Obróbka termiczna a jakość produktów

Proces technologiczny powinien zostać prawidłowo dobrany, aby uzyskać wyroby o wysokiej jakości sensorycznej, wartości odżywczej i zdrowotności. Obróbka termiczna powinna być przede wszystkim dopasowana do rodzaju surowca. 

Dwie twarze obróbki

Proces technologiczny ma pozytywne jak i negatywne strony. Do pozytywnych skutków podczas obróbki cieplnej surowców można zaliczyć: rozluźnienie struktury tkankowej i zmiękczenie, zwiększenie ich strawności i przyswajalności surowców, szkodliwość mikroflory, wytwarzanie cech sensorycznych (barwa, smak, zapach, konsystencja), zmiany właściwości fizykochemicznych błonnika i denaturacja białek  oraz rozklejanie skrobi.

Natomiast do negatywnych skutków obróbki termicznej zaliczamy: straty witamin (głównie A, B1, B2, B6, B9, C, D), karmelizacje cukrów, straty aminokwasów – zwłaszcza siarkowych, oraz powstawanie akrylamidu, wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) i heterocyklicznych amin aromatycznych (HAA).

Jak obróbka cieplna wpływa na witaminy?

Witaminy, wśród wszystkich składników odżywczych wykazują największą wrażliwość na warunki jakie są stosowane podczas obróbki cieplnej. W czasie procesu technologicznego dochodzi do strat witamin w wysokości  60 – 80%. Aby zmniejszyć straty witamin należy uwzględnić środowisko procesu.

Produkty roślinne

Ogrzewanie produktów roślinnych w wodzie powoduje szybkie przenikanie ciepła do wnętrza tkanek co powoduje duże straty przeciwutleniaczy. W czasie ogrzewania w powietrzu wnętrze produktu ma temperaturę niższą niż powierzchnia, co powoduje mniejsze straty przeciwutleniaczy. W związku z tym zalecane jest gotowanie surowców roślinnych na parze. Warto również zwrócić uwagę na czas obróbki – korzystny wpływ ma krótkotrwała obróbka. Spowodowane to jest: usunięciem tlenu oraz przejściem przeciwutleniacza w formę bardziej aktywną (aglikon).

Natomiast zakwaszenie potrawy zmniejsza aktywność askorbinazy, więc kwaśne pH powinno sprzyjać zachowaniu witaminy C w potrawach. Na witaminę C ochronnie działają: białka, aminokwasy, skrobia, związki fenolowe, związki fenolowe, barwniki (karetonoidy i antocyjany) oraz inne witaminy (A, E, B1).

Uwaga!

W potrawach składających z kilku składników warzywnych i innych, stopień rozkładu witaminy C może być mniejszy niż podczas gotowania samych warzyw. Dlatego warto gotować warzywa np. w wywarze mięsnym, który działa ochronnie na witaminę C i inne witaminy zawarte w warzywach, w porównaniu z gotowaniem ich w samej wodzie.

Czym jest i jak wpływa na potrawy gotowanie?

Gotowanie polega na ogrzewaniu półproduktu w płynie (np. w wodzie, mleku) lub w parze wodnej w temperaturze około 100 °C. Proces gotowania może rozpoczynać się od wody zimnej lub od wody wrzącej. Gotowanie ma zastosowanie do warzyw, półproduktów mącznych, mięsa i  skorupiaków. Wyróżnia się również gotowanie w garnku akutermicznym, na parze, pod zwiększonym ciśnieniem oraz w kuchence mikrofalowej.

W wyniku procesu gotowania uzyskujemy potrawy lekkostrawne, o dobrej jakości sensorycznej i zróżnicowanej wartości odżywczej. Proces gotowania najlepiej nadaje się do surowców roślinnych zawierających skrobię i błonnik pokarmowy oraz surowców zwierzęcych zawierających duże ilości tkanki łącznej.

Straty witamin – jak chronić witaminę C?

Straty witamin i innych składników mineralnych zawartych w produktach, podczas gotowania zachodzą w szerokim zakresie – zależy to od zawartości składników w surowcu, zastosowanych metod i specyficznych parametrów procesów. Do specyficznych parametrów można zaliczyć:  wysoką temperaturę, dostęp tlenu, dodatek wody, pH środowiska, czas prowadzenia procesu, a także rozdrobnienie surowca. Aby zachować duże ilości witaminy C w żywności należy rozpoczynać proces gotowania w wodzie od wrzątku. Następuje wtedy inaktywacja enzymu askorbinazy, którego optimum działania występuje w temperaturze około 40 °C. W przypadku rozpoczęcia procesu gotowania w zimnej wodzie, warzywa przebywają w temperaturze optymalnej, więc jest dłuższy czas oczekiwania aż enzym zostanie zniszczony.

Gotowanie produktów zbożowych

W przypadku gotowania różnego rodzaju ryżu można zaobserwować zmniejszenie zawartości włókna pokarmowego. Największe zmiany zachodzą w ryżu dzikim, a najmniejsze w ryżu parabolicznym. Natomiast w kaszy gryczanej sposób gotowania wpływa na zawartość flawonoidów. Gotowanie w dużej ilości wody powoduje dwukrotne obniżenie rutyny i izokwercytyny. Ziarna skrobi w makaronie podczas gotowania ulegają pęcznieniu i żelifikacji, co nadaje mu sprężystość i utrwalenie kształtu.

Substancje antyodżywcze w produktach

Inhibitory trypsyny w strączkach

Warzywa oprócz cennych składników zawierają również składniki antyodżywcze, które pogarszają strawność.  W nasionach roślin strączkowych występuje najwięcej niekorzystnych związków pod względem żywieniowym np. inhibitory trypsyny. Proces gotowania pozwala zmniejszyć ich aktywność o 81 -100%. Kolejną grupą związków zawartych w warzywach strączkowych są oligosacharydy, których nadmierne spożycie powoduje w jelicie grubym wydzielanie gazów w wyniku ich rozkładu. Tradycyjna obróbka to: moczenie, gotowanie i fermentacja. Moczenie wraz z gotowaniem zmniejsza zawartość oligosacharydów nawet do 80%.

Tioglikozydy

W warzywach roślin krzyżowych występują tioglikozydy, które podczas obróbki wstępnej tworzą związki o charakterze wolotwórczym. Proces gotowania bez przykrycia powoduje ich usunięcie. Spożywanie dużej ilości roślin kapustnych z jednej strony może powodować przerost masy tarczy (wole), jeśli jest mała podaż jodu, a z drugiej strony, rośliny krzyżowe zmniejszają ryzyko zachorowania na nowotwory: płuc, trzustki, pęcherzyka żółciowego, żołądka, skóry, jelita grubego i prostaty. W ziemniakach natomiast występują glikoalkaloidy. Gotowanie oraz usunięcie skórki powoduje obniżenie tego związku o  50-70%.

Usuwanie zanieczyszczeń chemicznych

Jednym z pozytywnych aspektów prowadzenia procesu gotowania w dużej ilości wody jest usunięcie zanieczyszczeń chemicznych,  nawet gdy są duże straty składników odżywczych. Do  zanieczyszczeń chemicznych można zaliczyć: azotany (50%), azotyny (72%), ołów i kadm (do 50%). Większe ubytki metali ciężkich są podczas gotowania w dużej ilości wody niż w mniejszej ilości wody np. na parze, mimo że lepiej zachowują składniki odżywcze w surowcach.

Pieczenie potraw

Pieczenie jest to proces polegający na ogrzewaniu produktów gorącym powietrzem, suchym lub nawilżonym w temperaturze 170 – 250 °C, w czasie od kilkudziesięciu do kilku godzin. Technikę stosuje się do różnych rodzajów mięsa np. drobiu, dziczyzny, a także do ryb, ciast, sufletów, ziemniaków, warzyw i owoców. Możemy wyróżnić dwa rodzaje pieczenia: na sucho do ciast, warzyw i owoców oraz pieczenie z nawilżeniem do mięs i ryb.

W procesie pieczenia dochodzi do reakcji Maillarda oraz karmelizacji. Wytwarzają się związki smakowo-zapachowe oraz  rumiana skórka, która jest odwodnieniem powierzchni.

Jakość potraw

Temperatura pieczenia warunkuje jakość wypieków. Zbyt niska temperatura może powodować wytapianie tłuszczu z ciasta oraz brak możliwości powstania charakterystycznych, cienkich warstw ciasta np. w cieście francuskim czy kruchym. W  mięsie pieczonym w piekarniku z suchym obiegiem powietrza, zanim produkt osiągnie temperaturę 74 °C, powierzchnia mięsa przez kilkanaście minut jest bliska 100 °C, co przyczynia się do zwiększenia strat składników odżywczych, zwłaszcza tiaminy.

Natomiast pieczenie potraw z warzyw nie powoduje strat witamin przez ługowanie. Straty zachodzą z powodu ich termicznego rozkładu, ze względu na długi czas oddziaływania wysokiej temperatury. Proces pieczenia w wysokiej temperaturze prowadzi do powstania z naturalnych składników żywności – akrylamidu. Związek ten powstaje w temperaturze powyżej 100 °C. Uważa się, że akrylamid powstaje podczas termicznej degradacji triacylogliceroli.

Wszystko o smażeniu

Smażenie to proces ogrzewania półproduktów za pośrednictwem tłuszczu lub bezpośrednio przez kontakt z płytami grzewczymi lub naczyniami z powłoką teflonową (smażenie beztłuszczowe). Produkty otrzymane w wyniku smażenia charakteryzują się unikatowymi cechami sensorycznymi takimi jak: smak, zapach i tekstura. Brak środowiska wodnego podczas smażenia oraz krótki czas ogrzewania potrawy sprzyja stosunkowo małym stratom składników odżywczych.

Techniki smażenia

Proces smażenia prowadzony jest różnymi technikami, zależy od: ilości stosowanego tłuszczu, sposobu ogrzewania i rodzaju potrawy. Opisywana obróbka termiczna może być prowadzona w następujących warunkach: bez tłuszczu,
w cienkiej warstwie tłuszcz (5-10% tłuszczu w stosunku do masy smażonej potrawy), z zastosowaniem średniej warstwy tłuszczu (10-30% tłuszczu w stosunku do masy smażonej potrawy), w dużej ilości tłuszczu (smażenie zanurzeniowe, głębokie – olej jest wykorzystywany wielokrotnie przez kilka, a nawet kilkanaście dni do smażenia wielu partii surowca.

Podczas smażenia największe zmiany zachodzą w produktach białkowych (ryby i mięsa), a mniejsze w przypadku produktów panierowanych i pączków, a najmniejsze podczas smażenia produktów ziemniaczanych- frytek i chipsów. Temperatura smażenia zależy głównie od rodzaju smażonej żywności. Na przykład produkty białkowe – mięso i ryby smaży się w temperaturze 160-170 °C, frytki i chipsy ziemniaczane w temp. 170-180 °C, pączki w temp. 185-190 °C.

Konsekwencje zdrowotne smażenia

Popularność procesu smażenia w warunkach domowych sprawiają, że należy wziąć pod uwagę konsekwencje zdrowotne tego rodzaju obróbki cieplnej żywności. Wadą tradycyjnego procesu smażenia jest nadmierna dehydratacja produktu, wskutek czego staje się on twardy i przesiąknięty tłuszczem smażalniczym. Zwiększa się wtedy wartość kaloryczna potrawy, oraz staje się ona ciężkostrawna.

Tłuszcze są nietrwałymi związkami i mogą szybko ulec przemianom chemicznym, zarówno podczas przechowywania i wykorzystywania. Produkty końcowe przemiany tłuszczów odznaczają się negatywnym oddziaływaniem na przygotowane produkty i potrawy oraz na zdrowie konsumenta. Ważne jest, aby do prawidłowego przeprowadzenia procesu smażenia dobrać odpowiedni tłuszcz smażalniczy oraz jego dostosowanie do potrawy.

Jak wybrać dobry tłuszcz?

Przydatność tłuszczu do smażenia można określić na podstawie temperatury dymienia tłuszczu (im wyższa temperatura dymienia, tym tłuszcz bardziej jest przydatny do smażenia), ilości kwasów tłuszczowych nasyconych i jednonienasyconych (im ich więcej, tym lepiej) oraz zawartości antyoksydantów. Długotrwałe ogrzewanie tłuszczu i działanie czynników takich jak wysoka temperatura, tlen atmosferyczny, woda zawarta w smażonym produkcie, powoduje stopniowy rozpad tłuszczu z wydzieleniem szkodliwych związków. Do szkodliwych związków lotnych zaliczamy akroleinę, a do nielotnych hydroksynadtlenki i akryloamid. Związki te są w stanie pogorszyć jakość sensoryczną produktów smażonych i przede wszystkim są toksyczne dla organizmu ludzkiego. Do stworzenia akryloamidu, warunkiem koniecznym jest zmniejszona zawartość wody w środowisku <5% i wysoka temperatura >120 °C oraz obecność prekursorów akryloamidu, czyli asparaginy i cukrów redukujących.

Odpowiednia strategia

Ochronną i skuteczną strategią konsumentów przed szkodliwym działaniem akryloamidu jest stopniowa redukcja, polegająca na zmianie rodzaju tłuszczu wykorzystywanego podczas procesu smażenia. Taka zmiana wpływa na jakość i atrakcyjność potrawy. Dlatego do smażenia zaleca się stosowanie utwardzonych tłuszczów roślinnych. Uwodornienie tłuszczów roślinnych polega na wysyceniu wiązań nienasyconych kwasów tłuszczowych, co czyni je bardziej stabilnymi termicznie. Natomiast dodatek przypraw takich jak: czosnek, cebula, imbir, papryka, czerwone chili, czarny pieprz zmniejsza tworzenie związków rakotwórczych w trakcie procesu smażenia.

Dodatkowo, zmiany zachodzące w ogrzewanych tłuszczach prowadzą do obniżenia wartości odżywczej tłuszczów. Wiąże się ona ze stratą witamin rozpuszczalnych w tłuszczach, fosfolipidów oraz NNKT, zmniejszeniem strawności i przyswajalności tłuszczów oraz drażniącym działaniem na przewód pokarmowy. Należy umiejętnie wykorzystywać tłuszcze w procesie smażenia. Za najbardziej podatne na rozkład termiczny uznawane są tłuszcze zawierające wielonienasycone kwasy tłuszczowe.

Literatura:

1. Kmiecik D., Korczak J., 2010. Tłuszcze smażalnicze – jakość, degradacja termiczna
   i ochronna. Nauka, Przyroda, Technologie, Tom 4, Zeszyt 2.
2. Szponar B., Skrzypek M., Krzyszycha R., Marzec A., 2018. Wpływ wybranych technik obróbki żywności stosowanych w technologii gastronomicznej na jej wartość odżywczą i bezpieczeństwo zdrowotne w kontekście epidemii niezakaźnych chorób przewlekłych. Probl. Hig Epidemiol, 99 (4), 318 -326.
3.  Korzeniowska – Ginter R., Czarniecka-Skubina E., 2012. Wykorzystanie tłuszczów do przygotowania potraw smażonych w warunkach domowych. Bromat. Chem. Toksykol., 3, 1117-1122
4. Korczak J., Kmiecik D., 2016. Technologia gastronomiczna. SGGW, 109-133.
5. Czernicka – Skubina E., 2016. Technologia gastronomiczna. SGGW, 95-105.
6. Czernicka – Skubina E., 2016. Technologia gastronomiczna. SGGW, 135-137.