ПИСЬМЕННАЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ Изменения простых углеводов при кулинарной обработке продуктов
ПЛАН 1. Значение углеводов в питании………………. 2. Изменения углеводов 2. 1. Изменения сахаров…………………. . 2. 1. 1. Гидролиз дисахаридов……………. . - кислотный гидролиз…………… - ферментативный гидролиз………………. . 2. 1. 2. Глубокий распад сахаров…………. - брожение……………………. - карамелизация………………. . - меланоидинообразование………………… 3. Литература……………………………. . .
Значение углеводов в питании Углеводы занимают большое место в питании человека (являются основной составной частью рациона). При обычном смешанном питании за счёт углеводов обеспечивается около 60% суточной энергоценности, тогда как за счёт белков и жиров вместе взятых – только около 40%. Углеводы в организме используются преимущественно как источник энергии для мышечной работы. Чем интенсивнее физическая нагрузка, тем больше требуется углеводов. При малоподвижном образе жизни потребность в углеводах уменьшается. Но полное исключение углеводов при отсутствии элементов физического труда недопустимо, поскольку углеводы необходимы организму как структурная составная часть клеток, а также для обеспечения нормальной работы мышц, сердца и печени. Около 52 -66% углеводов потребляется с зернобобовыми продуктами, 14 -26% - с сахаром и сахаропродуктами, около 8 -10% - с клубне- и корнеплодами, 5 -7% - с овощами и фруктами.
ТАБЛИЦА 1. 1. Энергетическая ценность углеводов, поступающая из различных продуктов Продукты Энергетическая ценность, % суточного потребления в экономически развитых странах в развивающихся странах Зерновые 51, 9 65, 8 Сахар, мёд 26, 2 14, 4 Орехи, сметана 1, 9 3, 6 Клубне- и корнеплоды 8, 3 9, 6 Овощи 2, 6 1, 7 Фрукты 4, 5 3, 1 Молоко 4, 5 1, 9
Значение углеводов в питании Углеводы выполняют роль опорного (скелетного материала, входят в состав многих важнейших природных соединений, выступают в качестве регуляторов важнейших биохимических реакций. В соединении с белками и липидами углеводы образуют сложные высокомолекулярные комплексы, представляющие основу скелетных структур а, следовательно, основу жировой материи. Они входят в состав природных биополимеров – нуклеиновых кислот, участвующих в передаче наследственной информации. Углеводы образуются в растениях в ходе фотосинтеза, благодаря ассимиляции хлорофиллом, под действием солнечных лучей, углекислого газа, содержащегося в воздухе, а образующийся при этом кислород выделяется в атмосферу. Углеводы являются первыми органическими веществами в кругообороте углерода в природе.
Значение углеводов в питании Углеводы по усвояемости в организме можно условно разделить на две группы: - усвояемые организмом человека (основные: глюкоза, фруктоза, галактоза, сахароза, мальтоза, декстрины, крахмал); - неусвояемые организмом человека (пищевые волокна (балластные вещества): целлюлоза, гемицеллюлоза и пектиновые вещества).
Схема классификации усвояемых углеводов УСВОЯЕМЫЕ УГЛЕВОДЫ ДОСТУПНЫЕ НЕДОСТУПНЫЕ МОНОСАХАРИДЫ ПОЛИСАХАРИДЫ ОЛИГОСАХАРИДЫ глюкоза фруктоза декстрины крахмалы сахароза лактоза мальтоза гликоген
Схема классификации пищевых волокон ПИЩЕВЫЕ ВОЛОКНА НЕЦЕЛЛЮЛОЗНЫЕ ПОЛИСАХАРИДЫ НЕСТРУКТУРНЫЕ НАКАПЛИВАЕМЫЕ ПОЛИСАХАРИДЫ камеди, слизи, полисахариды водорослей СТРУКТУРНЫЕ ПОЛИСАХАРИДЫ ЦЕЛЛЮЛОЗНЫЕ ПОЛИСАХАРИДЫ пектины, гемицеллюлозы Целлюлоза (лигнин)
Изменения углеводов Физико-химические и биохимические изменения, происходящие с углеводами в процессе технологической обработки продуктов, существенно влияют на качество готовых блюд и изделий. Повартехнолог должен знать и понимать сущность этих изменений, для того чтобы грамотно управлять ими в процессе производства кулинарной продукции общественного питания высокой пищевой ценности. ИЗМЕНЕНИЯ САХАРОВ Гидролиз дисахаридов В процессе производства различных видов кулинарной продукции часть содержащихся в продуктах сахаров подвергается кислотному и ферментативному гидролизу, а также глубоким изменениям, связанными с образованием окрашенных веществ (карамелей и меланоидинов) и процессу брожения.
Кислотный гидролиз дисахаридов Сахароза в водных растворах под влиянием кислот присоединяет молекулу воды и расщепляется на равные количества глюкозы и фруктозы. При этом ион водорода кислоты действует как катализатор. Полученная смесь глюкозы и фруктозы вращает плоскость поляризованного света не вправо, как сахароза, а влево. Фруктоза обладает более сильным левым вращением ([α]D= -920), чем глюкоза правым ([α]D= + 52, 50), и поэтому раствор гидролизованной сахарозы имеет левое вращение, тогда как исходный раствор до гидролиза имел правое вращение. В связи с изменением в процессе гидролиза правого вращения раствора на левое гидролиз сахарозы получил название инверсии (т. е. изменение правого вращения на левое), а смесь равных количеств глюкозы и фруктозы – инвертного сахара
Кислотный гидролиз дисахаридов Образующийся в процессе инверсии сахарозы инвертный сахар хорошо усваивается организмом, обладает высокой гигроскопичностью и способностью задерживать кристаллизацию сахарозы. Инвертный сахар имеет более сладкий вкус, чем сахароза. Степень инверсии сахарозы зависит от: - продолжительности тепловой обработки; - от вида и концентрации содержащейся в продукте кислоты. Наиболее инверсионной способностью обладает щавелевая кислота, в 10 раз меньшей, чем щавелевая – лимонная, в 15 раз – яблочная, в 17 раз – молочная, в 35 – янтарная и в 45 раз меньшей – уксусная кислота. В кулинарной практике используют уксусную и лимонную кислоты.
Кислотный гидролиз имеет место в таких технологических процессах, как: • варка плодов и ягод в растворах сахара различной концентрации (приготовление компотов, фруктово-ягодных начинок); • запекание яблок; • уваривание сахара с какойлибо пищевой кислотой (приготовление помадок).
Гидролиз дисахаридов Ферментативный гидролиз сахарозы и мальтозы наблюдается при брожении дрожжевого теста и в начальной стадии его выпечки. Дрожжевое тесто из пшеничной муки высшего и первого сорта обычно готовят с добавлением сахара. Количество последнего добавляется в тесто в соответствии с его рецептурой. Мальтоза образуется в процессе гидролиза из крахмала под действием амилолитических ферментов. Сахароза под воздействием фермента сахаразы расщепляется на глюкозу и фруктозу, а мальтоза под действием фермента мальтазы – до двух молекул глюкозы. Оба фермента содержатся в хлебопекарных дрожжах.
Глубокий распад сахаров БРОЖЕНИЕ При брожении теста моносахариды (глюкоза и фруктоза) подвергаются глубокому расщеплению. Эти моносахариды содержатся в муке и образуются в тесте в результате гидролиза сахарозы и мальтозы. Под действием ферментов дрожжей сахара превращаются в спирт и углекислый газ, который разрыхляет тесто: С 6 Н 12 О 6 = 2 СО 2↑ + 2 С 2 Н 5 ОН Это уравнение представляет собой окончательный результат ряда промежуточных химических реакций, из которых каждая вызывается особым ферментом. Глубокий распад гексоз происходит также и в процессе молочнокислого брожения, сопутствующего спиртовому: С 6 Н 12 О 6 = 2 СН 3 СНОНСООН
Глубокий распад сахаров Молочнокислое брожение вызывается попадающими в тесто с мукой дрожжами, из воздуха молочно-кислыми бактериями. Под действием молочно-кислых бактерий сахара в тесте превращаются в молочную кислоту, которая задерживает развитие гнилостных бактерий и способствует набуханию клейковины.
Карамелизация Превращение сахара под действием высокой температуры в аморфную массу с образованием тёмноокрашенных продуктов называется КАРАМЕЛИЗАЦИЕЙ Нагревание моно- и дисахаридов при температуре 100ºС и выше приводит к изменению из химического состава, повышается цветность продуктов, увеличивается содержание редуцированных веществ. Глубина этих процессов, а следовательно, и состав образующихся веществ зависит от: - состава сахаров; концентрации сахаров в продукте; степени и продолжительности теплового воздействия; р. Н среды; присутствия примесей. В пищевой промышленности большое значение имеет карамелизация сахарозы, глюкозы, фруктозы. Температура плавления фруктозы – 98 -102ºС, глюкозы – 145 -149ºС, сахарозы – 160 -185ºС. в кулинарной практике чаще всего приходится иметь дело с карамелизацией сахарозы.
Карамелизация сахарозы Нагревание сахарозы в слабокислой и нейтральной среде происходит частичная инверсия с образованием глюкозы и фруктозы, которые претерпевают дальнейшие превращения. Наиболее изучен механизм превращения глюкозы: 1. Дальнейшее нагревание глюкозы в слабокислой или нейтральной средах вызывает дегидратацию сахара с выделением одной или двух молекул воды. Образующиеся воды при этом ангидриды сахаров могут соединяться друг с другом или с неизменённым сахаром. 2. Последующее тепловое воздействие вызывает выделение третьей молекулы воды с образование оксиметилфурфурола 3. Оксиметилфурфурол при дальнейшем нагревании может распадаться с разрушением углеводного скелета и образованием муравьиной и левулиновой кислот или образовывать конденсированные (окрашенные) соединения
Схема разложения дисахаридов РЕВЕРСИЯ ДИСАХАРИД С 12 Н 22 О 11 ГИДРОЛИЗ 2 С 6 Н 12 О 5 АНГИДРИЗАЦИЯ 2 С 6 Н 10 О 5 ОКСИМЕТИЛФУРФУРОЛ МУРАВЬИНАЯ КИСЛОТА ЛЕВУЛИНОВАЯ КИСЛОТА ПРОДУКТЫ КОНДЕНСАЦИИ И ПОЛИМЕРИЗАЦИИ
Карамелизация сахарозы Окрашенные соединения представляют собой смесь веществ различной степени полимеризации: - при отщеплении двух молекул воды от сахарозы образуется карамелан С 12 Н 18 О 9 – нерастворимое в воде соединение жёлтого цвета; - при отщеплении трёх молекул воды образуется карамелен С 36 Н 50 О 25 – вещество ярко-коричневого цвета с рубиновым оттенком, растворяющееся и в холодной и в горячей воде; - более сильное обезвоживание нагреваемой массы приводит к образованию карамелина С 24 Н 30 О 15 – вещества тёмнокоричневого цвета, растворяющегося только в кипящей воде; - при ещё более длительном нагревании образуются гуминовые вещества, растворимые только в щелочах.
Схема превращения сахаров В упрощённом виде схему превращения сахаров при нагревании можно представить следующим образом: ДИСАХАРА ПРОДУКТЫ КОНДЕНСАЦИИ (реверсии) МОНЗЫ АНГИДРИД МОНОЗ ОКРАШЕННЫЕ И ГУМИНОВЫЕ ВЕЩЕСТВА ОКСИМЕТИЛФУРФУРОЛ МУРАВЬИНАЯ И ЛЕВУЛИНОВАЯ КИСЛОТЫ
в кулинарной практике карамелизация сахаров наблюдается: • при подпекании лука и моркови для бульонов • при запекание яблок; • при изготовлении карамели и жжёного сахара.
Меланоидинообразование Под МЕЛАНОИДИНООБРАЗОВАНИЕМ понимают взаимодействие редуцирующих (восстанавливающих) сахаров с аминокислотами, пептидами и белками приводящее к образованию тёмноокрашенных соединений меланоидинов. Монозы и восстанавливающие дисахариды содержатся в самом продукте и образуются при гидролизе более сложных углеводов. Ход реакций, приводящих к образованию меланоидинов, зависит от многих факторов и до настоящего времени окончательно не выяснен. Можно описать лишь общие этапы этого процесса. ПЕРВАЯ СТАДИЯ – образование сахароаминных комплексов в результате соединения в эквимолярных количествах редуцирующего сахара и аминокислоты (сахароаминная конденсация)На этой стадии окрашенные вещества не образуются.
Меланоидинообразование ВТОРАЯ СТАДИЯ : - дегидратация сахаров; дальнейшее разложение сахаров; разложение аминокислот; образуются бесцветные и слабоокрашенные соединения. ТРЕТЬЯ СТАДИЯ – происходит глубокий распад аминокислотного компонента. При этом из аминокислоты образуется альдегид, имеющий в своей молекуле на один атом углерода меньше, чем исходная аминокислота, а также углекислый газ и аммиак. Фурфурол, образовавшийся на второй стадии, и оксиметилфурфурол легко вступают в соединение с новыми молекулами аминокислоты, образуя темноокрашенные продукты меланоидины.
Значение реакции меланоидинообразования ПОЛОЖИТЕЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ • • обусловливает образование аппетитной корочки на жареных, запечённых блюдах из мяса, птицы, рыбы, выпеченных изделий из теста; Побочные продукты реакции участвуют в образовании вкуса и аромата готовых блюд. ОТРИЦАТЕЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ • • Вызывает потемнение фритюрного жира, фруктовых пюре, некоторых овощей; Снижается биологическая ценность белков, так как связываются аминокислоты.
Литература 1. 2. 3. 4. Ковалёв Н. И. , Куткина М. Н. и др. Технология приготовления пищи. Учебник для средних специальных и высших учебных заведений. – М. : Издательский дом «Деловая литература» , 1999 г. – 480 с. ; В. С. Баранов, А. И. Мглинец, Л. М. Алёшина и др. Технология производства продукции общественного питания. Учебник для студентов, обуч. по специальности 1011 «Технология и организация общественного питания» . – М. : Экономика, 1986 г. – 400 с. ; Д. И. Лобанов. Технология производства продукции общественного питания. Издание четвёртое, дополненное и переработанное. - М. : Экономика, 1967 г. – 383 с. ; Степаненко Б. Н. Курс органической химии. Изд. 4 -е, переработанное и дополненное. Учебник для ВУЗов. - М. : «Высшая школа» , 1972 г. – 600 с. с ил.
Скачать презентацию ПИСЬМЕННАЯ КОНСУЛЬТАЦИЯ Изменения простых углеводов при кулинарной обработке
Изменения углеводов. Простые углеводы.ppt