Химические основы домашнего приготовления пищи. Основные химические процессы, происходящие при тепловой кулинарной обработке. Взаимосвязь химических процессов и технологий приготовления блюд в молекулярной кулинарии Пищевые процессы при приготовлении пищи

Лекция№1. Введение

План:

1.Предмет и задачи курса

2.Народная кухня и современность

3.Профессиональная кулинария
1. - техническая дисцип-лина, изучающая рациональное приготовление кулинарной продукции в условиях массового производства.

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

Предметом дисциплины являются: технология производ-ства полуфабрикатов и готовой продукции на предприятиях общественного питания; физико-химические и биохимические процессы, происходящие в продуктах при их кулинарной об-работке; требования к качеству кулинарной продукции; спосо-бы управления технологическими процессами.

Задачи курса:

Обеспечение качества и безопасности кулинарной про-дукции;

Выпуск кулинарной продукции, сбалансированной по ос-новным факторам питания (аминокислотному, жировому, ми-неральному, 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 ку-линарной обработке продуктов;

• 
  использование мало отходных и безотходных технологий;
• 
  максимальная механизация и автоматизация производ-ственных процессов, сокращение затрат ручного труда, энер-гии, материалов.

Дисциплина "Технология приготовления пищи" состоит из следующих структурных элементов: введения, общих теоретических основ технологии приготовления пищи; техно-логических процессов обработки сырья и приготовления полу-фабрикатов; технологических процессов приготовления отдель-ных групп блюд и кулинарных изделий; технологии приготов-ления мучных кулинарных и кондитерских изделий; техноло-гии приготовления блюд и кулинарных изделий для специаль-ных видов питания.

Межпредметные связи с другими дисциплинами. Осно-вой для изучения дисциплины служат знания, приобретенные студентами при изучении общеобразовательных и ряда смеж-ных общетехнических и специальных дисциплин.

При обработке продуктов и производстве готовой продук-ции происходит ряд химических процессов: гидролиз дисаха-ридов, карамелизация сахаров, окисление жиров и т. д. Боль-шинство кулинарных процессов является коллоидными: коагу-ляция 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 приготов-лении пищи и контролировать качество сырья и готовой про-дукции.

Данные о составе и потребительских свойствах продук-тов, которые студент получает при изучении курса товарове-дения nродоволъственных товаров, позволяют технологу пра-вильно решать проблему рационального использования сырья и служа т важными критериями для обоснования и организации технологических процессов.

Рекомендации физиологии питания необходимы для орга-низации рационального питания. Они учитывают потребности в незаменимых факторах питания различных контингентов на-селения, дают Возможность дифференцированно использовать продукты. Академик И. П. Павлов говорил, что физиологичес-кие данные выдвигают новую точку зрения относительно срав-нительной ценности питательных средств. Мало знать, сколь-ко белков, жиров, углеводов и других веществ содержится в пище. Практически важным является сравнение различных форм приготовления одной и той же пищи (вареного и жарено-го мяса, яиц вкрутую и всмятку, сырого и кипяченого молока и т. д.).

Важнейшим показателем качества пищи является ее безо-пасность для потребителя. Знание и соблюдение правил гигиены питания и санитарии обеспечивают изготовление благо-получной в санитарном отношении продукции и позволяют ус-танавливать строгий санитарный режим на предприятиях об-щественного питания.

Переработка сырья, приготовление кулинарной продук-ции связаны с эксплуатацией сложного механического, тепло-вого и холодильного оборудования, что требует от технолога знаний, получаемых в цикле технических дисциплин.

Дисциплина "Технология приготовления пищи" непосред-ственно связана с такими дисциплинами, как экономика обще-ственного питания и организация nпроизводства и обслужива-ния. Изучение этих дисциплин является непременным услови-ем правильной организации производства и повышения его эко-номической эффективности, рационального использования ма-териально-технической базы и трудовых ресурсов, снижения себестоимости продукции. Специалисты общественного пита-ния постоянно общаются с потребителями, и от их общей куль-туры, знания психологии, этики зависит организация обслу-живания.

Предприятия общественного питания получают от пред-приятий пищевой промышленности не только сырье, но и по-луфабрикаты разной степени готовности. На предприятиях пи-щевой промышленности имеются цехи по производству кули-нарной продукции, пригодной для непосредственного потреб-ления: чипсов, готовых соусов (майонезы, кетчупы и т. д.), кон-центратов супов.. мясных, рыбных, овощных кулинарных из-делий, замороженных блюд и т. д. Знакомство с технологиями, используемыми в пищевой промышленности, со специальны-ми видами оборудования позволит совершенствовать техноло-гические процессы на предприятиях общественного питания.

Технология приготовления пищи основывается на тради-циях народной кухни, опыте поваров-профессионалов прошло-го, а также на достижениях науки о питании.

2.От поколения к поколению передавали люди опыт приго-товления пищи. Они бережно хранили все традиции, связан-ные с едой, понимая, что пища - основа жизни, здоровья и благополучия.

Еще в Древней Греции возник культ Асклепия, мифичес-кого врача-целителя, получившего в Риме имя Эскулап. Его Гигея считалась покровительницей науки о здоровье, а " верной помощницей их была кухарка Кулина. Она стала покро-вительницей поварского дела, получившего название "кулинария" (от лат. culina - кухня).

Кухня каждого "народа, традиции и обычаи, связанные с едой, - одна из важнейших частей его материальной культу-ры. Народная кухня самобытна и отражает историю народа, его национальные вкусы, характер.

Основные черты народной кухни складывались под влия-нием природных условий и особенностей хозяйственного укла-да. Так, в рационе народов Севера преобладали оленина и мясо морских животных; у народов Средней Азии - блюда из риса и баранины; у молдаван - из кукурузы и т. д.

Народная кухня формировалась в соответствии с условия-ми жизни и уровнем развития кулинарной техники. У народов, которые вели в прошлом кочевой образ жизни, до сих пор преобладают блюда, приготовленные в подвесных котлах, у на родов Кавказа - жаренные на вертелах, в русской кухне _ блюда, приготовленные в русской печи (мясо, жаренное круп-ным куском, тушеные блюда, блюда, запеченные на сковоро-дах, и т. д.).

В народной кухне нашли отражение религиозные воззре-ния народа: мусульмане не едят свинины; многие буддисты _ вегетарианцы, а некоторые не едят говядины; иудаисты делят пищу на кошерную и трефную (дозволенную и недозволенную); все блюда православных христиан делятся на постные и ско-ромные.

Специалисты общественного питания должны бережно относиться к национальным традициям и обычаям, отражая их в ассортименте блюд, способах приготовления, оформлении и сервировке стола. Нельзя механически переносить способы при-готовления блюд и кулинарных изделий В домашних условиях на предприятия общественного питания.

Задача технологов творчески развивать и совершенство-вать традиции народной кухни применительно к современным условиям, уровню развития техники, новым видам пищевого сырья и особенностям массового производства кулинарной про-дукции.

3 .Еще в первобытном обществе наметилось разделение труда среди членов семьи, рода и племени. Чаще всего добыванием пищи занимались мужчины, а ее приготовлением - женщины. Так было и в русских крестьянских семьях. Приготавливали пищу в жилых помещениях. Для этого отводилось место у рус-ской печи (упечье, кут). Уже в Древней Руси в княжеских дво-рах, домах богатых людей и в монастырях появились повара -профессионалы. Тогда же появились поварни в жилых строе-ниях, а затем во дворах и огородах. Слово "кухня" было заим-ствовано из немецкого языка лишь в эпоху Петра 1. В Московском Кремле уже в XV-XVI вв. существовала целая система продовольственного обеспечения: хлебный дво-рец с многочисленными пекарнями; кормовой дворец, в веде-нии которого находились поварни; сытный дворец, ведавший приготовлением напитков. Во дворцах работали многочислен-ные высококвалифицированные повара, приспешники (помощ-ники поваров), ученики поваров.

Развитие профессиональной кулинарии связано с появле-нием предприятий внедомашнего питания. Возникли они еще в Древней Руси. Вначале это были к о р ч м ы (от славянского корня "корм"), в которых путники могли найти приют и пищу.

Затем появились придорожные трактиры (от лат. тракт - путь, поток) - гостиницы с обеденным залом и кух-ней. В ХVIП в. трактиры открывались в городах, а в XIX в. получили распространение трактиры без гостиниц.

В то же время наряду с трактирами в крупных городах России стали появляться рестораны (от фр. реставрация - восстановление).

В трактирах и ресторанах получила развитие профессио-нальная кулинария, в основе которой лежала народная кухня. Повара-профессионалы развивали и совершенствовали народ-ную кухню, обогащая ее за счет заимствования лучших дости-жений европейских кулинаров.

На этих предприятиях внедомашнего питания приготовле-ние пищи не регулировалось какими-либо нормативными до-кументами. Все зависело от мастерства и интуиции повара. В этом коренное отличие старых заведений трактирного промысла от современных предприятий общественного питания, к кото-рым относятся рестораны, бары, кафе, закусочные, столовые

Лекция №2.Теоретические основы технологии продуктов общественного питания.

План:

1.Основные понятия.

2.Технологический цикл производства кулинарной продукции.

3.Технологические принципы производства кулинарной продукции.
1.Для обеспечения взаимопонимания между разработчика-ми кулинарной продукции, ее производителями и потребите-лями, разработки нормативной документации, проведения сер-тификации предприятий общественного питания разработан ГОСТ р 50647-94 "Общественное питание. Термины и опреде-ления". Согласно этому ГОСТу ниже приводится ряд понятий, использованных при написании учебника.

Сырье - исходные продукты, предназначенные для даль-нейшей обработки.

Полуфабрикат (кулинарный полуфабрикат) - пищевой продукт или сочетание продуктов, прошедшие одну или не-сколько стадий кулинарной обработки без доведения до готовности.

Полуфабрикат высокой cтеneпи гoтoвнocти - кули-нарный полуфабрикат, из которого в результате минимально необходимых технологических операций получают блюдо или кулинарное изделие.

Кулинарное изделие - пищевой продукт или сочетание продуктов, доведенных до кулинарной готовности.

Мучное кулинарное изделие - кулинарное изделие за-данной формы из теста, в большинстве случаев с фаршем (пи-рожки, кулебяки, беляши, пончики, пицца).

Кондитepское изделие - изделие из теста заданной формы, с повышенным содержанием сахара и жира (пирожные, торты, кексы, печенье, вафли). Блюдо - пищевой продукт или сочетание продуктов и полуфабрикатов, доведенных до кулинарной готовности, пор-ционированных и оформленных.

Кулинарная продукция - совокупность блюд, кулинарных изделий и кулинарных полуфабрикатов.

Кулинарная гoтoвносить (или готовность) - совокуп-ность заданных физико-химических, структурно-механических, органолептических показателей качества блюда и кулинарного изделия, определяющих их пригодность к употреблению в пищу.

Кулинарная обработка - воздействие на пищевые про-дукты с целью придания им свойств, благодаря которым они становятся пригодны для дальнейшей обработки и (или) упот-ребления в пищу.

Механическая кулинарная обработка - кулинарная обработка пищевых продуктов механическими способами с це-лью изготовления блюд, кулинарных изделий, полуфабрика-тов.

Тепловая кулинарная обработка - кулинарная обра-ботка пищевых продуктов, заключающаяся в их нагреве с це-лью доведения до заданной степени готовности.

^ Отходы при кулинарной обработке - пищевые и тех-нические оста тки, образующиеся в процессе механической кулинарной обработки.

Потери при кулинарной обработке - уменьшение массы пищевых продуктов в процесс е производства кулинар-ной продукции.

Рецептура (кулинарной продукции) - нормированный перечень сырья, продуктов, полуфабрикатов для производства установленного количества кулинарной продукции.

2.Одной из основных задач специалистов-технологов явля-ется выпуск конкурентоспособной кулинарной продукции вы-сокого качества.

Качество продукции общественного питания --совокуп-ность потребительских свойств пищи, обусловливающих ее пригодность удовлетворять потребности населения в полноцен-ном питании.

Совокупность полезных свойств кулинарной продукции характеризуется пищевой ценностью, органолептическими по-казателями, усвояемостью, безопасностью.

Пищевая ценность - это комплексное свойство, объе-диняющее энергетическую, биологическую, физиологическую ценность, а также усвояемость, безопасность.

Энергетическая ценность характеризуется количеством энергии, высвобождающейся из пищевых веществ в процесс е их биологического окисления.

Биологическая ценность - определяется в основном каче-ством белков пищи - перевариваемостью и степенью сбалан-сированности аминокислотного состава.

. Физиологическая ценность - обусловлена наличием веществ, оказывающих активное воздействие на организм человека (са-понины свеклы, кофеин кофе и чая и т. д.).

Органолептические показатели - (внешний вид, цвет, кон-систенция, запах, вкус) характеризуют субъективное отноше-ние человека к пище и определяются с помощью органов чувств.

Усвояемость - степень использования компонентов пищи организмом человека.

Безопасность - это отсутствие недопустимого риска, связанного с возможностью нанесения ущерба здоровью (жиз-ни) человека. При превышении допустимого уровня показате-лей безопасности кулинарная продукция переводится в катего-рию опасной. Опасная продукция подлежит уничтожению.

Различают следующие виды безопасности кулинарной про-дукции: химическая, санитарно-гигиеническая, радиационная.

Химическая безопасность - отсутствие недопустимого риска который может быть нанесен токсичными веществами жизни, здоровью потребителей. Вещества, влияющие на хи-мическую безопасность кулинарной продукции, подразделяются на следующие группы: токсичные элементы (соли тяжелых металлов); микотоксины, нитраты и нитриты, пестициды, ан-тибиотики; гормональные препараты; запрещенные пищевые добавки и красители.

Санитарно-гигиеническая 6езоnасность - отсутствие недопустимого риска, который может возникнуть при микро-биологических и биологических загрязнениях кулинарной про-дукции, вызываемых бактериями и грибами. При этом в продуктах накапливаются токсичные вещества (микотоксины при плесневении, токсины ботулинуса, сальмонеллы, стафилококка, кишечной палочки и др.), которые вызывают отравления разной степени тяжести.

Радиационная 6езоnасностъ - отсутствие недопустимого риска, который может быть нанесен жизни, здоровью потре-бителей радиоактивными веществами или их ионизирующими излучениями.

Качество кулинарной продукции формируется в процессе всего технологического цикла производства. Основными этапа-ми его являются:

• 
  маркетинг;
• 
  проектирование и разработка продукции;
• 
  планирование и разработка технологического процесса;
• 
  материально-техническое снабжение;
• 
  производство продукции;
• 
  контроль качества (проверка);
• 
  упаковка, транспортирование, хранение;
• 
  реализация;
• 
  утилизация отходов.

Маркетинг - это предвидение, управление и удовлет-ворение спроса потребителей на кулинарную продукцию. Про-гнозировать спрос можно, только Постоянно изучая рынок, определяя потребности населения в продукции и ориентируя производство на эти потребности.

В процессе маркетинговых исследований должен быть точно определен рыночный спрос, например, предприятие какого типа надо" открыть, каким будет в нем ассортимент кулинарной продукции, примерные количества ее и т. д. В функции маркетинга входит и обратная связь с потребите-лями. Вся информация, Относящаяся к качеству продукции, должна анализироваться, и доводится до сведения произво-дителя.

Проектирование и разработка продукции включают составление меню, разработку рецептур новых или фирмен-ных блюд, подготовку нормативной (технико-технологических карт, технических условий - ТУ, стандартов предприятий - СТП) и технологической (технологических карт, технологичес-ких инструкций) документации.

Проектирование и разработка технологического процесса. На основе разработанной нормативной и технологической документации составляются технологические схемы приготов-ления отдельных блюд, определяется последовательность опе-раций, разрабатывается технологический процесс производства

Кулинарной продукции на предприятии в целом. Определяется потребность в сырье, оборудовании, инвентаре, посуде.

Матерuально - технuческое снабженuе. Сырье, продук-ты, полуфабрикаты, используемые в технологическом процес-се производства, становятся частью выпускаемой продукции, непосредственно влияют на качество и должны соответство-вать гигиеническим требованиям к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов (СанПиН 2.3.2-96). Оборудование, инвентарь, посуда также должны соответство-вать санитарно-гигиеническим требованиям и иметь гигиени-ческие сертификаты или сертификаты соответствия.

Проuзводство nпродукции складывается из трех стадий: 1) обработки сырья и приготовления полуфабрикатов (для пред-приятий, работающих на сырье); 2) приготовления блюд и ку-линарных изделий; 3) подготовки блюд к реализации (порцио-нирование, оформление). Все три стадии оказывают влияние на формирование качества готовой продукции и должны про-водиться в соответствии с требованиями технологических нор-мативов и санитарных правил.

Контроль качества - проверка соответствия показате-лей качества кулинарной продукции установленным требова-ниям, это один из важнейших этапов технологического цикла производства. Контроль качества условно подразделяют на три вида: предварительный (входной), операционный (производ-ственный), выходной (приемочный).

Предварительный - это контроль поступающего сырья и полуфабрикатов.

Операционный контроль проводится по ходу технологи-ческого процесса: от принятых по качеству сырья и (или) по-луфабрикатов до выпуска готовой продукции. Он включает про-верку:

Организации технологического процесса (последователь-ности операций, соблюдения температуры, продолжительнос-ти тепловой обработки и т. д.) И отдельных рабочих мест;

Оснащенности и состояния оборудования, соответствия его параметрам технологического процесса;

Гигиенических пара метров производства (температуры на рабочем месте, вентиляции, освещенности рабочих мест, уровня шума и т. д.);

Наличия нормативных и технологических документов на рабочих местах, знания их исполнителями;

Наличия измерительной аппаратуры, ее исправности и своевременности поверки;

Обеспечения выхода и качества полуфабрикатов и гото-вой продукции в соответствии с установленными требова-ниями.

Выходной (nрuемочный) конmроль - проверка качества готовой продукции. На предприятии проводят бракераж пищи, лабораторный контроль на полноту вложения сырья, безопас-ность и т. д.

Качество кулинарной продукции, ее безопасность контро-лируют по органолептическим, физико-химическим и микро-биологическим показателям. Изготовитель обязан обеспечивать постоянный технологический контроль производства, органы государственного надзора и контроля в установленном поряд-ке - выборочный контроль.

Органолептическую оценку качества полуфабрикатов про-водят по внешнему виду, цвету, запаху; кулинарных изделий и блюд - по внешнему виду, цвету, запаху, консистенции, вкусу.

Физико - химические показатели характеризуют пищевую ценность кулинарной продукции, ее компонентный состав, со-блюдение рецептуры. Перечень нормируемых показателей (мас-совая доля жира, сахара, соли, влаги или сухих веществ, об-щая кислотность, щелочность, токсичность элементов и др.) установлен для каждой группы кулинарной продукции.

Микробиологические показатели кулинарной продукции характеризуют соблюдение технологических и санитарных тре-бований при ее производстве, транспортировании, хранении и реализации.

Упаковка, трансnортирование, хранение. Назначение этого этапа - сохранение достигнутого уровня качества. Ку-линарную продукцию, доставляемую с заготовочных предпри-ятий на доготовочные и реализуемую потребителям вне пред-приятий общественного питания, упаковывают в транспорт-ную тару. Полуфабрикаты, кулинарные изделия, блюда (ох-лажденные и замороженные), которые потребитель покупает непосредственно на предприятии-изготовителе, в отделах ку-линарии и столах заказов, упаковывают в потребительскую тару.

Тара и упаковочные материалы в процессе хранения, транспортирования и реализации оказывают существенное влияние на сохранение качества кулинарной продукции. По-этому к упаковке предъявляют следующие требования: безо-пасность, совместимость, надежность, экономическая эффек-тивность и др.

Транспортируют Кулинарную продукцию в соответствии с санитарными правилами перевозки скоропортящихся продук-тов. Особоскоропортящуюся продукцию перевозят в охлаждае-мом или изотермическом автотранспорте. На каждую машину должен быть оформлен санитарный паспорт. Условия и сроки хранения такой продукции регламентируются санитарными правилами (СанПиН 42-123-4117-86).

^ Реализация кулинарной продукции. Кулинарная продук-ция должна быть приготовлена такими партиями, которые мож-но реализовать в строго определенные санитарными правила-ми сроки. При реализации горячие супы и напитки должны иметь температуру не ниже 75 0 С, соусы и вторые блюда - не ниже 65 0 С, холодные супы и напитки - не выше 14 0 С. Блюда, находящиеся на мармите или горячей плите, должны быть реализованы не позднее чем через 3 ч после их изготовления. Салаты, винегреты, гастрономические продукты, другие хо-лодные закуски и напитки должны быть выставлены в порци-онированном виде на Охлаждаемых прилавках-витринах, ко-торые должны пополняться продукцией по мере ее реали-зации.

Не допускаются к реализации блюда, кулинарные изде-лия, оставшиеся от предыдущего дня: салаты, винегреты, студ-ни, заливные блюда и другие особоскоропортящиеся холод-ные блюда; супы молочные, холодные, сладкие, супы-пюре; мясо отварное порцонированное для супов, блинчики с мя-сом и творогом, рубленые изделия из мяса, птицы, рыбы; со-усы; омлеты; картофельное пюре, макаронные изделия; ком-поты и напитки собственного производства.

Каждая партия кулинарной продукции, реализуемая вне зала предприятия общественного питания, должна иметь удо-стоверение о качестве. Сроки хранения, указанные в удосто-верении, являются сроками годности кулинарной продукции и включают время пребывания продукции на предприятии-изго-товителе (с момента окончания технологического процесса), время транспортирования, хранения и реализации.

При производстве и реализации кулинарной продукции персонал обязан соблюдать правила личной гигиены, периоди-чески проходить медицинский осмотр в соответствии с дей-ствующими правилами.

^ Утилизация отходов, полученных при механической об-работке сырья, остатков пищи, кулинарной продукции с нару-шенными сроками реализации является завершающим этапом технологического цикла. Непищевые отходы могут направляться на промпереработку, например, кости крупного и мелкого ско-та. Пищевые отходы частично используются на самом пред-приятии (например, головы рыб, плавники, чешуя использу-ются при варке бульонов, ботва ранней свеклы - для приго-товления супов и т. д.), частично направляются на корм скоту. Остатки пищи, а также продукция с нарушенными сроками реализации используются для откорма скота или уничтожают-ся. Отправку их на специализированные предприятия по унич-тожению отходов контролируют представители санитарно-эпи-демиологического надзора.

3.Принцип безопасности. Изменение форм собственности, предоставление предприятиям общественного питания боль-шой самостоятельности, отсутствие регулярного контроля за их работой со стороны вышестоящих организаций привели к тому, что этот принцип стал одним из наиважнейших. Физи-ко-химические и микробиологические показатели, влияющие на безопасность кулинарной продукции, предусмотрены во всех видах нормативной документации. Разработка каждо-го нового вида блюда, кулинарного, кондитерского изделия должна сопровождаться установлением показателей безопас-ности.

^ Принцип взаимозаменяемости. Условия снабжения, се-зонность в поступлении продуктов часто обусловливают необ-ходимость замены одних продуктов другими (например, све-жих овощей - сушеными, помидоров - томатным пюре, мар-гарина - растительным маслом, натурального молока _ сухим). Замена допустима, если при этом не ухудшается каче-ство блюда, кулинарного, кондитерского изделия, и недопус-тима, если кулинарная продукция приобретает другой вкус, структур но-механические свойства, снижается пищевая цен-ность. Замена одних продуктов другими производится С учетом коэффициента взаимозаменяемости, установленного норматив-ными документами.

^ Принцип совместимости. Он связан с принципом взаимо-заменяемости и часто" - с принципом безопасности. Так, для многих молоко несовместимо с кислыми продуктами, огурца-ми (и свежими, и солеными), рыбой. Шпинат, щавель, ревень несовместимы с кисломолочными продуктами не только по вкусу, они уменьшают усвояемость кальция.

Несовместимость продуктов зависит от индивидуальных особенностей, привычек, национальных вкусов. Например, для большинства европейцев сочетание чеснока с рыбой неприем-лемо, а в еврейской кухне рыба с чесноком - одно из распро-страненных блюд. Прямых санитарных запретов на определен-ные сочетания продуктов нет.

^ Принцип сбалансированности. Дневной рацион человека должен покрывать потребность организма в энергии и жизнен-но необходимых веществах (нутриентах): белках, жирах, уг-леводах, витаминах, минеральных элементах, пищевых волок-нах. Все эти вещества в рационе должны быть сбалансирова-ны, т. е. должны содержаться в определенных количествах и соотношениях. Не существуют продукты, полностью сбаланси-рованные по составу: один обладает высокой энергетической ценностью, другой:- низкой; один содержит много белков, другой - мало белков, но большое количество углеводов и т. д. Одним из достоинств технологии приготовления пищи являет-ся возможность получения сбалансированной по составу кули-нарной продукции путем рационального подбора сырья, раз-работки рецептур и технологических процессов. Так, отварная капуста (цветная, белокочанная) содержит мало жиров, энер-гетическая ценность ее невелика. Но если капуста подана с соусом сухарным, польским или голландским, содержание жиров в блюде увеличивается, энергетическая ценность его возрастает в 2-3 раза. Блюда из мяса и рыбы содержат много белков, но мало углеводов, пищевых волокон, щелочных ми-неральных веществ, витамина С. Пищевую ценность мяса, рыбы дополняют овощные гарниры.

^ Принцип рационального использования сырья и отхо-дов. Он предусматривает наилучшее использование потреби-тельских свойств сырья. Так, следует использовать крупнокус-ковые полуфабрикаты мяса в соответствии с их кулинарным назначением (для жарки, варки, тушения и т. д.); некоторые виды рыбы (лещ, сазан, вобла и др.) рекомендуется жарить, а не варить; молодой картофель лучше подать в отварном виде, а не использовать для приготовления пюре, супов и т. д.

^ Принцип снижения потерь питательных веществ и мас-сы готовой продукции. Этот принцип требует соблюдения ре-жимов тепловой кулинарной обработки (температура, продол-жительность нагрева). Так, при закладке овощей в кипящую воду потери растворимых веществ, и в первую очередь мине-ральных, снижаются на 20-30%. Снижению потерь массы мяса, птицы способствует жарка их в аппаратах с инфракрасным нагревом или на хорошо разогретой жарочной поверхности.

^ Принцип сокращения времени кулинарной обработки.

Известные в кулинарной практике способы интенсификации технологических процессов, как правило, одновременно спо-собствуют повышению качества готовой продукции. Они вклю-чают: предварительное разрыхление структуры продуктов посредством замачивания сухих продуктов (грибы, бобовые, крупы, сухофрукты и др.), механического воздействия (отби-вание и рыхление мяса, измельчение его на мясорубке), хи-мического и биохимического воздействий (маринование и фер-ментативная обработка мяса) и др.; интенсификацию теплооб-мена посредством увеличения поверхности контакта с греющей средой (измельчение продуктов, нарезка их таким образом, чтобы площадь нагрева была наибольшей), повышения темпе-ратуры теплоносителя; использование электрофизических ме-тодов тепловой обработки продуктов (ИК-нагрев, СВЧ-нагрев).

^ Принцип наилучшего использования оборудования.

В соответствии с этим принципом машины и аппараты при не-обходимой производительности должны иметь невысокую энер-гоемкость, устойчивый режим, быть удобными и безопасными в эксплуатации, ремонтопригодными. Принцип с успехом ис-пользуется, например, на узкоспециализированных предприя-тиях (пончиковые, пирожковые).

^ Принцип наилучшего использования энергии. Этот прин-цип означает разумное сокращение энергоемкости кулинарной продукции. Энергоемкость продукции можно охарактеризовать с помощью коэффициента энергоемкости, который определя-ется как отношение стоимости потребленной в производстве энергии к стоимости продукции. Энергоемкость можно сокра-тить путем использования современного менее энергоемкого оборудования, разумного сокращения энергоемких способов обработки продуктов, своевременного отключения энергии (ис-пользование аккумулированного тепла), строгого соблюдения технологических режимов.

При общей оценке технологического процесса следует учи-тывать также расход воды, трудовые и прочие затраты.

Контрольные вопросы.

Лекция №3. Способы кулинарной обработки пищевых продуктов .

План:

1.Классификация способов кулинарной обработки.

2.Механические способы обработки.

3.Гидромеханические способы обработки.

4.Массообменные способы обработки.
1.Многообразие сырья и продуктов, используемых в кули-нарной практике, обширный ассортимент кулинарной продук-ции обусловливают многочисленность способов обработки.

От способов кулинарной обработки сырья и полуфабрика-тов зависят:

Количество отходов; так, при механической обработке картофеля количество отходов составляет 20-40%, а при хи-мической - 10-12%;

Величина потерь питательных веществ; например, при варке картофеля паром растворимых веществ теряется в 2,5 раза меньше, чем при варке в воде;

Потери массы; так, при варке картофеля масса умень-шается на 8%, а при жарке во фритюре - на 50%;

Вкус блюда (вареное и жареное мясо);

Усвояемость готовой продукции; так, блюда из вареных и припущенных продуктов усваиваются, как правило, быст-рее и легче, чем из жареных.

Выбор способа кулинарной обработки во многом зависит от свойств продукта. Так, одни части туши говядины достигают кулинарной готовности только при варке, другие же до ста: точно пожарить. Используя различные способы кулинарной обработки, технолог может получать кулинарную продукцию с заданными свойствами и соответствующего качества.

Способы обработки сырья и продуктов классифицируют:

По стадиям технологического процесса производства

Кулинарной продукции;

По природе действующего начала.

По с т а д и я м т е х н о л о г и ч е с к о г о процесса раз-личают способы:

Используемые при обработке сырья с целью получения полуфабрикатов;

Применяемые на стадии тепловой кулинарной обработ-ки полуфабрикатов с целью получения готовой продукции;

Используемые на стадии реализации готовой продукции. По природе действующего начала способы обработки сырья и продуктов подразделяют на:

• 
  механические;
• 
  гидромеханические;
• 
  массообменные;

химические, биохимические, микробиологические;

• 
  термические;
• 
  электрофизические.

2 . К ним относятся способы, в основе которых механическое воздействие на продукт. Механические способы обработки мо-гут вызвать в продуктах достаточно глубокие химические из-менения. Так, при очистке и измельчении повреждаются клет-ки растительной ткани продуктов, облегчается контакт их со-держимого с кислородом воздуха и ускоряются ферментатив-ные процессы, которые приводят к потемнению картофеля, грибов, яблок, окислению витаминов. При промывании удаля-ются не только загрязнения, но и часть растворимых пита-тельных веществ.

Сортирование . Продукты сортируют по размерам или по кулинарному назначению. Это позволяет значительно уменьшить количество отходов при дальнейшей механической очистке. На крупных предприятиях для этой цели используют сортировоч-ные машины.

Большое значение имеет разделение продуктов по кули-нарному использованию: перебирая томаты, отделяют целые плотные экземпляры для приготовления салатов, мятые - для соусов и супов; части туш разделяют на пригодные для жар-ки, варки, тушения и т. д.

При сортировании удаляют продукцию ненадлежащего качества и механические примеси.

Просеивание . Просеивают муку, крупу. При этом при-меняют фракционное разделение: сначала удаляют более крупные примеси, а затем - более мелкие. Для этого ис-пользуют сита с отверстиями различных размеров. Сита бы-вают металлические со штампованными отверстиями, прово-лочные из круглой металлической проволоки, а также воло-сяные, шелковые, капроновые. Кроме ручных сит, на пред-приятиях используют для муки просеиватели с механическим приводом.

Перемешивание . При изготовлении многих блюд и кули-нарных изделий необходимо соединить различные продукты и получить ИЗ них однородную смесь. С этой целью применяют перемешивание. Так, перемешивая измельченное мясо, чер-ствый замоченный в молоке или воде хлеб, перец, соль полу-чают мясной фарш.

Для перемешивания используют специальные машины - фаршемешалки, тестомесильные и др. Небольшие количе-ства продуктов перемешивают вручную специальными лопат-ками, веселками и другими приспособлениями. От тщательно-сти перемешивания во многом зависит качество готовых изделий.

Очистка - целью очистки. является удаление несъедобных или поврежденных частей продукта (кожура овощей, чешуя рыб, панцири ракообразных и др.). Производится она вручную или при помощи специальных машин (картофелечисток, чешу-еочистительных машин и др.). Для ручной очистки используют ножи, скребки, терки и другие приспособления.

Измельчение . Процесс механического деления обрабаты-ваемого продукта на части с целью лучшего его технологичес-кого использования называют измельчением. В зависимости от вида сырья и его структурно-механических свойств использу-ют в основном два способа измельчения: дробление и резание.

Дроблению подвергают продукты незначительной влажностью (зерна кофе, некоторые пряности, сухари), резанию - продукты, обладающие высокой влажностью (овощи, плоды, мясо, рыба и др.).

Кости), применяют пилы.

Прессование . Применяют прессование продуктов в основ-ном для разделения их на две фракции: жидкую (соки) и плот-ную (жом, мезга). В процессе прессования разрушается кле-точная структура продукта, в результате чего выделяется сок.

Прессование, кроме того, используют для придания опре-деленной формы пластичным материалам (тесту, кремам и Т. п.).

Формование . Этот способ механическ6й обработки исполь-зуют с целью придания изделию определенной формы. Форму-ют тушки птицы для большей компактности, котлеты и биточ-ки, пироги и Пирожки, заготовки для печенья и др. Осуществляют этот процесс вручную или с помощью машин: котлето-формовочных, автоматов для приготовления блинчиков, пель-меней, вареников и др.

Дозирование . Для получения кулинарной продукции соот-ветствующего качества необходимо строго соблюдать установ-ленные рецептуры. С этой целью производится дозирование продуктов по массе или объему. Блюда, напитки, кондитерс-кие изделия отпускают посетителям предприятий обществен-ного питания в определенном количестве - порциями (порционирование),

Масса или объем которых называется « выход». Дозирование осуществляется вручную с помощью мерно-го инвентаря, весов, а также специальных машин и приспо-соблений (тестоделители, дозаторы и др.).

Панирование. Это механическая кулинарная обработка, которая заключается в нанесении на поверхность полуфабри-ката панировки (муки, сухарной крошки, нарезанного пше-ничного хлеба и др.). В результате панирования уменьшается вытекание сока и испарение воды при жарке, а готовое кули-нарное изделие имеет красивую румяную корочку.

Фарширование . Эта механическая кулинарная обработка заключается в наполнении фаршем специально подготовлен-ных продуктов.

Шпигование . Механическая кулинарная обработка, в про-цессе которой в специальные надрезы в кусках мяса, тушках птицы, дичи или рыбы вводят овощи или другие продукты, предусмотренные рецептурой.

Рыхление. Механическая кулинарная обработка продуктов, заключающая в частичном разрушении структуры соединительной ткани продуктов животного происхождения для ускорения процесса тепловой обработки.

3 . Гидромеханическое воздействие на продукты состоит в удалении с поверхности загрязнений и снижении микробиальной обсемененности, а также в замачивании некоторых видов продуктов (бобовые, крупы) в целях интенсификации процессов тепловой обработки, в вымачивании соленых продуктов, в разделении смесей, состоящих из частей различной удельной массы и др.

^ Промывание и замачивание . Промывают почти все продукты, поступающие в п.о.п. Мытье мяса теплой водой при помощи щетки-душа позволяет уменьшить обсемененность его поверхности на 80-90%. Про-мывание овощей позволяет рационально использовать отходы, удлиняет срок службы картофелечисток

Корне- и клубнеплоды моют механизированным способом в моечных машинах, а также вручную в ваннах с проточной водой. Мясные туши, полутуши промывают с помощью фонта-нирующих щеток эффективность моющих устройств зависит от скорости движения воды.

Замачивание продуктов перед тепловой обработкой (на-пример, круп, бобовых, сухих фруктов и овощей) позволяет ускорить процесс доведения их до готовности.

Флотация. Для разделения смесей, состоящих из частиц различной удельной массы, применяют флотацию. Неоднород-ную смесь погружают в жидкость, при этом более легкие час-тицы всплывают, а более тяжелые - тонут. Например, для отделения камней картофель перед очисткой погружают в 20%-й раствор поваренной соли, где клубни всплывают, а камни то-нут. При погружении крупы в воду (при промывании) легкие примеси всплывают, а зерна опускаются на дно посуды.

^ Осаждение, фильтрование . В результате проведения ряда технологических процессов получают суспензии - смеси двух (или более)" веществ, из которых одно (твердое) распределено в другом (жидком) в виде частиц различной дисперсности, на-ходящихся во - взвешенном состоянии. К суспензиям относят, например, крахмальное молоко, получаемое при производстве крахмала, или плодовый сок, содержащий различные по раз-мерам и форме частицы мякоти. Для разделения суспензий на жидкую и твердую части применяют фильтрование и осаж-дение.

Осаждение - процесс выделения твердых частиц сус-пензий под действием силы тяжести. По окончании осаждения отделяют осветленную жидкость от осадка.

Фильтровани е - процесс разделения суспензий пу-тем пропускания их через пористую перегородку (ткань, сито и др.), способную задерживать взвешенные частицы и пропус-кать фильтрат. Этим способом можно почти полностью освобо-дить жидкость от взвешенных частиц.

Эмульгирование . Для получения некоторых кулинарных изделий применяют эмульгирование. При эмульгировании одну жидкость (дисперсную фазу) разбивают на мелкие капли в другой жидкости (дисперсная среда). Для этого соединяют две несмешивающиеся жидкости (масло и воду) и быстро разме-шивают их, при этом значительно возрастает поверхность раздела жидкостей. В поверхностном слое действуют силы повер-хностного натяжения и поэтому отдельные капельки стремят-ся укрупниться, в результате чего уменьшается свободная энер-гия. Это приводит к разрушению эмульсии. Чтобы придать эмульсии стойкость, применяют эмульгаторы. Это веще-ства, которые либо уменьшают поверхностное натяжение, либо" образуют вокруг капелек раздробленной жидкости (масла) за-щитные пленки. Эмульгаторы бывают двух типов: порошкооб-разные и молекулярные.

Порошкооб-разные эмульгаторы - это тонкие порошки горчицы, молотого перца и других продуктов, кото-рые на границе раздела двух жидкостей создают защитный слой и мешают капелькам слипаться. Порошкообразные эмуль-гаторы используют при получении малостойких эмульсий (заправки на растительном масле). ,/

Молекулярные эмульгаторы (стабилизаторы) -это вещества, молекулы которых состоят из двух частей: длин-ных углеводородных цепей, имеющих сродство с жиром, и по-лярных групп, имеющих сродство с водой. Молекулы распола-гаются на поверхности раздела двух жидкостей так, что угле-водородные цепи направлены в сторону жировой фазы, а по-лярные радикалы - в сторону водной. Таким образом на по-верхности капелек эмульсии образуется прочная защитная плен-ка. Эти эмульгаторы, (вещества, содержащиеся в яичных жел-тках, и др.) используют при приготовлении стойких эмульсий, например соуса майонез и голландского.

Пенообразование (взбивание). Это механическая кулинар-ная обработка, заключающаяся в интенсивном перемешивании одного или нескольких продуктов с целью получения пышной или пенистой массы.

Пенообразование так же, как эмульгирование, связано с увеличением поверхнос:ги. Поверхностью раздела является гра-ница двух разных фаз: газа и жидкости, В пенах газовые пу-зырьки разделены тончайшими пленками жидкости, образую-щими пленочный каркас. Устойчивость пен зависит от прочно-сти этого каркаса. Пены характеризуются двумя показателя-ми: кратностью и стойкостью.

Краткостью называется отношение объема пены к жид-кой фазе.

Стойкость- время полураспада пены при ее хранении.

3 . Массообменные способы характеризуются переносом (пе-реходом) одного или нескольких веществ из одной фазы в другую. Например, при сушке продуктов вода переходит в пар. В основе разнообразных массообменных способов обработки - разность концентраций, поэтому их часто называют диффузи-онными.

В кулинарной практике используют такие массообменные способы обработки, как растворение, экстракция, сушка, за-гущение.

Растворение - переход твердой фазы в жидкую. В кули-нарнои практике часто готовят растворы соли и сахара разной концентрации.

Экстракция (экстрагирование) - избирательное извлече-ние вещества из жидкости или твердого пористого тела жид-костью. В кулинарной практике экстракция имеет место при вымачивании соленой рыбы, говяжьих почек, ряда грибов пе-ред варкой и др.

Сушка, загущение - это удаление влаги из твердых пластичных и жидких продуктов путем ее испарения. В кулинар-нои практике это происходит при подсушивании гренков, до-машнеи лапши, при уваривании томатного пюре, концентри-рованного бульона (фюме), сгущении сливок и др.

Химические, биохимические, микробиологические способы обработки.

Цель этих способов кулинарной обработки - придание кулинарной продукции определенных свойств путем воздей-ствия химических реагентов, ферментов, микроорганизмов.

Сульфитация - химическая кулинарная обработка очи-щенного картофеля сернистым ангидридом или растворами солей сернистой кислоты с целью предотвращения потемнения.

Маринование - химическая кулинарная обработка, ко-торая заключается в выдерживании продуктов в растворах пищевых кислот с целью придания готовым изделиям специ-фических вкуса, аромата и консистенции.

^ Фиксация рыбных полуфабрикатов - выдерживание их в охлажденном солевом растворе для снижения потерь сока при хранении и транспортировании.

Химическое разрыхление теста - использование гидро-карбоната натрия, карбоната аммония и специальных пекарс-ких порошков для придания тесту мелкопористой структуры.

^ Спиртовое и молочнокислое брожение вызывают дрож-жи и молочнокислые бактерии при изготовлении дрожжевого теста, квасов и т. д.

Ферментирование мяса - использование протеолитичес-ких ферментов (гидролизирующих белок), размягчающих, со-единительную ткань мяса в процессе его нагревания. Это по-зволяет расширить ассортимент блюд за счет использования частей туши, не предназначенных для жарки.

Ферментные препараты, действующие на белково-угле-водный комплекс, довольно широко используются при приго-товлении изделий из теста. С их помощью можно приготовить разные виды теста из одной и той же партии муки.

Контрольные вопросы.
Лекция № 4 Тепловая обработка продуктов.
План.
1.Значение тепловой обработки и классификация способов.

2.Основные способы тепловой обработки.

3.Вспомогательные и комбинированные способы тепловой обработки.

Латыпова Зухра Саитгареевна зав. отделением КГКП «Костанайский индустриально - педагогический колледж»

Сабақ мақсаты;

Цель урока:

Білімділік мақсаты:

Образовательная: Углубить знания о строении, классификации белков, и изменения их свойств при тепловой обработке продуктов.

Дамытушылық:

Развивающая: Способствовать развитию познавательной активности, логического мышления, наблюдательности, самостоятельности.

Тәрбиелік

Воспитательная: формировать чувства личной ответственности и интерес к избранной специальности

Сабақтың түрі:

Тип урока: Изложение нового материала

Сабақтың әдістері

Методы обучения: Словесные (беседа), наглядные (опорные конспекты, презентация, флипчарт, видео, демонстрация опыта), проблемные (вопросы, тесты, задачи).

Пәнаралық байланыс

Межпредметные связи:

«Технология приготовления пищи», «Физическая и коллоидная химия».

Жабдықтау

Оборудование: Интерактивная доска (презентации, флипчарты, видео), приборы для проведения опыта (плитка, колбочки), опорные конспекты

Сабақтың барысы

Ход урока

1.Ұйымдастыру кезеңі

Организационный этап: Приветствие, проверка наличия студентов и готовности к уроку

Сообщение темы и цели урока

2 Жаңа білім менгеру.

Изучение нового материала: Актуализация опорных знаний (сообщения студентов, работа с опорными конспектами)

1. Белки- важнейшие вещества продуктов питания
2. Строение и структура белков
3. Классификация белков
4. Биологическая роль белков в клетке
5. Гидролиз белков
6. Денатурация белка

3 Жаңа тақырыпты пысықтау

Закрепление новой темы:

1. Демонстрация опытов
2. Устный фронтальный опрос
3. решение задач.
4. электронное тестирование,
5. Қорытынысын шығару.

Анализ урока. Подведение итогов.

1. Үй тапсырмасы

Домашнее задание:

Ковалев Н.И., Технология приготовления пищи. стр 55-56

Преподаватели: _______________________________(Шамко Н.А.)

_______________________________ (Латыпова З.С.)

Ход урока

1. Организационный момент: проверка посещаемости

Сегодня у нас бинарный урок на тему «Белки пищевых продуктов и их изменения при тепловой обработке»

При изучении этой темы мы

Углубим знания о строении, классификации белков, и изменения их свойств при тепловой обработке продуктов.

И покажем как тесно связаны два предмета «Технология приготовления пищи» и «Физическая и коллоидная химия»

По определению Ф.Энгельса «Жизнь есть способ существования белковых тел» (слайд 1, 2, 3,), понятия «жизнь » и «белок » неразрывно связаны. Чтобы ответить на вопрос: «Что такое жизнь? надо знать, «Что такое белки?». Насколько многообразны белки, настолько загадочна, и многообразна сама жизнь.

Организм человека – уникальный «химический комбинат », в котором протекает множество разнообразных химических реакций. Главные основные компоненты пищи и источники энергии для всего живого – белки , жиры, углеводы. Большая часть пищи подвергается кулинарной обработке, вследствие чего происходят изменения пищевых продуктов, в том числе и белков. Тепловая обработка пищевых продуктов животного и растительного происхождения вызывает глубокие физико-химические изменения входящих в них белков.
Попытаемся разобраться, что же такое белки и что с ними происходит в процессе тепловой обработки.

1. Актуализация опорных знаний (сообщения студентов)

1. Белки – важнейшие вещества продуктов питания (слайд)

Белок – важная составляющая каждой клетки нашего организма. Это органическое соединение, состоящее из аминокислот, которые также известны как основные строительные элементы жизни.

Наибольшее значение в питании представляют незаменимые аминокислоты, которые не могут синтезироваться в организме и поступают только извне – с продуктами питания. Поступающий белок считается полноценным , если в нем присутствуют все незаменимые аминокислоты в сбалансированном состоянии. К таким белкам по своему химическому составу приближаются белки молока, мяса, рыбы, яиц.

Белки растительного происхождения (мука, крупа, бобовые) не содержат полного набора незаменимых аминокислот и поэтому относятся к разряду неполноценных .

Важным показателем качества пищевого белка служит также степень его усвояемости. По степени переваривания протеолитическими ферментами пищевые белки располагаются следующим образом:

1) белки рыбы и молока;

2) белки мяса;

3) белки хлеба и круп.

Пищевые белки должны обеспечивать поступление в организм 20 аминокислот в оптимальных пропорциях. Даже временное отсутствие 1 незаменимой кислоты отрицательно сказывается на синтезе белка в организме.

Недостаток белка может вызвать (слайд):

• Хроническую усталость
• Выпадение волос
• Потерю мышечной массы
• Гормональную недостаточность
• Потерю эластичности кожи и сосудов
• Набор веса и углеводную зависимость
• Замедленное развитие у детей
• Дефицит белка в питании уменьшает устойчивость организма к инфекциям, так как снижается уровень образования антител.

1. Строение и структура белков (слайд)

Белки представляют собой высокомолекулярные органические соединения, построенные из остатков α- аминокислот, соединенных между собой пептидными связями.

О Н R Н Н О

Полипептидная цепь имеет неразветвленное строение и состоит из чередующихся метиновых (CH ) и пептидных (CONH ) групп. Различия такой цепи заключаются в боковых радикалах, связанных с метиновой группой, и характеризующих ту или иную аминокислоту. (видео- биуретовая реакция )

В природном белке полипептидная цепь уложена в определенном порядке, причем в их укладке нет ничего случайного. Каждому белку присущ определенный характер укладки. В сложной структуре несколько структур:

1. Первичная: атомы связаны ковалентными связями (слайд)
2. Вторичная: полипептидные цепочки расположены параллельно и скручены в спираль. Между атомами и аминокислотными радикалами возникают химические связи (такие как водородные) (флипчарт)
3. Третичная: сложная структура, сложные комплексы свернуты в клубок, поддерживаются слабыми молекулярными связями (слайд)
4. Четвертичная: агрегаты нескольких белковых макромолекул (белковые комплексы), образованные за счет взаимодействия разных полипептидных цепей

Водные растворы белков являются электролитами. Так как белки содержат основные группы NH 2 – амино, и –СООН карбоксильную группу, то такие электролиты являются амфотерными, т.е. они способны диссоциировать и по основному и по кислотному типу. (слайд)

СООН СООН СОО – + Н +

NH 2 NH 3 OH NH 3 + + OH –

1. Классификация белков(слайд)

В зависимости от формы молекул белки подразделяются: на глобулярные и фибриллярные. (слайд)

Глобулярные белки имеют округлую или эллипсовидную форму, они растворимые в воде и слабых солевых растворах с образованием коллоидных систем, например белки альбумины.

Фибриллярные белки имеют нитевидную вытянутую структуру, к ним относят: основной белок мышечной ткани миозин, кератин – белок волоса и рогов, белки соединительной ткани коллаген и эластин. Фибриллярные белки не растворимы в воде.

По степени сложности белки делят на простые (протеины) и сложные (протеиды)

Протеины (слайд)

Альбумины – белок яйца – овальбумин

Глобулины – входят в состав мышечных волокон, молока, крови, составляют большую часть бобовых, масличных культур. Представителем глобулинов животного происхождения является лактоглобулин молока

Проламин – белки пшеницы, ржи, овса, ячменя

Протеиды

Нуклеопротеиды, которые кроме белка включают нуклеиновые кислоты – важные биополимеры;

Липопротеиды – кроме белка содержат липиды, принимают активное участие в формировании клейковинных белков;

Фосфопротеиды –(казеин)-белок молока.

4.Биологическая роль белков в клетке (слайд)

1) Структурная (пластическая) – белками образованы многие клеточные компоненты, а в комплексе с липидами они входят в состав клеточных мембран.

2) Каталитическая – все биологические катализаторы – ферменты по своей химической природе являются белками.

3) Транспортная – белок гемоглобин транспортирует кислород, ряд других белков образуя комплекс с липидами транспортируют их по крови и лимфе (пример: миоглобин, сывороточный альбумин).

4) Механохимическая – мышечная работа и иные формы движения в организме осуществляются при непосредственном участии сократительных белков с использованием энергии макроэргических связей (пример:

актин, миозин).

5) Защитная – антитела (иммуноглобулины) являются белками, кроме того основу кожи составляет белок коллаген, а волос – креатин. Кожа и волосы защищают внутреннюю среду организма от внешних воздействий.

6) Энергетическая – аминокислоты белков могут поступать на путь гликолиза, который обеспечивает клетку энергией.

5.Гидролиз белков (флипчарт)

Гидролиз белков проводят нагреванием с разбавленными кислотами или щелочами при обычном или повышенном давлении. В результате получаются смеси α -аминокислот

Основным источником α- аминокислот для живого организма служат пищевые белки , которые в результате ферментативного гидролиза в желудочно-кишечном тракте дают α – аминокислоты. Многие α – аминокислоты синтезируются в организме, а некоторые необходимые для синтеза белков α – аминокислоты не синтезируются в организме и должны поступать извне. Такие аминокислоты называются незаменимыми.

К ним относятся: валин, лейцин, треонин, метионин, лизин, фенилаланин, триптофан. Всего их восемь.

6.Денатурация белка

Денатурацией называется утрата белком природной (нативной) конформации, сопровождающаяся обычно потерей его биологической функции. С точки зрения структуры белка – это разрушение вторичной, третичной, четвертичной структур белка, обусловленное воздействием кислот, щелочей, нагревания и других реагентов. При этом происходит изменение физико-химических свойств белка. Денатурацию связывают с изменением конформации белковых молекул, внешне это выражается в свертывании или выпадении в осадок, сопровождается понижением растворимости, увеличением вязкости.

Денатурация может быть обратимой (так называемая, ренатурация) и необратимой. Пример необратимой денатурации при тепловом воздействии – свертывание яичного альбумина при варке яиц.

(видео реакция ксантопротеиновая)

Классификация денатурации (слайд)

1. тепловая денатурация – термическая обработка – варка мяса, яиц, рыбы, хлебопечение.
2. Поверхностная денатурация – взбивание белков яиц в пену
3. Кислотная денатурация – скисание молока
4. Химическая денатурация – при определение жирности молока, эмульсию разрушают с помощью серной кислоты

7.Закрепление: Опыты (демонстрация)

Опыт: 1 варка мяса: в стакан с водой положить кусочек мяса, поставить на плитку и объяснять процессы, происходящие при нагревании. (Тепловая денатурация)

Белки мяса находятся в продукте в виде обводненного геля при тепловом воздействии при температуре 30-35С выпрессовывают воду, с растворимыми в ней экстрактивными веществами, солями и белками. (поэтому вода мутнеет)

Изменение окраски мяса при тепловой обработке связано с денатурацией миоглобина, при температуре 70-80С мясо приобретает серовато-коричневый цвет

Нагревание неполноценного белка соединительной ткани мяса коллагена при температуре 65С приводит к сокращению коллагеновых волокон 1/3первоначальной длины, что называется свариванием. При длительном нагревании коллаген переходит в глютин, чем дольше варится мясо и выше температура, глютина становится больше.

Опыт 2 скисание молока: В стакан с молоком влить разбавленную серную кислоту. Объяснить процесс кислотной денатурации.

В молоке содержится ряд белков, из которых важнейшими являются – казеин, лактоальбумин и лактоглобулин. Основную массу их составляет казеин-имеющий ярко выраженный кислый характер. В воде он не растворим, а в молоке содержатся его растворимые кальциевые соли, образующие непрозрачный золь. При сквашивании молочная кислота отщепляет кальций из его солей и казеин образует простоквашу(т.е гель). При нагревании казеин денатурирует, гель его уплотняется и образует творог.

При нагревании молока происходит денатурация альбумина, который оседает на дне и стенках посуды. Частично денатурирует при кипячении молока и казеин. Денатурированные казеин и альбумин образуют пленку.

Показ видео- влияние спиртов на белки

Вопросы:

1. Что такое белки?
2. Какие белки являются полноценными?
3. Какие белки легко образуют студни при нагревании?
4. Что приводит к чрезмерному уплотнению свернувшегося белка?
5. Назовите коллоидные состояния пищевых белков?

6.В чем заключается сущность гидролиза белка? (под действием ферментов белковые молекулы расщепляются до аминокислот, которые, будучи хорошо растворимы в водной среде, попадая в организм расходуются на рост, увеличение массы, синтез белков, энергию.)

7.Почему при тепловой обработке мяса происходит уменьшение массы готовой продукции (происходит изменение вторичной, третичной структур, т.е. денатурация.При денатурации белки теряют влагу (разрушаются водородные связи)что приводит к уменьшению массы)

1. Как вы думаете. Зачем маринуют мясо? (под воздействием уксусной кислоты происходит частичный гидролиз белка. В желудке этот процесс продолжается. Маринование облегчает переваривание белка).

Электронное тестирование

Тест «Белки».

1. К какому типу веществ относятся белки?

А) Коллоидные системы

Б) Грубодисперсные системы

В) Высокомолекулярные соединения

Г) Низкомолекулярные соединения

Д) Студни

1. Какой связью соединены аминокислотные остатки в белках?

А) Водородной

Б) Пептидной

В) Аминной

Г) Ковалентной

Д) Ионной

1. В какой структуре белка полипептидные цепочки расположены параллельно и скручены в спираль, а между атомами и аминокислотными радикалами возникают химические связи?

А) Первичной

Б) Вторичной

В) Третичной

Г) Четвертичной

Д) Ни в какой

1. Какую функцию выполняют ферменты в организме человека?

А) Каталитическую

Б) Сигнальную

В) Транспортную

Г) Энергетическую

Д) Строительную

1. Какие вещества образуются при гидролизе белков?

А) Аммиак

Б) Пептиды

В) Карбоновые кислоты

Г) Аминокислоты

Д) Щелочи

1. Какой вид денатурации происходит при производстве кефира?

А) Поверхностная денатурация

Б) Тепловая денатурация

В) Кислотная денатурация

Г) Химическая денатурация

Д) Биологическая денатурация

1. Что происходит с белком при денатурации?

А) Растворение белка

Б) Изменение физико- химических свойств

В) Гидролиз белка

Г) Выделение энергии

Д) Изменение состава белка

1. Выберете из перечисленных белков основной белок мышечной ткани мяса

а) коллаген

б) эластин

в) миозин

г) альгумин

д) миоглабин

1. Какой из перечисленных белков придает мясу красный цвет

а) коллаген

б) эластин

в) миозин

г) альбумин

д) миоглабин

1. На какие группы классифицируются белки в зависимости от формы молекул

а) Протеины

б) протеиды

в) фосфопротеиды

г) липопротеиды

д) глобулярные, фебриллярные

1. При какой температуре окраска говядины становится серовато- коричневой, свойственной мясу, доведенному до кулинарной готовности

а) 70 -80С

1. Определите белки соединительной ткани мяса

а) альбумин, глобулин

б) коллаген, эластин

в) козеин

г) проламин

1. Скисание молока относится к денатурации

а) тепловой

б) поверхностной

в) кислотной

г) химической

д) комбинированной

1. Взбивание белков яиц в пену это денатурация

а) тепловая

б) поверхностная

в) кислотная

г) химическая

д) комбинированная

1. На какие группы белки делят по степени сложности

а) протеины и протеиды

б) глобулярные, фибриллярные

в) полноценные, не полноценные

г) растворимые, не растворимые

д) структурные

1. Какой белок растворимый в воде

а) кератин

б) миозин

в) коллаген

г) альбумин

д) эластин

1. Что способствует ускорению перехода коллагена в глютин при тепловой обработке

а) температура

б) продолжительность теплового воздействия

в) реакция среды

г) механическое рыхление кусков мяса перед тепловой обработкой

д) все перечисленные факторы

ВЫВОД: В пищевой промышленности особое практическое значение имеет тепловая денатурация белков, степень проявления которой зависит от температуры, продолжительности нагревания и влажности; что необходимо помнить при разработке режимов термообработки пищевого сырья, полуфабрикатов и готовых продуктов. Важными природоохранными мероприятиями являются получение экологически чистой и экологически полезной продукции.

Улучшение усвояемости продуктов, прошедших тепловую обработку, обусловлено следующими причинами:

• Продукты размягчаются, легче разжевываются и смачиваются пищеварительными соками
• Белки при нагревании денатурируют и легче перевариваются
• Образуются новые вкусовые и ароматические вещества, возбуждающие аппетит

Денатурация белков сопровождается следующими важнейшими изменениями:

• Потерей биологической активности
• Повышением атакуемости пищеварительными ферментами
• Потерей способности к гидратации
• Разрушением вторичной, третичной, четвертичной структур белка,

1. Домашнее задание

Н.И Ковалев «Технология приготовления пищи» стр 53-59

Липатников В.Е. Физическая и коллоидная химия. Стр 137

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

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.

«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 55°С. 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.