Технологические процессы механической кулинарной обработки овощей и плодов. Химический состав плодов и овощей

Плоды, овощи, плодовые, ягодные культуры занимают значительную долю в рационе питания населения, являясь источником целого ряда необходимых организму веществ, прежде всего витаминов, углеводов и минеральных элементов.

На предприятия общественного питания овощи, плоды и ягоды поступают чаще всего в свежем виде, а также сушеными, маринованными, солеными, законсервированными в банках и замороженными.

При механической кулинарной обработке овощей и плодов изменяются их пищевая ценность, цвет, аромат и консистенция. Степень тех или иных изменений зависит от технологических свойств сырья и применяемых режимов обработки.

Технологические свойства овощей и плодов определяются в основном составом и содержанием в них пищевых веществ (белков, жиров, углеводов, минеральных веществ и др.) и особенностями строения их тканей.

Ткань (мякоть) овощей и плодов состоит из тонкостенных клеток, разрастающихся примерно одинаково во всех направлениях. Такую ткань называют паренхимной. Содержимое отдельных клеток представляет собой полужидкую массу цитоплазму, в которую погружены различные клеточные элементы (органеллы) — вакуоли, ядра, пластиды и др.

Вакуоль расположена в центре клетки и является самым крупным элементом - заполненным жидкостью, в которой растворены питательные вещества— клеточным соком. Тонкий слой цитоплазмы с другими органеллами занимает в клетке пристенное положение.

Все органеллы клетки отделены от цитоплазмы мембранами. Вакуоли окружены простой (элементарной) мембраной, называемой тонопластом.

Поверхность ядер, пластид и других цитоплазматических структур покрыта двойной мембраной, состоящей из двух рядов простых мембран с промежутком между ними, заполненным жидкостью типа сыворотки.

Мембраны регулируют клеточную проницаемость, избирательно задерживая либо пропуская молекулы и ионы тех или иных веществ в клетку и за ее пределы. Мембраны препятствуют также смешиванию содержимого двух соседних органелл. Отдельные вещества переходят из одних органелл в другие лишь в строго определенных количествах, необходимых для протекания физиологических процессов в тканях.

Каждая клетка покрыта оболочкой, представляющей собой первичную клеточную стенку. Она характеризуется полной проницаемостью. Оболочки каждых двух соседних клеток скрепляются с помощью срединных пластинок, образуя остов паренхимной ткани. Поэтому часто клеточными стенками называют не только оболочки клеток, но и оболочки клеток вместе со срединными пластинками.

Контакт между содержимым клеток осуществляется через плазмодесмы, которые представляют собой тонкие протоплазматические тяжи, проходящие через оболочки.

Поверхность отдельных экземпляров овощей и плодов покрыта покровной тканью — эпидермисом (плоды, наземные овощи) или перидермой (картофель, свекла, репа).

Свежие овощи и плоды отличаются значительным содержанием воды (от 75 до 95) %, поэтому все структурные элементы их паренхимной ткани в той или иной степени гидратированы. Способность тканей овощей и плодов сохранять форму и определенную структуру при относительно высоком содержании воды объясняется присутствием в них белков и углеводов, способных удерживать значительное количество влаги. Это обеспечивает достаточно высокое тургорное давление в тканях.

Тургорное давление может снижаться, например, при увядании или подсыхании овощей и плодов или возрастать, что наблюдается при погружении их в воду.

Соотношение различных сахаров в отдельных видах овощей и плодов неодинаково. Например, в картофеле они представлены в основном глюкозой и сахарозой, фруктозы в нем очень мало; в луке репчатом и моркови — сахарозой и в меньшей степени глюкозой и фруктозой. В белокочанной капусте содержатся в основном глюкоза и фруктоза, сахарозы в ней в 10 раз меньше, чем моносахаров. В яблоках, грушах сахара представлены фруктозой и в меньшей степени глюкозой и сахарозой, в винограде и вишне — глюкозой и фруктозой. В абрикосах, персиках, апельсинах, мандаринах содержится больше сахарозы, чем моносахаров. В лимонах все три вида сахаров присутствуют в равных количествах.

Вакуоли являются наиболее гидратированными элементамитканей овощей и плодов (95 — 98)% воды. В состав сухого остатка клеточного сока входят в том или ином количестве практически все водорастворимые пищевые вещества.

Сахара, содержащиеся в овощах и плодах в свободном состоянии, растворимый пектин, органические кислоты, водорастворимые витамины и полифенольные соединения концентрируется в вакуолях.

В клеточном соке содержится примерно (60 — 80)% минеральных веществ от общего их количества в овощах и плодах. Соли одновалентных металлов (калия, натрия и др.) практически полностью концентрируются в клеточном соке. Солей же кальция, железа, меди, магния содержится в нем несколько меньше, так как они входят в состав других элементов тканей овощей и плодов.

Клеточный сок содержит как свободные аминокислоты, так и белки (глобулярные), которые вследствие значительного содержания воды в вакуолях образуют в них растворы относительно слабой концентрации.

В состав цитоплазмы входят в основном белки, ферменты и в небольшом количестве липиды (соотношение белковых веществ и липидов 90:1). По структуре молекул белки цитоплазмы относятся к глобулярным белкам. В цитоплазме, как и в вакуолях, они находятся в виде раствора, но более концентрированного (10%-ного). Мембраны содержат белки и липиды. Тонопласт и плазмалемма состоят из двух слоев глобулярного белка с бимолекулярной прослойкой липидов. Другие цитоплазматические мембраны, построенные из двух простых мембран, практически не отличаются по химическому составу от последних. Белковые вещества в мембранах находятся в виде студней.

В остальных овощах содержание его не превышает десятых долей процента. У большинства плодов и ягод крахмал отсутствует; в небольших количествах он содержится лишь в бананах, яблоках, грушах и айве. Содержание клетчаткив овощах и плодах колеблется от 0,3 до 1,4% (на сырую массу съедобной части). Повышенным содержанием ее отличаются пастернак - 2,4%, хрен - 2,8%, укроп - 3,5%, а также некоторые ягоды — малина -5,1%, облепиха -4,7%. Гемицеллюлоз в овощах и плодах содержится значительно меньше, чем клетчатки (от 0,1 до 0,7%). Клетчатка и гемицеллюлозы в большей степени концентрируются в покровных тканях овощей и плодов и в меньшей — в мякоти. Количество пектиновых веществ в овощах и плодах колеблется от десятых долей процента до 1,1% (на сырую массу съедобной части). Пектиновые вещества в растительных продуктах представлены двумя формами: нерастворимой в холодной воде - протопектином и растворимой - пектином. Основную массу пектиновых веществ составляет протопектин (около 75%).

Азотистых веществ в овощах относительно немного: количество их не превышает 3% (в пересчете на белок) и только в бобовых (зеленый горошек, фасоль стручковая, бобы и др.) содержание их достигает (4 — 6) %, В плодах и ягодах азотистых веществ содержится меньше, чем в овощах (0,2 - 1,5) %. Примерно половину азотистых веществ овощей и плодов составляют белки. Кроме белков, вощи и плоды содержат свободные аминокислоты (до 0,5% на сырую массу).

Количество минеральных веществ (золы) в овощах и плодах составляет в среднем 0,5% и не превышает 1,5%. Минеральные вещества входят в состав овощей и плодов в виде солей органических и неорганических кислот. В основном это калий, натрий, кальций, магний, фосфор и др., а из микроэлементов — железо, медь, марганец и др.

Органические кислоты овощей и плодов представлены яблочной, лимонной, щавелевой, винной, фитиновой, янтарной и другими кислотами. Общее содержание органических кислот в овощах и плодах составляет в среднем 1% на сырую массу. Преобладает, как правило, яблочная кислота. Однако в корнеплодах свеклы преобладающей является щавелевая кислота, в цитрусовых плодах и черной смородине — лимонная, в винограде винная и яблочная, в персиках и клюкве — яблочная и лимонная кислоты. Органические кислоты находятся в свободном или связанном состоянии. Количество кислот, связанных с различными катионами, значительно превышает количество свободных стенок. Овощи и плоды содержат почти все известные в настоящее время витамины, кроме витаминов В₁₂ и D (кальциферола). К витаминам, источником которых являются главным образом овощи и плоды, относятся: водорастворимые витамины — С, Р, U и фолацин; жирорастворимые Е, К и каротиноиды.

Особое значение имеет термолабильный витамин С (аскорбиновая кислота). Содержание его в овощах колеблется от 5 (баклажаны, морковь) до 250 мг (перец красный сладкий) на 100 г съедобной части продукта. В таких овощах, как картофель, капуста, количество витамина С относительно невелико (20 — б0 мг на 100 г), но поскольку эти овощи занимают значительный удельный вес в питании человека, их можно рассматривать в качестве основного источника витамина С. Из плодов витамином С богаты цитрусовые, черная смородина и шиповник (соответственно 38, 200 и 470 мг на 100 г).

Аскорбиновая кислота в овощах и плодах находится в трех формах восстановленной, окисленной (дегидроформа) и связанной (аскорбиген). В процессе созревания и хранения овощей и плодов восстановленная форма аскорбиновой кислоты может окисляться с помощью соответствующих ферментов или других окислительных агентов и переходить в дегидроформу. Дегидроаскорбиновая кислота обладает всеми свойствами витамина С, но по сравнению с аскорбиновой кислотой менее устойчива к действию внешних факторов и быстро разрушается. Аскорбиген может подвергаться гидролизу, вследствие чего высвобождается свободная аскорбиновая кислота.

Содержание аскорбиновой кислоты в овощах и плодах в процессе их хранения, как правило, уменьшается. Наибольшие потери аскорбиновой кислоты наблюдаются при хранении картофеля, наименьшие - цитрусовых.

Витамин Р усиливает биологический эффект витамина С, так как способен задерживать окисление его. Многие овощи и плоды характеризуются достаточно высоким содержанием Р- активных соединений. Например, в яблоках оно достигает 43 - 45 мг на 100 г.

Наиболее богатыми источниками витамина U— антиязвенного фактора, представляющего собой метилсульфоновое производное метионина (сокращенное название S-метилметионин, или SММ), являются листья белокочанной капусты (85 мг на 100 г сухой массы) и побеги спаржи (100 — 160 мг на 100 г сухой массы). Этот витамин был найден также в томатах, стеблях сельдерея, но в меньших количествах.

Фолацин (фолиевая кислота) содержится в овощах и плодах в относительно больших количествах (от 1 до 30 мкг на 100 г). Особенно богаты им зеленые овощи: капуста брюссельская, фасоль стручковая, шпинат и зелень петрушки (соответственно 31, 36, 80 и 110 мкг на 100 г) . Суточная потребность в этом витамине взрослого человека (0,2 — 0,4 мг) может быть в значительной степени удовлетворена за счет овощей и плодов.

Каротиноиды содержат многие овощи и плоды. Большая часть их представлена β-каротином, наиболее активной формой по сравнению с другими каротиноидами. Важным источником этого провитамина А является морковь, в мякоти которой его в среднем 9 мг на 100 г съедобной части., β -каротина в шпинате (4,5 мг на 100 г) и других зеленых овощах (1,0 - 2,0 мг на 100 г). Повышенным содержанием его отличаются шиповник (2,6 мг на 100 г), абрикосы (1,6 мг на 100 г) и облепиха (1,5 мг на 100 г) . Среднесуточная потребность взрослого человека в каротине составляет (3 — 5) мг и легко покрывается за счет потребления овощей и плодов.

Окраска овощей и плодов обусловлена присутствием в них различных пигментов — хлорофилла (зеленая), каротиноидов (желто-оранжевая) и некоторых полифенольных соединений. К последнее группе пигментов относят антоцианы, флавоны и флавонолы. Антоцианы сообщают плодам и овощам окраску от розовой до сине-фиолетовой, флавоны и флавонолы - желтую.

Кроме того, в плодах и овощах содержатся и другие вещества фенольного характера — катехины, хлорогеновая кислота, тирозин, лейкоантоцианы и др. Эти вещества бесцветные, но при кулинарной обработке овощей и плодов они могут окислиться и вызывать изменение цвета полуфабрикатов и готовых изделий.

Плоды, овощи, плодовые, ягодные культуры занимают значительную долю в рационе питания населения, являясь источником целого ряда необходимых организму веществ, прежде всего витаминов, углеводов и минеральных элементов.