Химические соединения, образующиеся авто- и термическом окислении, условно можно подразделить на три группы − продукты окслительной деструкции жирных кислот, в результате которой образуются вещества с урокороченной цепью; продукты изомеризации , а также окислённые триглицериды, которые содержат то же количество углеродных атомов, что и исходное триглицериды, но отличаются от последних присутствием в углеводородных частях молекул жирных кислот многофункциональных групп, содержащих кислород; продукты окисления содержащие полимеризованные или конденсированные жирные кислоты, в которых могут присутствовать функциональные группы, содержащие кислород.
Продукты окисления липидов принято подразделять на термостойкие и нетермостойкие.
Гидролиз жира под действием воды и высокой температуры протекает в три стадии. На первой стадии от молекулы триглицерида отщепляется одна молекула жирной кислоты с образованием диглицерида. Затем от диглицерида отщепляется вторая молекула жирной кислоты с образованием моноглицерида. И наконец, в результате отделения от моноглицерида последней молекулы жирной кислоты образуется свободный глицерин. Ди- и моноглицериды, образующиеся на промежуточных стадиях, способствует ускорению гидролиза.
2.6. Изменение цвета, вкуса и запаха жира в процессе жарки продукта во фритюре
Пигменты, содержащиеся в жире (каротиноиды, хлорофилл, госсипол и др.), разрушаются под действием нагрева, вследствие чего в начале нагревания жир несколько светлеет, а по мере дальнейшего нагревания темнеет до цвета крепкого кофе.
Причин потемнения жира несколько. Одна из них – загрязнение жира веществами пирогенетического распада, образующимися при обугливании мелких частиц обжариваемых продуктов.
40
Другая причина – реакции меланоидинообразования и карамелизации. Источником аминных групп, участвующих в первой из них, могут служить обжариваемые продукты, а при использовании для фритюра нерафинированных масел – и входящие в них фосфатиды, поэтому цвет рафинированных масел, из которых удалены фосфатиды и другие посторонние вещества, изменяется значительно медленнее. Так, при 20часовой жарке пирожков цвет рафинированного масла изменился незначительно, а нерафинированное за это же время потемнело.
Следующая причина появления тёмной окраски – накопление тёмноокрашенных продуктов окисления самого жира. Известно, например, что две стоящие рядом карбонильные группы (- СО - СО -) обусловливают появление окраски соединений, в состав которых они входят. Такие соединения легко вступают в реакции конденсации, что приводит к дальнейшему усилению окраски.
И наконец, ещё одна причина потемнения жиров – присутствие в некоторых из них хромогенов (слабоокрашенных или бесцветных веществ).
При окислении и действии других факторов хромогены интенсивно окрашиваются.
Чистые неокисленные триглицериды лишены вкуса и запаха. Однако в процессе фритюрной жарки образуются летучие вещества (вещества с укороченной цепью), которых в гретых фритюрных жирах обнаружено свыше 220 видов. Некоторые из них придают определённый запах обжариваемым продуктам и самому жиру. Например, карбонильные производные, содержащие 4,6, 10 или 12 атомов углерода, придают фритюру приятный запах жареного, тогда как карбонильные компоненты, содержащие 3, 5 или 7 атомов углерода, отрицательно влияют на запах фритюра. Добавочное количество компонентов, обладающих запахом, образуется при взаимодействии аминокислот (особенно метионина) и белков обжариваемого продукта с фритюром.
При длительном использовании для фритюрной жарки жир приобретает тёмную окраску и одновременно жгуче-горький вкус. Кроме того, у него
41
появляется едкий запах горелого. Как уже отмечалось, это объясняется в основном присутствием в нём аккролеина (СНз=СН—СНО), содержание которого в жире возрастает по мере снижения температуры дымообразования. Горький вкус и запах горелого обусловлены продуктами пирогенетического распада пищевых продуктов. Меланоидины также влияют на вкус и запах нагретого фритюрного жира.
Накопление в жире полярных поверхностно-активных соединений (например оксикислот) и возрастающая вязкость жира вызывают образование интенсивной и стойкой пены при загрузке продукта в жир. Это, в свою очередь, может привести к переливанию жира через край посуды и его воспламенению. Таким образом, сильное вспенивание и уменьшение температуры дымообразования (ниже 190 °С) делают жир непригодным для жарки.
Между органолептическими и физико-химическими показателями фритюрного жира не существует определённой зависимости, так как изменения тех или других обусловлены множеством факторов, не связанных между собой. При обжаривании влажных продуктов, богатых белком (мясо, рыба, птица), потемнение жира происходит быстрее, чем существенное изменение его химических показателей. Если же в продукте мало белка и много крахмала, фритюр, несмотря на значительные окислительные изменения, продолжительное время остаётся светлым.
2.7. Впитывание и адсорбция продуктами жира и его потери при жарке При жарке на впитывание и адсорбцию жира продуктами влияют
следующие факторы: содержание влаги в жире; химический состав обжариваемого продукта и связанная с этим интенсивность выделения из него влаги; величина кусочков и удельная поверхность (см2/г) обжариваемого продукта; вязкость жира.
При жарке продуктов в небольшом количестве жира иногда используют жиры, содержащие около 20 % влаги (маргарин, сливочное масло), в этом
42
случае продукт плохо впитывает жир, так как он сильно разбрызгивается вследствие испарения содержащейся в нём влаги.
Продукты, богатые белками и не содержащие крахмала (мясо, рыба, птица), при жарке энергично выделяют воду, что затрудняет проникновение в них жира; продукты с небольшим содержанием белка, в состав которых входит неоклейстеризованный крахмал (сырой картофель), впитывают больше жира, так как часть воды поглощается и удерживается клейстеризующимся крахмалом и испарение влаги из продукта происходит менее интенсивно; ещё медленнее испаряется вода из продуктов, содержащих оклейстеризованный крахмал (варёный картофель, картофельные крокеты, крупяные котлеты), так как он удерживает большую часть влаги; в этом случае продукт поглощает максимальное количество жира.
Чем больше удельная поверхность продукта (т. е. чем выше степень его измельчения), тем больше он поглощает жира. Так, сырой картофель, нарезанный соломкой, при жарке во фритюре (подсолнечное масло) поглощает в 2,6 раза больше жира, чем картофель, нарезанный брусочками; если учесть, что удельная поверхность соломки в 2,7 раза больше удельной поверхности брусочков, то из приведённого примера следует почти прямая зависимость между удельной поверхностью продукта и количеством поглощённого жира.
При длительном использовании вязкость фритюра возрастает, что увеличивает адсорбцию жира поверхностью продукта и препятствует его стеканию с готовых изделий. Таким образом, по мере увеличения продолжительности нагревания расход фритюрного жира на единицу продукции возрастает.
Масса жира изменяется даже при его холостом нагреве. В начальной стадии нагрева она может возрастать в результате присоединения к жиру кислорода. При дальнейшем нагреве вследствие пиролиза и окислительной деструкции жира образуются летучие вещества, выделение которых уменьшает массу фритюра при загрузке продукта в нагретый жир с парами воды уносятся не только летучие вещества, но и нерасщеплённые триглицериды.
43
Таким образом, при любом способе жарки помимо поглощения и адсорбции жира продуктами всегда происходят его потери, так называемый угар. Угар жира происходит вследствие его разбрызгивания, удаления с парами воды, а также разложения в результате пиролиза и окислительной деструкции.
Лабораторная работа № 2
Влияние технологических факторов на изменение жиров пищевых продуктов при кулинарной обработке
Работа 1. Изменение качественных показателей растительного масла в процессе фритюрной жарки
Жиры являются не только необходимой составной частью многих кулинарных изделий, но и выполняют роль теплопередающей и антиадгезионной среды при тепловой обработке продуктов. Продолжительное использование масла в качестве фритюра сопровождается изменением его органолептических показателей (потемнением, появлением специфического запаха и вкуса, загустением) и физических свойств (возрастанием коэффициента преломления, удельной массы и вязкости).
Определённая зависимость между изменением цвета и вкуса масла свидетельствует о том, что окраска в какой-то мере обусловлена меланоидинами. Поэтому в формировании цвета нагретого масла участвуют тёмноокрашенные вторичные продукты окисления (например, продукты конденсации дикарбонильных соединений и пр.).
Увеличение коэффициента преломления свидетельствует о появлении в масле в результате окисления новых функциональных групп: карбонильных, карбоксильных, оксигрупп. Формируются новые пространственные и другие изомеры. Одновременно происходит
44