Ремесленная химия кулинария. Физико-химические процессы, происходящие при механической и тепловой обработке продуктов

Доктор химических наук Александр Рулёв, академик Михаил Воронков (Иркутский институт химии им. А. Е. Фаворского СО РАН).

Издревле приготовление пищи находилось под покровительством греческой богини Кулины, имя которой дало название кулинарии - искусству создания блюд. Союз этого искусства и химии способствовал рождению новой отрасли науки - кулинохимии.

В 1899 году французский художник Жан Марк Коте выпустил серию открыток, на которых попытался представить жизнь своих соотечественников через сто лет.

Итальянская этикетка мясного экстракта Либиха (1900 г.).

Восхитительный аромат кофе создаётся букетом более тысячи душистых веществ. Возбуждающее действие этого напитка связано с присутствием кофеина, формула которого изображена на чашке.

Формулы, демонстрирующие зависимость запаха от незначительных изменений в структуре соединения. (R)- и (S)-лимонены имеют соответственно апельсиновый и лимонный аромат. У (R)-карвона - запах остролистной мяты, у (S)-карвона - тмина и укропа.

Грибы, обжаренные на оливковом масле: слева - на открытой сковороде, справа - при помешивании под крышкой. Фото: http://zapisnayaknigka.ru.

«Никто не сделал так много для улучшения условий жизни людей, как химики», - справедливо утверждал нобелевский лауреат Гарольд Крото. Но, несмотря на неоценимую пользу, которую химия приносит человечеству, в мире процветает хемофобия - боязнь химии. Парадокс состоит ещё и в том, что каждый из живущих на земле людей - в той или иной степени химик. Например, когда проводит генеральную уборку, затевает стирку или хлопочет на кухне.

В самом деле, современная кухня во многом напоминает химическую лабораторию. С той лишь разницей, что кухонные полки заняты баночками, наполненными всевозможными крупами и специями, а лабораторные - уставлены склянками с не предназначенными для пищи реактивами. Вместо химических названий «хлорид натрия» или «сахароза» на кухне звучат более привычные слова «соль» и «сахар». Приготовление блюда по кулинарному рецепту можно сравнить с методикой проведения химического эксперимента.

Несомненно, помимо необходимых ингредиентов шеф-повар вкладывает в каждое блюдо и свою душу. При этом неважно, придерживается ли он классических традиций или предпочитает импровизацию. Всё это делает кулинарию особым видом искусства и одновременно сближает с химической наукой.

«Кухонная химия» зародилась давно. В XVIII-XIX столетиях изучением проблем, так или иначе связанных с пищей, всерьёз занимались многие известные учёные, и прежде всего французские химики (не потому ли французская кухня считается одной из самых утончённых в мире?). Основатель современной химии Антуан Лоран Лавуазье обнаружил зависимость качества мясного бульона от его плотности. Он же, проводя термохимические исследования, пришёл к выводу о важности соблюдения баланса калорий, потребляемых человеком с пищей и расходуемых им при физической активности. Его соотечественник Антуан Огюст Пармантье стал одним из основоположников школы хлебопечения, агитировал за использование сахара, полученного из свёклы, винограда и других овощей и фруктов, предложил способы консервации продуктов питания. Другой французский учёный, Мишель Шеврёль, установил состав и строение жиров. Увлёкшись анализом мясного сока, выдающийся немецкий химик Юстус фон Либих изобрёл так называемый мясной экстракт, доживший до наших дней под именем «бульонные кубики». Он также разработал молочные смеси - предшественники современного детского питания. Наконец, знаменитый французский химик Марселен Бертло экспериментально доказал возможность синтеза природных жиров из глицерина и жирных карбоновых кислот. Он полагал, что в скором будущем химия избавит человека от тяжёлого сельскохозяйственного труда, заменив привычные хлеб, мясо и овощи специальными таблетками. В их составе будут все необходимые компоненты - азотсодержащие вещества (прежде всего, аминокислоты и белки), жиры, сахара и немного приправ. Какая же скучная жизнь начнётся, когда, произнося на торжественном приёме тост, вместо бокала с игристым шампанским придётся держать в руках пилюлю!

Действительно, за прошедшие десятилетия химия в немалой степени изменила ассортимент «скатерти-самобранки» человека. В начале XX века, когда химическая наука переживала настоящий бум, Владимир Маяковский утверждал, что она сможет создать даже искусственную пищу:

Завод.
Главвоздух.
Делают вообще они
воздух
прессованный
для междупланетных сообщений.
<…>
Так же
вырабатываются
из облаков
искусственная сметана
и молоко.

Его предсказания оказались пророческими: современные химики научились «вырабатывать» молоко, сыр, простоквашу и другие продукты из сои, а на основе белков куриных яиц и пищевого желатина полвека назад в Институте элементоорганических соединений им. А. Н. Несмеянова впервые получили искусственную зернистую чёрную икру. Однако и сегодня о реакциях, протекающих на Солнце, мы знаем, пожалуй, больше, чем о сложнейших процессах, которые происходят, когда мы варим, жарим, тушим или запекаем что-либо.

Как известно, основными компонентами пищи человека являются белки, жиры, углеводы, витамины и минеральные вещества. Большинство их претерпевает химические превращения при кулинарной обработке, определяя структуру и вкусовые качества будущего съедобного шедевра.

Однако природу происходящих химических процессов человек начал понимать относительно недавно. Как это часто бывает в науке, первый шаг в этом направлении был сделан случайно. «Сегодня мы можем провести конденсацию определённого сахара с какой-либо аминокислотой» - так в январе 1912 года французский врач и химик Луи Камилл Майяр резюмировал суть своего удивительного открытия. Изучая возможность синтеза белков при нагревании, он получил вещества, которые, как оказалось, определяют цвет и запах многих готовых блюд. Почти четыре десятилетия спустя американский химик Джон Ходж установил механизм открытой Майяром реакции и её роль в процессах приготовления пищи. Опубликованная им в «Journal of Agricultural and Food Chemistry» работа до сих пор является самой цитируемой среди когда-либо вышедших в этом журнале статей.

Учёные по праву считают реакцию Майяра одной из самых интересных и важных в химии пищи и медицине: несмотря на солидный возраст, она хранит ещё немало тайн. Достижениям в изучении реакции Майяра было посвящено несколько международных научных форумов. Последний, одиннадцатый по счёту, состоялся в сентябре 2012 года во Франции.

Строго говоря, реакция Майяра - это не одна, а целый комплекс последовательных и параллельных процессов, происходящих при варке, жарке и выпечке. Каскад превращений начинается конденсацией восстанавливающих сахаров (к ним относятся глюкоза и фруктоза) с соединениями, молекулы которых содержат первичную аминогруппу (аминокислоты, пептиды и белки). Образующиеся продукты реакции претерпевают затем дальнейшие превращения при взаимодействии с другими компонентами пищи, давая смесь разнообразных соединений - ациклических, гетероциклических, полимерных, которые и отвечают за запах, вкус и цвет подвергшихся термической обработке полуфабрикатов. Понятно, что в зависимости от условий протекают разные реакции, приводящие к разным конечным продуктам. В реакции Майяра образуются как интенсивно окрашенные, так и бесцветные продукты, которые могут быть вкусными и ароматными или, напротив, прогорклыми и неприятно пахнущими,быть как антиоксидантами, так и ядами. Таким образом, реакция Майяра может повышать питательную ценность пищи, но может и делать её опасной для употребления.

Любая хозяйка знает, что цвет блюда существенно зависит от того, как оно готовилось, иными словами - от условий проведения реакции Майяра. Например, если грибы обжарить в оливковом масле на открытой сковороде, то они приобретут аппетитный золотистый оттенок. Если же их готовить при помешивании под крышкой, содержащаяся в грибах влага не позволит им подрумяниться.

Известен любопытный психологический эксперимент, когда стол, уставленный аппетитными закусками, осветили так, что цвета последних изменились до неузнаваемости: мясо приобрело серый оттенок, салат стал фиолетовым, а молоко - фиолетово-красным. Участники эксперимента, только что испытывавшие обильное слюноотделение в предвкушении роскошной трапезы, были не в силах даже попробовать столь необычно окрашенную пищу. Тот же, чьё любопытство пересилило неприязнь и кто всё-таки осмелился отведать угощение, чувствовал себя скверно.

О роли запаха в привлекательности блюда знает каждый, у кого хотя бы однажды закладывало нос: пища в этот момент кажется абсолютно безвкусной. Как правило, за запах того или иного блюда отвечает набор соединений. Так, восхитительный аромат кофе представляет собой букет более тысячи (!) душистых веществ. А запах свежеиспечённого хлеба формируют около двухсот компонентов, относящихся к различным классам органических соединений. Среди них спирты, альдегиды, кетоны, сложные эфиры, карбоновые кислоты. Только последних в нём не один десяток: муравьиная, уксусная, пропионовая, масляная, валерьяновая, гексановая, октановая, додекановая, бензойная…

Хотя единой теории ароматов до сих пор не создано, химики установили, что даже незначительная модификация структуры молекулы способна иногда существенно изменить запах вещества. Наиболее яркие примеры подобного рода, имеющие отношение к еде, - терпеновый углеводород лимонен и его кислородсодержащее производное карвон. Так, (R)- и (S)-лимонены, различающиеся только пространственным расположением заместителей, имеют апельсиновый и лимонный аромат соответственно. Оптические изомеры карвона также пахнут по-разному: один из них, (S)-карвон, имеет запах тмина и укропа, а его антипод пахнет остролистной мятой. Хотя, конечно, правильнее говорить, что запах всех этих фруктов и растений обусловлен присутствием упомянутых соединений.

Очевидно, что, «играя» с запахами, химики могут заставить любое блюдо источать неповторимый аромат. Например, при смешивании двух частей (R)-карвона и трёх частей бутанона запах мяты исчезает, уступая место … тминному аромату.

Со вкусом тоже всё не так просто. Известны вещества, имеющие «несколько вкусов». Например, бензоат натрия кому-то кажется сладковатым, кому-то кислым, у кого-то после дегустации во рту остаётся горечь, а некоторые вообще находят его безвкусным. Рассказывают, что некий химик любил пошутить, предлагая своим гостям попробовать раствор этой соли (до сих пор солидные компании и предприятия пищевой промышленности используют её в качестве консерванта). К радости хозяина, после дегустации этого угощения между гостями разгоралась перебранка: каждый пытался доказать, что его ощущения от напитка - самые верные.

Четверть века назад появилась заманчивая идея разделить тот или иной продукт на составляющие его компоненты, а затем сложить из них блюдо с оригинальным букетом вкусов и запахов. Так родилась научная дисциплина, получившая название «молекулярная гастрономия». Её основателями считаются профессор физики Оксфордского университета Николас Курти и французский физикохимик Эрве Тис. Основные цели новой науки Э. Тис изложил в диссертации «Молекулярная и физическая гастрономия», которую успешно защитил в 1995 году в Университете Пьера и Марии Кюри. Среди членов жюри по присуждению ему учёной степени были нобелевские лауреаты Жан-Мари Лен (премия по химии 1987 года) и Пьер-Жиль де Жен (премия по физике 1991 года). Фундаментальную задачу молекулярной гастрономии её создатели видели в исследовании различных процессов, происходящих при кулинарной обработке пищевых продуктов, и применении полученных результатов для приготовления оригинальных яств. Иными словами, предлагали подойти к кулинарии с научной точки зрения.

Методы обработки и консервации продуктов, применяемые в молекулярной гастрономической химии, заметно отличаются от привычных. Одним из впечатляющих результатов синтеза кулинарии и естественных наук стал низкотемпературный способ приготовления мясных блюд. Оказалось, что самое сочное и нежное мясо получается при 55оС. Более высокая температура способствует интенсивному испарению воды и разрушению мясного сока. Знание физико-химических свойств пищевых продуктов позволяет заменять один ингредиент другим. Так, при приготовлении крутого заварного крема вместо куриного белка, который, как известно, является аллергеном, можно с успехом использовать агар-агар. Эта смесь полисахаридов, добываемая из красных и бурых морских водорослей, - эффективный природный пенообразователь.

В 1992 году в Италии прошёл первый Международный семинар по молекулярной и физической гастрономии. С тех пор встречи приверженцев этой науки стали регулярными. На них собираются учёные, диетологи, повара и рестораторы, заинтересованные в использовании новых технологий для достижения баланса вкусов, близкого к идеальному, и создания настоящих кулинарных шедевров.

Не так давно престижные европейские рестораны открыли у себя специальные кулинарные лаборатории. Предполагается, что к 2014 году в Испании распахнёт двери первая в мире Академия гастрономических наук. Однако уже сегодня в некоторых университетах и колледжах мира начали готовить бакалавров кулинологии. Новая дисциплина объединяет кулинарное искусство и науку о продуктах питания и технологии их переработки. Возможно, со временем кулинология выльется в новый раздел органической или пищевой химии.

Несмотря на достаточно активную пиар-кампанию в прессе, идеи молекулярной гастрономии не стали пока модным трендом современной кулинарии: большинство шеф-поваров (не говоря уже о домашних хозяйках) по-прежнему готовят по известным рецептам, передающимся от повара к ученику, не прибегая к помощи химии и физики для улучшения уже существующих фирменных блюд или разработки новых рецептур.

Впрочем, химики не только лучше других разбираются в процессах, происходящих при приготовлении пищи, но и, как правило, гурманы и искусные кулинары. Так, основоположник химической термодинамики Джозайя Гиббс увлекался приготовлением салатов, которые удавались ему лучше, чем кому-либо из его домочадцев. Приготовленные учёным аппетитные кушанья назывались незамысловато: «гетерогенные равновесия».

Конечно, вопросов о том, что происходит с питательными веществами при нагревании в кастрюле и на сковородке, пока остаётся много. Понимание этих процессов необходимо не только для традиционной кухни, но и для развития новых технологий приготовления пищи.

Хозяйке - на заметку

В 2009 году в издательстве Wiley VCH увидела свет книга «Что стряпают в химии: как ведущие химики преуспевают на кухне», в которой известные химики мира (в том числе и нобелевские лауреаты) поделились своими достижениями на «научной кухне» и рецептами любимых блюд кухни домашней. Профессор Геттингенского университета Армин де Майере - один из тех, кто, придя домой, не прочь сменить лабораторный халат на кухонный фартук. Область его научных интересов - химия производных циклопропана - оригинальных соединений, которые лишь на первый взгляд кажутся простыми. С читателями книги он поделился рецептом, сохранившимся у него ещё со студенческой скамьи. Он признавался, что блюдом, приготовленным по этому рецепту в мае 1960 года, ему удалось удивить свою подругу Уте Фитцнер, которая четыре года спустя стала его женой. Вот этот рецепт. Для приготовления трапезы на четыре персоны требуется: 600 г мясного фарша (свинина: говядина, 50:50), 4-5 луковиц среднего размера, 100 г жирного бекона, 50 г томатной пасты или 50-100 г кетчупа, 400 г спагетти, соль, сладкий и острый перец. Тонко нарезанный жирный бекон поджарьте на большой сковороде, добавьте мелко порезанный лук и при постоянном перемешивании обжарьте его до золотистого цвета (проведите реакцию Майяра!). Затем добавьте мясной фарш и продолжайте жарить, не забывая хорошо помешивать. Когда мясо будет готово, добавьте томатную пасту или кетчуп. По желанию можно использовать также различные приправы или острый соус. Содержимое сковороды продолжайте перемешивать, при необходимости добавляя воду, чтобы получилась кашеобразная масса. Сварите спагетти и, не давая им остыть, смешайте с полученной мясной заправкой. Блюдо подавайте горячим. Предложенная рецептура, возможно, один из первых примеров комбинаторной кухни. В самом деле, как и в комбинаторной химии, изменяя соотношения используемых в рецепте ингредиентов, можно получать разные блюда.

Министерство Образования РФ

ГОУ ВПО «Орловский Государственный Университет»

Факультет естественных наук

Кафедра Химии

Курсовая работа:

Разработка дополнительных занятий в школе к теме «Химизм различных способов приготовления пищи»

Выполнил:

студент IV курса ФЕНа

Рябов А.И.

Проверил:

доц., к.х.н. Булгакова К.Н.

Орёл 2010 г.

Введение

1. Основные химические вещества пищи

1.2 Липиды

1.3 Углеводы

1.4 Витамины

1.5 Минеральные вещества

1.6 Пищевые добавки

2. Химические основы домашнего приготовления пищи

2.1 Основные химические процессы, происходящие при тепловой кулинарной обработке

2.1.1 Растительные продукты

2.1.2 Животные продукты

2.2 Изменение пищевой ценности продуктов при тепловой обработке

2.2.1 Потери при тушении, запекании, припускании и пассеровании

3. Методическая часть

3.1 Урок: «Физико-химические изменения углеводов продуктов питания в процессе технологической обработки

3.2 Урок «Белковая пища с точки зрения химии

Заключение

Список литературы

Введение

Проблема пищи всегда была одной из самых важных проблем, стоящих перед человеческим обществом.

Все, кроме кислорода, человек получает для своей жизнедеятельности из пищи. Среднее потребление ее в сутки составляет около 800 г (без воды) и около 2000 г воды. Это дало право И. П. Павлову в 1904 г. при вручении ему Нобелевской премии сказать: «Недаром над всеми явлениями человеческой жизни господствует забота о насущном хлебе».

В настоящее время на нашей планете проживает свыше 6 млрд. человек. Уже сейчас в сутки потребляется более 4 млн. т. пищи, а с ростом населения ее потребление, естественно, будет возрастать. Человечество испытывало и продолжает испытывать дефицит продуктов питания, особенно не хватает продуктов с высоким содержанием белка, однако простое увеличение потребления пищи не может решить всех проблем, связанных с питанием. Оно должно быть рациональным, соответствовать основным положениям науки о питании, требования которой должны учитываться при разработке стратегии развития пищевой промышленности.

Правильная организация питания требует знания, хотя бы в самом общем виде, химического состава пищевого сырья и готовых продуктов питания, представлений о способах их получения, о превращениях, которые происходят при их получении и при кулинарной обработке продуктов, а также сведений о пищеварительных процессах.

Актуальность предлагаемой работы в целом определяется стратегией модернизации содержания общего образования, направленного на обновление его содержание и образовательных технологий. Новые ориентиры в образовании, такие как интеграция, целостное владение мира значительно усиливает практическую направленность курса химии и знаний прикладного характера.

Внеклассная работа поможет установить более тесную связь изучаемого материала с практическим его использованием в жизни, реальную связь химии с проблемами и потребностями общества.

Цель настоящей работы заключается в совершенствовании технологии обучения химии путём разработки содержания и методов проведения лабораторных работ на конкретных уроках, позволяющие реализовать дидактический принцип связи обучения с жизнью.

Методы исследования: анализ научно-популярной, методической и химической и химико-технологической литературы, разработка и анализ проведения педагогического эксперимента с учётом практической его направленности.

В работе поставлены задачи:

Информационный поиск и анализ литературных источников по проблеме.

Изучение роли химических опытов в учебном и воспитательном процессах школы.

Разработка методики проведения опытов в соответствии с материалом, изученным на уроках химии.

1. Основные химические вещества пищи

Наша пища состоит из очень большого числа различных химических веществ: белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных веществ и др. Среди них имеются соединения, которые определяют энергетическую и биологическую ценность, участвуют в формировании структуры, вкуса, цвета и аромата пищевых продуктов. Однако не следует думать, что все они полезны или во всяком случае полезны в любых количествах. Человечество путем проб и ошибок отобрало для своего потребления продукты, которые не содержат вредные вещества. По мере накопления знаний появляются технологии и оборудование, позволяющие создавать новые пищевые продукты, удалять вредные вещества, а полезные представлять в более усвояемой форме.

Рассмотреть подробно все химические компоненты продуктов питания - непосильная задача для этой работы. Поэтому я остановлюсь только на основных группах, имеющих жизненно важное значение. Эти сведения в какой-то мере позволяют представить те сложные превращения, которые происходят при получении пищи, более правильно оценить качество потребляемых продуктов, осмысленнее подходить к своему питанию, сохранить свое здоровье.

Итак, сначала рассмотрим основные химические компоненты пищи (нутриенты), а затем перейдем к химии пищевых производств .

1.1 Белки

Белками, или белковыми веществами (протеинами, от греч. protas - первый, важнейший), называют высокомолекулярные (молекулярная масса варьирует от 5-10 тыс. до 1 млн. и более) природные полимеры, молекулы которых построены из остатков аминокислот. Число последних очень сильно колеблется и иногда достигает нескольких тысяч. Каждый белок обладает своей, присущей ему последовательностью расположения аминокислотных остатков.

Биологические функции белков крайне разнообразны. Они выполняют каталитические (ферменты), регуляторные (гормоны), структурные (коллаген, фиброин), двигательные (миозин), транспортные (гемоглобин, миоглобин), защитные (иммуноглобулины, интерферон), запасные (казеин, альбумин, глиадин, зеин) и другие функции. Среди белков встречаются антибиотики и вещества, оказывающие токсическое действие.

Белки составляют основу биомембран, важнейшей составной части клетки и клеточных компонентов. Они играют ключевую роль в жизни клетки, составляя как бы материальную основу ее химической деятельности. Исключительное свойство белка - самоорганизация структуры, т. е. его способность самопроизвольно создавать определенную, свойственную только данному белку пространственную структуру. По существу, вся деятельность организма (развитие, движение, выполнение им его функций и многие другое) связано с белковыми веществами. Без белков невозможно представить себе жизнь.

Белки - важнейшая составная часть пищи человека и животных; поставщик необходимых им аминокислот .

1.2 Липиды

Липидами называют сложную смесь органических соединений с близкими физико-химическими свойствами, которые содержатся в растениях, животных и микроорганизмах. Их общими признаками являются: нерастворимость в воде (гидрофобность) и хорошая растворимость в органических растворителях (бензине, диэтиловом эфире, хлороформе и др.), наличие в их молекулах длинноцепочечных углеводородных радикалов (R) и сложноэфирных группировок.

Липиды широко распространены в природе. Вместе с белками и углеводами они составляют основную массу органических веществ всех живых организмов, являясь обязательным компонентом каждой клетки.

Липиды - важнейший компонент пищи, во многом определяет ее пищевую ценность и вкусовое достоинство.

PAGE_BREAK--

В растениях они накапливаются главным образом в семенах и плодах. Содержание в них липидов зависит не только от индивидуальных особенностей растений, но и от сорта, места и условий произрастания.

У животных и рыб липиды концентрируются в подкожных жировых тканях, в брюшной полости и тканях, окружающих многие важные органы (сердце, почки), а также в мозговой и нервной тканях. Особенно много липидов в подкожной жировой ткани китов (25-30 % от их массы), тюлений и других морских животных. У наземных животных содержание липидов сильно колеблется - от 33,3% (мясная свинина), 16,0% (говядина) до 3,0% .

1.3 Углеводы

Углеводы - обширный класс органических соединений. В клетках живых организмов углеводы являются источниками и аккумуляторами энергии, в растениях (на их долю приходится до 90 % сухого вещества) и некоторых животных (до 20 % сухого вещества) выполняют роль опорного (скелетного) материала, входят в состав многих важнейших природных соединений, выступают в качестве регуляторов ряда важнейших биохимических реакций. В соединении с белками и липидами углеводы образуют сложные высокомолекулярные комплексы, представляющие основу субклеточных структур, а следовательно, основу живой 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 .

1.4 Витамины

Витамины - низкомолекулярные органические соединения различной химической природы, катализаторы, биорегуляторы процессов, протекающих в живом организме. Для нормальной жизнедеятельности человека витамины необходимы в небольших количествах, но так как в организме они не синтезируются в достаточном количестве, то должны поступать с пищей в качестве ее необходимого компонента. Отсутствие или недостаток в организме витаминов вызывает гиповитаминозы (болезни в результате длительного недостатка) и авитаминозы (болезни в результате отсутствия витаминов). При приеме витаминов в количествах, значительно превышающих физиологические нормы, могут развиваться гипервитаминозы. Людям еще в глубокой древности было известно, что отсутствие некоторых продуктов в пищевом рационе может быть причиной тяжелых заболеваний (бери-бери, «куриной слепоты», цинги, рахита), но только в 1880 г. русским ученым Н. И. Луниным была экспериментально доказана необходимость неизвестных в то время компонентов пищи для нормального функционирования организма. Свое название (витамины) они получили по предложению польского биохимика К. Функа (от лат. vita - жизнь). Сейчас известно свыше тридцати соединений, относящихся к витаминам. Различают собственно витамины и витаминоподобные соединения (полная незаменимость которых не всегда доказана). К последним относятся биофлавоноиды (витамины Р), пангамовая кислота (витамин B15), парааминобензойная кислота (витамин H1), оротовая кислота (витамин В13), холин (витамин В4), инозит (витамин B8), метилметионинсульфонийхлорид (витамин U), липоевая кислота, карнитин (витамин В5). В отдельных продуктах содержатся провитамины, т. е. соединения, способные в организме превращаться в витамины. Например, р-каротин переходит в витамин А, эргостеролы под действием ультрафиолетовых лучей в организме человека превращаются в витамин D.

В то же время имеется группа соединений, часто близких к витаминам по строению, которые, конкурируя с витаминами, могут занять место в ферментных системах, но не в состоянии выполнять его функции. Они получили название антивитаминов. Так как химическая природа витаминов была открыта после установления их биологической роли, их условно обозначили буквами латинского алфавита (А, В, С, D и т. д.), они сохранились и до настоящего времени.

В качестве единицы измерения пользуются миллиграммами (1 мг = 10-3 г.), микрограммами (1 мкг == 0,001 мг = 10-6 г) на 1 г продукта или мг % (миллиграммы витаминов на 100 г продукта).

Потребность человека в витаминах зависит от его возраста, состояния здоровья, условий жизни, характера деятельности, времени года, содержания в пище основных компонентов питания.

По растворимости в воде витамины делят на две группы: водорастворимые (B1, B2, B6, PP, С и др.) и жирорастворимые (А, Е, D, К) .

1.5 Минеральные вещества

Минеральные вещества не обладают энергетической ценностью, как белки, жиры и углеводы. Однако без них жизнь человека невозможна.

Минеральные вещества выполняют пластическую функцию в процессах жизнедеятельности человека, но особенно велика их роль в построении костной ткани, где преобладают такие элементы, как фосфор и кальций. Минеральные вещества участвуют в важнейших обменных процессах организма - водно-солевом, кислотно-щелочном. Многие ферментативные процессы в организме невозможны без участия тех или иных минеральных веществ. Обычно их делят на две группы: макроэлементы (Са, Р, Mg, Na, К, CI, S), содержащиеся в пище в относительно больших количествах, и микроэлементы (Fe, Zn, Си, I, F и др.), концентрация которых невелика.

Минеральные вещества в большинстве случаев составляют 0,7-1,5 % (в среднем 1 %) съедобной части пищевых продуктов. Исключением являются, конечно, те продукты, в которые добавляют пищевую соль (чаще всего 1,5-3%) .

1.6 Пищевые добавки

В пищевой промышленности применяется большая группа веществ, объединяемая общим термином пищевые добавки. Этот термин не имеет единого толкования. В большинстве случаев под этим понятием объединяют группу веществ природного происхождения или получаемых искусственным путем, использование которых необходимо для усовершенствования технологии, получения продуктов специализированного назначения (диетических, лечебных и др.), сохранения требуемых или придания новых, необходимых свойств, повышения стабильности и улучшения органолептических свойств пищевых продуктов. Обычно к пищевым добавкам не относят соединения, повышающие пищевую ценность продуктов питания: витамины, микроэлементы, аминокислоты.

Применение пищевых добавок допустимо только в том случае, если они, даже при длительном использовании, не угрожают здоровью человека. Обычно пищевые добавки разделяют на несколько групп: вещества, улучшающие внешний вид продуктов; вещества, изменяющие консистенцию, иногда в эту группу включают и пищевые поверхностно-активные вещества (ПАВ); ароматизаторы; подслащивающие вещества и вкусовые добавки; вещества, повышающие сохранность продуктов питания и увеличивающих сроки их хранения.

Пищевые добавки используются человеком много веков: соль, специи - перец, гвоздика, мускатный орех, корица, мёд в качестве подслащивающего вещества и др. Однако широкое использование пищевых добавок началось в конце XIXв., оно связано с ростом населения, концентрацией его в городах, необходимостью совершенствования традиционных пищевых технологий, достижениями химии, созданием продуктов специального назначения. Несмотря на существующее у многих индивидуальных потребителей предубеждения, пищевые добавки по остроте, частоте и тяжести возможных заболеваний следует отнести к разряду веществ минимального риска.

Нельзя обойти вниманием такой важный вопрос, как токсичность химических веществ. Обычно под токсичностью понимается способность веществ наносить вред живому организму. Следует отметить, что любое химическое соединение при определенных условиях может быть токсичным, поэтому, по мнению специалистов, более правильно говорить о безвредности вещества при предлагаемом способе его применения. Решающую роль тут играет доза (количество вещества, поступающего в организм в сутки), длительность потребления, режим, пути его поступления в организм и т. д. Эффекты воздействия на организм могут быть также различными (острые, подострые, хронические, отдаленные последствия и т. д.). С целью гигиенической регламентации экспериментально обосновывают предельно допустимые концентрации (ПДК), т. е. концентрации, которые не вызывают при ежедневном воздействии на организм в течение сколь угодно длительного времени отклонений в здоровье. При установлении величины ПДК учитывается очень большое число факторов. Исследования проводятся специальными организациями и регламентируются определенными правилами .

2. Химические основы домашнего приготовления пищи

2.1 Основные химические процессы, происходящие при тепловой кулинарной обработке

Около 80 % пищевых продуктов проходит ту или иную тепловую обработку, при которой повышается, правда, до определенных пределов, усвояемость, происходит размягчение продуктов, что делает их доступными для разжевывания. Многие виды мяса, зернобобовых и ряд овощей вообще исчезли бы из нашего питания, если бы не подвергались тепловой обработке. Воздействие теплоты приводит к разрушению вредных микроорганизмов и некоторых токсинов, что обеспечивает необходимую санитарно-гигиеническую безопасность продуктов, в первую очередь животного происхождения (мясо, птица, рыба, молочные продукты) и корнеплодов. Таким образом, тепловая обработка повышает микробиологическую стойкость пищевых продуктов и продлевает срок их хранения. При тепловой обработке некоторых продуктов (например, зернобобовых, яиц) разрушаются ингибиторы ферментов пищеварительного тракта человека, при обработке зерновых (особенно кукурузы) высвобождается витамин РР (ниацин) из неусвояемой неактивной формы - ниацитина. Наконец, немаловажным фактором является то, что различные виды тепловой обработки позволяют разнообразить вкус продуктов, что снижает их «приедаемость».

Однако все это вовсе не означает, что тепловая обработка продуктов не лишена недостатков. При тепловой обработке разрушаются витамины и некоторые биологически активные вещества, частично извлекаются и разрушаются белки, жиры, минеральные вещества, могут образовываться нежелательные вещества (продукты полимеризации жиров, меланоидины и др.). Таким образом, задача рационального приготовления пищи заключается в том, чтобы нужная цель была достигнута при минимальной потере полезных свойств продукта.

Учитывая особенности приготовления растительных и животных продуктов, рассмотрим их отдельно.

2.1.1 Растительные продукты

Отличительной особенностью растительных продуктов является высокое содержание в них углеводов: свыше 70 % сухих веществ. Поэтому рассмотрим их более подробно.

Абсолютное большинство растительных продуктов, используемых в питании человека, - это части растений с живыми паренхимными клетками, в которых и содержатся вещества, представляющие интерес с точки зрения питательности: моно- и олигосахариды и крахмал. Эти клетки имеют первичную оболочку, состоящую из низкомолекулярной целлюлозы и низкомолекулярных фракций гемицеллюлоз, важной отличительной особенностью которых является преобладание между структурными единицами β-1,4-связи, и именно эта связь не разрушается пищеварительными ферментами человека. В срединной пластинке и межклетниках находятся пектиновые вещества, в основе которых лежат остатки D-галактуроновой кислоты, соединенные между собой α-1,4-связями (эта связь также не разрушается пищеварительными ферментами человека). Однако в зависимости от фазы развития живой клетки степень полимеризации может сильно колебаться: от 20 до 200 и более остатков. С увеличением степени полимеризации уменьшается растворимость пектиновых веществ в воде и увеличивается механическая прочность. Так называемый протопектин, с которым связывают механическую прочность плодов, ягод и овощей, представляет собой в действительности высокомолекулярный пектин, образующий за счет связывания воды вторичную структуру, которая благодаря особым свойствам связанной воды придает твердость растительным продуктам. Вместе с тем все растения содержат активные пектинэстеразы и менее активные полигалактуроназы. В определенный период жизни растения эти ферменты активизируются и начинают разрушать вторичную структуру пектина с образованием низкомолекулярных пектинов и воды. При этом происходит размягчение продукта. Этот ферментативный процесс может происходить и при хранении. Поскольку первичная стенка легкопроницаема, а вторичной и тем более третичной стенок в живых клетках нет, образовавшиеся под действием пектолитических ферментов низкомолекулярный пектин и вода частично переходят в протоплазму клеток.

Продолжение
--PAGE_BREAK--

Тепловая обработка растительных продуктов, содержащих заметное количество пектинов (овощи, фрукты, картофель, корнеплоды), также направлена на разрушение вторичной структуры пектина и частичное освобождение воды. Этот процесс начинается при температуре свыше 60 °С и затем ускоряется примерно в 2 раза на каждые 10 ° повышения температуры. В результате в готовом продукте механическая прочность уменьшается более чем в 10 раз. Например, механическая прочность при сжатии сырого картофеля составляет 13-10аПа, вареного - 0,5-10й, свеклы - соответственно 29,9-10sи 2,9-105Па.

Следует отметить, что механическая прочность растительных продуктов зависит также от содержания в них воды. Чем меньше в продукте свободной воды, тем больше его прочность при других равных условиях. (Сублимированные продукты не содержат свободной воды и обладают высокой механической прочностью, которая снижается при их гидратации.) Выделение воды при разрушении протопектина также способствует размягчению продукта.

С учетом сказанного рассмотрим основные процессы, происходящие при тепловой кулинарной обработке. При варке помимо термического распада вторичной структуры пектина происходит насыщение клеток водой (внедрение воды в белки, пектины, крахмал). При этом особое значение имеет гелеобразование крахмала и низкомолекулярного пектина, которые при темпера-туре 60-80 °С внутри продукта становятся частично растворимыми в воде. Хотя крахмал остается в плазме клетки, а пектин- вмежклеточном пространстве, извлечение крахмала и пектина происходит не только с поверхностных разрушенных клеток, но и из внутренних слоев. Одновременно при варке экстрагируется ряд водорастворимых веществ (сахаров, аминокислот, органических кислот, минеральных веществ и витаминов) из слоев продукта, соприкасающихся с водой.

В целом же, при варке часто происходит абсолютная потеря воды, величина которой зависит от природы продукта (например, при варке картофеля 2-6 %, капусты - 7-9 %, что объясняется разрушением вторичной структуры пектинов).

Длительность варки зависит от температуры и размеров продукта. При варке под давлением, когда температура повышается против обычной на 2-3°, длительность варки сокращается примерно в 1,5 раза. Мелкие кусочки прогреваются до 70-80 °С во всем объеме быстрее крупных, но при этом увеличивается извлечение водорастворимых веществ. Поэтому степень измельчения не должна быть сильной. На практике установлены оптимальные режимы длительности варки и степени измельчения продукта.

Варка неочищенных продуктов (свеклы, моркови, картофеля в кожуре) не отражается на длительности, но приводит к заметному уменьшению потерь пищевых веществ, так как плотный поверхностный слой (эпидермис, перидерма) препятствует экстрагированию.

Варка на пару также уменьшает потери пищевых веществ по сравнению с варкой в воде, так как экстрагирование идет только с самих поверхностных слоев.

При жарке происходит, в основном, термический распад вторичной структуры пектинов с образованием растворимых пектинов и воды. Крахмальные зерна и низкомолекулярный пектин начинают реагировать с водой и частично переходят в гелеобразное состояние. Однако, если испарение воды из продукта при жарке происходит достаточно интенсивно, гель высыхает, и продукт снова становится твердым, его механическая прочность увеличивается в несколько раз.

Нередко жарку проводят в большом количестве жира (во Фритюре). Фактически это не жарка, а варка в жире. При этом температура среды оказывается выше, чем при обычной варке, размягчение происходит быстрее. Жирорастворимых веществ в растительных продуктах мало, поэтому потери пищевых веществ при жарке во фритюре незначительны, за исключением, конечно, распадающихся при этом витаминов.

Тепловая обработка растительных продуктов, содержащих значительное количество пектина, но много крахмала (зерновые, зернобобовые), сопровождается клейстеризацией крахмала и заключается, как правило, в варке в воде. Поглощение воды, клейстеризующимся крахмалом достигает 100-200 %.

2.1.2 Животные продукты

В животных продуктах наиболее ценным в пищевом и кулинарном отношении является белок. В принципе надо говорить не белок, а белки, так как существует множество фракций, отличающихся по составу и свойствам.

Механическая прочность мясных изделий обусловлена определенной жесткостью третичной структуры белков. Наибольшей жесткостью обладают белки соединительных тканей (коллаген и эластин). Одним из основных, но не единственным фактором обусловливающим жесткость третичной структуры большинства белков животного происхождения за исключением яиц и икры является присутствие в них воды (в форме прочносвязанной" гидратной и др., которые здесь не рассматриваются). В мясных продуктах вода в третичной структуре белка связана главным образом с мышечными белками, а не с соединительнотканными. Содержание соединительнотканных белков зависит от характера сырья, возраста животного и ряда других условий. В среднем, меньше всего их в рыбе (1-4 %), затем в молодых птицах и свинине (до 8 %), больше всего (8-15 %) в убойном мясе говядины и баранины. Тепловая обработка животных продуктов и заключается в частичном разрушении соединительнотканных, а также мышечных белков. Разрушение происходит за счет воды, участвующей в образовании третичной структуры мышечных белков (практически вода в мясе связана главным образом с этими белками) и освобождающейся при их температурной коагуляции. При тепловой обработке высвобожденная вода внедряется непосредственно во вторичную структуру белков (главным образом коллагена), разрушая их и приводя соединительнотканные белки в желатинообразное состояние. Эту фазу часто рассматривают как образование из коллагена глютина. Механическая прочность мясных продуктов при этом заметно уменьшается. Температурная коагуляция белков в зависимости и от их природы начинается с 60°, но в большинстве случаев с 70 С. При варке и жарке мяса температура внутри изделия в зависимости от вида мяса и величины куска обычно достигает 75-95 °С.

Потери пищевых веществ при варке происходят за счет частичного вытапливания жира и экстрагирования ряда экстрактивных компонентов из тканей (минеральные, азотистые и безазотистые вещества, витамины). При жарке потери обусловлены вытапливанием жира, частичным выделением сока, термическим разрушением витаминов.

Потери воды происходят не только при жарке, но и при варке мясных продуктов в воде, достигая (в отличие от растительных продуктов) заметных величин - в среднем от 30 до 50 % в зависимости от вида мяса. Эти потери происходят за счет разрушения третичной структуры мышечных белков при коагуляции. В то же время вторичная структура неспособна уже удерживать большое количество воды, которая выделяется вместе с рядом водорастворимых веществ во внешнюю воду.

Варка мясных продуктов под давлением вследствие повышения температуры ускоряет желатинизацию и сокращает, таким образом, время для получения готового продукта.

Минимальные потери пищевых веществ наблюдаются при тушении и запекании. Сравнительно небольшие потери происходят при использовании мяса в виде котлет (выделяющиеся при жарке вещества удерживаются находящимся в котлетах хлебом) .

2.2 Изменение пищевой ценности продуктов при тепловой обработке

В связи с тем, что процессы, происходящие при тепловой обработке растительных и животных продуктов, как это показано выше, заметно отличаются, рассмотрим изменение их пищевой ценности раздельно.

В растительных продуктах большая часть пищевых веществ теряется при жарке: в среднем 5 % белков и 10 % жира, причем главным образом не собственного, которого в растительных продуктах содержится в большинстве случаев очень мало, а добавленного для жарки. Велики потери углеводов, (10-20%) и минеральных веществ (до 20 %) в результате вытекания сока и образования корочки.

Потери при варке в сильной степени зависят от способа термической обработки. Если варка производится без слива (например, при варке супов, киселей, компотов, некоторых каш и т. д.), потери почти всех пищевых веществ минимальны: 2- 5% белков, жиров, углеводов и минеральных веществ. Наблюдается сильное разрушение витамина С (60 %) и лишь частичное (10-15%) разрушение витаминов группы В и β-каротина. При варке большинства овощей, некоторых каш (рисовая), макаронных изделий, где производится слив, потери с отваром белков, жиров, витаминов, минеральных веществ увеличиваются в 2-3 раза и приближаются к потерям при жарке .

2.2.1 Потери при тушении, запекании, припускании и пассеровании

Необходимо отметить особенности приготовления отдельных видов продуктов. Например, при варке картофеля в кожуре потери углеводов и минеральных веществ и всех витаминов, в том числе витамина С, уменьшаются примерно в 1,5 раза по сравнению с потерями при варке очищенного картофеля. При тушении же капусты потери ряда пищевых веществ в 2-3 раза выше, чем при припускании. Величина потерь зависит также от степени Измельчения продукта, интенсивности тепловой обработки и т. п.

Наибольшие потери важных пищевых веществ в процессе тепловой обработки животных продуктов наблюдаются при варке: белков 10 %, жиров 25 %, минеральных веществ и витаминов группы В 30 %, витамина А 50 % и витамина С 70 % за счет перехода в бульон и частичного распада. При жаркемяса потери минеральных веществ и витаминов примерно в 1 к раза меньше, чем при варке, белка - такие же, а жира - несколько больше (за счет потерь жира, добавленного при жарке) Эти потери происходят в основном в результате вытекания сока образования корочки и частичного разложения пищевых веществ при нагревании. Минимальные потери (5 % белков, жиров и минеральных веществ, 15-30 % витаминов, кроме витамина С, последний разрушается на 70 %) наблюдаются при тушении и запекании, которое можно рассматривать как один из видов тушения.

При жарке мелкими кусками потери всех пищевых веществ значительно (почти в 2 раза) меньше, чем при жарке крупным куском, вследствие меньшей длительности тепловой обработки мелкокускового полуфабриката мяса.

Потери ряда пищевых веществ при тепловой обработке рыбы в сильной степени зависят от ее жирности. Так, потери белка (8 %) и жира (9 %) при варке тощей рыбы (жирностью до 4 %) были в среднем в 1,5 раза меньше, чем при варке жирной (жирностью более 8 %) - 14 % белка и 12 % жира. При жарке, наоборот, потери белка (13 %) и жира (27 %) в процессе обработки тощей рыбы значительно выше, чем жирной (9 % белка и 13% жира). При припускании жирность рыбы в значительно меньшей степени влияет на потери белка и жира. Поскольку большое влияние на величину потерь оказывает видовой состав рыб, сделать какие-либо общие рекомендации по потерям при тепловой обработке рыбы весьма затруднительно.

Продолжение
--PAGE_BREAK--

Значительная (до ⅓) доля животного сырья в общественном питании используется для приготовления котлет. Это весьма рациональный способ кулинарной обработки. Потери белка при жарке котлет по сравнению с натуральным продуктом сокращаются примерно в 2 раза (5% против 10%), жира - на ⅓, минеральных веществ и витаминов - в 1,5-2 раза. Но все же эти потери выше, чем при тушении. Пищевые вещества в котлетах сохраняются за счет того, что сок, выделяющийся из мяса при жарке, впитывается, как указывалось выше, в хлеб, добавленный в котлетную массу, и в минимальной степени попадает на жарочную поверхность. Еще меньше (почти в 2 раза) потери пищевых веществ, особенно жира, минеральных веществ и витаминов, при варке котлет на пару. Потери пищевых веществ в этом случае весьма близки к потерям при тушении.

Для быстрого и приближенного расчета рационов часто бывает необходимо знать величины суммарных потерь пищевых веществ при различных видах тепловой кулинарной обработки. В табл. Iприведены усредненные данные по потерям пищевых веществ, обычно учитываемых при составлении диет, в растительных и животных продуктах с учетом двух наиболее распространенных видов тепловой обработки: варки и жарки. Там жеприведены аналогичные сведения в целом по дневному рациону (при соотношении растительных и животных продуктов 7:3).

Таблица I . Обобщенные величины потерь пищевых веществ при тепловой кулинарной обработке продуктов, %

Продукты

Углеводы

Минеральные вещества

Витамини

Энергетическая ценность, Ккал

β- каротин

Растительные

Животные

В среднем

Поясним некоторые позиции табл. I. Потери белков в животных продуктах выше, чем в растительных, так как абсолютное содержание белка в последних, как правило, довольно низкое и он, очевидно, более прочно связан. То же можно сказать и о жирах. Потери минеральных веществ в животных продуктах в 2 раза больше, чем в растительных. Исключение составляет кальций, который при некоторых видах тепловой обработки продукта с костями (например, птицы или некоторых видов рыб) частично переходит из костей в мясо.

Что касается витаминов, то основные потери их объясняются не извлечением или удалением при варке или жарке, а разрушением вследствие высокой температуры. По меньшей мере половина потерь витаминов происходит вследствие теплового разрушения, а для витамина С эта величина может достигнуть 2/3. Потери энергетической ценности составляют 10 %.

Для иллюстрации теоретических представлений о кулинарной обработке пищевых продуктов в приложении приведены некоторые рациональные рецепты приготовления популярных блюд , .

3. Методическая часть

Данную курсовую работу можно использовать в курсе школьной программы 10 класса в разделах: «Сложные эфиры. Жиры; Углеводы; Белки» для проведения уроков, лабораторных работ и опытов по учебнику «Химия» 10 класс, Габриелян О.С., Маскаев Ф.Н., Пономарев С.Ю., Теренин В.И., издательство «Дрофа», 2005 год. В более ранних издательствах этого учебника, например 2002 года, этих тем нет, но они есть в курсе 11 класса.

3.1 Урок: «Физико-химические изменения углеводов продуктов питания в процессе технологической обработки»

Цели урока:

Образовательные :

углубить знания о строении и свойствах углеводов;

выявить изменения углеводов продуктов питания при технологической обработке;

показать взаимосвязь физических и химических процессов.

Развивающие :

развивать:

умение применять знания теории на практике;

умение сравнивать, анализировать, делать выводы;

наблюдательность, самостоятельность.

Продолжение
--PAGE_BREAK--

Воспитательные :

прививать:

чувства личной ответственности и сознательного отношения к правильным и безопасным методам лабораторной работы;

интерес к избранной специальности;

показать студентам ведущую роль теории в познании практики.

Планируемые результаты

Знать :

состав, строение, основные свойства и изменения углеводов в процессе технологической обработки продуктов питания.

Уметь :

выявлять связь между строением и свойствами углеводов;

объяснять влияние изменений углеводов на качество готовой продукции в процессе технологической обработки продуктов.

Тип урока : лабораторная работа

Форма урока : комбинированный

Комплексно-методическое обеспечение :

На столе преподавателя:

мультимедийный проектор, компьютер, экран

На столах учеников:

химические реактивы: серная кислота, йод, сахароза, крахмал, сульфат меди, гидроксид натрия, вода;

химическая посуда: спиртовки, спички, фарфоровые чашки, асбестовые сетки, пипетки, пробирки, штативы, колбы;

методическое пособие “Физико-химические процессы, формирующие качество продукции общественного питания”;

инструкция по выполнению лабораторной работы.

Методы обучения :

словесные

наглядные

практические

проблемные

Межпредметные связи :

органическая химия

физколлоидная химия

товароведение

технология приготовления пищи

биология

Ход урока:

Преподаватель: Все продукты питания являются источниками пищевых веществ, необходимых организму человека для нормального развития и функционирования. Мы рассмотрим сегодня только одну группу веществ - углеводы . Углеводы - важнейшие вещества продуктов питания. Углеводы содержатся в основном в продуктах питания растительного происхождения.

Большая часть продуктов питания перед употреблением в пищу проходит соответствующую кулинарную обработку, в результате которой изменяются цвет, вкус, запах, повышается усвояемость, образуются новые вещества. Без знания сущности происходящих процессов при кулинарной обработке, нельзя сознательно подходить к выбору режима технологической обработки, обеспечить высокое качество готовых блюд, уменьшить потери пищевых веществ.

Актуализация опорных знаний . Повторение ранее изученного материала. Ученики отвечают на следующие вопросы преподавателя:

Какую роль выполняют углеводы в организме человека?

На какие три группы классифицируют углеводы по строению?

Назовите физические свойства каждой группы углеводов: моносахаридов, дисахаридов, полисахаридов.

Какое строение имеют моносахариды, дисахариды и полисахариды? Укажите молекулярные формулы и функциональные группы.

Как определить новые вещества, образовавшиеся в результате изменений углеводов?

Назовите качественные реакции на углеводы: глюкозу, сахарозу, крахмал.

Ответы на предложенные вопросы демонстрируются с помощью слайдов (3 – 7) презентации.

Преподаватель: Физико-химические изменения углеводов мы докажем опытным путем, проведя лабораторную работу.

Преподаватель объявляет цель лабораторной работы и проводит инструктаж по технике безопасности.

Студенты знакомятся с инструкцией по проведению лабораторной работы, проводят опыты, и результаты работы оформляют в таблицу.

Изменения углеводов

/результаты лабораторной работы/

Углевод

Название опыта

Уравнения реакций

Проявления в ТПП

Лабораторная работа

Тема: Физико-химические изменения углеводов продуктов питания в процессе технологической обработки

Цель: доказать проявления физико-химических изменений углеводов продуктов питания в технологии приготовления пищи

Инструкция по проведению лабораторной работы

наблюдать и объяснять химические явления;

пользоваться только реактивами, стоящими на столе;

осторожно обращаться с кислотами и щелочами;

оформить отчет с полученными результатами и выводами в таблице.

Опыт №1. Гидролиз сахарозы

Опыт №2. Карамелизация сахарозы

Опыт №3. Клейстеризация крахмала

Опыт №4 . Гидролиз крахмала

Продолжение
--PAGE_BREAK--

Кислотный гидролиз

Ферментативный гидролиз

Ученики совместно с преподавателем подводят итоги лабораторной работы (слайды 8-11) и делают выводы:

Какие проявления физико-химических изменений углеводов продуктов питания имеют место в технологии приготовления пищи?

Какие физико-химические изменения углеводов произошли при гидролизе сахарозы? (Растворение, инверсия)

Где эти изменения имеют место в технологии приготовления пищи? (Варка компота, варенья, фруктов)

Какие вещества являются конечными продуктами гидролиза сахарозы? (Глюкоза и фруктоза - инвертный сахар)

Какие физико-химические явления происходят при карамелизации сахарозы и где эти процессы проявляются в технологии приготовления пищи?

/Термомассоперенос и глубокий распад сахаров. Запекание яблок, появление корочки при выпечке хлеба/

Какие физико - химические явления проявляются в процессе клейстеризации крахмала /Набухание и разрушение структуры крахмального зерна

Проявление этих изменений в технологии приготовления пищи

/Варка киселей, соусов, супов-пюре/

Какие вещества являются конечными продуктами кислотного и ферментативного гидролиза? Где мы наблюдаем эти проявления?

/Образуются глюкоза, декстрины, патока. Варка красных соусов, киселей/

Сравните условия ферментативного и кислотного гидролиза. Какой гидролиз происходит быстрее и при более мягких условиях?

Домашнее задание (слайд 12)

Контроль. Проверка знаний учеников фактического материала.

Ученики отвечают на вопросы теста (слайды 13-17).

Учениками проводится взаимопроверка тестирования (слайд 18) и выставление оценок согласно следующим критериям:

менее 6 с.о. – тест не оценивается

6 – 7 с.о. – оценка “3”

8 – 9 с.о. – оценка “4”

10 – 11 с.о. – оценка “5”

Рефлексия (слайд 19)

3.2 Урок «Белковая пища с точки зрения химии»

(Проблемно-интегрированный урок)

«Чтобы постичь бесконечное, надо сначала разъединить, потом соединить.» Гёте

Урок " Белковая пища с точки зрения химии" проводился на двух часовом уроке в одиннадцатом классе как проблемно - интегрированный на этапе обобщения и расширения знаний по теме «Белки» после двух часовой лекции «Белок - качественно новый уровень развития материи, высшая форма развития вещества».Данный урок можно отнести ко второму уровню урока - исследования. Учитель формирует проблему, подводит учащихся к пониманию темы и цели исследования, направляет деятельность учащихся в русло исследовательской работы. Ученики самостоятельно планируют и выполняют исследовательскую работу, консультируются с учителем. На каждом этапе исследовательской работы получают оценку учителя (правильно или неправильно).В ходе урока перед учащимися раскрывается межпредметный характер решаемой проблемы (связь с биологией, медициной). Такой урок оказывает развивающее влияние на личность каждого ученика.

Учебная цель урока : На основе приобретенных знаний по химии и биологии и результатов, полученных в ходе исследовательской работы, сделать вывод о роли незаменимых аминокислот для полноценного белкового питания.

Задачи:

Организовать деятельность учащихся на самостоятельное и творческое разрешение проблемной ситуации урока;

Создать атмосферу сотрудничества, постоянного общения в парах, группах с целью обсуждения результатов исследования;

Дать возможность учащимся выражать, мысли в виде суждений, самостоятельно сравнить, выделять существенное.

Способствовать формированию адекватной самооценки, контролируемой членами группы и учителем;

Способствовать приобретению новых понятий - «незаменимая аминокислота», «совершенный», «несовершенный белок»;

Наблюдать за ходом выполнения лабораторных опытов «Анализ пищевых продуктов на наличие белка», направлять работу, следить за соблюдением правил техники безопасности;

Организовать работу с дополнительной литературой.

Оборудование:

Рабочий лист для учащихся

Приложение 1 " Процесс переваривания белков";

Приложение 2 " Анализ пищевых продуктов";

Приложение 3 " Суточная потребность в белках для различных групп населения" и «Содержания незаменимых аминокислот в важнейших продуктах питания»).

Спиртовки (7шт.), пробирки (7 x 8=56шт.), спички (7шт.), штативы для пробирок, марлевые салфетки (7шт.), пипетки (14 шт.).

Пищевые продукты: молоко, мясной фарш, желатин, клейковина, раствор белка куриного яйца (альбумина).

Реактивы: азотная кислота (1:2), 10% растворы сульфата меди (II) и гидроксида натрия, вода в колбах (7). Для проведения урока все ученики были разделены на семь групп по четыре человека.

На каждом столе: чистые листы бумаги, рабочие листы, оборудование, реактивы, дополнительная литература, учебник «Химия 10 - 11, Нифантьев ».

Дополнительная литература

Николаев Л.А. «Химия жизни» М. «Просвещение», 1973г.

Щюльгин Г.Б. " Эта увлекательная химия" М. «Химия», 1984г.

Макаров К.А. «Химия и здоровье» М. «Просвещение», 1995г.

Литература, используемая учителем:

Брэгг П. Здоровье и долголетие". Грэгори- Пэйдж М., 1995.

Грузиков Е.В. «Пища - это концерт белков с оркестром...»Химия. Приложение к газете «Первое сентября», №20, 1997г.

Богданова Н.Н Химия. «Лабораторные работы» М., Астрель ACT 2001

Макаров К.А «Химия и медицина» М,«Просвещение» 1981

Николаев Л… А. «Химия и жизнь» М., Просвещение 1973

Гольдфельд М.Г «Химия и общество» М., Мир 1995

Структура урока

Актуализация знаний. «Ваше здоровье - это отражение вашей пищи»

Создание педагогической проблемной ситуации 2" - 3"

Разрешение проблемной ситуации

Психологическая проблемная ситуация. Лабораторный опыт № 1 (групповая работа). 10"

Анализ пищевых продуктов на наличие белка

Тест индивидуальная работа 5"

Превращение белковой пищи в организме

Продолжение
--PAGE_BREAK--

что характеризует процесс превращения белков?

обсуждение схемы «Превращение белков в организме»

запись схемы превращения белков

гидролиз белков, условия гидролиза в клетке и в пробирке

синтез белков (образование полипептидов)

PAGE_BREAK--

3гр. - метионин;

4гр. - лизин.

PAGE_BREAK--

Работники частично механизированного труда(шахтеры, металлурги, механизаторы сельского хозяйства и т. п.)

Незаменимые аминокислоты

Оптимальное содержание, г

Молоко коровье

говядина

Творог нежирный

Мука пшеничная

картофель

Триптофан

Изолейцин

Метионин

Фенилаланин

Потребность человека в белке зависит от его возраста, пола, характера трудовой деятельности. В организме здорового взрослого человека должен быть баланс между количеством поступающих белков и выделяющимися продуктами их распада.

Изучение аминокислотного состава различных продуктов показало, что белки животного происхождения больше соответствуют структуре человеческого тела. Более того, аминокислотный состав белков яиц был принят за идеальный, поскольку их усвоение организмом человека приближается к 100%. Очень высока степень усвоения и других продуктов животного происхождения: молока - 96%, мяса и рыбы -93-95%.

Белки хлеба усваиваются на 62-86%, овощей - на 80%, картофеля, некоторых бобовых 70%.Многие растительные продукты, особенно злаковые, содержат белки пониженной биологической ценности: в кукурузе, например, обнаружен дефицит лизина и триптофана, в пшенице - лизина и треонина.

Вывод : У значительной части населения земного шара отличается определенный дефицит трех аминокислот. Каких?

Продолжение
--PAGE_BREAK--

Задание. Учеными установлено, что в дневном рационе взрослого человека должно быть около 120 г белка. Как рассчитать, какое количество продуктов удовлетворит суточную потребность человека в белке?

Заключение

Анализируя различную педагогическую и методическую литературу, можно отметить, что проблема внеклассной работы с учащимися по предмету стоит достаточно остро перед учителями и молодыми педагогами в частности.

Химические опыты на уроках имеют большое учебно-воспитательное значение. Они являются важным средством для развития у учащихся интереса к изучению учебного предмета химии, совершенствования и углубления знаний по предмету.

В ходе подготовки опыта учащиеся, наряду с изучением поставленной темы по химии, дополняют его материалом по биологии и физики, что так же является важным подспорьем в их дальнейшей учёбе.

Список литературы

Буглович С.Ю., Дублецкая М.М. Химические вещества и качество продуктов. - Минск: Ураджай, 1986.

Быков В.П. Изменения мяса рыбы при холодильной обработке. - М.: Агропромиздат, 1987.

Грищенко А.Д. Сливочное масло. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983.

Казаков Е.Д., Кретович В.Л. Биохимия зерна и продуктов его переработки. - М.: Агропромиздат, 1989.

Кишковский 3.Н., Скурихин И.М. Химия вина. - М.: Агропромиздат, 1988.

Несмеянов А.Н., Беликов В.М. Пища будущего. - М.: Педагогика, 1985.

Нечаев А.П. Органическая химия. М.: Высшая школа, 1988.

Нечаев А.П… Сандлер Ж.Я. Липиды зерна. - М.: Колос, 1975.

Павлоцкая Л.Ф., Дуденко Н.В… Эдельман М. М. Физиология питания. М.: Высшая школа, 1989.

Ржавская Ф.М. Жиры рыб и морских млекопитающих. - М.: Пищевая промышленность, 1976.

Состав и свойства молока как сырья для молочной промышленности. Справочник. - М.: Агропромиздат, 1986.

Тепел А. Химии и физики молока. - М.: Пищевая промышленность, 1979.

Техническая биохимия /Под ред. В.Л. Кретовича.- М.: Высшая школа, 1973.

Технология сыра. Справочник. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.

Толстогузов В.Б. Новые формы белковой пищи. -М: Агропромиздат, 1987.

Химический состав пищевых продуктов. Справочные таблицы содержания основных пищевых веществ и энергетической ценности пищевых продуктов /Под ред. И. М. Скурихина и М.Н. Волгарева. - М.: Агропромиздат, 1987. Т. I.

Химический состав пищевых продуктов. Том. II. Справочные таблицы содержания аминокислот, жирных кислот, витаминов, макро- и микроэлементов и углеводов /Под peд. И.М. Скурихина и М. Н. Волгарева. - М.: Агропромиздат, 1987.

Химический состав пищевых продуктов. Том III. Справочные таблицы содержания основных пищевых веществ и энергетической ценности блюд и кулинарных изделий /Под ред. И.М. Скурихина и В.А Шатерникова. Том IV. M.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.

Скурихин И.М… Шатерников В.А. Как правильно питаться. - М.: Агропромиздат, 1986.

Книга о вкусной и здоровой пище /Под ред. И.М. Скурихина.- М.: Агропромиздат, 1990.

ru.wikipedia.org/wiki/

image.websib.ru/04/method/liceum/article11.html

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Кубанский государственный технологический университет

Кафедра технологии и организации питания

Контрольная работа №1 по дисциплине:

Физико-химические основы технологии продуктов общественного питания

Выполнил: студент III курса

Шевелев Олег Геннадьевич

Специальность: 260800

Рецензент: Северина Наталья Александровна

Краснодар 2013

Введение

1. Деструкция белков

1.1 Сущность процесса деструкции

3. Каротиноиды и хлорофиллы

Список использованных источников

Введение

В настоящее время основным принципом производства продукции общественного питания является создание блюд и изделий, обладающих повышенной пищевой ценностью и отвечающих современным требованиям санитарно-гигиенических нормативов.

Научно-теоретическое обоснование технологических процессов производства продукции общественного питания впервые дал Технологический отдел Института питания РАМН. Первые экспериментальные и теоретические исследования в этой области были выполнены в 1935 - 1960 г. В последующие годы технологическая наука углублялась и расширялась благодаря вкладу многих ученых, как нашей страны, так и зарубежья.

Продовольственное сырье и пищевые продукты представляют собой сложные многокомпонентные биологические системы, претерпевающие необратимые изменения на разных стадиях технологического процесса производства продукции на предприятиях общественного питания. Основные изменения происходят при механической, гидромеханической обработке сырья и продуктов, а также при тепловой обработке полуфабрикатов и приготовлении готовой пищи.

Физико-химические процессы, протекающие в пищевых системах при кулинарной обработке сырья растительного и животного происхождения, влияние этих процессов на пищевую ценность и безопасность продукции, изменение структурно-механических характеристик сырья и полуфабрикатов, а также другие вопросы будут рассмотрены в данном курсе.

Изучение и понимание физико-химических процессов, происходящих при производстве продукции, являются необходимым условием при создании высококачественных изделий, так как позволяют усилить положительное и минимизировать отрицательное влияние кулинарной обработки на качество готовых изделий.

1. Деструкция белков

белок кулинарный жир овощ

1.1 Сущность процесса деструкции белков

При тепловой обработке продуктов изменения белков не ограничиваются их денатурацией. Для доведения продукта до полной готовности необходимо нагревать его при температурах, близких к 100? С, более или менее продолжительное время. В этих условиях белки подвергаются дальнейшим изменениям, связанным с разрушением их макромолекул. Это приводит к деструкции белковой молекулы. Деструкция - изменение состава белковых молекул при длительном воздействии. Деструкция характеризуется разрывом пептидных связей и деполимеризацией полипептидных цепей и образованием растворимых и летучих соединений, обуславливающих вкус и запах продуктов.

Различают механическую, ферментативную и тепловую деструкцию.

Примером механической деструкции белка является взбивание яичного белка с целью получения устойчивой пены. Однако в результате длительного механического воздействия белок яйца начинает течь.

Ферментативная деструкция наступает в результате применения различных ферментативных препаратов.

Тепловая деструкция белков сопровождается образованием таких летучих продуктов как аммиак, сероводород, углекислый газ и других веществ.

Исключение составляет белок мясного и рыбного сырья коллаген, деструкция которого приводит к образованию глютина - белка, растворимого в горячей воде. Аминокислотный состав глютина аналогичен составу коллагена. На своей поверхности глютины, как белковые вещества, имеют функциональные группы и участки. Функциональные группы гидрофильные. (Размягчение мясных и рыбных продуктов при тепловой кулинарной обработке связано с деструкцией коллагена соединительной ткани и переходом его в глютин).

1.2 Факторы, вызывающие разрушение белков при кулинарной обработке сырья

На переход коллагена в глютин влияют следующие технологические факторы:

а) температура среды. При жарке мяса, птицы, рыбы, когда температура в толще продукта не превышает 80 - 85°С, переход коллагена в глютин протекает медленно. В связи с этим кулинарная обработка методом жарки возможна только для таких частей туш, в которых коллагена содержится сравнительно мало и морфологическое строение соединительной ткани простое (коллагеновые волокна тонкие, располагаются параллельно направлению мышечных волокон). Коллаген рыб подвергается деструкции значительно легче, чем мяса (говядины), поскольку соединительная ткань рыб имеет сравнительно простое морфологическое строение, в составе коллагена меньше оксипролина, он подвергается денатурации и деструкции при более низких температурах.

б) реакция среды. Подкисление среды пищевыми кислотами или продуктами, содержащими эти кислоты, ускоряет переход коллагена в глютин.

Деструкция коллагена до глютина ускоряется и в щелочной среде. Это используют в мясной промышленности для выработки желатина, который представляет собой высушенный глютин.

в) измельчение. Оно способствует снижению гидротермической устойчивости коллагена. Это объясняется тем, что при измельчении мяса или рыхлении порционных кусков мяса волокна коллагена разрезаются на более мелкие фрагменты, поверхность контакта белка с окружающей средой многократно возрастает.

Поведение белка-глютина в растворе зависит от температуры. При высокой температуре водные растворы глютина обладают свойствами нормальной (ньютоновской) жидкости, молекулы глютина независимо от их молекулярной массы находятся в изолированном друг от друга состоянии. По мере охлаждения раствора, при температуре ниже 40°С, его молекулярно-дисперсное состояние нарушается, появляются свойства упруго-вязкой жидкости, свойственные псевдорастворам. Дальнейшее охлаждение водяного раствора глютина сопровождается постепенным появлением упругих свойств с образованием студня. В растворе идет процесс структурообразования, в ходе которого молекулы глютина образуют трехмерный каркас, соединяясь друг с другом и обеспечивая определенную прочность системы. Стойкость каркаса сетки обеспечивается водородными связями, которые возникают между гидрофильными участками глютина и воды.

Чем более полярными являются молекулы глютина, тем сильнее они притягиваются друг к другу и тем сильнее взаимодействие.

При нагревании студни обратно переходят в жидкое состояние. Под действием тепла молекулы воды приобретают кинетическую энергию. Эта энергия выше энергии водородных связей их взаимных притяжений и поэтому под действием воды молекулы глютина отходят друг от друга и вода выходит наружу.

2. Изменения жиров при жарке во фритюре

Продолжительность жарки продуктов во фритюре небольшая. Так, при температуре фритюра 180°С порционные куски рыбы жарят около 5 мин, пирожки, пончики, чебуреки - 6 мин. Готовность обжариваемого продукта оценивается по образованию на его поверхности специфической корочки. Таким образом, на глубину физико-химических изменений жира оказывает влияние не столько процесс жарки продуктов, сколько продолжительность использования самого фритюра (2 - 3 смены и более).

Важным фактором, влияющим на течение физико-химических процессов в жирах, является температура фритюрного жира. Так, при температуре 200°С гидролиз жира протекает в 2,5 раза быстрее, чем при 180 С. При этом заметно ускоряются процессы полимеризации глицеридов и жирных кислот. Перегрев фритюрного жира возможен по двум причинам:

В связи с местным перегревом его вблизи нагревательных элементов жарочного аппарата (фритюрницы),

В период холостого нагрева, когда обжаренный продукт из жира извлечен, а новая партия продукта в жир еще не заложена.

Жарка во фритюре может быть непрерывной и периодической.

При непрерывной фритюрной жарке жир постоянно удаляется из жарочной ванны с готовым продуктом, а его количество пополняется путем долива свежего жира. В результате сменяемости нагреваемого жира степень окисления его быстро достигает стабильного состояния и в дальнейшем мало изменяется. Чем больше коэффициент сменяемости жира, тем медленнее он подвергается, окислительным изменениям.

Наиболее разрушительному воздействию подвергается жир при периодическом фритюрном жаренье. В этом случае жир длительное время нагревается без продукта (холостой нагрев) и периодически используется для жарки различных продуктов. Холостой нагрев бывает и при повторном нагреве. Чередующиеся нагревание и охлаждение действуют на жир более разрушительно, чем непрерывный нагрев в течение того же времени. Это связано с ускорением автоокисления ранее нагретого жира в период его охлаждения.

2.1 Меры по сохранению качества фритюрных жиров

Важным фактором сохранения качества фритюрных жиров в период жарки является степень контакта жира с кислородом воздуха, без доступа которого даже длительное нагревание при 180 - 200°С не вызывает заметных окислительных изменений жира. Увеличению контакта с воздухом способствуют нагревание жира тонким слоем, жарка продуктов пористой структуры, интенсивное вспенивание и перемешивание жира.

Заметное влияние на скорость термического окисления жира оказывает и химический состав обжариваемых продуктов. Так, входящие в состав продуктов белки способны оказывать антиокислительное действие, а некоторые вещества, образующиеся в результате реакций меланоидинообразования, обладают редуцирующим действием и могут прерывать цепь окислительных превращений.

Более заметное окисление фритюрных жиров при холостом нагреве по сравнению с окислением их при обжаривании продуктов можно объяснить анти-окислительным действием других компонентов, входящих в состав обжариваемых продуктов в небольших количествах (аскорбиновая кислота, некоторые аминокислоты, глютатион).

На первом этапе фритюрной жарки продуктов происходят те же физико-химические изменения липидов, что и при обычной жарке: увеличиваются кислотное и перекисное числа, уменьшается йодное число. Последующая жарка продуктов во фритюре сопровождается распадом пероксидов, гидропероксидов и оксикислот и образованием термостабильных продуктов окисления: карбонильных и дикарбонильных соединений, жирных кислот с сопряженными двойными связями, продуктов полимеризации. Соответственно этому повышаются показатель преломления, йодное число жира и оптическая плотность.

Медико-биологические исследования последних лет показали, что наибольшую опасность для человека представляют продукты окисления, пиролиза и полимеризации, которые в природных пищевых жирах отсутствуют.

3. Каротиноиды и хлорофиллы

Каротиноиды - сильно ненасыщенные углеводороды. В их молекулах находится большое число сопряженных двойных связей. Каротиноиды хорошо растворяются в жирах, устойчивы к воздействию тепла. Поэтому, нативная (желтая, оранжевая) окраска пищевых продуктов, подвергнутых тепловой обработке, не исчезает. Обесцвечивание происходит под влиянием кислорода воздуха.

Каротин встречается во многих плодах, овощах, в зеленых листьях вместе с хлорофиллом и ксантофиллом. Каротин находится в виде трех изомеров. Все они способны к аутоокислению.

Окраска ликопина - оранжево-красная, интенсивнее, чем у каротина. Он имеет тринадцать двойных связей и состоит из восьми остатков изопрена.

Ксантофилл и его изомер зеаксантин являются производными каротина. Они имеют желтую окраску и находятся в хлоропластах зеленых листьев.

Хлорофиллы придают зеленую окраску плодам и овощам. В молекуле хлорофилла имеется по четыре пиррольных ядра и атом металла - магния. Существуют хлорофилл и хлорофилл. При тепловой обработке хлорофилл темнеет, так как происходи его разрушение, и он переходит в фиофитин.

3.1 Изменение цвета овощей и плодов с зеленой и желтой окраской в процессе их кулинарной обработки

Зеленый цвет овощей (щавель, шпинат, зеленый горошек, стручки бобовых) и некоторых плодов (крыжовник, виноград, слива ренклод и др.) обусловлен присутствием в них пигмента хлорофилла, в основном б-хлорофилла.

По химической природе а-хлорофилл представляет собой сложный эфир двухосновной кислоты и двух спиртов: метилового и фитола.

Зеленые овощи и плоды при варке и припускании буреют. Происходит это вследствие взаимодействия хлорофилла с органическими кислотами или кислыми солями этих кислот, содержащимися в клеточном соке овощей и плодов, с образованием нового вещества бурого цвета -- феофитина:

В сырых продуктах эта реакция не происходит, так как хлорофилл отделен от органических кислот или их солей, содержащихся в вакуолях, тонопластом.

Кроме того, хлорофилл, находящийся в комплексе с белком и липидами (в хлоропластах), защищен этими веществами от внешних воздействий. Лишь при нарушении целости клеток паренхимной ткани в местах повреждения овощей появляются бурые пятна.

При тепловой кулинарной обработке овощей и плодов белок, связанный с хлорофиллом, в результате денатурации отщепляется, мембраны пластид и тонопласт разрушаются, вследствие чего органические кислоты получают возможность взаимодействовать с хлорофиллом.

Степень изменения зеленой окраски овощей и плодов зависит от продолжительности тепловой обработки и концентрации органических кислот в продукте и варочной среде. Чем дольше варятся зеленые овощи и плоды, тем больше образуется феофитина и тем заметнее их побурение. Окраска овощей с повышенным содержанием органических кислот (например, щавель) изменяется значительно.

Для сохранения цвета зеленые овощи рекомендуется варить в большом количестве воды при открытой крышке и интенсивном кипении строго определенное время, необходимое для доведения их до готовности. В этих условиях часть летучих кислот удаляется с парами воды, концентрация органических кислот в продуктах и варочной среде снижается, образование феофитина замедляется.

Цвет зеленых овощей и плодов лучше сохраняется при варке в жесткой воде: содержащиеся в ней кальциевые и магниевые соли нейтрализуют некоторую часть органических кислот и кислых солей клеточного сока.

При варке и припускании зеленые овощи и плоды кроме бурой окраски могут приобретать и другие оттенки, обусловленные изменением уже образовавшегося феофитина под действием ионов некоторых металлов. Например, если в варочной среде присутствуют ионы железа, овощи могут приобретать коричневую окраску, если ионы алюминия -- сероватую, ионы Си -- ярко-зеленую.

Желто-оранжевая окраска овощей (морковь, томаты, тыква) и некоторых плодов обусловлена присутствием в них каротиноидов.

В процессе кулинарной обработки окраска этих овощей и плодов заметно не изменяется. Считают, что каротиноиды при этом практически не разрушаются. В отварной моркови, наоборот, обнаруживается даже больше каротиноидов, чем в сырой. Увеличение содержания каротиноидов при варке моркови можно объяснить происходящим при этом разрушением белково-каротиноидных комплексов и высвобождением каротиноидов.

При жарке томатов, тыквы и пассеровании моркови каротиноиды частично переходят в жир, вследствие чего интенсивность окраски овощей несколько понижается.

Список использованной литературы

1. Технология продукции общественного питания. В 2т. Т.1. Физико-химические процессы, протекающие в пищевых продуктах при их кулинарной обработке /А.С. Ратушный, В.И. Хлебников, Б.А. Баранов и др./ Под ред. А.С. Ратушного. - М.: Мир, 2003. - 351 с.

2. Технология приготовления пищи / Н.И. Ковалев, М.Н. Куткина, В.А. Кравцова. - М.: Издательский дом «Деловая литература», Изд-во «Омега - Л», 2003. - 480 с.

3. Технологии пищевых производств/ Под ред. А.П. Нечаева. - М.: Изд-во «КолосС», 2005. - 768 с.

4. Могильный М.П. Технология продукции общественного питания: справ. пособие. - М.: ДеЛи принт, 2005. - 320 с.

5. Пищевая химия/ А.П. Нечаев, С.Е. Траубенберг, А.А. Кочеткова и др./ Под ред. А.П. Нечаева. - СПб.: «ГИОРД», 2012. - 672 с.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Денатурация белков: сущность процесса, изменение свойств белка, виды денатурации. Углеводов, входящие в состав клеточных стенок растительных продуктов, при воздействии тепловой обработки. Антоцианы, их изменения при кулинарной обработке плодов и овощей.

контрольная работа , добавлен 21.05.2014


Организация процесса подготовки сырья, продуктов, полуфабрикатов для сложной кулинарной продукции из овощей. Физико-химические процессы, происходящие при тепловой обработке продуктов. Требования к качеству горячих овощных блюд. Расчет их пищевой ценности.

курсовая работа , добавлен 28.01.2016


Правильный подбор необходимых продуктов и выбор способа их кулинарной обработки. Рекомендованные сорта овощей, фруктов, грибов и бобовых, признаки их спелости и свежести. Особенности обработки мяса, домашней птицы и дичи, рыбы. Вспомогательные материалы.

реферат , добавлен 02.06.2009


Квалификационная характеристика повара 3-го разряда. Требования к приемке и хранению сырья, поступающего на предприятие. Способы кулинарной обработки пищевых продуктов. Схема механической обработки овощей и грибов и приготовление полуфабрикатов из них.

отчет по практике , добавлен 25.05.2013


Технология полуфабрикатов из овощей, плодов и грибов, мяса. Приготовление холодных блюд и закусок. Санитарные требования к кулинарной обработке пищевых продуктов. Улучшение качества обслуживания заказчиков, внедрение прогрессивных форм обслуживания.

отчет по практике , добавлен 16.12.2014


Факторы, влияющие на изменение цвета каротиноидов при кулинарной обработке продуктов. Ассортимент горячих закусок из мяса и мясных продуктов. Оформление и правила подачи, требования к качеству. Основные приемы приготовления блюд лечебного питания.

контрольная работа , добавлен 23.10.2010


Ассортимент горячих фирменных мясных блюд, особенности их приготовления. Строение и состав мышечной ткани мяса. Изменение структуры и цвета мяса при тепловой обработке. Формирование вкуса и аромата мяса, подвергнутого тепловой кулинарной обработке.

дипломная работа , добавлен 17.06.2013


Характеристика ассортимента соуса белого основного и его производных. Процесс тепловой обработки получения полуфабрикатов. Технология приготовления соусов. Физико-химические изменения пищевых компонентов происходящих при кулинарной обработке продуктов.

курсовая работа , добавлен 17.02.2015


Изучение принципов организации рабочих мест в холодном цехе. Реализация (отпуск) кулинарной продукции. Характеристика пищевых продуктов и овощей. Значение холодных блюд и закусок из овощей. Способы сохранения пищевых веществ при кулинарной обработке.

курсовая работа , добавлен 18.12.2012


Анализ рынка услуг питания. Характеристика, приемы и режимы технологической обработки сырья и продуктов. Ассортимент и классификация кулинарной продукции. План-меню для буфета. Расчет пищевой и энергетической ценности блюд. Особенности их приготовления.

3.1 Урок: «Физико-химические изменения углеводов продуктов питания в процессе технологической обработки»

Цели урока:

Образовательные :

углубить знания о строении и свойствах углеводов;

выявить изменения углеводов продуктов питания при технологической обработке;

показать взаимосвязь физических и химических процессов.

Развивающие :

развивать:

умение применять знания теории на практике;

умение сравнивать, анализировать, делать выводы;

наблюдательность, самостоятельность.

Воспитательные :

прививать:

чувства личной ответственности и сознательного отношения к правильным и безопасным методам лабораторной работы;

интерес к избранной специальности;

показать студентам ведущую роль теории в познании практики.

Планируемые результаты

Знать :

состав, строение, основные свойства и изменения углеводов в процессе технологической обработки продуктов питания.

Уметь :

выявлять связь между строением и свойствами углеводов;

объяснять влияние изменений углеводов на качество готовой продукции в процессе технологической обработки продуктов.

Тип урока : лабораторная работа

Форма урока : комбинированный

Комплексно-методическое обеспечение :

На столе преподавателя:

мультимедийный проектор, компьютер, экран

На столах учеников:

химические реактивы: серная кислота, йод, сахароза, крахмал, сульфат меди, гидроксид натрия, вода;

химическая посуда: спиртовки, спички, фарфоровые чашки, асбестовые сетки, пипетки, пробирки, штативы, колбы;

методическое пособие “Физико-химические процессы, формирующие качество продукции общественного питания”;

инструкция по выполнению лабораторной работы.

Методы обучения :

словесные

наглядные

практические

проблемные

Межпредметные связи :

органическая химия

физколлоидная химия

товароведение

технология приготовления пищи

биология

Ход урока:

Преподаватель: Все продукты питания являются источниками пищевых веществ, необходимых организму человека для нормального развития и функционирования. Мы рассмотрим сегодня только одну группу веществ - углеводы . Углеводы - важнейшие вещества продуктов питания. Углеводы содержатся в основном в продуктах питания растительного происхождения.

Большая часть продуктов питания перед употреблением в пищу проходит соответствующую кулинарную обработку, в результате которой изменяются цвет, вкус, запах, повышается усвояемость, образуются новые вещества. Без знания сущности происходящих процессов при кулинарной обработке, нельзя сознательно подходить к выбору режима технологической обработки, обеспечить высокое качество готовых блюд, уменьшить потери пищевых веществ.

Актуализация опорных знаний . Повторение ранее изученного материала. Ученики отвечают на следующие вопросы преподавателя:

Какую роль выполняют углеводы в организме человека?

На какие три группы классифицируют углеводы по строению?

Назовите физические свойства каждой группы углеводов: моносахаридов, дисахаридов, полисахаридов.

Какое строение имеют моносахариды, дисахариды и полисахариды? Укажите молекулярные формулы и функциональные группы.

Как определить новые вещества, образовавшиеся в результате изменений углеводов?

Назовите качественные реакции на углеводы: глюкозу, сахарозу, крахмал.

Ответы на предложенные вопросы демонстрируются с помощью слайдов (3 – 7) презентации.

Преподаватель: Физико-химические изменения углеводов мы докажем опытным путем, проведя лабораторную работу.

Преподаватель объявляет цель лабораторной работы и проводит инструктаж по технике безопасности.

Студенты знакомятся с инструкцией по проведению лабораторной работы, проводят опыты, и результаты работы оформляют в таблицу.

Изменения углеводов

/результаты лабораторной работы/

Углевод	Название опыта	Уравнения реакций	Проявления в ТПП

Лабораторная работа

Тема: Физико-химические изменения углеводов продуктов питания в процессе технологической обработки

Цель: доказать проявления физико-химических изменений углеводов продуктов питания в технологии приготовления пищи

Инструкция по проведению лабораторной работы

наблюдать и объяснять химические явления;

пользоваться только реактивами, стоящими на столе;

осторожно обращаться с кислотами и щелочами;

оформить отчет с полученными результатами и выводами в таблице.

Опыт №1. Гидролиз сахарозы

Опыт №2. Карамелизация сахарозы

Опыт №3. Клейстеризация крахмала

Опыт №4 . Гидролиз крахмала

Кислотный гидролиз

Ферментативный гидролиз

Ученики совместно с преподавателем подводят итоги лабораторной работы (слайды 8-11) и делают выводы:

Какие проявления физико-химических изменений углеводов продуктов питания имеют место в технологии приготовления пищи?

Какие физико-химические изменения углеводов произошли при гидролизе сахарозы? (Растворение, инверсия)

Где эти изменения имеют место в технологии приготовления пищи? (Варка компота, варенья, фруктов)

Какие вещества являются конечными продуктами гидролиза сахарозы? (Глюкоза и фруктоза - инвертный сахар)

Какие физико-химические явления происходят при карамелизации сахарозы и где эти процессы проявляются в технологии приготовления пищи?

/Термомассоперенос и глубокий распад сахаров. Запекание яблок, появление корочки при выпечке хлеба/

Какие физико - химические явления проявляются в процессе клейстеризации крахмала /Набухание и разрушение структуры крахмального зерна

Проявление этих изменений в технологии приготовления пищи

/Варка киселей, соусов, супов-пюре/

Какие вещества являются конечными продуктами кислотного и ферментативного гидролиза? Где мы наблюдаем эти проявления?

/Образуются глюкоза, декстрины, патока. Варка красных соусов, киселей/

Сравните условия ферментативного и кислотного гидролиза. Какой гидролиз происходит быстрее и при более мягких условиях?

Домашнее задание (слайд 12)

Контроль. Проверка знаний учеников фактического материала.

Ученики отвечают на вопросы теста (слайды 13-17).

Учениками проводится взаимопроверка тестирования (слайд 18) и выставление оценок согласно следующим критериям:

менее 6 с.о. – тест не оценивается

6 – 7 с.о. – оценка “3”

8 – 9 с.о. – оценка “4”

10 – 11 с.о. – оценка “5”

Рефлексия (слайд 19)

Технология приготовления пищи - техническая дисциплина, изучающая рациональное приготовление кулинарной продукции в условиях массового производства.

Цель дисциплины - приобретение студентами теоретических знаний о технологических процессах обработки сырья, приготовления, оформления и отпуска кулинарной продукции, оценки ее качества и безопасности.

Предметом дисциплины являются: технология производства полуфабрикатов и готовой продукции на предприятиях общественного питания; физико-химические и биохимические процессы, происходящие в продуктах при их кулинарной обработке; требования к качеству кулинарной продукции; способы управления технологическими процессами.

Задачи курса:

♦ обеспечение качества и безопасности кулинарной продукции;

♦ выпуск кулинарной продукции, сбалансированной по основным факторам питания (аминокислотному, жировому, минеральному, витаминному составам и т. д.)

♦ обеспечение хорошего усвоения пищи за счет придания ей необходимого аромата, вкуса, внешнего вида;

♦ снижение отходов и потерь пищевых веществ при кулинарной обработке продуктов;

♦ использование малоотходных и безотходных технологий;

♦ максимальная механизация и автоматизация производственных процессов, сокращение затрат ручного труда, энергии, материалов.

♦ Дисциплина "Технология приготовления пищи" состоит из следующих структурных элементов: введения, общих теоретических основ технологии приготовления пищи; технологических процессов обработки сырья и приготовления полуфабрикатов; технологических процессов приготовления отдельных групп блюд и кулинарных изделий; технологии приготовления мучных кулинарных и кондитерских изделий; технологии приготовления блюд и кулинарных изделий для специальных видов питания.

Межпредметные связи с другими дисциплинами. Основой для изучения дисциплины служат знания, приобретенные студентами при изучении, общеобразовательных и ряда смежных общетехнических и специальных дисциплин.

При обработке продуктов и производстве готовой продукции происходит ряд химических процессов: гидролиз дисахаридов, карамелизация сахаров, окисление жиров и т. д. Большинство кулинарных процессов является коллоидными: коагуляция белков (при нагревании мяса, рыбы, яиц), получение стойких эмульсий (многие соусы), получение пены (взбивание сливок, белков и т. д.), старение студней (черствение выпечных изделий, каш, отделение жидкостей от киселей, желе), адсорбция (осветление бульонов). Знание химии необходимо, чтобы управлять многочисленными процессами при приготовлении пищи и контролировать качество сырья и готовой продукции.

Данные о составе и потребительских свойствах продуктов, которые студент получает при изучении курса товароведения продовольственных товаров, позволяют технологу правильно: решать проблему рационального использования сырья и служат важными критериями для обоснования и организации технологических процессов.

Рекомендации физиологии питания необходимы для организации рационального питания. Они учитывают потребности в незаменимых факторах питания различных контингентов населения, дают возможность дифференцированно использовать продукты. Академик И. П.

Павлов говорил, что физиологические данные выдвигают новую точку зрения относительно сравнительной, ценности питательных средств. Мало знать, сколько белков, жиров, углеводов и других веществ содержится в пище. Практически важным является сравнение различных форм приготовления одной и той же пищи (вареного и жареного мяса, яиц вкрутую и всмятку, сырого и кипяченого молока и т. д.).

Важнейшим показателем качества пищи является ее безопасность для потребителя. Знание и соблюдение правил гигиены питания и санитарии обеспечивают изготовление благополучной в санитарном отношении продукции и позволяют устанавливать строгий санитарный режим на предприятиях общественного питания.

Переработка сырья, приготовление кулинарной продукции связаны с эксплуатацией сложного механического, теплового и холодильного оборудования, что требует от технолога знаний, получаемых в цикле технических дисциплин.

Дисциплина "Технология приготовления пищи" непосредственно связана с такими дисциплинами, как экономика общественного питания и организация производства и обслуживания. Изучение этих дисциплин является непременным условием правильной организации производства и повышения его экономической эффективности, рационального использования материально-технической базы и трудовых ресурсов, снижения себестоимости продукции. Специалисты общественного питания постоянно общаются с потребителями, и от их общей культуры, знания психологии, этики зависит организация обслуживания.

Предприятия общественного питания получают от предприятий пищевой промышленности не только сырье, но и полуфабрикаты разной степени готовности. На предприятиях пищевой промышленности имеются цехи по производству кулинарной продукции, пригодной для непосредственного потребления: чипсов, готовых соусов (майонезы, кетчупы и т. д.), концентратов супов, мясных, рыбных, овощных кулинарных изделий, замороженных блюд и т. д. Знакомство с технологиями, используемыми в пищевой промышленности, со специальными видами оборудования позволит совершенствовать технологические процессы на предприятиях общественного питания.

Технология приготовления пищи основывается на традициях народной кухни, опыте поваров-профессионалов прошлого, а также на достижениях науки о питании.