ПИЩЕВАЯ ЦЕННОСТЬ КАРТОФЕЛЯ, ОВОЩЕЙ И ПЛОДОВ

В свежих овощах и плодах содержится значительное количест­во воды (75...95 %). Способность тканей овощей, плодов и грибов сохранять форму и определенную структуру при таком большом со­держании воды объясняется присутствием в них белков и пектино­вых веществ, способных удерживать значительное количество влаги. В состав сухого остатка картофеля и овощей входят в основ­ном углеводы, а также азотистые и минеральные вещества, орга­нические кислоты, витамины, пигменты, полифенольные соеди­нения, ферменты и др.

Из углеводов в картофеле, овощах и плодах содержатся моносахариды (глюкоза, фруктоза, галактоза, рамноза и др.), ди-сахариды (сахароза, мальтоза) и полисахариды (крахмал, клет­чатка, гемицеллюлозы, пектиновые вещества).

Общее содержание Сахаров в овощах колеблется от 1,5 % (на сырую массу съедобной части) в картофеле до 9 % в арбузах, дынях, свекле, луке репчатом. Достаточно много их содержится в моркови (6 %) и белых кореньях (петрушка — 9,4 %, пастернак — 6,5, сельдерей — 5,5 %); в капустных овощах Сахаров более 4 %. В плодах и ягодах общее содержание Сахаров колеблется от 3...4 % в лимонах и клюкве до 16... 19 % в винограде и бананах.

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 мо­носахаридов. 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.

Крахмал в относительно больших количествах содержится в картофеле — в среднем 16 % (на сырую массу съедобной части).

Рис. 9.1. Структура пектиновой молекулы (по Альберсхейму):

Р — рамноза; ГК — галактуроновая кислота

Из овощей сравнительно высоким содержанием крахмала отли­чаются зеленый горошек (6,8 %), бобы овощные (6 %), пастернак (4 %), фасоль стручковая (2 %). В остальных овощах содержание его не превышает десятых долей процента. В большинстве пло­дов и ягод крахмал отсутствует; в небольших количествах он со­держится лишь в бананах, яблоках, грушах и айве.

Содержание клетчатки в картофеле, овощах и плодах ко­леблется от 0,3 до 1,4 % (на сырую массу съедобной части). По­вышенным ее содержанием отличаются пастернак (2,4 %), хрен (2,8 %), укроп (3,5 %), а также некоторые ягоды — малина (5,1 %), облепиха (4,7 %).

Гемицеллюлоз (галактан, арабинан, арабиногалактан, ксилоглюкан) в картофеле, овощах и плодах содержится больше, чем клетчатки (0,1...0,7 %).

Клетчатка (целлюлоза) и гемицеллюлозы состоят в основном из остатков нейтральных Сахаров — глюкозы, галактозы, араби-нозы, ксилозы и др. Однако имеются сведения, что в состав гемииеллюлоз могут входить глюкуроновая, галактуроновая и дру­гие кислоты, придавая этим полисахаридам кислые свойства.

Содержание пектиновых веществ в картофеле, 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 картофеля, овощей и пло­дов составляет протопектин (около 75 %).

Молекула протопектина представляет собой гетерополи-мер со сложной разветвленной структурой (рис. 9.1). Главная цепь этого полимера состоит из остатков молекул галактуроно­вой и полигалактуроновой кислот, частично этерифицирован-ных метиловым спиртом (метаксилированных), и рамнозы. Главную цепь протопектина называют рам н о гал актуро-н а н о м.

Рамногалактуронан состоит из а-1,4-связанного галактуро-нана (галактуроновая кислота), соединенного 1,2-связью с рам-нозилом (рамнозой).

Молекулы пектина представляют собой цепочки рамногалакту-ронана, содержащие 20 и более остатков галактуроновой кислоты.

Ниже представлен фрагмент рамногалактуронана, состоящий из остатков полигалактуроновой кислоты, в которой часть кар­боксильных групп метоксилирована или ионизирована (диссо­циирована).

Цепочки полигалактуроновых кислот связаны между собой водородными, ангидридными, эфирными связями и солевыми мостиками, которым отводят доминирующую роль в стабилиза­ции структуры протопектина. В молекулу протопектина могут также входить остатки фосфорной и уксусной кислот, Сахаров и целлюлозы. Кроме того, ковалентными связями могут быть при­соединены боковые цепи гемицеллюлоз — галактанов и араби-нанов (в некоторых случаях через фосфорную кислоту).

Молекула рамногалактуронана содержит два вида функцио­нальных групп: гидроксильные и карбоксильные. Последние мо­гут быть частично этерифицированы (обычно метанолом), час­тично связаны с катионами металлов. Часть карбоксильных групп остается свободной, обусловливая их кислотные свойства.

Отношение количества этерифицированных карбоксильных групп к общему количеству карбоксильных групп (свободные и этерифицированные) называют степенью этерификации пек­тиновых веществ. В зависимости от степени этерификации пектиновые вещества подразделяют на высоко- и низкоэтери-фицированные (соответственно более 70 и менее 50 %). Сте­пень этерификации — важный показатель пектиновых веществ, отражающий их физико-химические свойства, например ус­тойчивость к гидролизу, растворимость, студнеобразующую способность.

Степень этерификации пектиновых веществ различных ово­щей неодинакова (от 40 % в картофеле до 72 % в свекле). Сте­пень этерификации и степень диссоциации полигалактуроно­вых кислот определяют такие свойства пектиновых веществ, проявляющиеся при кулинарной обработке картофеля, овощей и плодов, как способность к деструкции под действием фермен­тов, температуры, состава и рН среды, образованию раствори­мых и нерастворимых продуктов, деструкции, студнеобразова-нию и др.

Установлено, что в молекулах пектиновых веществ кроме продольных ковалентных связей в цепях рамногалактуронана присутствуют водородные связи и существуют гидрофобное вза­имодействие между этерифицированными остатками галактуро­новой кислоты и хелатные связи между неэтерифицированными остатками галактуроновой кислоты, образованные с участием ионов Са²⁺ и Mg²⁺ в виде солевых мостиков.

Ниже представлена схема образования солевого мостика между двумя молекулами пектиновых веществ. Горизонтальной линией изображена цепочка рамногалактуронана.

Вероятность образования солевых мостиков и степень этери-фикации полигалактуроновых кислот связаны обратной зависи­мостью.

В протопектине могут возникать и другие поперечные свя­зи — эфирные (через фосфорную кислоту), ангидридные и иные.

Присутствие свободных карбоксильных групп предопределя­ет способность пектинов образовывать соли (пектинаты) и осаж­даться из растворов ионами поливалентных металлов.

Количество галактуроновых и полигалактуроновых кислот и других составляющих молекулы протопектина, а также его моле­кулярная масса точно пока неизвестны, так как протопектин не удалось выделить из растительных тканей в неизмененном со­стоянии. При извлечении протопектина различными способами обычно получают продукты его распада, в частности полигалак-туроновые кислоты различной степени полимеризации, галакту-роновую кислоту, рамнозу и др. Считают, что молекулярная мас­са пектиновых веществ может колебаться в пределах от 20 000 до 200 000. Пектины с молекулярной массой 150 000...200 000 харак­теризуются высокой желируюглей способностью. Из пектино­вых веществ с различной молекулярной массой легче растворя­ются те, у которых меньше молекулярная масса и выше степень этерификации.

Азотистых веществ в картофеле и овощах относительно немного: не более 3 % (в пересчете на белок), и только в бобовых овощах (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 составляют белки. Кроме белков карто­фель, овощи и плоды содержат свободные аминокислоты (до 0,5 % на сырую массу).

Содержание минеральных веществ (золы) в картофеле, овощах и плодах составляет в среднем 0,5 % и не превышает 1,5 %. Минеральные вещества входят в состав картофеля и ово­щей 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 картофеля, овощей и плодов представлены яблочной, лимонной, щавелевой, винной, фити­новой, янтарной и др. Общее содержание органических кислот составляет в среднем 1 % на сырую массу. Преобладает, как пра­вило, яблочная 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.

В картофеле, овощах и плодах содержатся почти все извест­ные в настоящее время витамины, кроме В_]2 и D. К витами­нам, источником которых служат главным образом картофель, овощи, плоды, относятся: водорастворимые витамины — С, Р, фолацин и витамин U; жирорастворимые — Е, К и каротиноиды (криптоксантин, а-, р~, нео-р- и у-каротины).

Особое значение имеет термолабильный в и там и н 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, содержание витамина С относительно невелико (20... 60 мг на 100 г), но поскольку эти овощи играют важную роль 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 мгна 100 г).

Аскорбиновая кислота в картофеле, овощах и плодах присутст­вует 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, в результате чего вы­свобождается свободная аскорбиновая кислота. Содержание ас­корбиновой кислоты в картофеле, овощах и плодах в процессе их хранения, как правило, уменьшается. Значительные потери ее происходят при хранении картофеля.

Витамин Р усиливает биологический эффект витамина С, так как способен задерживать его окисление. Р-витаминной ак­тивностью обладают многие вещества фенольной природы, на­пример биофлавоноиды (рутин, кверцетин). Средняя суточная потребность человека в витамине Р (рутине) составляет 25 мг. Многие овощи и плоды характеризуются достаточно высоким содержанием Р-активных соединений. Например, в яблоках оно достигает 43...45 мг на 100 г.

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.

Наиболее богатыми источниками витамина U — антияз­венного фактора, представляющего собой метилсульфоновое производное метионина (сокращенное название «S-метилметио-нин» или SMM), 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 обнаружен также в томатах, стеблях сельдерея, но в меньших количествах. Суточная потребность в этом витамине для здорового человека не определена.

Каротиноиды содержатся во многих овощах и плодах. Ббльшая часть их представлена р-каротином, наиболее активной формой по сравнению с другими каротиноидами. Важный ис­точник этого провитамина А — морковь, в мякоти которой его содержится в среднем 9 мг на 100 г съедобной части. Достаточно много р-каротина в шпинате (4,5 мг на 100 г) и других зеленых овощах (1,0...2,0 мг на 100 г). В остальных овощах содержание его колеблется от 0,01 мг до нескольких десятых долей милли­грамма на 100 г. В плодах и ягодах р-каротина содержится значи­тельно меньше, чем в овощах. 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 картофеля, овощей, плодов и ягод обусловлена при­сутствием в них различных пигментов — хлорофилла (зеле­ная), каротиноидов (желто-оранжевая) и некоторых полифе-нольных соединений. К последней группе пигментов относят бетанин свеклы, антоцианы, флавоны и флавонолы. Антоцианы придают плодам и овощам окраску от розовой до сине-фиолето­вой, флавоны и флавонолы — желтую. Кроме того, в картофе­ле, овощах и плодах содержатся и другие вещества фенольного характера — тирозин, хлорогеновая кислота, лейкоантоцианы, катехины и др. Эти вещества бесцветные, но при кулинарной обработке картофеля, овощей и плодов они могут окисляться и вызывать изменение цвета полуфабрикатов и готовых изделий.

Содержание полифенолов зависит от видовых и сортовых различий овощей и плодов. В картофеле, например, содержится от 8 до 30 мг на 100 г веществ фенольного характера, в основном тирозина и хлорогеновой кислоты. Распределение полифенолов в различных частях клубня неодинаково: в клетках, расположен­ных непосредственно под кожицей, их накапливается примерно в 15...20 раз больше, чем в собственно мякоти.

ПИЩЕВАЯ ЦЕННОСТЬ ГРИБОВ

В свежих грибах, как и в овощах, содержится значительное количество воды — в среднем 90 %. Примерно 1/3 сухого остатка составляют азотистые вещества (0,9...9,3 % сырой массы), из которых более половины приходится на долю белков.

Белки таких грибов, как белые, подберезовики, маслята, от­носятся к полноценным, так как содержат все незаменимые ами­нокислоты; в белках других видов грибов набор аминокислот неполный, например в белках подосиновиков отсутствуют ме-тионин и триптофан.

В грибах содержатся и свободные аминокислоты, за ис­ключением триптофана и метионина. Последний в незначитель­ных количествах встречается только в белых грибах. Содержание свободных аминокислот может колебаться от 14 до 37 % общего их количества. Особенно богаты свободными аминокислотами белые грибы (8,6 % сухого остатка).

Другой составной частью сухого остатка грибов являются углеводы — сахара, сахароспирты, гликоген и клетчатка. Саха­ров в грибах содержится от десятых долей процента до 1,5 % (на сырую массу). Преобладающий сахар — трегалоза, содержание ко­торой может достигать 90 % (35,5...90 %) общего количества Саха­ров. Исключение составляют маслята, в которых количество тре-галозы невелико. Кроме трегалозы в грибах содержатся лактоза, фруктоза. Из сахароспиртов в грибах встречается маннит (0,2...0,7 % на сырую массу); маслята содержат еще арабит. Гликогена в гри­бах не более 0,1 % на сырую массу, клетчатки 1, золы 0,7...1 %.

Минеральные вещества представлены в основном со­лями калия. По сравнению с овощами и плодами в грибах содер­жится больше железа, серы и фосфора. В грибах присутствуют также липиды (0,5... 1,2 %), богатые моно- и полиненасыщенными жирными кислотами (олеиновой, линоленовой).

Из витаминов следует отметить фолацин, содержание ко­торого в белых грибах составляет 40 мкг на 100 г, в шампиньонах и маслятах — 30 мкг на 100 г съедобной части.

Сушеные грибы (влажность 13 %) по пищевой ценности не­сколько уступают свежим, так как в процессе сушки в них умень­шается содержание азотистых веществ, особенно свободных аминокислот. Заметно снижается при сушке и содержание Саха­ров (потери составляют 19...70 % их количества в свежих грибах), особенно редуцирующих, которые в сушеных грибах практиче­ски отсутствуют. Уменьшение содержания аминокислот и реду­цирующих Сахаров при сушке грибов, по-видимому, связано с процессом меланоидинообразования. Окраска сушеных грибов, их специфические вкус и аромат могут быть обусловлены при­сутствием меланоидинов.

СТРОЕНИЕ ТКАНЕЙ КАРТОФЕЛЯ, ОВОЩЕЙ, ПЛОДОВ

Ткань (мякоть) картофеля, овощей и плодов состоит из тон­костенных клеток, разрастающихся примерно одинаково во всех направлениях. Такую ткань называют паренхим ной. Содер­жимое отдельных клеток представляет собой полужидкую мас­су — цитоплазму, в которую погружены различные клеточные элементы (органеллы) — вакуоли, пластиды, ядра, крахмальные зерна и др. (рис. 9.2). Все органеллы клетки окружены мембрана­ми. Каждая клетка покрыта оболочкой, представляющей собой первичную клеточную стенку.

Оболочки каждых двух соседних клеток скрепляются с по­мощью срединных пластинок, образуя остов паренхимной ткани (рис. 9.3).

Контакт между содержимым клеток осуществляется через плазм оде с мы, которые представляют собой тонкие цитоплаз-матические тяжи, проходящие через оболочки.

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

Поскольку в свежих овощах содержится значительное коли­чество воды, то все структурные элементы их паренхимной ткани в той или иной степени гидратированы. Вода как растворитель оказывает важное влияние на механические свойства растительной ткани. Гидратируя в той или иной степени гидрофильные соединения, она пластифицирует структуру стенок и срединных пластин. Это обеспечивает достаточно высокое тургорное[1] дав­ление в тканях. Тургорное давление может снижаться, например, при увядании или подсыхании овощей и плодов или возрастать, что наблюдается при погружении увядших овощей в воду. Это свойство овощей и плодов можно учитывать при их кулинарной переработке. Так, картофель и корнеплоды с ослабленным тур-гором перед механической очисткой рекомендуют замачивать в течение нескольких часов для сокращения времени обработки и снижения количества отходов.

Вакуоль — самый крупный элемент, расположенный в цен­тре клетки. Она представляет собой своеобразный пузырек, запол­ненный клеточным соком, и является наиболее гидратированным элементом клетки паренхимы овощей и плодов (95...98 % воды). В состав сухого остатка клеточного сока входят в том или ином количестве практически все водорастворимые пищевые вещества.

Основная масса Сахаров, содержащихся в картофеле, овощах и плодах в свободном состоянии, растворимого пектина, органи­ческих кислот, водорастворимых витаминов и полифенольных соединений 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.

Клеточный сок содержит как свободные аминокислоты, так и растворимые белки, которые образуют в вакуолях растворы от­носительно слабой концентрации.

Тонкий слой цитоплазмы с другими органеллами занима­ет в клетке пристенное положение. В состав цитоплазмы входят в основном белки, ферменты и в небольшом количестве липиды (соотношение белков и липидов 90 : 1). В цитоплазме, как и в ва­куолях, они находятся в виде раствора, но более концентриро­ванного (10 %).

Пластиды — это органеллы, которые присутствуют только в растительных клетках. Наиболее типичные из них — хлоропласты, которые содержат хлорофилл. В определенных физиологических условиях пластиды не образуют хлорофилл; в этих случа­ях они вырабатывают либо белки (протеопласты), либо липиды и пигменты (хромопласты), но чаще всего такие пластиды выполняют резервные функции, и тогда в них накапливается крахмал (амилопласты), поэтому пластиды бывают окрашенными и бесцветными. Последние называют лейкопластами.

В состав хлоропласт о в кроме хлорофилла входят белки и липиды в соотношении 40 : 30, а также крахмальные зерна.

В процессе развития хромопластов образуются крупные глобулы, или кристаллы, содержащие каротиноиды, в том числе и каротины. Присутствие этих пигментов в зеленых овощах и не­которых плодах (крыжовник, виноград, слива ренклод и др.) обусловливает различные оттенки их зелено-желтой окраски. Каротины придают желто-оранжевую окраску моркови, репе и др. Однако не всегда оранжевая окраска указывает на высокое содержание их в плодах и овощах; например, окраска апельси­нов, мандаринов обусловлена другим пигментом — криптоксан-тином. В то же время в зеленых овощах относительно высокое содержание каротина может быть замаскировано хлорофиллом.

Амилопласты заполнены в основном крупными гранула­ми крахмала. Следует отметить, что в растительных клетках все содержащиеся в них крахмальные зерна находятся в пространст­ве, ограниченном оболочкой амилопластов или других пластид.

Ядро клетки содержит хроматин (деспирализованные хро­мосомы), состоящий из ДНК и основных белков (гистонов), и ядрышки, богатые РНК.

Мембраны — это активный молекулярный комплекс, спо­собный осуществлять обмен веществ и энергии.

Цитоплазма на границе с клеточной оболочкой покрыта про­стой мембраной, называемой плазмалеммой. Внешнюю гра­ницу плазмалеммы можно увидеть при рассмотрении под микро­скопом препаратов растительной ткани, обработанных концентрированным раствором поваренной соли. Из-за разности между осмотическим давлением внутри клетки и вне ее происходит пе­реход воды из клетки в окружающую среду, вызывающий плазмо­лиз — отделение цитоплазмы от клеточной оболочки. Аналогич­но плазмолиз можно вызвать, обрабатывая срезы растительной ткани концентрированными растворами Сахаров или кислот.

Цитоплазматические мембраны регулируют клеточную про­ницаемость, избирательно задерживая либо пропуская молекулы и ионы тех или иных веществ в клетку и за ее пределы.

Вакуоль, как и цитоплазма, также окружена простой мембра­ной, называемой тонопластом.

Основные структурные компоненты мембран — белки и по­лярные липиды (фосфолипиды). Существуют различные типы строения цитоплазматической мембраны: трехслойное (из двух слоев белка с биомолекулярной прослойкой липидов), грануляр­ное (из частиц, диаметр которых составляет около 100 • 10~¹⁰ м, или из более мелких частиц — субъединиц). В настоящее время мембрану рассматривают как жидкую структуру, пронизанную

белками.

Поверхность ядер, пластид и других цитоплазматических структур покрыта двойной мембраной, состоящей из двух рядов простых мембран, разделенных перинуклеарным пространст­вом. Эти 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.

Клеточные оболочки в совокупности со срединны­ми пластинками называют клеточными стенками.В от­личие от мембран они характеризуются полной проницаемостью.

Клеточные стенки составляют 0,7...5,0 % сырой массы ово­щей и плодов. Так, в овощах плодовой группы, например в ка­бачках, количество их не превышает 0,7 %. В листовых овощах — белокочанной капусте, салате, шпинате — около 2 %. Наиболь-. шим содержанием клеточных стенок отличаются корнеплоды —

2...4%.

В состав клеточных стенок входят в основном полисахариды (80...95 %) — клетчатка, гемицеллюлозы и протопектин, поэтому их часто называют углеводами клеточных стенок. В со­став клеточных оболочек входят все перечисленные выше поли­сахариды. Считают, что срединные пластинки состоят в основ-

9.1. Содержание экстенсина и оксипролина в клеточных стенках некоторых растительных продуктов (%)

ном из кислых полисахаридов (протопектина), играющих роль межклеточного цементирующего вещества, которому иногда со­путствуют протеиновые соединения, а в наиболее старых тка­нях-- лигнин.

Кроме углеводов в клеточных стенках содержатся азотистые вещества, лигнин, липиды, воска, минеральные вещества.

Из азотистых веществ в клеточных стенках растительной тка­ни обнаружен структурный белок экстенсии — полимер из груп­пы гликопротеидов, белковая часть которого связана с углевода­ми — остатками арабинозы и галактозы. Молекулярная масса белковой части таких макромолекул равна 50 000, экстенсии имеет форму жесткого стержня, на 50 % состоит из оксипролина. В клеточной стенке присутствует несколько фракций белка, раз­личающихся содержанием оксипролина.

Экстенсии в некоторых отношениях напоминает белок кол­лаген, выполняющий аналогичные функции в животных тканях. Содержание экстенсина и оксипролина в клеточных стенках раз­личных овощей и картофеля неодинаково (табл. 9.1). Клеточные стенки картофеля состоят примерно на 1/5 из экстенсина. В кле­точных стенках корнеплодов его содержится в 2 раза меньше, чем в клеточных стенках картофеля; в клеточных стенках дыни содержание экстенсина не превышает 5 %.

Содержание оксипролина в клеточных стенках этих расти­тельных продуктов колеблется в зависимости от вида продукта от сотых долей процента до 1,5 % и более.

Содержание в клеточных стенках экстенсина и оксипролина изменяется в процессе хранения овощей. Особенно заметны эти изменения при повреждении ткани овощей. Так, в дынях при повреждении плодов содержание белков в клеточных стенках возрастает в 3...4 раза, а оксипролина — в 5... 10 раз.

Соотношение углеводов и экстенсина в клеточных стенках зависит от вида растительной ткани. Клеточные стенки многих растительных продуктов состоят примерно на 1/3 из целлюлозы, на 1/3 из гемицеллюлоз и на 1/3 из пектиновых веществ и белка. В клеточных стенках томатов между углеводами и белком суще­ствует другое соотношение —1:1.

Лигнин — природный полимер сложного строения, фор­мирующий клеточные стенки растений. Играет роль инкрусти­рующего вещества, скрепляющего волокна целлюлозы и геми­целлюлоз. Ковалентно связан с полисахаридами гемицеллюлоз (ксиланом), с пектиновыми веществами и белком. Содержание лигнина в тканях растений зависит от их вида и степени одревес­нения. Значительное количество лигнина содержится в клеточ­ных стенках свеклы, моркови, меньше его накапливается в бело­кочанной капусте.

В связи с тем что размягчение картофеля, овощей и плодов, происходящее в процессе их тепловой кулинарной обработки, связывают с деструкцией клеточных стенок, представляется це­лесообразным рассмотреть строение последних.

По современным представлениям, клеточная стенка — это вы­соко специализированный агрегат, состоящий из различных по­лимеров (целлюлозы, гемицеллюлоз, пектиновых веществ, белков и др.), структура которых у разных растений закодирована с той же степенью точности, что и структура молекул белков. На рис. 9.4 представлена модель структуры первичной клеточной стенки.

Первичная клеточная стенка состоит из волокон (микрофиб­рилл) целлюлозы, которые занимают менее 20 % объема гидра-тированной стенки. Располагаясь в клеточных стенках парал­лельно, целлюлозные волокна с помощью водородных связей образуют мицеллы, которые имеют правильную, почти кристал­лическую упаковку. Одна мицелла целлюлозы может отстоять от другой на расстоянии, равном десяти ее диаметрам. Пространст­во между мицеллами целлюлозы заполнено аморфным основ­ным веществом (матриксом), состоящим из пектиновых ве­ществ, гемицеллюлоз (ксилоглюкан и арбиногалантан) и струк­турного белка, связанного с тетрасахаридами.

Первичная стенка клетки рассматривается как целая мешко­образная макромолекула, компоненты которой тесно взаимо­связаны. Между мицеллами целлюлозы и ксилоглюканом суще­ствуют многочисленные водородные связи. В свою очередь, кси­логлюкан ковалентно связан с боковыми галактановыми цепями

Рис. 9.4. Структура первичной клеточной стенки (по Альберсхейму):

1 — микрофибрилла целлюлозы: 2 — ксилоглюкан; 3 — главные

рамногалактуроновые цепи пектиновых веществ; 4— боковые

галактановые цепи пектиновых веществ; 5 — структурный белок

с арабинозными тетрасахаридами; 6— арабиногалактан

пектиновых веществ, а пектиновые вещества через арабинога-лактан ковалентно связаны со структурным белком.

Учитывая, что клеточные стенки многих овощей и плодов от­личаются относительно высоким содержанием двухвалентных катионов, в основном Са и Mg (0,5... 1,0 %), между пектиновыми молекулами, содержащими свободные карбоксильные группы, могут возникать хелатные связи в виде солевых мостиков.

Вероятность образования солевых мостиков и степень этери-фикации полигалактуроновых кислот связаны обратной зависи­мостью. Солевые мостики способствуют упрочнению клеточных стенок и паренхимной ткани в целом.

Покровные ткани клубней картофеля, корнеплодов и других овощей характеризуются пониженной пищевой цен­ностью из-за концентрации в них клетчатки и гемицеллюлоз, поэтому при кулинарной обработке картофеля и большинства овощей эти ткани удаляют.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, ПРОИСХОДЯЩИЕ ПРИ КУЛИНАРНОЙ ОБРАБОТКЕ КАРТОФЕЛЯ, ОВОЩЕЙ И ПЛОДОВ

При механической кулинарной обработке картофеля, овощей и плодов (очистка, нарезка, промывание, отжимание сока и др.) частично нарушается целостность их паренхимной ткани, а часть клеток и отдельных клеточных структур разрушается. Это облег­чает переход основных пищевых веществ из разрушенных клеток в окружающую среду, а также смешивание содержимого их кле­точных органелл. В результате масса продуктов и их пищевая ценность изменяются, возникают ферментативные, окислитель­ные и другие процессы, вызывающие изменение органолептиче-ских показателей (цвета, вкуса, консистенции) продукта.

В начальный период тепловой кулинарной обработки картофе­ля, овощей и плодов могут активизироваться все содержащиеся в них ферменты, вызывающие те или иные изменения пищевых ве­ществ. На определенном этапе тепловой обработки ферменты инактивируются, цитоплазма и клеточные мембраны вследствие денатурации белков разрушаются, отдельные компоненты клеточ­ного сока и других структурных элементов клетки получают воз­можность взаимодействовать друг с другом и окружающей средой.

В результате окислительных, гидролитических и других про­цессов изменяются химический состав продуктов, их структурно-механические характеристики и органолептические показатели.

Представляют интерес такие физико-химические процессы, происходящие в картофеле, овощах и плодах при тепловой кули­нарной обработке, которые вызывают изменения механической прочности паренхимной ткани (размягчение), консистенции, массы, содержания основных пищевых веществ, цвета, вкуса и аромата.

Размягчение картофеля, овощей и плодов

Размягчение тканей картофеля, овощей и плодов, как прави­ло, происходит при тепловой кулинарной обработке. Без воздей­ствия теплоты размягчение наблюдается в основном в плодах (яблоки, груши, бананы и др.) и некоторых овощах (томаты) в процессе созревания и хранения технически спелой продукции вследствие процессов, протекающих в них под действием фер­ментов. Частичное размягчение тканей капусты белокочанной наблюдается при квашении, что связано, по-видимому, как с ферментативными процессами, так и с кислотным гидролизом протопектина, которого в клеточных стенках квашеной капусты содержится в 1,5 раза меньше, чем в свежей.

Подвергнутые тепловой кулинарной обработке картофель, овощи и плоды приобретают более мягкую консистенцию, легче раскусываются, разрезаются и протираются. Степень размягчения картофеля, овощей и плодов в процессе тепловой обработки оценивают по механической прочности[2] их тканей. Так, механи­ческая прочность образцов сырого картофеля при испытании их на сжатие составляет около 13 • 10⁵ Па, а вареного — 0,5 ■ 10⁵ Па, образцов сырой свеклы — 29,9 • 10⁵ Па, вареной — 2,9 ■ 10⁵ Па.

Размягчение картофеля, овощей и плодов при тепловой ку­линарной обработке связывают с ослаблением связей между клетками, обусловленным частичной деструкцией клеточных стенок.

Деструкция клеточных стенок

Представленные на рис. 9.5 микрофотографии ткани сырой и вареной свеклы свидетельствуют о том, что клеточные стенки последней отличаются более разрыхленной структурой.

Рис. 9.5. Микрофотографии ткани сырой (а) и вареной (б) свеклы (по Г. М. Харчук)

Однако при доведении овощей и плодов до кулинарной го­товности клеточные стенки не разрываются. Более того, клеточ­ные оболочки вареных овощей не разрываются при протирании и раскусывании, так как обладают достаточной прочностью иэластичностью. В этих случаях ткань разрушается по срединным пластинкам, которые подвергаются деструкции в большей степе­ни, чем клеточные оболочки.

Благодаря этому при разжевывании вареного картофеля неощущается, например, вкус крахмального студня. Клеточные оболочки не разрушаются даже при очень длительной тепловой обработке овощей и плодов, когда может происходить частичная мацерация их тканей (распад на отдельные клетки).

Установлено, что в процессе тепловой кулинарной обработки картофеля, овощей и плодов глубоким изменениям подвергают­ся нецеллюлозные полисахариды клеточных стенок: пектиновые вещества и гемицеллюлозы, а также структурный белок экстен­сии, в результате чего образуются продукты, обладающие раз­личной растворимостью. Именно степень деструкции полиса­харидов и растворимость продуктов деструкции обусловливают изменение механической прочности клеточных стенок овощей и плодов при тепловой кулинарной обработке. Изменения целлю­лозы в этом случае сводятся главным образом к ее набуханию.

Деструкция протопектина

Известно, что при тепловой кулинарной обработке картофе­ля, овощей, плодов и других растительных продуктов содержа­ние протопектина в них уменьшается. Так, при доведении ово­щей до кулинарной готовности содержание протопектина в них может снижаться на 23...60 % (табл. 9.2).

Содержание протопектина в некоторых овощах до и после варки

Согласно современным представлениям о строении студней пектиновых веществ деструкция протопектина обусловлена в первую очередь распадом водородных связей и ослаблением гид­рофобного взаимодействия[3] между этерифицированными остат­ками галактуроновои кислоты, а также разрушением хелатных связей с участием ионов Са²⁺ и Mg²⁺ между неэтерифицирован-ными остатками галактуроновои кислоты в цепях рамногалакту-ронана.

Важно, что распад водородных связей между этерифицирован­ными остатками галактуроновои кислоты различных цепей рам-ногалактуронана возможен только при наличии определенного количества влаги, которая может поступать в клеточные стенки после денатурации белков мембранных клеточных структур.

Хелатные связи распадаются только в ходе ионообменных ре­акций по схеме

Сдвиг реакции вправо может быть обусловлен образованием нерастворимых или малорастворимых солей кальция и магния с различными органическими кислотами (щавелевой, фитиновой, лимонной и др.) и пектинами, которые присутствуют в клеточ­ном соке овощей и плодов. При тепловой обработке продуктов клеточные мембраны разрушаются вследствие денатурации бел­ков, облегчаются диффузионные процессы с проникновением указанных веществ в клеточные стенки, и реакция протекает в направлении разрушения солевых мостиков с образованием малорастворимых продуктов (соли органических кислот, в том числе оксалаты и пектаты).

Кроме того, происходит гидролиз гликозидных связей в са­мих цепях рамногалактуронана, в результате чего макромолеку­лы последнего деполимеризуются. Это подтверждается накопле­нием в овощах и плодах полигалактуроновых кислот различной степени полимеризации и рамнозы.

Следует отметить, что высокометоксилированные пектино­вые вещества подвергаются гидролизу легче, чем низкометоксили-рованные. В результате этих превращений образуются продукты деструкции протопектина, обладающие различной растворимо­стью в воде. Продукты деструкции, содержащие неметоксилиро-ванные и неионизированные остатки галактуроновои кислоты, не растворяются или слабо растворяются в воде, а продукты де­струкции, содержащие метоксилированные и ионизированные остатки галактуроновои кислоты, растворимы.

Следовательно, особенность механизма деструкции прото­пектина отдельных видов овощей и плодов определяется прежде всего степенью этерификации остатков галактуроновои кислоты в цепях рамногалактуронана. Чем выше степень этерификации (при прочих равных условиях), тем дольше срок тепловой обра­ботки. Если степень этерификации полигалактуроновой кисло­ты в протопектине свеклы составляет 72 %, капусте белокочан­ной — 65, моркови — 59 %, то можно предположить, что ионооб­менные процессы в деструкции протопектина моркови при ее тепловой обработке играют бблыпую роль, чем в деструкции протопектина свеклы и капусты белокочанной. Особенно важ­ную роль ионообменные процессы играют в деструкции таких продуктов, как картофель, кабачки и др., в которых степень эте­рификации полигалактуроновых кислот близка к 40 %.

Действительно, при удалении из картофеля, моркови, капу­сты белокочанной и свеклы части водорастворимых веществ, принимающих участие в ионообменных процессах, путем выще­лачивания продолжительность их варки до готовности увеличи­лась соответственно в 6; 3; 2,5 и 1,25 раза. И наоборот, при насы­щении выщелоченных образцов моркови и свеклы раствором оксалата натрия продолжительность их тепловой обработки со­кратилась соответственно в 3 и 1,75 раза.

Образующиеся в результате деструкции протопектина раство­римые в воде продукты вымываются из клеточных стенок, что приводит к их разрыхлению и ослаблению связей между клетка­ми. Механическая прочность тканей овощей и плодов при этом снижается.

Деструкция протопектина начинается при 60 °С, с повыше­нием температуры процесс интенсифицируется. На рис. 9.6 представлен график изменения содержания протопектина и ме­ханической прочности тканей корнеплодов в процессе их варки. На каждом этапе тепловой обработки механическая прочность

Рис. 9.6. Степень изменения содержания протопектина и механической прочности тканей корнеплодов в процессе варки:

1 — свекла; 2 — морковь; 3 — петрушка;
-------- протопектин; ------ механическая прочность

тканей корнеплодов снижается в значительно большей степени, чем содержание протопектина. Это свидетельствует о том, что на процесс размягчения растительной ткани при тепловой обработ­ке кроме деструкции протопектина могут оказывать влияние и другие факторы, в частности изменения гемицеллюлоз и струк­турного белка экстенсина.

Деструкция гемицеллюлоз

При тепловой кулинарной обработке овощей наряду и парал­лельно с деструкцией протопектина происходит деструкция ге­мицеллюлоз также с образованием растворимых продуктов. Ге-мицеллюлозы клеточных стенок при тепловой обработке расти­тельных продуктов частично набухают, подвергаются гидролизу, что подтверждается накапливанием в отварах и готовых продук­тах нейтральных Сахаров — арабинозы, галактозы и др.

Наличие уроновых кислот в гемицеллюлозах позволяет предпо­лагать, что другим элементом механизма их деструкции при гидро­термической обработке овощей и плодов являются ионообменные процессы, подобные протекающим в пектиновых веществах.

9.3. Степень деструкции клеточных стенок и гемицеллюлоз свеклы,

моркови и белокочанной капусты и изменение прочности

их тканей в процессе варки

В табл. 9.3 приведены данные об изменении содержания кле­точных стенок и гемицеллюлоз в некоторых овощах в результате тепловой кулинарной обработки. Приведенные данные показы­вают, что степень деструкции гемицеллюлоз при варке овощей несколько уступает степени деструкции протопектина (см. табл. 9.2), однако она достаточно высока и, по-видимому, оказы­вает заметное влияние на деструкцию клеточных стенок, содер­жащих значительное количество гемицеллюлоз.

Деструкция гемицеллюлоз начинается при более высоких температурах, чем деструкция протопектина (70...80 °С). При бо­лее высоких температурах процесс ускоряется. При понижении температуры гемицеллюлозы регенерируют и отдают часть воды, поглощенной при набухании и деструкции.

Деструкция белка экстенсина

Структурный белок клеточных стенок продуктов раститель­ного происхождения в процессе тепловой кулинарной обработ­ки, как и нецеллюлозные полисахариды, подвергается деструк­ции. Это подтверждается тем, что в растительных продуктах по­сле тепловой обработки определяется меньшее количество ок-сипролина, чем до обработки.

В табл. 9.4 представлены данные о содержании оксипролина в некоторых корнеплодах до и после тепловой кулинарной обра­ботки.

Степень деструкции экстенсина при тепловой кулинарной обработке корнеплодов может достигать 80 %; она значительно выше степени деструкции протопектина и гемицеллюлоз. Разру-

Содержание оксипролина в некоторых корнеплодах до и после варки

шение экстенсина начинается при более низких температурах, чем деструкция упомянутых выше полисахаридов. Так, нагрева­ние нарезанных корнеплодов в воде при 60 °С в течение 1 ч при­водит к заметному снижению содержания в них оксипролина. Механическая прочность тканей корнеплодов при этом также несколько уменьшается.

Таким образом, деструкция протопектина происходит в ре­зультате ионообменных процессов, распада водородных связей и гидрофобного взаимодействия. При этом нарушаются связи между цепями рамногалактуронана и происходит гидролиз гли-козидных связей в них, в результате чего макромолекулы рамно­галактуронана деполимеризуются. Деструкция матрикса клеточ­ных стенок в целом включает, кроме того, деструкцию гемицел-люлоз и структурного белка экстенсина.

Заметные изменения в структуре матрикса отмечаются при температурах выше 50...60 "С, деструкция протопектина активно нарастает при температурах выше 80 °С, гемицеллюлоз — выше 85...90 "С.

В овощах и плодах, доведенных до состояния кулинарной готовности, структура матрикса клеточных стенок должна быть нарушена в такой степени, чтобы продукт не оказывал значи­тельного сопротивления при разжевывании, разрезании, проти­рании.

Изложенное выше позволяет объяснить известный в практи­ке способ доведения до кулинарной готовности свеклы и фасоли путем первоначальной варки до полуготовности и последующего быстрого охлаждения.

Установлено, что сваренная до полуготовности евекяа дости­гает при последующем охлаждении готовности только в том случае, если начальная температура внутри корнеплода была близка к 100 "С, т. е. когда протопектин, гемицеллюлозы и экстенсии уже подверглись определенной деструкции и для ее завершения и растворения продуктов деструкции необходимо дополнитель­ное количество влаги. Эта влага может поступать либо из клетки в процессе дальнейшей варки свеклы, либо из набухших геми­целлюлоз и целлюлозы в результате их регенерации при остыва­нии. В результате такого обводнения клеточных стенок и допол­нительного поступления влаги из клеток процесс деструкции компонентов матрикса завершается и прочность клеточных сте­нок понижается.

Описанный механизм деструкции компонентов клеточных стенок овощей при тепловой кулинарной обработке позволяет объяснить причины образования клейкого и тягучего картофель­ного пюре при протирании остывшего картофеля.

В тканях картофеля при протирании в горячем и остывшем состоянии происходят следующие изменения. В сваренном горя­чем картофеле оболочки клеток паренхимной ткани обладают достаточными прочностью и эластичностью и не разрушаются при приготовлении пюре. Разрушаются ткани клубней по резко ослабленным срединным пластинкам. Даже если происходит ча­стичный разрыв клеточных стенок, то он не обязательно сопро­вождается разрушением клейстеризованных зерен крахмала и выходом их содержимого наружу. Готовое пюре имеет сухую, рассыпчатую консистенцию.

При охлаждении вареного картофеля в результате уменьше­ния набухания клетчатки и гемицеллюлоз и растворимости продуктов деструкции гемицеллюлоз происходит определен­ное упорядочение элементов их нарушенной структуры, в ре­зультате чего эластичность клеточных стенок понижается, а жесткость (хрупкость) возрастает. Кроме того, амилоза, пере­шедшая в срединные пластинки, ретроградирует, связь между клеточными оболочками увеличивается, а жесткость студня внутри зерен клейстеризованного крахмала в клетках ткани возрастает. В результате увеличивается вероятность упрочне­ния клеточных стенок и зерен крахмала. При механическом воздействии на клубни остывшего картофеля помимо наруше­ния ткани по срединным пластинкам происходит также разру­шение клеток и зерен клейстеризованного крахмала и вытека­ющий из них клейстер придает структуре пюре нежелательную клейкость.

Содержание клеточных стенок в сырой и вареной свекле и механическая прочность ткани

Таким образом, увеличение жесткости ткани картофеля при охлаждении объясняется регенерацией целлюлозы и гемицеллю-лоз, а также ретроградацией крахмальных полисахаридов.

Гидротермическая обработка некоторых корнеплодов после доведения до кулинарной готовности не приводит к заметному снижению содержания в них клеточных стенок (табл. 9.5) даже при очень длительном воздействии теплоты.

Упорядочение при охлаждении структуры клеточных стенок овощей и плодов, не содержащих (в значительном количестве) крахмал, практически не отражается на их прочности. Эластич­ность клеточных оболочек понижается, а хрупкость возрастает.

Процесс деструкции клеточных стенок и изменения механи­ческой прочности ткани овощей можно условно разделить на два периода. Первый период характеризуется относительно интен­сивным понижением содержания клеточных стенок и механиче­ской прочности ткани до момента привычного восприятия нами их кулинарной готовности. Для свеклы этот период по продол­жительности составил 90 мин, прочность ткани корнеплода при этом снизилась в 12,5 раза, содержание открываемых клеточных стенок — на 23,5 %. Второй период характеризуется резким за­медлением темпа понижения содержания клеточных стенок и механической прочности ткани овощей после их размягчения до степени кулинарной готовности. Для свеклы прочность ткани за период варки 90...300 мин понизилась всего на 4 %, содержание открываемых клеточных стенок — на 1 %. Аналогично изменяет­ся прочность ткани других овощей при гидротермической обра­ботке (см. рис. 9.6); различия носят только временнбй и количе­ственный характер.

Представленный материал позволяет говорить о двух формах протопектино-гемицеллюлозного комплекса в овощах: лабиль­ной и сравнительно устойчивой к гидротермической обработке.

Лабильная форма протопектино-гемицеллюлозного комп­лекса интенсивно разрушается при температурах порядка 95 °С и выше, что приводит к размягчению ткани овощей до их кули­нарной готовности. Устойчивая форма протопектино-гемицел­люлозного комплекса совместно с целлюлозой обусловливает целостность ткани овощей как в готовом состоянии, так и под­вергнутых дополнительной тепловой обработке.

Влияние некоторых факторов на продолжительность

тепловой кулинарной обработки картофеля,

овощей и плодов

Известно, что состав, а следовательно, и технологические свойства плодов и овощей зависят от условии их произрастания: вносимых удобрений, агротехнических приемов, сроков посадки и метеорологических условий.

Следует также иметь в виду как субъективную, так и объек­тивную условность наших ощущений «готовности» продукта по консистенции, так как характер изменения прочности ткани овощей при тепловой обработке затрудняет точную оценку мо­мента готовности продукта (рис. 9.7).

В связи с этим рекомендуемые в разных литературных источ­никах продолжительности тепловой кулинарной обработки ово­щей не всегда совпадают между собой, а с учетом неодинаковой массы овощей, используемых при обработке, фиксируемая про­должительность варки, припускания или тушения может значи­тельно колебаться.

При СВЧ-нагреве овощей определена (независимо от мощ­ности аппарата) минимальная продолжительность (мин) доведе­ния их до готовности, сократить которую практически невоз­можно: для лука репчатого 3,5, картофеля 4,0, моркови 5,2, капу­сты белокочанной 5,5, свеклы 7,5. Следует отметить, что между указанной продолжительностью тепловой обработки овощей и степенью этерификации входящих в состав их клеточных стенок полигалактуроновых кислот существует взаимосвязь: чем выше степень этерификации, тем больше продолжительность тепло­вой кулинарной обработки.

С известной долей условности можно полагать, что и при других способах тепловой кулинарной обработки (варка в воде,

Рис. 9.7. Схема органолептического восприятия кулинарной готовности овощей при тепловой обработке

на пару) указанных выше овощей продолжительность обработки такая же, как и при СВЧ-нагреве. Например, если продолжи­тельность варки картофеля составляет 30 мин, то моркови тако­го же размера — около 40 мин, свеклы — 60, капусты белокочан­ной _ 40 мин. Расчетные данные совпадают с эксперименталь­но установленными для этих овощей. Исключение составляет капуста белокочанная, что объясняется специфичностью ее

формы.

В целом продолжительность тепловой кулинарной обработки картофеля, овощей и плодов зависит от свойств самого продукта, его состава и технологических факторов: способа тепловой кули­нарной обработки, степени измельчения, температуры и реак­ции среды и др.

Свойства продукта

Поскольку размягчение картофеля, овощей и плодов связы­вают с деструкцией клеточных стенок, можно предположить, что продолжительность тепловой кулинарной обработки этих про­дуктов зависит от содержания клеточных стенокили от содержа­ния в них протопектина, экстенсина и др. Однако четкая взаимо­связь между этими показателями не установлена (табл. 9.6).

9.6. Содержание и состав клеточных стенок в картофеле и овощах и продолжительность их варки до кулинарной готовности

Различия в продолжительности тепловой кулинарной обра­ботки отдельных видов овощей и плодов обусловлены неодина­ковой термоустойчивостью клеточных стенок и разным характе­ром деструкции их компонентов.

О термоустойчивости клеточных стенок можно судить по сте­пени уменьшения их массы в процессе нагревания. Так, при на­гревании в воде клеточных стенок, выделенных из моркови, мас­са их уменьшается в значительно большей степени, чем масса клеточных стенок, выделенных из свеклы, при одинаковой про­должительности нагревания (рис. 9.8). Это свидетельствует о том, что клеточные стенки свеклы более устойчивы к действию теплоты, чем клеточные стенки моркови, что, по-видимому, и определяет более короткие сроки варки последней.

Термоустойчивость клеточных стенок зависит от свойств вхо­дящих в их состав протопектина, гемицеллюлоз и экстенсина.

Для доведения до кулинарной готовности овощей, содержа­щих высокоэтерифицированный протопектин, требуется отно­сительно длительное воздействие теплоты. Например, карто­фель, петрушка, морковь и свекла со степенью этерификации полигалактуроновых кислот протопектина примерно 40, 46, 60 и 73 % по продолжительности гидротермической обработки распо­лагаются в том же порядке.

Рис. 9.8. Изменения механической прочности тканей овощей в процессе тепловой обработки:

1 — температура; 2 — механическая прочность ткани; а — морковь; б — свекла

Поскольку высокоэтерифицированный протопектин разру­шается при нагревании содержащих его продуктов в основном в результате гидролиза рамногалактуронана, разрушения водород­ных связей и ослабления гидрофобного взаимодействия, то для этого требуется определенное количество влаги, поэтому расти­тельные продукты, в клеточных стенках которых содержится протопектин с высокой степенью этерификации полигалактуро­новых кислот, необходимо доводить до состояния кулинарной готовности, используя гидротермические способы нагревания (варку в воде и на пару, припускание, тушение).

Растительные продукты, содержащие протопектин с невысо­кой степенью этерификации полигалактуроновых кислот, как правило, требуют менее продолжительного воздействия теплоты и меньшего количества влаги для доведения их до кулинарной готовности.

Есть основания полагать, что жарить можно овощи, в кото­рых степень этерификации полигалактуроновых кислот в протопектине составляет примерно 40 %, а решающую роль в деструк­ции протопектина и клеточных стенок играют ионообменные процессы. Нельзя жарить или доводить до состояния готовности с помощью жарки овощи, в которых степень этерификации по-лигалактуроновой кислоты в протопектине составляет 60 % и бо­лее. Это объясняется тем, что в процессе жарки продуктов из них непрерывно испаряется вода, а остающейся влаги недостаточно для протекания гидролитических процессов в клеточных стенках овощей, содержащих достаточно много высокометоксилирован-ного протопектина.

На продолжительность тепловой кулинарной обработки ово­щей, особенно с невысокой степенью этерификации полигалак­туроновых кислот в протопектине, существенно влияет содер­жание в клеточном соке органических кислот и их солей с кати­онами щелочных металлов, которые участвуют в ионообменных реакциях с расщеплением хелатных связей в протопектине.

Для овощей с примерно одинаковыми свойствами протопек­тина по степени этерификации полигалактуроновой кислоты и содержанию ионов Са²⁺ и Mg²⁺ установлена следующая зависи­мость: чем больше в их клеточном соке содержится органических кислот и их солей, принимающих участие в ионообменных про­цессах, тем быстрее продукты достигают кулинарной готовности при тепловой обработке (табл. 9.7). В связи с этим различия в про­должительности тепловой кулинарной обработки разных сортов одного и того же вида овощей связывают с так называемой Са-оса-дительной способностью сока¹, которая определяется содержани­ем в нем указанных выше органических кислот и их солей. Сорта картофеля и капусты, содержащие сок с высокой Са-осадитель-ной способностью, быстрее достигают кулинарной готовности.

Для разных видов овощей зависимость между Са-осадитель-ной способностью сока и продолжительностью их варки не на­блюдается. Вероятно, этот фактор оказывает влияние на сроки варки овощей, содержащих протопектин с относительно одина­ковыми свойствами. Са-Осадительная способность сока, в свою очередь, находится в прямой зависимости от содержания в нем органических кислот и растворимого пектина.

Однако по общему содержанию органических кислот не всег­да можно правильно оценить Са-осадительную способность со-

¹ Са-осадительная способность сока — это количество миллиграм­мов Са, осаждаемого 100 мл сока из 5 мл 0,005 н. раствора СаС1₂.

Содержание органических кислот,