Курсовая работа: Разработка дополнительных занятий в школе к теме "Химизм различных способов приготовления пищи"
В качестве единицы измерения пользуются миллиграммами (1 мг = 10-3 г.), микрограммами (1 мкг == 0,001 мг = 10-6 г) на 1 г продукта или мг % (миллиграммы витаминов на 100 г продукта).
Потребность человека в витаминах зависит от его возраста, состояния здоровья, условий жизни, характера деятельности, времени года, содержания в пище основных компонентов питания.
По растворимости в воде витамины делят на две группы: водорастворимые (B1 , B2 , B6 , PP, С и др.) и жирорастворимые (А, Е, D, К) [17].
1.5 Минеральные вещества
Минеральные вещества не обладают энергетической ценностью, как белки, жиры и углеводы. Однако без них жизнь человека невозможна.
Минеральные вещества выполняют пластическую функцию в процессах жизнедеятельности человека, но особенно велика их роль в построении костной ткани, где преобладают такие элементы, как фосфор и кальций. Минеральные вещества участвуют в важнейших обменных процессах организма — водно-солевом, кислотно-щелочном. Многие ферментативные процессы в организме невозможны без участия тех или иных минеральных веществ. Обычно их делят на две группы: макроэлементы (Са, Р, Mg, Na, К, CI, S), содержащиеся в пище в относительно больших количествах, и микроэлементы (Fe, Zn, Си, I, F и др.), концентрация которых невелика.
Минеральные вещества в большинстве случаев составляют 0,7—1,5 % (в среднем 1 %) съедобной части пищевых продуктов. Исключением являются, конечно, те продукты, в которые добавляют пищевую соль (чаще всего 1,5—3%) [17].
1.6 Пищевые добавки
В пищевой промышленности применяется большая группа веществ, объединяемая общим термином пищевые добавки. Этот термин не имеет единого толкования. В большинстве случаев под этим понятием объединяют группу веществ природного происхождения или получаемых искусственным путем, использование которых необходимо для усовершенствования технологии, получения продуктов специализированного назначения (диетических, лечебных и др.), сохранения требуемых или придания новых, необходимых свойств, повышения стабильности и улучшения органолептических свойств пищевых продуктов. Обычно к пищевым добавкам не относят соединения, повышающие пищевую ценность продуктов питания: витамины, микроэлементы, аминокислоты.
Применение пищевых добавок допустимо только в том случае, если они, даже при длительном использовании, не угрожают здоровью человека. Обычно пищевые добавки разделяют на несколько групп: вещества, улучшающие внешний вид продуктов; вещества, изменяющие консистенцию, иногда в эту группу включают и пищевые поверхностно-активные вещества (ПАВ); ароматизаторы; подслащивающие вещества и вкусовые добавки; вещества, повышающие сохранность продуктов питания и увеличивающих сроки их хранения.
Пищевые добавки используются человеком много веков: соль, специи — перец, гвоздика, мускатный орех, корица, мёд в качестве подслащивающего вещества и др. Однако широкое использование пищевых добавок началось в конце XIX в., оно связано с ростом населения, концентрацией его в городах, необходимостью совершенствования традиционных пищевых технологий, достижениями химии, созданием продуктов специального назначения. Несмотря на существующее у многих индивидуальных потребителей предубеждения, пищевые добавки по остроте, частоте и тяжести возможных заболеваний следует отнести к разряду веществ минимального риска.
Нельзя обойти вниманием такой важный вопрос, как токсичность химических веществ. Обычно под токсичностью понимается способность веществ наносить вред живому организму. Следует отметить, что любое химическое соединение при определенных условиях может быть токсичным, поэтому, по мнению специалистов, более правильно говорить о безвредности вещества при предлагаемом способе его применения. Решающую роль тут играет доза (количество вещества, поступающего в организм в сутки), длительность потребления, режим, пути его поступления в организм и т. д. Эффекты воздействия на организм могут быть также различными (острые, подострые, хронические, отдаленные последствия и т. д.). С целью гигиенической регламентации экспериментально обосновывают предельно допустимые концентрации (ПДК), т. е. концентрации, которые не вызывают при ежедневном воздействии на организм в течение сколь угодно длительного времени отклонений в здоровье. При установлении величины ПДК учитывается очень большое число факторов. Исследования проводятся специальными организациями и регламентируются определенными правилами [18].
2. Химические основы домашнего приготовления пищи
2.1 Основные химические процессы, происходящие при тепловой кулинарной обработке
Около 80 % пищевых продуктов проходит ту или иную тепловую обработку, при которой повышается, правда, до определенных пределов, усвояемость, происходит размягчение продуктов, что делает их доступными для разжевывания. Многие виды мяса, зернобобовых и ряд овощей вообще исчезли бы из нашего питания, если бы не подвергались тепловой обработке. Воздействие теплоты приводит к разрушению вредных микроорганизмов и некоторых токсинов, что обеспечивает необходимую санитарно-гигиеническую безопасность продуктов, в первую очередь животного происхождения (мясо, птица, рыба, молочные продукты) и корнеплодов. Таким образом, тепловая обработка повышает микробиологическую стойкость пищевых продуктов и продлевает срок их хранения. При тепловой обработке некоторых продуктов (например, зернобобовых, яиц) разрушаются ингибиторы ферментов пищеварительного тракта человека, при обработке зерновых (особенно кукурузы) высвобождается витамин РР (ниацин) из неусвояемой неактивной формы — ниацитина. Наконец, немаловажным фактором является то, что различные виды тепловой обработки позволяют разнообразить вкус продуктов, что снижает их «приедаемость».
Однако все это вовсе не означает, что тепловая обработка продуктов не лишена недостатков. При тепловой обработке разрушаются витамины и некоторые биологически активные вещества, частично извлекаются и разрушаются белки, жиры, минеральные вещества, могут образовываться нежелательные вещества (продукты полимеризации жиров, меланоидины и др.). Таким образом, задача рационального приготовления пищи заключается в том, чтобы нужная цель была достигнута при минимальной потере полезных свойств продукта.
Учитывая особенности приготовления растительных и животных продуктов, рассмотрим их отдельно.
2.1.1 Растительные продукты
Отличительной особенностью растительных продуктов является высокое содержание в них углеводов: свыше 70 % сухих веществ. Поэтому рассмотрим их более подробно.
Абсолютное большинство растительных продуктов, используемых в питании человека, — это части растений с живыми паренхимными клетками, в которых и содержатся вещества, представляющие интерес с точки зрения питательности: моно- и олигосахариды и крахмал. Эти клетки имеют первичную оболочку, состоящую из низкомолекулярной целлюлозы и низкомолекулярных фракций гемицеллюлоз, важной отличительной особенностью которых является преобладание между структурными единицами β-1,4-связи, и именно эта связь не разрушается пищеварительными ферментами человека. В срединной пластинке и межклетниках находятся пектиновые вещества, в основе которых лежат остатки D-галактуроновой кислоты, соединенные между собой α-1,4-связями (эта связь также не разрушается пищеварительными ферментами человека). Однако в зависимости от фазы развития живой клетки степень полимеризации может сильно колебаться: от 20 до 200 и более остатков. С увеличением степени полимеризации уменьшается растворимость пектиновых веществ в воде и увеличивается механическая прочность. Так называемый протопектин, с которым связывают механическую прочность плодов, ягод и овощей, представляет собой в действительности высокомолекулярный пектин, образующий за счет связывания воды вторичную структуру, которая благодаря особым свойствам связанной воды придает твердость растительным продуктам. Вместе с тем все растения содержат активные пектинэстеразы и менее активные полигалактуроназы. В определенный период жизни растения эти ферменты активизируются и начинают разрушать вторичную структуру пектина с образованием низкомолекулярных пектинов и воды. При этом происходит размягчение продукта. Этот ферментативный процесс может происходить и при хранении. Поскольку первичная стенка легкопроницаема, а вторичной и тем более третичной стенок в живых клетках нет, образовавшиеся под действием пектолитических ферментов низкомолекулярный пектин и вода частично переходят в протоплазму клеток.
Тепловая обработка растительных продуктов, содержащих заметное количество пектинов (овощи, фрукты, картофель, корнеплоды), также направлена на разрушение вторичной структуры пектина и частичное освобождение воды. Этот процесс начинается при температуре свыше 60 °С и затем ускоряется примерно в 2 раза на каждые 10 ° повышения температуры. В результате в готовом продукте механическая прочность уменьшается более чем в 10 раз. Например, механическая прочность при сжатии сырого картофеля составляет 13-10а Па, вареного — 0,5-10й , свеклы — соответственно 29,9-10s и 2,9-105 Па.
Следует отметить, что механическая прочность растительных продуктов зависит также от содержания в них воды. Чем меньше в продукте свободной воды, тем больше его прочность при других равных условиях. (Сублимированные продукты не содержат свободной воды и обладают высокой механической прочностью, которая снижается при их гидратации.) Выделение воды при разрушении протопектина также способствует размягчению продукта.
С учетом сказанного рассмотрим основные процессы, происходящие при тепловой кулинарной обработке. При варке помимо термического распада вторичной структуры пектина происходит насыщение клеток водой (внедрение воды в белки, пектины, крахмал). При этом особое значение имеет гелеобразование к рахмала и низкомолекулярного пектина, которые при темпера-т уре 60—80 °С внутри продукта становятся частично растворимыми в воде. Хотя крахмал остается в плазме клетки, а пектин— в межклеточном пространстве, извлечение крахмала и пектина происходит не только с поверхностных разрушенных клеток, но и из внутренних слоев. Одновременно при варке экстрагируется ряд водорастворимых веществ (сахаров, аминокислот, органических кислот, минеральных веществ и витаминов) из слоев продукта, соприкасающихся с водой.
В целом же, при варке часто происходит абсолютная потеря воды, величина которой зависит от природы продукта (например, при варке картофеля 2—6 %, капусты — 7—9 %, что объясняется разрушением вторичной структуры пектинов).
Длительность варки зависит от температуры и размеров продукта. При варке под давлением, когда температура повышается против обычной на 2—3°, длительность варки сокращается примерно в 1,5 раза. Мелкие кусочки прогреваются до 70—80 °С во всем объеме быстрее крупных, но при этом увеличивается извлечение водорастворимых веществ. Поэтому степень измельчения не должна быть сильной. На практике установлены оптимальные режимы длительности варки и степени измельчения продукта.
Варка неочищенных продуктов (свеклы, моркови, картофеля в кожуре) не отражается на длительности, но приводит к заметному уменьшению потерь пищевых веществ, так как плотный поверхностный слой (эпидермис, перидерма) препятствует экстрагированию.
Варка на пару также уменьшает потери пищевых веществ по сравнению с варкой в воде, так как экстрагирование идет только с самих поверхностных слоев.
При жарке происходит, в основном, термический распад вторичной структуры пектинов с образованием растворимых пектинов и воды. Крахмальные зерна и низкомолекулярный пектин начинают реагировать с водой и частично переходят в гелеобразное состояние. Однако, если испарение воды из продукта при жарке происходит достаточно интенсивно, гель высыхает, и продукт снова становится твердым, его механическая прочность увеличивается в несколько раз.
Нередко жарку проводят в большом количестве жира (во Фритюре). Фактически это не жарка, а варка в жире. При этом температура среды оказывается выше, чем при обычной варке, размягчение происходит быстрее. Жирорастворимых веществ в растительных продуктах мало, поэтому потери пищевых веществ при жарке во фритюре незначительны, за исключением, конечно, распадающихся при этом витаминов.