Исследование химических изменений основных пищевых веществ при кулинарной обработке фруктов

Витамин B₉ (фолиевая кислота, фолацин). Участвует в процессах кроветворения, перенося одноуглеродные радикалы, а также в синтезе амино- и нуклеиновых кислот, холина, пуриновых и пиримидиновых оснований. Вырабатывается микрофлорой кишечника. При недостатке фолиевой кислоты наблюдаются нарушения кроветворения, снижается сопротивляемость организма к заболеваниям.

Фолиевая кислота разрушается при термообработке и действии света. Легко разрушается в плодах при их переработке (до 90 %).

Витамин H (биотин). Входит в состав ферментов, катализирующих обратимые реакции переноса (карбоксилирование, декарбоксилирование), участвуя в обмене липидов, аминокислот, углеводов, нуклеиновых кислот. Потребность в биотине удовлетворяется за счет продуктов питания и биосинтеза его микрофлорой кишечника. В процессе кулинарной обработки продуктов питания биотин практически не разрушается.

Витамин B₃ (пантотеновая кислота). Входит в состав ферментов биологического ацилирования, участвует в окислении и биосинтезе жирных кислот, липидов, превращениях сахаров. Отсутствие витамина в организме вызывает вялость. Кулинарная обработка не приводит к существенному разрушению пантотеновой кислоты, но до 30 % ее может переходить в воду при варке.

Жирорастворимые витамины.

Витамин A (ретинол). Участвует в биохимических процессах, связанных с деятельностью мембран клеток. При его недостатке ухудшается зрение (ксерофтальмия – сухость роговых оболочек). Обнаружен только в продуктах животного происхождения. Потребность человека в витамине A может быть удовлетворена и за счет растительной пищи, в которой содержаться провитамины – каротины. Из молекулы β-каротина образуется две молекулы витамина A. Витамин A разрушается под действием света, кислорода воздуха, при кулинарной обработке (до 30 %).

Витамин E (токоферол). Предотвращает окисление ненасыщенных жирных кислот в липидах, влияют на биосинтез ферментов. Витамин относительно устойчив к нагреванию, разрушается под действием ультрафиолетовых лучей.

 

 

 I.3. Минеральные вещества.

Они содержаться в плодах в небольших  количествах. Минеральные вещества с количественным содержанием в  десятых и сотых долях процента называют макроэлементами. К макроэлементам относят калий, кальций, натрий, магний, фосфор, хлор, серу. Потребность в  этих химических элементах может восполнена за счет хлебных и других злаков, а также пищи животного происхождения. В плодах, как правило, из всего минерального состава 50 % и более падает на калий. При обычном питании здоровый организм человека не испытывает дефицита в макроэлементах.

Современной биологической наукой установлено, что 14 микроэлементов являются незаменимыми для человеческого  организма, это – железо, кобальт, селен, хром, никель, йод, олово, кремний, фтор, ванадий, марганец, молибден, цинк, медь. Некоторые из них необходимы в ничтожно малых количествах, но, входя в состав биологически активных веществ (гормонов, ферментов, витаминов), микроэлементы являются важнейшими регуляторами обмена веществ, поддерживая нормальное физиологическое состояние организма. При недостатке в организме какого-либо микроэлемента наступает заболевание, которое можно предупредить правильным подбором рациона пищи, содержащего обязательно овощи и фрукты. При очистке плодов теряется от 10 до 30 % минеральных веществ. Если плоды подвергают тепловой кулинарной обработке, то теряется еще от 5 до 30 %.

Железо – кроветворный микроэлемент, кроме того он регулирует процессы роста, дыхания, жировой и минеральный обмен. Суточная потребность организма человека в железе 4 – 5 г, из них около 3,5 г расходуется на образование гемоглобина крови.

 

 

Кобальт входит в состав витамина B₁₂,который способствует синтезу гемоглобина крови; содержится в почках, печени, регулирует процессы роста, углеводного и жирового обмена. Наличие кобальта способствует накоплению в плодах витаминов B₁, B₂, PP, C, провитамина A. Организм взрослого человека содержит 1,5 г кобальта.

Медь – присутствует в составе многих ферментов, регулирующих процессы кровообразования и дыхания. В организме человека меди около 100 мг. Содержание меди в концентрированных плодоовощных продуктах, в которые металл может перейти при контакте с технологическим оборудованием, регламентируется стандартом (не более 5 – 30 мг на 1 кг продукта).

Цинк – считается жизненно не обходимым элементом, хотя биологическая роль его не до конца изучена. В организме человека цинка около 2,5 г. цинк входит в состав кроветворных ферментов. Выявлено, что недостаток цинка приводит к диабету, нарушению синтеза половых гормонов. С другой стороны соединения цинка весьма токсичны. 1 г сульфата цинка вызывает тяжелое отравление, поэтому наличие этого металла в консервах строго регламентируют.

Никель – участвует в сложных биохимических процессах человеческого организма. Снижение концентрации никеля в крови наблюдается у больных кардиосклерозом, циррозом печени.

Марганец – очень распространенный элемент. У растений марганец ускоряет образование хлорофилла, входит в состав окислительно-восстановительных ферментов. Отсутствие марганца в пище детей вызывает торможение роста, а также снижение жизненного тонуса у взрослых. Наличие этого элемента в организме незначительно, около 12 мг.

 

 

Йод – в организме человека его содержится около 30 мг. Недостаток йода в пище и воде приводит к нарушению выработки гормона тироксина и заболеванию щитовидной железы (зобной болезни). Йод способствует усвоению организмом микроэлементов кальция и фосфора.

Фтор – входит в эмаль зубов. При недостатке фтора наступает кариес, а при избытке – острое заболевание – флуороз, или пятнистая зубная эмаль.

 

 II. Виды и способы кулинарной обработки фруктов.

Важный компонент ежедневного  пищевого рациона человека - овощи  и фрукты. Их биологическая ценность для организма неоспорима. Они  являются поставщиками важнейших нутриентов: витаминов, минеральных веществ, легкоусвояемых углеводов, пищевых волокон, органических кислот, пектиновых веществ.

Конечно, овощи и фрукты полезней употреблять в свежем виде. Но фрукты также широко используются для приготовления многих вторых блюд, супов, соусов, гарниров, холодных и горячих закусок, десертов.

В процессе приготовления свойства и состав фруктов изменяются. Выбирая вид кулинарной обработки отдавать предпочтение нужно тому из них, который способствуют максимальному сохранению биологической ценности фруктов.

При тепловой обработке повышается усвояемость растительных продуктов. Действие высоких температур способствует переходу протопектина, скрепляющего растительные клетки между собой, в пектин, в результате чего растительные продукты размягчаются; клетчатка при тепловой обработке набухает, становится пористей, более проницаемой для пищеварительных соков; разрушаются нитраты; лучше усваивается железо, каротин.

С другой стороны нагревание растительных продуктов в любом случае приводит к потере пищевой ценности: разрушению витаминов и ароматических веществ, потере растворимых пищевых и  минеральных веществ.

 

 

II.1. Химические изменения основных пищевых веществ при различных способах кулинарной обработки бананов.

Бананы содержат натуральные сахара – сахарозу, фруктозу и глюкозу вместе с клетчаткой. Банан обладает большим запасом энергии. Всего лишь два банана дают энергии на полтора часа активной работы. Банан содержит белок триптофан, который превращается в серотонин. Серотонин улучшает настроение и помогает расслабиться. Главное достоинство бананов – калий. Бананы рекомендуются при интенсивной умственной и физической работе. Бананы очищают организм от шлаков, избавляют от отеков, снижают уровень холестерина в крови, укрепляют иммунитет, помогают снять воспаление слизистой оболочки желудка, восстанавливают сон и успокаивают расшалившиеся нервы. Бананы рекомендуется употреблять в питании больных сахарным диабетом, атеросклерозом и гипертонической болезнью, при заболеваниях печени и почек. Благодаря наличию в мякоти банана катехоламинов (серотонин, дофамин и другие), бананы широко применяются как диетический продукт при воспалительных заболеваниях слизистых оболочек полости рта, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, при энтеритах различной этиологии, в детском питании.

Энергетическая ценность 100 г мякоти бананов очень высокая  – от 80 до 240 калорий. Мякоть банана в сыром виде содержит 30% сухих  веществ, 27% углеводов, в том числе 15 – 20% сахаров, 7 – 20% крахмала, 0,5% клетчатки, пектиновые вещества, 0,3 – 0,6% эфирных  масел. В мякоти содержится до 1,3% белков, в состав которых входит незаменимая  аминокислота триптофан. Своеобразный аромат плодам придают изовалериановый, изоамиловый и уксусноизоамиловый эфиры.

 

 

Витаминный комплекс состоит  из витамина C – 37 – 53 мг/100 г, β-каротина – до 30 мг/г, витаминов B₁ – 0,04 – 0,07 мг/100 г, B₂ – 0,02 и B₃ – 0,2 – 0,3 мг/100 г, а также витаминов B₆, PP, E.

Минеральный состав бананов  богат и разнообразен. Он представлен  кальцием (8 – 33 мг/100 г), фосфором (21 – 38 мг/100 г), железом (0,4 – 1,4 мг/100 г), натрием (1 – 5 мг/100 г), магнием (42 мг/100 г), медью (0,16 мг/100 г), цинком (0,2 мг/100 г), калием (370 – 401 мг/100 г). бананы содержат также биологически активные вещества – катехоламины: серотонин, норпинефрин, дофамин, катехоламин, а также эфедрин. В бананах найден фермент, способствующий усвоению углеводов.

Все сорта бананов, а их число на сегодняшний день доходит до 300, делят на "сладкие" и "крахмальные". Первые едят сырыми как десерт, а вторые варят, жарят, парят, вялят, готовят с мясом, рыбой, рисом и т.д. Мякоть таких бананов довольно плотная и по вкусу напоминает картофель.

Замораживание.

Бананы нельзя замораживать, они не переносят холод. Низкой температурой для них считается уже -10^оС.

Сушка бананов.

Процесс сушки (обезвоживания) заключается в удалении влаги  с продуктов, таким образом, препятствуя  развитию микроорганизмов и бактерий, разрушающих наши продукты, путем  циркуляции сухого теплого воздуха  по продукту.

Способ сушки бананов  не предусматривает применение какой-либо химической обработки. Это экологически чистый продукт производиться без добавления консервантов, вкусовых добавок и различных красителей. Поэтому сушеные бананы высоко ценятся за свою натуральность и полезные  
свойства, оказывающие благоприятное воздействие на организм человека. 

Способ сушки бананов достаточно прост. Для начала собранные зрелые бананы подвергаются тщательной проверке, в процессе которой из общей массы удаляются подгнившие или поврежденные плоды. Затем бананы полностью очищаются от кожуры. Очищенные плоды чаще всего разрезаются вдоль или рубятся на небольшие брусочки поперек, но так же можно использовать при сушке и целиковые бананы. После этого продукция раскладывается на вымытые чистые противни. Затем противни устанавливают в печь или в духовой шкаф. Процесс сушки производится на древесных углях при невысокой температуре, составляющей примерно 30-50°C. Время просушивания плодов составляет около 4-6 часов. Плоды за время просушивания теряют примерно 17-19 % влажности и уменьшаются в размере в несколько раз, но при этом все основные полезные свойства бананов остаются практически неизменными.

Готовый продукт должен быть насыщенного коричневатого цвета. После сушки готовая продукция  раскладывается небольшими партиями в  полиэтиленовые пакетики. Затем пакетики с сушеными плодами помещаются в  картонные коробки и могут  сохраняться в готовом к употреблению виде при температуре от 24 до 30°C в течение года. 

 
Карамелизация.

Процесс карамелизации заключается  в протекании комплекса реакций, где происходит  прямой нагрев углеводов, преимущественно сахаров и сахарных сиропов. Реакции катализируются разбавленными растворами кислот, щелочей и некоторых солей. Образуется множество компонентов, в том числе обладающих ароматом и вкусом. Регулируя условия, можно направить реакции на получение ароматических или окрашенных продуктов.

Общую схему химических превращений  сахарозы можно представить в  следующем виде:

   

 

 

 

 

 

 

 

 II.2 Химические изменения основных пищевых веществ при различных способах  кулинарной обработки яблок.

Яблоки, как большинство  фруктов, практически не содержат жира, поскольку на 87% состоят из воды, в них мало калорий. Количество витамина С зависит от сорта яблок, от срока хранения и других факторов. В некоторых сортах до 300% больше витамина С, чем в других. В сезон яблоки содержат больше витамина С, чем после долгого хранения.

Яблоко препятствует образованию  мочевой кислоты и усиливает  распад муравьиной.

Чтобы сохранить как можно  больше питательных веществ, яблоки нужно есть сырыми, вместе с кожурой, т.к. кожура и мякоть прямо под  кожурой содержит больше флавонойдов, витамина С и пектина. Нарезание фруктов снижает количество витамина С - поверхность яблока становится коричневой. Это признак окисления, через которое теряется полезный витамин.

Свежее яблоко содержит 83% воды, 13,8% безазотистых экстрактивных  веществ, 0,4 белка, 1,3% клетчатки, 0,2% жира. В плодах яблони найдены органические кислоты – яблочная, лимонная, винная; сахара – глюкоза, фруктоза, сахароза; витамины A, B, провитамин A (каротин); дубильные вещества – галловая кислота, теогаллин, D – галлокатехин, эфирное масло, пектиновые вещества, а также очень важные в питании человека соли кальция, железа, фосфора и др. В яблоках содержится 28 микроэлементов. Среди них медь, цинк, молибден, марганец, кобальт и др.

 

 

В кулинарии яблоки –  один из самых гибких и универсальных продуктов, который хорошо сочетается с другими ингредиентами в огромном количестве блюд. При этом фрукт легко переносит любую кулинарную обработку – его варят, жарят, запекают, замачивают, глазируют, квасят, сушат и заспиртовывают. Такая универсальность позволяет поварам создавать все новые и новые яблочные блюда – от холодных закусок до превосходных соусов.

Печеные яблоки:

Печеные яблоки – это  прекрасный антиоксидант, который улучшает обменные процессы в организме и  оказывает лечебное воздействие  на организм при болезнях печени и  поджелудочной железы. При таком  способе приготовления яблоки сохраняют  максимум полезных веществ и витаминов (A, B₁, B₂, B₃, B₆, B₉, C, E, PP, H), и кроме всего прочего в процессе запекания, под действием температуры образуется масса полезных химических составляющих.

Запекать яблоки можно  целиком, а можно наполнить вырезанную сердцевину начинкой.

Процесс запекания связан с гидролизом сахаров. Дисахариды (сахароза, лактоза, мальтоза) могут распадаться, присоединяя воду, с образованием двух молекул простых Сахаров. Например, сахароза при нагревании с кислотами образует глюкозу   и   фруктозу.   Процесс  этот   называется   кислотным  гидролизом и происходит при запекании яблок, варке компотов и киселей. Продукты гидролиза сахарозы имеют более сладкий вкус, чем исходный продукт. Поэтому при запекании яблок вкус их меняется.