43 56 212 3 56 4

Рис. 5. 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

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.

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

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

Деструкция клеточных стенок

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 экстенсин, 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 %.

Согласно современным представлениям о строении студней пектиновых веществ демтрукция протопектина обусловлена в первую очередь распадом водородных связей и ослаблением гидрофобного взаимодействия между этерифицированными остатками галактуроновой кислоты, а также разрушением хелатных связей с участием ионов Са²⁺ и Мg²⁺ между неэтерифицированными остатками галактуроновой кислоты в цепях рамногалактуронана.

Важно, что распад водородных связей между этерифицированными остатками галактуроновой кислоты различных цепей рамногалактуронана 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

СОО СООК (Nа)

+Са (Мg) + 2К⁺ (Nа⁺) +Са²⁺ (Мg²⁺)

СОО СООК (Nа)

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.

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.

Деструкция протопектина начинается при 60⁰ С, с повышением температуры процесс интенсифицируется.

Деструкция гемицеллюлоз

При тепловой кулинарной обработке овощей наряду и параллельно с деструкцией протопектина происходит деструкция гемицеллюлоз также с образованием растворимых продуктов.

Деструкия 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 оксипролина, чем до обработки.

Степень деструкции экстенсина при тепловой кулинарной обработке корнеплодов может достигать 80 %; она значительно выше степени деструкции протопектина и гемицеллюлоз. Разрушение экстенсина начинается при более низких температурах, чем деструкция упомянутых выше полисахаридов. Так, нагревание нарезанных корнеплодов в воде при 60⁰ 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 гликозидных связей в них, в результате чего макромолекулы рамногалактуронана деполимеризуются. Деструкция матрикса клеточных стенок в целом включает, кроме того, деструкцию гемицеллюлоз и структурного белка экстенсина.

Заметные изменения в структуре матрикса отмечаются при температурах выше 50…60⁰ С, деструкция протопектина активно нараcтает при температурах выше 80⁰ С, гемицеллюлоз  выше 85…90⁰ С.

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.

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.

Изменения цвета

В результате кулинарной обработки цвет картофеля, овощей, плодов и грибов в некоторых случаях меняется, что связано с изменением содержащихся в них пигментов или образованием новых красящих веществ.

При механической кулинарной обработке заметно изменяется окраска мякоти картофеля и яблок. При хранении очищенными или нарезанными на воздухе их мякоть в той или иной степени темнеет.

Причина потемнения картофеля и яблок заключается в окислении содержащихся в них полифенолов под действием кислорода воздуха при участии фермента полифенолоксидазы.

При тепловой кулинарной обработке картофель, капуста белокочанная, лук репчатый и другие овощи, а также яблоки, груши и другие плоды с белой окраской мякоти приобретают желтоватый оттенок, а в некоторых случаях темнеют.

Изменение витаминов

Содержащиеся в овощах и плодах витамины при тепловой кулинарной обработке в той или иной степени разрушаются.

Наиболее устойчивы к действию повышенных температур каротины. Витамины группы В частично переходят в отвар, частично разрушаются. В наибольшей степени разрушается витамин В₆: при варке шпината содержание его в продукте уменьшается на 40 5, белокочанной капусты  на 36, моркови  на 22, при варке и жарке картофеля  на 27…28 %. Несколько меньше при варке теряется тиамина и рибофлавина  около 20 %; примерно 2/5 сохранившихся в овощах витаминов этой группы переходит в отвар.

Значительным изменениям подвергается витамин С, который частично переходит в отвар, частично разрушается. Витамин С в начале тепловой обработке овощей и плодов окисляется под действие кислорода воздуха при участии окислительных ферментов. В результате этого часть аскорбиновой кислоты превращается в дегидроаскорбиновую. При дальнейшем повышении температуры происходит термическая деградация обеих форм витамина С.