Они связаны с нагревом и охлаждением.
Нагревание. Тепловая обработка продуктов является основным способом технологического процесса производства кулинарной продукции. Нагревание продукта с использованием различных сред, передающих тепло, вызывает изменения его структурно-механических, физико-химических и органолептических свойств, которые в совокупности определяют готовность, консистенцию, цвет, запах и вкус изделия.
Тепловая обработка продуктов осуществляется различными способами: погружением в жидкую среду, обработкой паровоздушной и пароводяной смесями, острым паром, нагревом в поле токов СВЧ, инфракрасным облучением, контактным нагревом.
Все способы нагрева пищевых продуктов можно разделить на две группы: поверхностный и объемный нагрев, (рис. 1.1). Наиболее распространен поверхностный нагрев.
С нагретой поверхностью
С водой
С нагретым жиром
С нагретым воздухом
С паром
Рис. 1.1. Классификация способов нагрева
Поверхностный нагрев. В этом случае поверхность продукта нагревается при контакте с водой, паром, нагретым жиром, воздухом или инфракрасными лучами. От нагретой поверхности тепло передается за счет теплопроводности вглубь продукта, и вся его масса постепенно прогревается. Этот вид нагрева может быть контактным или радиационным
При контактном нагреве продукт помещают на нагретые поверхности или в греющую среду (воду, пар, жир, нагретый воздух). В этом случае продукт нагревается только с одной стороны и в процессе обработки его надо переворачивать.
При радиационном нагреве продукт облучают потоком инфракрасных лучей (ИКЛ), и он прогревается одновременно со всех сторон. Источником ИКЛ могут быть нагретые поверхности (стенки жарочных шкафов, электронагревательные элементы и т. д.) или специальные лампы (трубчатые или конические с зеркальной поверхностью). ИКЛ проникают в продукт на глубину до 1—2 мм, и в этом тонком слое их энергия превращается в тепловую. Поэтому поверхность продукта очень быстро нагревается и образуется обезвоженная корочка, в которой температура быстро достигает 130—150°С. Этот способ нагрева используется в гриль-аппаратах и шашлычных печах.
На практике часто применяют одновременно несколько способов нагрева. Например, если продукт не полностью погружен в жидкость, то нижняя часть его нагревается водой, а верхняя — паром.
При всех способах поверхностного нагрева создается разность температур (градиент температуры) между поверхностью и внутренними частями изделия. Перепад температуры вызывает перемещение влаги от поверхности к центру изделия (термодиффузию). Явление это называется термомассоперенос, или термовлагоперенос. Оно способствует быстрому образованию на поверхности корочки и уменьшению испарения влаги при жарке, а также снижению интенсивности диффузионных процессов при варке. (Более подробно см. разд. I, гл. 4.)
Объемный нагрев. При объемном нагреве энергия электромагнитных колебаний или электрического пока превращается в тепловую энергию в самом продукте и почти вся масса его нагревается практически одновременно. Существуют два способа объемного нагрева: электроконтактный и сверхвысокочастотный (СВЧ-нагрев).
При электроконтактном способе через продукт пропускают электрический ток. В соответствии с законом Джоуля— Ленца при прохождении тока через проводник выделяется тепло. Однако при этом в продукте происходит электролиз (разложение) электролитов, содержащихся в его жидкой фазе (соли, кислоты и т. д.). Поэтому такой способ применяют довольно редко.
При СВЧ-нагреве продукт помещают в переменное электромагнитное поле. Во всех продуктах содержатся дипольные молекулы, или частицы, в которых имеющиеся электрические заряды пространственно разделены. Например, в молекуле воды один конец заряжен положительно (водородный ион), а другой — отрицательно (гидроксильный ион). Кроме того, даже нейтральные молекулы в электромагнитном поле могут стать диполями. Объясняется это тем, что симметрично расположенные в них заряды могут сдвигаться под действием внешних полей — вторичная поляризация.
Если дипольную частицу поместить в электромагнитное поле, то она повернется так, чтобы расположиться вдоль силовых линий. Если же направление этих линий изменить, то и частица изменит свою ориентацию. В переменном электромагнитном поле направление магнитных силовых линий меняется несколько тысяч раз в секунду, поэтому диполи начинают колебаться, выделяется кинетическая энергия движения молекул, и продукт быстро нагревается. Глубина проникновения электромагнитных колебаний в продукт зависит от их частоты и свойств продукта (его диэлектрических характеристик).
При использовании СВЧ-нагрева сокращаются сроки тепловой обработки, уменьшается расход электроэнергии, снижаются потери массы и растворимых веществ, в меньшей степени денатурируют белки и окисляются ненасыщенные жирные кислоты. Изменения, происходящие в этом случае с пищевыми веществами, их влияние на организм человека еще недостаточно изучены. СВЧ-нагрев рекомендуется использовать в основном для разогрева охлажденных и замороженных блюд, для оттаивания замороженных продуктов.
При объемном нагреве не возникает перепада температуры внутри продукта, следовательно, не происходит термомассоперенос и поэтому не образуется корочка, СВЧ-нагрев можно сравнить с варкой в собственном соку — припусканием.
Охлаждение — отдача тепла в окружающую среду. Продукты можно охлаждать в естественных и искусственных условиях. Так, для сохранения качества продуктов (в первую очередь скоропортящихся), поступивших на предприятия общественного питания, требуется пониженная температура хранения, при которой подавляется развитие микроорганизмов и замедляются нежелательные биохимические процессы, протекающие в самих продуктах.
Охлаждение используют также для создания режимов, необходимых для проведения технологических процессов: студнеобразования, раскатки слоеного теста, взбивания пены и др. Кроме того, охлаждение применяют при централизованном производстве кулинарной продукции (охлажденные блюда) с целью продления сроков ее реализации.
