаясь в гели. Процессы набухания играют существенную роль
в пищевых процессах: набухание зерна при его замачивании, набухание муки при
изготовлении теста, образование студней и желе при набухании желатина. Пшеница
мягких сортов, содержащая гидрофильные белки, используется для хлебопечения, а
твердые сорта пшеницы, состоящие из гидрофобных белков – для производства
макаронных изделий.
Белки способны к дополнительной гидратации, от чего зависят сочность готовых изделий,
способность полуфабрикатов из мяса, птицы, рыбы удерживать влагу и т.д.
Если водную оболочку удалить, то белок начинает агрегировать. Дегидратацией
называется потеря белками связанной воды при сушке, замораживании и
размораживании мяса и т.д.
Явление, обратное набуханию белка, представляющее собой выделение воды из геля,
называется синерезисом. Именно с эти явлением связано производство сыра и творога
путем удаления гидратной оболочки белка казеина. Синерезис также может иметь
39

40.

Превращение белков при
производстве пищевых продуктов
Эмульгирование - процесс
смешивания двух или более
несмешиваемых жидкостей
(обычно масла и воды). Это
позволяет получить эмульсию –
смесь двух взаимно
нерастворимых жидкостей. В ней
одна жидкость находится в виде
капель в другой жидкости.
Пенообразование – процесс
получения воздушно-механической
пены (ВМП), являющейся ячеистоплёночной структурой, отдельные
пузырьки (ячейки) которой связаны
друг с другом в общий каркас
разделяющими плёнками.
40

41.

Лабораторный практикум
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ОСНОВНЫХ
ПИЩЕВЫХ ВЕЩЕСТВ. УГЛЕВОДЫ
1.
Жидкий сироп (15 °С) – негустой, не липкий сироп.
Его используют для заливки зимних компотов, при приготовлении компотов на основе сухофруктов.
Тонкая нитка (100 °С). Сироп уже стал липким. При проведении пробы на нить образуется тонкая,
довольно хрупкая, быстро рвущаяся нить. Сироп на этой стадии пригоден для приготовления варенья из
плотных, твердых плодов, таких как груши, яблоки с плотной мякотью, айва, морковь.
1.
Средняя нитка (103-105 °С). При проведении пробы на нить образуется тонкая, но менее хрупкая (не
рвется дольше) нить сиропа. Сироп в этом состоянии используется для варки варенья.
2.
Толстая (большая) нитка (106-110 °С). Сироп становится заметно более густым, теперь для
разведения пальцев требуется больше усилий, при этом образуется толстая нить, довольно прочная и
быстро застывающая. Используется для приготовления всех видов варений из нежных ягод, при
заготовке на зиму большинства ягод и фруктов, а также для приготовления глазури и сливочного крема.
3.
Слабая помадка (110-112 °С). Попадая в стакан с холодной водой, небольшое количество такого
сиропа превращается в рыхлую напоминающую густую сметану массу. Эта проба важна только для
того, чтобы, определить близость следующей пробы.
4.
Помадка (113-115 °С). Капля сиропа на этой стадии в стакане холодной воды застывает, образуя
более плотный кусочек. Если в рецептуре требуется именно эта проба, то нужно немедленно
прекратить кипение (лучше поместить посуду с сахарным сиропом на лед), так как эта проба весьма
неустойчива. Применяется при приготовлении помадки и конфетных начинок.
5.
Слабый (полутвердый, мягкий) шарик (116-118 °С). Сахарный сироп при попадании в холодную воду
застывает в виде шарика, но весьма мягкой консистенции. Такой шарик легко поддается воздействию,
он липкий и при вытаскивании из воды быстро теряет форму. Такой сироп требуется для приготовления
помадки, тянучки, нуги, цукатов и соков, иногда для пряничного теста (соединяется с мукой и медом).
Взбивая, такой сироп легко привести к состоянию карамели.
6.
41

42.

Лабораторный практикум
ПРЕВРАЩЕНИЯ БЕЛКОВ В ПРОЦЕССЕ КУЛИНАРНОЙ ОБРАБОТКИ
В процессе физической технологии обработки происходит изменение среды, в которой идет
приготовление, либо физических свойств самого продукта. К ней относят:
технологии механической обработки - продукт подвергается прямому механическому
воздействию: жиловка, пластование, очистка, нарезка, просеивание, отбивание и т.д.;
технологии термической обработки - применяется воздействие тепла (бланширование,
варение, жарение, горячее копчение и др.) или холода (замораживание, охлаждение) на
продукт;
технологии обработки продуктов при естественной температуре: вяление, холодное
копчение, сушение и др.
В основе химической технологии обработки лежат определенные биохимические
процессы (квашение, брожение) либо приготовление идет за счет воздействия
определенных химических агентов (соление - поваренная соль; маринование - уксусная и
другие органические кислоты), которые приводят к денатурации белков, а также
изменениям их структуры и свойств.
42

43.

Лабораторный практикум
ПРЕВРАЩЕНИЯ БЕЛКОВ В ПРОЦЕССЕ КУЛИНАРНОЙ ОБРАБОТКИ
Маринование выполняет следующие функции:
1.
Денатурация белков: кислота в маринаде разрушает
структуру белка мяса, что способствует его размягчению.
2.
Расщепление коллагена: кислота и ферменты,
содержащиеся в некоторых продуктах, расщепляют
содержащийся в соединительных тканях мяса коллаген, который
придает мясу жесткость, на более мелкие молекулы, что делает
мясо мягче.
3.
Набухание белков: проникая в ткани, соль вызывает набухание
белковых волокон за счет повышения осмотического давления, что
способствует разрыхлению структуры мяса.
4.
Консервирование мяса: кислая среда в маринаде
препятствует размножению бактерий, что продлевает срок
хранения мяса.
5.
Ароматизация: маринад проникает вглубь мяса и придает
ему особый вкус и аромат благодаря соли, специям и другим
ингредиентам.
43

44.

Лабораторный практикум
ХИМИЯ ЦВЕТА ФИОЛЕТОВЫХ ЯГОД
Антоцианы – это группа водорастворимых флавоноидных пигментов,
которые придают плодам и овощам синий, красный и фиолетовый цвета.
Пигмент антоциан обуславливает окраску таких ягод как клюква,
смородина, малина, земляника, черника, шиповник, вишня, черешня,
слива. При варке ягод и плодов происходит заметное изменение их
окраски. При нагревании их до 50 °С активизируются окислительные
ферменты, которые вызывают разрушение антоцианов. Повышение
температуры в дальнейшем вызывает разрушение ферментов.
Стабилизация окраски плодов и ягод происходит при температуре 70 °С,
когда ферменты инактивированные, а термической деградации
антоцианов практически не происходит. Чем выше температура
термического воздействия, тем быстрее деградируют антоцианы.
При варке в щелочной среде ягоды, содержащие антоцианы,
приобретают синий или зеленый цвет, в кислой среде антоцианы более
стабильны, чем в щелочной или нейтральной - сырье сохраняет свой
естественный окрас. В нейтральной среде сырье может иметь
фиолетовый или пурпурный цвет, стабильность антоцианов в нейтральной
среде находится между щелочной и кислой. Помимо этого, время варки
влияет на изменение антоцианов - чем дольше, тем больше антоцианов
разрушается, а также наличие кислорода воздуха может ускорить их
деградацию.
44

45.

Лабораторный практикум
ПИЩЕВЫЕ ТЕКСТУРЫ
Текстура пищи - органолептическое качество, которое может быть определено как
«чувствительное и функциональное проявление структурных и механических свойств пищевых
продуктов, обнаруженные при помощи чувств зрения, слуха, прикосновения и кинестезии». К
веществам, и регулирующим консистенцию и текстуру продуктов относят: эмульгаторы,
загустители, стабилизаторы и гелеобразователи.
Эмульгаторы - это вещества, которые способствуют смешиванию несмешиваемых
жидкостей, например, масло и вода. Они состоят из двух частей: гидрофильной
(поглощающей воду) и гидрофобной (отторгающей воду). Их используют в пищевой
промышленности для производства майонезов, кетчупов, мороженого, шоколада и др.
Загустители - это вещества, которые увеличивают вязкость жидкостей. Они могут быть
натуральными или синтетическими. Их используют в пищевой промышленности для
производства соусов, супов, йогуртов, мороженого и др.
Стабилизаторы - это вещества, которые предотвращают расслоение и разделение
продуктов. Они могут быть натуральными или синтетическими. Их используют в пищевой
промышленности для производства соусов, супов, йогуртов, мороженого и др.
Гелеобразователи (желеобразователи или желирующие вещества) - вещества,
способные образовывать гели - студнеобразные структуры, обладающие определённой
прочностью и эластичностью. Гель - это дисперсная система, в которой дисперсная фаза
находится в виде сетчатой структуры, образованной молекулами желирующего вещества.
Желирующие вещества подразделяют на природные - вещества, которые встречаются в
природе, и синтетические - вещества, которые производятся химическим путем. Они
широко используются в пищевой промышленности для придания продуктам
желеобразной консистенции.
45

46.

Лабораторный практикум
ПИЩЕВЫЕ ТЕКСТУРЫ
К основным желирующим веществам относятся:
Пектиновые вещества - содержатся в плодах,
овощах и ягодах. При нагревании с сахаром и
кислотой образуют гели с различной прочностью. При
нагревании или замораживании могут разрушаться.
Природное желирующее вещество.
Желатин - продукт переработки костей, кожи и
сухожилий животных. Образует прочные и эластичные
гели, обладающие хорошей устойчивостью к
нагреванию и охлаждению. Природное желирующее
вещество.
Агар-агар - продукт переработки морских
водорослей. Образует прочные и упругие гели,
обладающие хорошей устойчивостью к нагреванию
и охлаждению. Природное желирующее вещество.
46

47.

Лабораторный практикум
ПИЩЕВЫЕ ТЕКСТУРЫ
Каррагинан - продукт переработки красных морских
водорослей. Образует гели с различной прочностью, в зависимости от
типа каррагинана: кaппa-каррагинан образует жесткие гели (для
желе, пудингов, молочных продуктов), лямбда-каррагинан образует
эластичные гели (для йогуртов, соусов, супов), йота-каррагинан
образует вязкие растворы (для молочных продуктов, соусов, супов).
Природное желирующее вещество.
Крахмал - продукт переработки злаковых культур. При
нагревании с водой образует студни, но они не обладают высокой
прочностью. При нагревании или замораживании могут разрушаться.
Для повышения прочности крахмальных студней в них добавляют
желатин, агар-агар или другие желирующие вещества. Природное
желирующее вещество.
Гуаровая камедь - продукт переработки семян бобовых
растений. Образует гели с высокой прочностью и эластичностью.
Синтетическое желирующее вещество.
47

48.

Лабораторный практикум
ПИЩЕВЫЕ ТЕКСТУРЫ
В пищевой промышленности
желирующие вещества используются
для:
1. Формирования желе, мармелада,
джема, конфитюра, пастилы, мусса,
суфле, пудинга, йогурта и других
десертов.
2. Загущения соусов, супов, бульонов,
киселей, киселя и других блюд.
3. Консервирования продуктов.
4. Улучшения текстуры и вкуса
продуктов
48

49.

Лабораторный практикум
НЕЙРОГАСТРОНОМИЯ
Нейрогастрономия – это междисциплинарная наука,
изучающая влияние различных факторов на восприятие вкуса и
аромата пищи. Она объединяет знания из области
нейробиологии, психологии, физиологии, химии и кулинарии.
Нейрогастрономия исследует, как наши чувства, такие как вкус,
запах и зрение, а также наши когнитивные функции, такие как
память и эмоции, влияют на наше восприятие вкуса.
Вкус и запах – это два основных фактора, которые определяют
наше восприятие пищи. Вкус – это ощущение, которое
возникает при стимуляции вкусовых рецепторов на языке, нёбе
и глотке. Запах – это ощущение, которое возникает при
стимуляции обонятельных рецепторов в носу. Около 80 % того,
что мы воспринимаем как вкус, на самом деле является
запахом.
49

50.

Лабораторный практикум
НЕЙРОГАСТРОНОМИЯ
Факторы, влияющие на восприятие вкуса и запаха:
Химический состав пищи – различные химические вещества, содержащиеся в
пище, стимулируют вкусовые и обонятельные рецепторы.
Температура пищи – влияет на летучесть ароматических веществ, а также на
скорость растворения вкусовых веществ.
Текстура пищи – влияет на то, как она взаимодействует со вкусовыми
рецепторами.
Зрительные и слуховые стимулы – цвет, форма и звук еды, также могут влиять на
восприятие вкуса и аромата.
Эмоциональное состояние – стресс может притупить вкусовые ощущения и
сделать запахи менее приятными, счастье может сделать вкусовые ощущения
более яркими и запахи более привлекательными, грусть может изменить вкусовые
предпочтения человека, делая его более склонным к сладкой или жирной пище.
Также воспоминания о еде и наши эмоциональные ассоциации с ней могут
влиять на то, как мы ее воспринимаем.
50