Обжаривание

Широкое распространение за рубежом и странах СНГ получили обжаренные овощепродукты. Обсновным технологическим процессом является обжаривание, т.е. кратковременная обработка в растительном масле или животном жире, нагретом до 140-190⁰С.

Наиболее распространенные способы обжаривания овощей – в глубоком слое масла (во фритюре, когда в масло погружен весь продукт – однако большая масса масла при низком коэффициенте его сменяемости может привести к быстрой порче масла и снижению качества продукции) и в тонком (с частичным погружением продукта в масло – используют очень редко); другие способы – обжаривание в вакууме (интенсифицирует удаление влаги и устраняет окисление масла кислородом воздуха, но вакуум-обжарочные печи очень громоздки, сложны, масло в них быстро портится, а качество продукта невысокое: ткань жесткая, чувствуется вкус и запах сырых овощей), радиационный способ (подсушка инфракрасными лучами) и комбинированный (вначале удаляют часть влаги из овощей подсушкой ИК-лучами или в потоке горячего воздуха, а затем обжаривают подсушенные овощи в масле в обычных печах или печах с ИК-обогревом).

Для обжаривания карторфелепродуктов и овощей в основном используют растительные масла: подсолнечное, хлопковое, кукурузное, соевое, арахисовое.

Вкусовые качества обжаренных овощей, а также устойчивость к порче при воздействии высоких температур во многом зависят от свойств и состава применяемых масел. Масла - это смесь глицеридов, состоящих из эфиров жирных кислот и глицерина; в их состав входят ненасыщенные ЖК с одной, двумя и более связями и насыщенные ЖК. Ненасыщенные ЖК – нестойкие химические вещества, которые, имея свободные связи, легко окисляются. Поэтому содержание ненасыщенных ЖК в масле характеризует степень стойкости его при обжаривании. Из масла стремятся устранить или уменьшить количество тех компонентов (примесей), которые способствуют его окислению, образованию пены, прогорканию и потемнению. Масло должно содержать минимальное количество ненасыщенных ЖК (в подсолнечном масле этих кислот должно быть не более 0,3-0,4%, в хлопковом – не более 0,2-0,3%). Содержание влаги в масле допускается не выше 0,1-0,2%, свободных кислот – не более 0,05%, оно не должно содержать фосфатов, белковых и других примесей и должно обладать нейтральным вкусом.

Жиры и масла, содержащие высоконенасыщенные ЖК, предохраняют от окисления, добавляя к ним 0,01-10% антиокисданта, который получают экстракцией полярными растворителями из шалфея, розмарина и других ароматических растений. Для улучшения действия антиокисдантов в жиры и масла добавляют фосфолипид или спирт, или их смесь. Антиокисданты добавляют в виде порошка. В качестве антиоксиданта используют белки концентрата бобов, сухую биомассу одноклеточной водоросли и прополиса, а также токоферол и лимонную кислоту.

Факторы, влияющие на качество масла в процессе обжаривания

Во время обжаривания свойства масла изменяются: цвет его постепенно темнеет, появляется горьковатый вкус, увеличивается вязкость, плотность, число омыления, ацетильное число, содержание неомыленных веществ и свободных жирных кислот, карбонильных соединений и оксикислот.

Факторы:

- окисление масла кислородом воздуха (чем большая поверхность масла, отнесенная к единице массы, соприкасается с воздухом, тем интенсивнее происходит оксидация и полимеризация масла);

- высокая температура масла при обжаривании;

- полимеризационные процессы, приводящие к прогорканию масла. Появляющиеся под воздействием высокой температуры масла соединения и полимеры обладают токсическими и канцерогенными свойствами;

- при взаимодействии масел при высоких температурах с паром, капельками сока протекают гидролитические процессы, вследствие чего образуются свободные жК, содержание которых не должно превышать 0,5-0,75%;

- химические изменения выражены в масле сильнее при прерывистом, чем при непрерывном режиме обжаривания продукта;

- конструкционные особенности обжарочных печь.

Важен способ нагревания масла и тип обогревательного устройства (лучше всего с промежуточным теплоносителем). За рубежом и в нашей стране применяют обжарочные аппараты с различными способами нагрева масла – электрическим, паровым, с применением промежуточного теплоносителя.

Наибольший распад масла наблюдается в местах его перегрева до 300⁰С и выше. Необходимо стремиться к печам с небольшим объемом масла Коэффициент часовой сменяемости показывает, сколько раз за сутки все количество масла поглощается обжариваемым продуктом и заменяется новым. Чем выше коэффициент сменяемости масла, тем меньше оно разлагается. Этот коэффициент должен составлять 0,10-0,15 (для хрустящего картофеля). Необходимо предусматривать циркуляцию, фильтрацию масла (не реже одного раза в сутки), полное удаление паров воды и не допускать их конденсации, исключить аэрацию масла. Конструкция печи должна предусматривать быстрое охлаждение масла.

Наличие солей меди в металле, из которого изготовлено обжарочное устройство, неблагоприятно влияет на качество масла – ускоряются процессы окисления и образования свободных ЖК.

Химический распад масла при нагревании происходит по следующей схеме:

 

1. Жир глицерин + ЖК

Н

2. Глицерин вода + акролеин (СН₂=СНС)

О

Выделяющийся при распаде глицерина акролеин придает маслу прогорклый вкус. Кроме того, он легко улетучиваясь, сильно действует на глаза персонала, обслуживающего печь, вызывая слезоточение.

Ненасыщенные ЖК, выделившиеся при разложении масла, распадаются далее по месту двойных связей на более простые кислоты. Вследствие этого кислотность увеличивается быстро, непропорционально гидролизу триглицеридов.

При обжаривании, по-видимому, происходит альдегидное прогоркание масла. Первой стадией альдегидного прогоркания жиров следует считать присоединение к ним кислорода воздуха и появление перекисей. Наиболее активно кислород присоединяется по месту двойных связей ненасыщенных ЖК.

Присоединение кислорода по месту двойных связей приводит к появлению перекисей, которые, распадаясь, образуют альдегиды.

Схематически этот процесс может быть выражен следующим образом:

 

R₁-СН=СН-R₂ + О₂ R₁-СН-СН-R₂

О О

 

Н Н

R₁-СН-СН-R₂ R₁-С + R₂-С

О О О О

 

Ненасыщенные триглицериды и продукты их гидролиза при нагревании подвержены также кетонному прогорканию, которое может идти по следующей схеме:

 

R₁СН=СНR₂
R₁-СН-СН-R₂ R₁-СОСНОНR₂

О О

 

Возможны и другие пути образования кетонов. Образование альдегидов, альдокислот и кетонов усиливает прогоркание масла. Процессы изменения масла протекают параллельно без разграничения окончания одной стадии изменений и начала другой.

Разложение масла ухудшает его вкус и снижает пищевую ценность. Эти же недостатки передаются и обжариваемому сырью.

 

Изменение растительной ткани в процессе обжарки протекают через следующие стадии:

1 стадия – тепловое окоченение. В первой стадии под действием высокой температуры начинается коагуляция протоплазмы клеток. В связи с этим наблюдается незначительное нарушение клеточного тургора. Оболочки клеток слегка сокращаются. В поверхностном слое происходит небольшое сморщивание ткани, однако без заметных нарушений ее анатомической структуры. Масло в виде водо-жировой эмульсии начинает проникать в межклеточные пространства сырья. По консистенции сырье является упругим, плотным.

2 стадия – набухание. Продолжающееся нагревание сырья в масле вызывает коагуляцию коллоидной системы в клетках. При этом происходит плазмолиз протоплазмы. Клетки набухают и значительно увеличиваются в размерах. Ткань становится влажной, начинается парообразование.

К концу второй стадии клеточные оболочки под влиянием выделяющихся паров и вследствие потери тургора начинают сжиматься. Размеры межклеточных пространств при этом резко увеличиваются.

С увеличением проницаемости слоя протоплазмы масло начинает скапливаться в клетках в виде крупных капель. Продолжается также обогащение ткани маслом через межклеточные пространства.

3 стадия – испарение влаги. В этой стадии происходит испарение влаги, находящейся как в клетках,, так и в межклеточном пространстве. Клетки сжимаются и в значительной степени теряют свою первоначальную форму. Коагулированный слой протоплазмы клеток еще более уплотняется и уменьшается в размерах. Межклеточные ходы также уменьшаются.

Ткань в этой стадии теряет упругость, становится более плотной и менее водянистой. Ткань подвергается механическим разрывам и образуются полости, заполненные воздухом.

Вследствие высыхания ткани продолжается накапливание масла в клетках и в межклеточных пространствах. В клетках центрального слоя сырья образуется мелкозернистая водо-жировая эмульсия.

4 стадия – деформация и деструкция ткани. В этой стадии ткань становится сухой, плотной, лишенной клеточной структуры.

5 стадия – химическое разрушение ткани. В этой стадии ткань приобретает темный (у моркови коричневый) цвет.

Наилучшие вкусовые качества продукт приобретает, когда обжарка заканчивается в стадии испарения влаги. В первых двух стадиях сырье прожаривается недостаточно и остается полусырым. В четвертой и особенно в пятой стадиях наступают изменения, в результате которых получается невкусный, пережаренный продукт.

 

О готовности и качестве обжаренного продукта судят по внешнему виду и вкусу, а также по проценту ужарки и проценту впитавшегося масла. Процент ужарки различают видимый и истинный.

Видимый процент ужарки показывает процентное уменьшение веса сырья при обжарке. Его можно определить по формуле:

 

Х=(А-В)/А * 100

 

где А – вес сырья до обжарки, кг;

В – вес продукта после обжарки, кг.

 

Величиной видимого процента ужарки пользуются для контроля производства, а также при технологических расчетах, когда нужно установить изменения количества сырья по процессам.

Истинный процент ужарки показывает действительную потерю влаги в %, т.е. учитывает, что часть влаги заменена маслом, впитавшимся при обжарке в продукт. Истинный процент ужарки равен сумме видимого процента ужарки и количества масла, впитавшегося в продукт (в % к весу первоначального сырья).

Величиной истинного процента ужарки пользуются для тепловых расчетов при определении требуемой поверхности нагрева печи и расхода пара.

В зависимости от вида и назначения сырья видимый процент ужарки колеблется от 32 до 55, а истинный – от 47 до 70. Впитывание масла (в % к весу обжаренного продукта) для большинства видов сырья составляет 10-13, но доходит до 23 у баклажан кружками и до 35 у лука.

Изменение растительного сырья при бланшировании. Цель – увеличить эластичность плодовой ткани, инактивировать ферменты, повысить проницаемость наружных слоев плода, удалить воздух из тканей и др.

Бланширование может проводиться распространенными в промышленности способами: в воде или паром, а также новыми способами, нашедшими пока ограниченное применение: горячими газами (120⁰С) и микроволновым излучением (t=55-65⁰С).

Каждый из этих методов имеет свои преимущества и недостатки.

Бланширование картофеля, моркови, столовой свеклы, капусты и зеленого горошка применяют для лучшей сохранности их в процессе сушки и последующего хранения, а также для лучшей восстанавливаемости сушеных материалов. При бланшировании инактивируются окислительно-восстановительные гидролитические ферменты и эстеразы в результате свертывания белковых носителей ферментов путем изменения конфигурации белка. Разрушение ферментов предохраняет сырье от потемнения, способствует сохранению вкуса, цвета, аромата, консистенции материалов.

Режим бланшировки определяется реакцией на пероксидазу – наиболее термоустойчивый фермент. Для его инактивации температура в центре частицы должна быть около 88⁰С. Установлено, что пероксидаза и другие ферменты после их инактивации теплом могут регенерироваться. Поэтому нужно предусматривать такой режим бланшировки, при котором невозможна последующая регенерация ферментов.

Режимы бланшировки зависят от температуры и вида среды, продолжительности процесса и размера частиц. Бланшировка нарезанных картофеля и овощей производится в водяных или паровых бланширователях при температуре воды или насыщенного пара 94-100⁰С в течение 3-8 мин. Бланшировка в воде приводит к значительно большим потерям водорастворимых веществ по сравнению (образование большого количества сточных вод, которые не могут вторично использоваться из-за загрязнения выщелоченными из материалов веществами) с бланшировкой паром (большой расход теплоты).

В процессе тепловой обработки перед сушкой растительная ткань претерпевает значительные изменения. Наибольшим изменениям в высококрахмалистых картофеле и зеленом горошке подвержен крахмал. Хотя содержание крахмала в картофеле составляет 70-80%, а в зеленом горошке свыше 40% всех сухих веществ, до бланшировки он не оказывает заметного влияния на консистенцию этих продуктов, так как зерна крахмала мало гидратированы. При нагревании до температуры 46⁰С зерна крахмала набухают, увеличиваются в объеме за счет поглощения воды из цитоплазмы клеток. При дальнейшем нагревании, когда температура в клетках достигает 59⁰С, начинается клейстеризация крахмала, которая заканчивается при температуре 65⁰С. При этом крахмальные зерна значительно увеличиваются в объеме, их мембраны лопаются и крахмал заполняет все содержимое растительной клетки серой массой, контуры клеток становятся малозаметными. Клейстеризованный крахмал определяет консистенцию бланшированных картофеля и зеленого горошка.

При бланшировке изменяется конфигурация молекул белка, происходит его денатурация при температуре ткани выше 63⁰С. Денатурация белка приводит к усадке и уплотнению растительных тканей, к уменьшению их гидрофильности. Тем самым создаются лучшие условия для сушки, но ухудшается набухаемость и развариваемость сушеных материалов.

Потери витаминов.

При бланшировке, когда ткань нагревается до температуры 60-65⁰С, происходит гидролиз нерастворимого протопектина срединных пластинок и стенок клеток в растворимый пектин. В результате этого уменьшается прочность сцепления клеток, нарушается избирательная проницаемость клеточных мембран. До нагревания растительные клетки находятся в напряженном упругом состоянии тургора, при котором протопласт плотно прижат к оболочке и осмотическое давление в клетках колеблется от 0,5 до 1,0 МПа. При бланшировке вследствие потери полупроницаемости клеточных оболочек состояние тургора исчезает, наступает явление плазмолиза, давление по обе стороны клеточной оболочки выравнивается, цитоплазма сжимается, оболочка сморщивается, часть влаги переходит из клетки в межклеточные пространства и сосудистые системы, вытесняя оттуда воздух.

В малокрахмальных моркови, свекле, капусте и др. часть вытесненной влаги становится несвязанной, а в высококрахмальных материалах эта влага захватывается крахмальными зернами.

Бланшированные частицы картофеля, зеленого горошка, моркови, столовой свеклы, капусты теряют хрупкость, приобретают эластичность, упругость. Это объясняется заменой воздуха и газов в межклеточных пространствах влагой, денатурацией белка цитоплазмы, образованием мостиков кальция между молекулами пектина, так как карбоксильные группы пектина, освободившиеся в результате гидролиза протопектина, реагируют с ионами кальция.

Предварительная тепловая обработка сырья не всегда приводит к убыстрению процесса сушки.

Замедление процесса сушки бланшированных картофеля и зеленого горошка можно объяснить клейстеризацией крахмала. Набухшие зерна клейстеризованного крахмала поглощают свободную влагу, при этом образуется и адсорбционно связанная влага, и замедление обезвоживания бланшированных материалов происходит на всех этапах сушки.

При бланшировке свеклы сахарный сироп (среди сахаров свеклы преобладает сахароза) проникает в межклеточные пространства и закупоривает поры, тем самым затрудняется удаление влаги при последующей сушке. Ускорение сушки бланшированных моркови, капусты объясняется уменьшением прочности сцепления клеток, потерей полупроницаемости клеточных оболочек, выделением влаги и слабовязких растворов в межклеточные пространства.

Бланшировка картофеля и других материалов проводится не столько для ускорения процесса сушки, сколько для улучшения сохранности и восстанавливаемости сушеных материалов.

Лук, цикорий, хурму, яблоки, груши, айву, абрикосы не подвергают тепловой обработке, они поступают на сушку без существенного изменения структуры, хим.состава, коллоидных свойств.

Изменение растительного сырья при сульфитации – применяют для предупреждения потемнения материалов в процессе сушки и хранения. Она проводится обработкорй 0,1-0,5%-ными растворами сульфита (Na₂SO₃), бисульфита (NaНSO₃), пиросульфита (Na₂S₂O₅) путем погружения в них сырья на 2-3 мин или орошения в течение 20-30 с: картофеля – после очистки и бланшировки, капусты и моркови – после бланшировки, яблок, айвы, груш и абрикосов – после резки.

Растворы сернистой кислоты и ее солей являются сильными восстановителями, инактивируют окислительные ферменты и тем самым тормозят процессы ферментативного потемнения. Кроме того, в процессе сульфитации SO₂ присоединяется к свободным карбонильным группам редуцирующих сахаров, предохраняя их от реакций меланоидинообразования.

При сульфитации нарушается проницаемость клеточных оболочек. В сульфитированных материалах лучше сохраняется цвет, содержание аскорбиновой кислоты, но значительно разрушается витамин В₁, а у лука теряется острота вкуса и запаха из-за взаимодействия SO₂ с эфирными маслами.

В сушеных материалах содержание SO₂ не должно превышать (в %): в картофеле – 0,04; капусте – 0,06; в остальных – 0,01.