Лекція №13 Пігменти харчових продуктів та їх зміни під час кулінарної обробки
План:
1.Зміни хлорофілу при тепловій обробці.
2.Зміни похідних флавону та антоціанів.
3.Зміни каратиноїдів та міоглобіну при тепловій обробці.
1.Хлорофіл. Зелене забарвлення овочів (щавель, шпинат, салат, зелений горошок та ін) і плодів (аґрусу, винограду, ренклоду) обумовлена присутністю в них хлорофілу. Є два різновиди хлорофілу: синьо-зелений та жовто-зелений. Від співвідношення цих різновидів залежать відтінки у фарбуванні зелених овочів.
Основу молекули хлорофілу становить складне циклічне з'єднання (порфінове ядро), пов'язане з іоном магнію. При дії кислот хлорофіл втрачає магній і переходить у буру речовину - феофітин:
У зелених овочах хлорофіл міститься у протоплазмі у вигляді круглих або чечевицеподібних хлоропластів. Вони він з'єднаний з білками і ліпоїдами. У сирих овочах хлоропласти захищені від впливу кислот шаром протоплазми.
Вміст хлорофілу в різних рослинних продуктах, що мають зелене забарвлення, коливається від 90 до 210мг%.Хлорофіл дає з водою колоїдні розчини. Він добре розчиняється в жирі, його розчинниках та водному спирті.
Хлорофіл використовують у кулінарній практиці при оформленні кондитерських виробів і для підфарбовування деяких солодких страв. Зелені овочі та плоди втрачають при варінні нормальне забарвлення внаслідок взаємодії хлорофілу з кислотами, що містяться у клітинному соку. У сирих продуктах кислоти клітинного соку немає. мають доступу до хлорофілу, що знаходиться в протоплазмі, внаслідок напівпроникності її шкірястого шару. згортання білків у процесі варіння, що зумовлює, з одного боку, руйнування шкірястого шару, а з іншого - розрив частини зв'язків між хлорофілом і білком, робитьможливим вступ хлорофілу до реакції з кислотами клітинного соку.
Чим далі продовжується нагрівання, тим сильніше змінюється колір. Щоб колір зелених овочів краще зберігався, їх слід варити якнайшвидше і у великій кількості води (3-4 л на 1кг) у відкритому посуді при сильному кипінні.
Так, щавель, що містить Н2С2О4 і КНС2О4 У кількості 0,6-0,9%, рахуючи на кислу щавлево-калієву сіль, завжди значно змінює свій колір при варінні.
Варіння зелених овочів у твердій воді сприяє збереженню кольору, оскільки карбонати лужно-земельних металів Са та Mg можуть нейтралізувати деяку частину кислот та кислих солей клітинного соку. Якщо вода, в якій варяться овочі, містить іони Fe, Sn, Al, Cu, має місце зміна забарвлення феофітину. Fe дає коричневе забарвлення, Sn і Аl сірувате, а Cu - стійке яскраво-зелене.
Колір зелених овочів добре зберігається при варінні їх у слабкому розчині соди. При цьому відбувається нейтралізація кислот і кислих солей клітинного соку і створюється лужне середовище за рахунок деякого надлишку соди в розчині.
Варіння у лужному середовищі викликає омилення хлорофілу з утворенням натрієвої солі двоосновної кислоти, метилового спирту та фітолу.
Необхідно вказати, що навіть при дуже точному дозуванні, що виключає погіршення смакових якостей, ні мідні солі, ні соду не слід застосовувати для збереження забарвлення зелених овочів, так як це спричиняє руйнування вітаміну С.
2.Виробні флавона. У рослинних продуктах поширені безбарвні флавонові глікозиди, при гідролізі яких звільняється аглікон, що має жовте забарвлення. Більш-менш сильне пожовтіння картоплі, білокачанної капусти, цибулі та деяких інших овочів у процесі теплової обробкиобумовлюється гідролізом флавонових глікозидів. Аглікони їх являють собою оксипохідні флавону або флавонолу (оксифлавону).
Флавон - безбарвна гетероциклічна сполука. Оксипохідні флавону (флавонолу) розчинні у воді. Інтенсивність їхнього кольору залежить від положення гідроксильних груп. Найбільш сильно пофарбовані ті з них, які містять гідроксили в ортоположенні. З солями заліза оксипохідні флавона дають з'єднання, забарвлені в зелений колір, потім переходить в коричневий. Ця реакція може спричинити потемніння рослинних продуктів при варінні їх у погано лудженому залізному посуді або в емальованих каструлях з пошкодженою емаллю.
Антоціани. Забарвлення таких овочів, як червонокачанна капуста, деяких кісточкових плодів (наприклад, злив) та багатьох ягід залежить від того, що в клітинному соку їх містяться водорозчинні пігменти-антоціапи. Це моно- і диглікозиди, що розпадаються при гідролізі на цукор і забарвлені (червоні, пурпурові, фіолетові, сині) аглікони - антоціанідини, близькі за своєю будовою до похідних флавона.
У кислому середовищі вони поводяться як сильні кисневі (оксонієві) основи та утворюють міцні солі з кислотами. Присутність його було виявлено в багатьох плодах - сливі, вишні, чорній смородині, журавлині, брусниці.
Антоціанідини зустрічаються також у вигляді моно-і диметилових ефірів, що відрізняються забарвленням від вихідних пігментів. Поєднання антоціанідинів та їх метилових ефірів з кислотами та основами створюють велику різноманітність кольорових відтінків. Зазвичай в тому самому продукті міститься кілька антоціанів.
Реагуючи з металами, антоціани змінюють своє забарвлення. Антоціани журавлини дають із залізом та алюмінієм з'єднання синього кольору, що спричиняє змінузабарвлення її при пропущенні через м'ясорубку або протиранні через металеве сито. Деякі ягоди (вишня, малина, чорниця, полуниця) містять антоціани, що не реагують з алюмінієм, тоді як із залізом вони утворюють сполуки тьмяного коричневого кольору. З'єднання антоціанів з металами швидко окислюються на повітрі з помітною зміною фарбування.
Ще помітніше змінюються антоціани під впливом світла. Руйнування їх під впливом світла навіть без кисню повітря відбувається швидше, ніж за наявності кисню, але у темряві. Антоціани вишневого соку стійкіші, ніж малинового.
Стійкість антоціанів залежить від наявності інших сполук. Так із цукрів найбільша зміна кольору викликає фруктоза.
До останнього часу до групи антоціанів належали пігменти буряків, які нині деякими дослідниками виділяються в особливу групу.
За даними фотометричного дослідження, у буряковому соку є два пігменти - пурпуровий та жовтий.
Варіація забарвлення (лілова, малинова, червона, червоно-. жовта, темно-червона) різних сортів столових буряків є, мабуть, наслідком неоднакового вмісту в ній зазначених пігментів. Пурпурний пігмент, виділений із бурякового соку –бетанін. Забарвлення бетаніну залежить від pH середовища. Пігменти буряків мають неоднакову стійкість до дії теплової обробки. Пурпурний руйнується легше, жовтий – важче. Стійкість пігментів при тепловій обробці буряків сильно залежить від їх концентрації.Якщоостання помітно не змінюється, як це має місце при тепловій обробці (печінці, варінні) цілих неочищених буряків, пігменти дуже стійкі і забарвлення буряків добре зберігається.
При варінні очищених буряків пігменти з них дифундують у воду, що тягне засобою зменшення їхньої концентрації та зниження стійкості. Відбувається часткове руйнування пігментів, внаслідок чого порушується характерне для сирого буряка співвідношення між пурпурним та жовтим пігментами. Наслідком цього є ослаблення інтенсивності та зміна характеру забарвлення буряків. Підкислення оцтом посилює яскравість забарвлення пурпурового пігменту, що зберігся.
Найбільш сильне зменшення концентрації пігментів і швидке руйнування їх спостерігається при варінні очищеного нарізаного буряка. В цьому випадку пурпуровий пігмент практично повністю руйнується, а концентрація жовтого пігменту різко знижується. Шматки буряків набувають бурого забарвлення.
3.Каротиноїди. Каротиноїди - групова назва пігментів, що мають забарвлення від жовтого до оранжево-червоного. Вони розчиняються в жирах та їх розчинниках і містяться у продуктах як рослинного, а й тваринного походження.
До каротиноїдів належать каротини, ксантофіли, лікопії.
Ксантофіли - діоксипохідні каротинів. Колір ксантофілів переважно жовтий. Разом з каротинами вони супроводжують хлорофіл у хлоропластах.
У зернах жовтої кукурудзи знаходиться ксантофіл, названий зеаксантином. Різна яскравість забарвлення пшона також залежить, мабуть, від більшого чи меншого вмісту у ньому ксантофілів.
Колір яєчного жовтка обумовлюється присутністю у ньому двох ксантофілів, діокси-α-каротину та діокси-ß-каротину, кількості яких знаходяться у відношенні 2:1.
Лікопін - ізомер каротинів, основна барвна речовина томатів.
Каротиноїди стійкі до дії теплової обробки та змін реакції середовища. Тому колір пофарбованих каротиноїдами продуктів за умов теплової кулінарної обробки не змінюється.Зазначена властивість каротиноїдів у поєднанні з їх розчинністю в жирі використовується для фарбування 'останнього в помаранчевий колір при виготовленні супів та соусів. Для цієї мети застосовують моркву і томат-пюре, піддаючи їх пасерування.
Мміоглобін. Хромопротеїд міоглобін, що міститься в м'язових волокнах, повідомляє м'ясу характерне червоне забарвлення. Міоглобін, як і гемоглобін крові, складається з білка глобіну та барвника гему. У міоглобіні одна молекула глобіну пов'язана з одним гемом; в одній молекулі гемоглобіну міститься чотири геми.
Глобін – білок з різко вираженим основним характером. Гем є залізовмісним похідним порфінового ядра.
Залізо у гемі двовалентне. Наявність двох залишків пропіонової кислоти надає йому кислотних властивостей. Гем здатний приєднувати кисень без зміни валентності заліза. Оксиміоглобін, що виходить в результаті цього, має більш яскраве забарвлення в порівнянні з міоглобіном. Неоднакова інтенсивність забарвлення І варіації її відтінків у різних видів м'яса І навіть у різних частинах туші однієї і тієї ж тварини залежать як від вмісту міоглобіну, так і від того, якою мірою він насичений киснем, тобто перетворився на оксиміоглобін.
Вміст міоглобіну в різних м'язах неоднаковий, його більше в тих з них, які інтенсивно працювали за життя тварини. У скелетній мускулатурі міоглобіну менше, ніж у серцевому м'язі. Молоді тварини мають у 2,4 та навіть 8 разів менше міоглобіну, ніж дорослі.
При тепловій обробці м'яса відбувається денатурація глобіну, у результаті порушується зв'язок його з гемом. Залізо, що входить до складу гему, переходить з двовалентного в тривалентне, що виходить при цьому гемін у поєднанні з денатурованим глобіном,обумовлює фарбування кулінарно-обробленого м'яса.
Різні відтінки вареного м'яса залежать від вмісту міоглобіну у сирих м'язах. Так, яловичина, в якій міститься багато міоглобіну, в процесі варіння набуває сірого кольору з більш менш яскраво вираженим коричневим відтінком; що менше міоглобіну в м'язовій тканині, то світліший колір вареного м'яса (наприклад, м'ясо кролика).
Колір м'яса залежить від реакції середовища. Метміоглобін, як і метгемоглобін, що містить тривалентне залізо, за своїми властивостями нагадує індикатор, оскільки в кислому середовищі він має коричневе забарвлення, а в лужному - червоне.
Останній при тепловій денатурації перетворюється на нерозчинний і тому стійкіший нітрозоміохромоген - червоний пігмент, утворення якого при посоле м'яса є бажаним.
Поява небажаного червоного забарвлення м'яса після його теплової обробки можливе і без додавання нітратів і нітритів. Спостерігається це у разі, коли використовується недостатньо свіже м'ясо. Можливо, відоме значення в утворенні гемохромогенів має накопичення в несвіжому м'ясі аміаку, оскільки останній, а також первинні, вторинні та третинні аміни здатні вступати у взаємодію з гемом.
Лекція №14 Утворення нових пофарбованих речовин.
1. Утворення фенольних сполук.
3. Утворення сірчистого заліза.
1. У процесі кулінарної обробки продукти часто змінюють початковий колір, утворюються нові забарвлені речовини або змінюються природні барвники.
Продукти окиснення фенолу. У картоплі, артишоках, яблуках, грушах, багатьох грибах ( печерицях, подосиновиках та інших.) містяться речовини фенольного характеру: ді - і трифеноли. ін.) До них відноситься амінокислота картоплі - тирозин, дубильніречовини яблук і груш та ін. Під дією ферменту поліфенолоксидази ці речовини окислюються, у результаті виходять темнозабарвлені продукти. Наприклад, тирозин переходить у нестійку речовину хінону, який знову окислюється і дає шляхом конденсації кінцевий продукт окислення – чорний пігмент меланін.
Дубильні речовини яблук та груш містять катехіни (речовини поліфенольного характеру). Кінцевим продуктом їхнього окислення є темнозабарвлений флобафен. Запобігти потемнінню цих продуктів можна або ізолювавши їх від повітря зануренням у воду, або зруйнувавши окислюючі ферменти сульфітацією. Яблука, груші та гриби слід класти в підкислену воду, оскільки зі зниженням pH (збільшенням кислотності) уповільнюється дією поліфенолооксидази. Очищену картоплю перевозити у воді економічно не вигідно і її зазвичай сульфітують.
2.Меланоїдини. В результаті взаємодії цукрів, що редукують, з азотовмісними речовинами (сечовиною, амінокислотою, амінами і т. д.) утворюються темнозабарвлені речовини - меланоїдини. Колір їх зазвичай від світло-жовтого до темно-коричневого.
Меланоїдини утворюються в пінку на поверхні молока (за рахунок лактози та сечовини), у скоринці, що виходить на поверхні тварин і рослинних продуктів (за рахунок амінокислот і цукрів), у м'ясних бульйонах, грибах при їх сушінні, при тривалому уварюванні цукрів з плодами та ягодами (Варення, фруктове пюре, печені яблука і т. д.).
Взаємодія дубильних речовин із залізом. Дубильні речовини при взаємодії із залізом утворюють темноофарбовані речовини. Цим пояснюється темне забарвлення, що з'являється в процесі теплової обробки при зіткненні заліза з яблуками, гречаною кашею, потемніння чаю при заварюванні в залізному посуді і т.д.
3.Утворення сірчистого заліза. При варінні яєць (особливо білка) виділяється сірководень за рахунок відщеплення його сірковмісними протеїнами (білками). Із солями заліза, що входять до складу жовтка, сірководень утворює темнозабарвлене сірчисте залізо.