ИЗУЧЕНИЕ НЕКОТОРЫХ БИОХИМИЧЕСКИХ И ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ПРИГОТОВЛЕНИИ БЛЮД НАЦИОНАЛЬНОЙ КУХНИ

XVI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке. Летняя площадка 2022

ИЗУЧЕНИЕ НЕКОТОРЫХ БИОХИМИЧЕСКИХ И ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ПРИГОТОВЛЕНИИ БЛЮД НАЦИОНАЛЬНОЙ КУХНИ

Валеева Д.С. 1
1МАОУ "СОШ № 9"
Вотчель М.А. 1
1МАОУ "СОШ № 9"
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

 

Мы ежеминутно сталкиваемся с законами природы, но большинство людей это просто не замечает. А если знать и понимать эти законы, то жить намного интереснее, и научные закономерности могут пригодиться в любых ситуациях, в том числе и на кухне. Наверно, каждый человек в нашей стране, услышав слово «борщ», представляет себе тарелку ярко-красного густого супа со сметаной. Борщ готовят и дома, и в ресторанах. Он считается традиционным блюдом русской кухни и нравится многим иностранцам. Существует множество рецептов приготовления борща, но мало кто знает о его происхождении.

Считается, что борщ появился на территории современной Украины в XIV-XV веках. В России он впервые упоминается в XVI-XVII веках. Борщ быстро распространился и в крестьянской среде, и у знатных людей. Даже в классических произведениях украинских и русских писателей упоминался этот наваристый, ароматный суп.

Цель исследования: выявить и изучить молекулярные процессы, происходящие при готовке борща.

Задачи исследования:

- изучить литературу по данному вопросу;

- определить экспериментальными методами какие науки спрятались в борще;

- сделать выводы по результатам проведённых экспериментов.

Объект исследования – набор овощей для приготовления борща, дополнительные реактивы для химических реакций.

Предмет исследования – физические и биохимические процессы, происходящие при приготовлении борща.

Гипотеза: в процессах приготовления различных блюд национальной кухни можно наблюдать физические и биохимические процессы, изучаемые в школе на уроках физики и химии.

Методы исследования:

Изучение литературы по данному эксперименту.

Проведение экспериментальных опытов.

Анализ полученных результатов и расчет полученных затрат.

2. Теоретическая часть

2.1. История происхождения слова «борщ». Разновидности борща в кухнях разных народов

По данным этимологических словарей славянских языков слово борщ произошло от названия растения «борщевик» (лат. Her;cl;um) - род растений семейства Зонтичные. В русском языке в старину борщевик назывался борщ (бърщ), что засвидетельствовано с XVI века. В древности это слово могло означать нечто зазубренное, щетинистое. По одной из версий, такое название было дано растению за форму листьев. Славянские лингвисты считают, что слово борщ имеет германское происхождение (Borste, нем. - «щетина»). Именно такое название имеет борщевик в современном немецком языке.

Какие варианты борща характерны для разных стран?

Украинский борщ. Считается, что приготовить вкусный украинский борщ можно только тогда, когда есть хорошее настроение и вдохновение. С плохими мыслями лучше даже на кухню не заходить. В Украинском рецепте используются те же продукты.

Болгарский борщ. Скорее всего, такое название суп получил из-за присутствия знаменитого болгарского перца. Потому что жители этой страны утверждают, что как такового борща (в нашем традиционном понимании) в болгарской кухне не существует, тем более с капустой.

Румынский борщ. В этом рецепте также используется сладкий болгарский перец.

Польский борщ. Это блюдо польской кухни передается в этой стране из поколения в поколение. Такой борщ подают обычно холодным, но и в рамках традиционной подачи горячим он очень вкусен. Интересно, что именно польский борщ является частью свадебной традиции в Западной Украине. Перед тем, как подать гостям, его процеживают и разливают в чашки, чтобы можно было борщ просто пить. Рецепт блюда очень прост.

Молдавский борщ. Способ приготовления этого блюда очень отличается от способа приготовления привычного нам борща. В Молдавии такой борщ называют скэзут, что переводится как уваренный. Варится борщ долго и в процессе уменьшается вполовину.

Белорусский борщ. Основное его отличие от классического заключается в предварительном приготовлении некоторых ингредиентов, в частности, свеклы. Её можно изначально отварить или потушить. Кроме того, довольно интересно, что именно в этот борщ не добавляют капусту, а вместе с мясом в готовое блюдо добавляют ещё и отваренные сосиски.

Независимо от того, какой рецепт выбрать, главное - продукты нужно выбирать хорошие, свежие и качественные, тогда обязательно получится очень ароматное и вкусное первое блюдо!

2.2. Продукты, традиционно используемые для приготовления борща

В борщ кладут картофель, свеклу, морковь, помидоры, капусту, лук и укроп. А каково происхождение этих названий, что они означают в переводе на русский язык?

Морковь. Общеславянское, имеющее соответствия в некоторых индоевропейских языках (ср. латышское burkans - «морковь»). Современная форма восходит к мъркы, переоформленному под влиянием косвенных падежей в мърковь так же, как любы (см. любовь), свекры (см. свекровь) и т. п.

Свёкла обыкнове́нная (лат. Béta vulgáris) - однолетнее, двулетнее или многолетнее травянистое растение; вид рода Свёкла семейства Амарантовые (ранее род относился к семейству Маревые). Культивируется на больших площадях повсеместно.

Томат или помидор (лат. Solánum lycopérsicum) - однолетнее или многолетнее травянистое растение, вид рода Паслён (Solanum) семейства Паслёновые (Solanaceae). Возделывается как овощная культура; выращивается ради съедобных плодов - сочных многогнёздных ягод различной формы и окраски, также называемых томатами или помидорами.

Капуста огородная (лат. Brassica olerácea) - двулетнее растение, сельскохозяйственная культура; вид рода Капуста (лат. Brassica) семейства Капустные (Крестоцветные).

Лук репчатый (лат. Állium сера) - многолетнее травянистое растение, вид рода Лук (Allium) семейства Луковые (Alliaceae), широко распространённая овощная культура.

Укроп (лат. Anéthum) - монотипный род короткоживущих однолетних травянистых растений семейства Зонтичные. Единственный вид - Укроп пахучий, или Укроп огородный (Anethum graveolens).

Картофель, или Паслён клубненосный (лат. Solánum tuberósum), - вид многолетних клубненосных травянистых растений из рода Паслён (Solanum) семейства Паслёновые (Solanaceae). Клубни картофеля являются важным пищевым продуктом.

Какой центр происхождения культурных растений является родиной каждого из этих овощей?

Родиной Сортов с оранжевыми и красными корнеплодами является Средиземноморье, а с желтыми, белыми, фиолетовыми - Индия и Афганистан. Родина картофеля - Южная Америка. Родиной свеклы считают Древнюю Месопотамию. Капуста белокочанная произошла от дикорастущих видов, которые произрастают в районах Средиземноморья Северной Африки и Западной Европы. Родина помидоров - Южная Америка. Родиной лука считается Юго-Западная Азия. Родиной укропа является Центральная Азия. 

В моркови, перцах и помидорах находятся пигменты каротиноиды, в свекле – антоцианы. А чем они полезны для организма человека? Витамин А необходим для нормальной функции иммунной системы, сохранения здоровья зрения, развития и роста, поддержание его статуса – первоочередная задача группы ценных пигментов каротиноидов. Антоцианы способствуют снижению воспалительных реакций и оксидативного стресса в кишечнике, при потреблении избыточного количества жиров и углеводов и улучшают барьерные функции кишечника.

Традиционно при приготовлении борща используются разные сорта мяса. Красный цвет мясу придает особый белок миоглобин, который отвечает за обращение и хранение кислорода в мышцах. Цвет зависит от количества миоглобина в мышце: чем больше мышца совершает монотонной работы, тем миоглобина и красного цвета больше и, наоборот, если мышца работает редко, то миоглобина в ней мало и ее цвет будет розовым или даже белым.

Когда мы готовим мясо, нагревая его до 60 градусов внутри и выше, миоглобин начинает свертываться и меняет цвет на серый. К тому времени, как температура мяса достигает 67 градусов, оно уже серое насквозь.

При длительном кипячении мясных бульонов происходит гидролиз жиров и образование жирных кислот, которые и придают бульону мутность, салистый вкус и неприятный запах.

2.3. Описание химических реакций, протекающих в процессе приготовления борща

Тепловая обработка обеззараживает продукты и повышает их усвояемость.Белки мяса денатурируются вследствие действия температуры. При этом происходит изменение внутренней структуры белка (происходит перегруппировка аминокислот и разрыв водородных связей). В результате денатурации белки теряют свои первоначальные свойства: способность набухать, теряют устойчивость против действия ферментов, теряют способность растворяться. При варке мяса белки теряют способность набухать, вследствие чего происходит потеря массы куска. В результате тепловой денатурации изменяется цвет мяса вследствие разрушения белка глобина с отщеплением гема, а также вследствие уменьшения валентности железа. Железо, гема окисляется в трёхвалентное и миоглобин превращается в метмиоглобин. Мясо после тепловой обработки изменяет свой цвет до серовато-коричневатого.

В состав блюда входит также картофель. Картофель — это клубнеплод, имеющий в своём составе от 12 до 25% крахмала. Именно из-за него энергетическая ценность картофеля довольно велика. При нагревании в воде зёрна крахмала набухают и взвесь его клейстеризуется. Процесс этот проходит в несколько стадий.При длительном нагревании с избытком воды крахмальные пузырьки лопаются и вязкость клейстера снижается. Крахмальные полисахариды способны распадаться до молекул. Процесс этот называется гидролизом крахмала, так как идёт с присоединением воды. Различают кислотный и ферментативный гидролиз крахмала. Ферменты, расщепляющие крахмал, носят названия амилаз. В картофеле содержится бета-амилаза, превращающая крахмал в основном в мальтозу.

Процесс приготовления блюда состоит из последовательной закладки компонентов в бульон. Теперь рассмотрим, какие же изменения происходят при обработке свеклы. Пигменты свеклы (бетацианы) не только придают блюдам красивую окраску, но и биологически активны. Важнейшие из них—бетанин—неустойчив при нагревании, и поэтому, чтобы он не разрушался при варке борщей, необходимо соблюдение ряда правил. 

Тушение шинкованной свеклы с уксусом способствует сохранению окраски, но удлиняет сроки тепловой обработки. Объясняется это тем, что скорость расщепления протопектина зависит от реакции среды. У свеклы распад протопекина замедляется по мере снижения pH от 7 до 5,1. При более низких значениях pH распад протопектина усиливается. Содержащиеся в свекле витамины C, комплекса B в слабокислой среде более устойчивы. Витамин C лучше сохраняется в подкисленной среде при тушении свеклы. Также витамин В1(тиамин) при тушении свеклы разрушается не более чем на 40%.

При варке нашинкованной капусты в бульон переходит от 20 до 50% витамина B2. Нарезанную морковь пассеруют с жиром, при этом содержащийся в ней провитамин А - каротин растворяется в жире, придаёт ему красивую окраску. Это обусловлено присутствием в моркови каротиноидов. В процессе тепловой кулинарной обработки окраска моркови заметно не разрушается. Количество каротиноидов увеличивается при тепловой обработке. Это объясняется происходящим при этом разрушением белково-каротиноидных комплексов и высвобождением каротиноидов. При пассеровании моркови каротиноиды частично переходят в жир, вследствие чего интенсивность окраски несколько снижается. Кроме того, растворённый в жире каротин лучше усваивается. Лук также пассеруют с жиром. При этом удаляются содержащиеся в нём вещества - дисульфиды, обладающие острым вкусом и слезоточивым действием, а эфирные масла растворяются в жире и лучше сохраняются при дальнейшей тепловой обработке. 

Практическая часть

Эксперимент заключается в приготовлении такого известного блюда, как борщ. При этом будут параллельно проводится различные химические опыты на продуктах, используемых в блюде, при этом применять дополнительные реактивы. В приготовлении различных блюд у меня опыт небольшой. А вот борщ сама готовлю впервые.

Сначала я подготавливаю все необходимое для проведения эксперимента:

- из посуды это 5-ти литровая кастрюля (семья у нас большая и все с удовольствием едят борщ), разделочная доска, нож, терка, сковорода и столовая ложка;

- из продуктов это картофель, капуста, свекла, морковь, репчатый лук, томатная паста, замороженная зелень укропа, кусок мяса свинины, растительное масло для обжарки, а также сметану. Также подготавливаю необходимые для опытов реактивы: это сода, уксус, спирт, йодная настойка, тальк, немного бензина, пипетка и несколько стаканчиков. Перед началом приготовления борща я проведу опыты и запишу их результаты и выводы.

Опыт 1. Сравнительный анализ внешнего вида и строения овощей, используемых в приготовлении борща

 

верх

низ

клубень картофеля морковь

орган видоизменения побега (стебля) орган корня

Корень от побега отличается тем, что на нем никогда не возникают листья и репродуктивные органы

Далее разрезаю корень моркови и клубень картофеля поперек и изучаю срез

к

В разрезе мы видим фигуру напоминающую звезду. Далее пробую маленький кусочек картофеля. По плотности картофель рыхлый, средней жесткости

 

 

лубень картофеля корнеплод моркови

В разрезе мы видим две окружности. Кусочек моркови более жесткий и по вкусу намного слаще

Для сравнения рассмотрим остальные овощи в разрезе:

свекла репчатый лук

Разрезы свеклы и лука кардинально отличаются друг от друга, как по структуре, так и по плотности: свекла – это корнеплод, а луковица – видоизмененный побег.

Беру кочан капусты и разрезаю его пополам. Полученный срез имеет вид бутона цветка, потому что он является видоизменённой почкой.

 

У капусты толстые, сочные и сладкие листья. Каждый слой листьев защищает последующий от вредителей.

капуста

Вывод: в центре клубня картофеля находится ткань сердцевины. Она не имеет чётких границ, отличается водянистой тканью. От неё отходят сосуды, лучи, которые соединяются с почками, а в центре корнеплода моркови - сердцевину (ксилему), окруженную слоем коры (флоэмой). У нее вытянутая форма. Наиболее ценной в пищевом отношении считается кора. Это явно показывает на различия побега и корня по внутреннему строению.

У обыкновенной белокочанной капусты образовывающийся кочан не является корнеплодом. Стебель капусты называется кочерыгой. Часть кочерыги находится внутри кочана (внутренняя кочерыга), часть — снаружи (наружная кочерыга). Кочан состоит из листьев, плотно прилегающих друг к другу. Наружные листья светло-зелёные с сизым налётом, листья внутри кочана белые. В пазухах листьев располагаются боковые почки, а внутри кочана - верхушечная почка.

Красная свёкла – травянистое растение с красно – зелеными листьями продолговатой формы. Образует корнеплод темно – красного цвета округлой, или, в зависимости от сорта, цилиндрической формы. Свекла имеют кольцевое строение, в каждом кольце чередуются ткани ксилемы (светлого цвета) и флоэмы (темного цвета). Флоэма содержит больше Сахаров и пигментов.

Лук - это луковица. Так и называется это образование. Корнеплодом называют видоизменённый утолщённый корень, куда и запасаются питательные вещества. У луковицы корни обычные тонкие и вообще на зиму отмирают, а запасающим органом являются видоизменённые листья, называемые чешуями.

Опыт 2. Исследование наличия крахмала в продуктах, используемых при приготовлении борща

С помощью йода проведу опыт по поиску крахмала в сырых овощах, так как при реакции с йодной настойкой крахмал дает темно-синюю окраску.

клубень картофеля корнеплод моркови

 

Ярко выражено наличие большого количества крахмала, так как почти весь кусочек картофеля приобрел темно-синюю окраску

Темно-синяя окраска отсутствует

капуста свекла лук

 

Темно-синей окраски нет на срезе луковицы

 

Темно-синей окраски нет, что говорит об отсутствии крахмала в капусте. Но спустя какое-то время окрас становиться серым.

Темно-синей окраски также нет в свекле

I₂ + (C₆H₁₀O₅)n => I₂·(C₆H₁₀O₅)n

Вывод: По данному опыту мы видим, что в сыром картофеле присутствует крахмал в большом количестве, в остальных сырых продуктах мы не наблюдаем изменение цвета на тёмно-синий, поэтому делаем вывод, что в них не присутствует крахмал или имеется в маленьких количествах.

Опыт 3. Выявление вкусового ощущения крахмала

Провожу опыт с кусочком сырого картофеля для выявления вкусового ощущения крахмала. Для этого маленький кусочек картофеля тщательно пережевываю 2 минуты. Крахмал по вкусу не сладкий, имеет горький вкус. Через 1,5 минуты начинает проявляться чуть-чуть сладковатый вкус на языке, потому что крахмал расщепился на маленькие частицы - молекулы глюкозы, а глюкоза, как известно, имеет сладковатый вкус. Все это произошло из-за воздействия на крахмал фермента амилаза.

Крахмал является одним из важнейших продуктов фотосинтеза, образующийся в зеленых листьях растений в виде так называемых первичных зерен. Затем он расщепляется на моносахариды или их фосфорнокислые эфиры и переносится в другие части растений, например, клубни картофеля или зерна злаков. Здесь вновь происходит отложение крахмала в виде зерен, форма и размер которых характерны для данного вида растений.

6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2nC6H12O6 = (C6H10O5)n + nH2O

Вывод: крахмал, при воздействии со слюной в полости рта, начинает превращаться в глюкозу (сахар).

Опыт 4. Изучение свойств хлорофилла, каротиноидов и антоцианов

На этом опыте я рассматриваю и изучаю свойства нескольких пигментов, а конкретнее хлорофилла и каротиноида. Сначала опыт проводится на зелени укропа. Через 2 мин. листья укропа потеряли свой насыщенный зеленый цвет, а раствор, наоборот, приобрел зеленую окраску, что доказывает наличие большого количества хлорофилла в зелени укропа (произошла передача его из клеток в раствор). Далее добавляю к раствору укропа и спирта бензин и несколько капель воды, перемешиваю и получаю результат.

укроп в растворе спирта процеженный раствор

Провожу опыт с тертой морковь с добавлением бензина

морковь в бензине

П оявляется желто-оранжевая окраска, так как произошел процесс выделения каротиноидов в раствор бензина и каротины растворились в жирах. Каротиноиды - это гидрофобные вещества, поэтому они не растворяются в воде.

Следующий опыт проводила с тертой свеклой и ее пигментом антоцианом. Я натерла свеклу и выжала из нее немного сока, цвет которого темно-красный. Добавляю другие ингредиенты.

свекольный сок с пищевой содой свекольный сок с уксусом

 

Цвет сока изменяется на ярко-алый, так как уксус - это кислота

 

Цвет сока изменяется на темно-бордовый, так как сода - это щелочь

Опыт 5. Исследование свойств лакриматоров

В этом опыте я исследую лакриматоры. Слово «лакриматоры» происходит от латинского lacrima – «слеза». Оно означает вещества, которые вызывают неудержимое слезотечение. Когда мы режем лук, то выделяется это вещество и растворяется в воде и слезах.

Для того, чтобы доказать летучесть лакриматоров, достаточно разрезать репчатый лук и сразу ощущается резкий запах и появилось слезотечение. Далее наливаю в тарелку воду, добавляю тальк и подношу разрезанную луковицу. При этом на воде образуется чистое место от талька напротив лука. Это произошло из-за растворения в воде лакриматоров.

Опыт 6. Расчет стоимости одной порции борща

Приготовление борща

В первую очередь беру кастрюлю и наливаю холодную воду, на четверть не доливая до края. Ведь закон Архимеда гласит выталкивающая сила, действующая на погруженное в жидкость тело, равна весу вытесненной им жидкости.

Через 20 минут вода закипела, так как увеличилась температура воды и давление на стенки кастрюли возросло, пузырьки активно лопаются.

Сначала при нагревании воды испаряется растворенный в ней воздух (газы, составляющие воздух), а потом, при кипении, вода превращается в пар. Вот этот пар - газообразное состояние воды - и вылетает пузырьками)). Именно на дне потому, что дно горячее, но пузырьки образуются не только на дне. После закипания я в первую очередь кладу нарезанное кусочками мясо. Когда вода снова закипела, на поверхности появилась неприятная серая пенка и частички жира. Снимаю кастрюлю с огня, сливаю воду в раковину и снова наполняю кастрюлю холодной водой, на четверть не доливая до края, и ставлю на огонь. Такой процесс поможет избавится от ненужной в супе пенки.

При варке супа очень часто образуется пена, которую многие стараются быстро снимать. Однако спешить совершенно незачем и, более того, эту пену можно вообще не снимать. В ней нет ничего вредного, она образуется в продуктах, которые содержат много белка. Вкус не ухудшится, но готовый бульон, из которого не убрали пену, быстрее испортится.

Пока мясо вновь закипело и варилось, я в это время натираю на крупной терке свеклу и морковь, обжариваю их на сковороде с добавлением растительного масла 10 минут.

Когда мясо вновь закипело и проварилось 30 минут, я добавляю в кастрюлю порезанный картофель, и пока вода снова закипает шинкую капусту. От картофеля после закипания тоже появляется серая пенка, которую нужно убрать. Потом я добавляю капусту. При варке активируются процессы гидролиза связей протеинов и полисахаридов. При этом длинные жесткие молекулы частично распадаются на более короткие фрагменты, связанные значительно слабее - поэтому овощи становятся мягче (из-за разрыва связей) и вкуснее (больше растворимых низкомолекулярных веществ).

Далее нарезаю мелкими кусочками лук и обжариваю его на сковороде за 1 минуты до готовности добавляю к нему томатную пасту. После добавляю обжаренный лук в кастрюлю. При этом цвет лука поменялся, потому что овощи с белой окраской (картофель, капуста белокочанная, лук репчатый и др.) при тепловой обработке приобретают желтоватый оттенок. Это объясняется тем, что в них содержатся фенольные соединения - флавоноиды, которые образуют с сахарами гликозиды. При тепловой обработке гликозиды гидролизуются с выделением агликона, имеющего желтую окраску.

Когда борщ сварился, я добавила пару щепоток укропа для ароматного запаха.

При подаче на стол, в блюдо добавить сметану.

Определяемся со стоимостью одной порции борща - это 400 мл. Для этого проведем сравнительный анализ стоимости одной порции домашнего борща, рассчитывая затраты на его приготовление, и стоимость в общественных местах. После этого можно будет сказать, где выгоднее выходит порция.

Таблица 1. Расчет стоимости порции домашнего борща

Наименование

Стоимость 1 кг, руб.

Сколько потребовалось для борща

Стоимость этого количества, руб.

Мясо

392, 35

300 г

117,60

Картофель

40

800 г

32

Капуста

35

400 г

14

Свекла

30

400 г

12

Морковь

30

100 г

3

Лук

30

80 г

2,40

Томатная паста

70

50 г

3,5

Сметана

55

20 г

1,10

Растительное масло

119

50 г

5,95

Всего:

191,19

В результате подсчетов, итоговая стоимость кастрюли борща в 5 л составила 191 руб. 19 коп. Рассчитаем стоимость одной порции в 400 г.

5000/400 = 12,5 порций в кастрюле

Рассчитаем стоимость одной порции:

191,19/12,5 = 15,3 руб.

Таким образом стоимость одной порции домашнего борща составляет 15 руб. 3 коп.

Рассмотрим другие варианты стоимости порции борща в общественных места.

Стоимость одной порции в столовой – 50 руб.

Стоимость одной порции в ресторане – 156 руб.

Из всего перечисленного становится понятно, что самая дешевая порция в 15, 3 руб. – это порция, приготовленная в домашних условиях.

Заключение

В результате проведенной исследовательской работы:

- я впервые самостоятельно приготовила такое сложное блюдо, как борщ, который был очень вкусный и полезный;

- провела несколько интересных опытов и получила положительные результаты, тем самым увидев различные химические реакции на простых продуктах при взаимодействии с реактивами;

- во время написания данной работы ознакомилась с теоретическим материалом по многим вопросам, особенно мне было интересно узнать, почему закипает вода, об этом очень хорошо написано в интернете.

- смогла составить расчетную смету на стоимость одной порции домашнего борща и сравнить их с другими, при этом самый дешевый вариант – домашний;

- узнала, что во время готовки обычного борща происходит очень много различных физических и химических процессов.

При проведении исследования я наглядно убедилась, что в этом процессе происходят различные физические и химические процессы, которые мы воспринимаем как что-то обычное, не задумываясь об их происхождении и значении. Я попыталась их рассмотреть и описать более подробно с помощью таблицы.

Таблица 2. Физические и химические процессы, происходящие при варке борща

Наименова­ние процесса

Вид процесса

На каком этапе приготовления борща

С какими продуктами

Кипение воды

физический

При достижении определенной температуры кипения и давления или температурой насыщения {\displaystyle T_{S}}.

При этом

Начало кипения связано с прогревом пристенных слоев жидкости до температуры, превышающей температуру насыщения на определенную величину {\displaystyle dT}

Также соленая жидкость отличается от пресной низкой концентрацией молекул H2O. В этом случае при нагревании они начинают быстрее двигаться, но не могут образовать достаточно большой пузырь пара, так как реже сталкиваются

Вода H2O

Поваренная соль

NaCl

Испарение

физический

Испарение всегда происходит только с поверхности жидкости, в этом основное отличие испарения от других форм парообразования. Атомы и молекулы испаряются не все сразу, а небольшими слоями, постепенно. 

Испарение начинается, когда на стенках сосуда образуются пузырьки, которые содержат воздух и насыщенный пар

Вода H2O

Диффузия

химический

Во время добавления различный продуктов в борщ происходит процесс проникновения молекул одного вещества между молекулами другого вещества. 

Вода, соль, мясо, свекла, морковь, лук, картофель, укроп, капуста

Экстрагирова­ние

химический

Во время варки. Продукты разделяются из неоднородной системы типа Т--Г(твердое тело -- газ) путем извлечения из сложного по составу вещества одною или нескольких компонентов.  В ходе экстрагирования последовательно протекают четыре простых процесса: проникновение растворителя в поры частиц сырья; растворение извлекаемого компонента; перенос его внутри частицы к ее поверхности; перенос от поверхности вещества в объем экстрагента

Вода, соль, мясо, свекла, морковь, лук, картофель, укроп, капуста

Денатурация белков

химический

При достижении температуры 60-100 °С, происходит уменьшение содержания незаменимых аминокислот в белках из-за взаимодействия между карбоксильных и аминогрупп самого белка

Вода и продукты с содержанием белков

Гидролиз жиров

химический

Под действием воды и температуры от 40°С, а также воздействия шелочей, кислот и ферментов

Мясо, уксус и вода

Эмульгирова­ние жиров

химический

Основная масса извлеченного жира распределяется по поверхности бульона (90-95%), а небольшая часть (3,5-10%) эмульгирует, то есть распределяется по всему объему бульона в виде мельчайших шариков, придавая бульону мутность. Интенсивность кипения при варке увеличивает количество эмульгировавшего жира

Мясо и вода

Обугливание углеводов

химический

При нагревании продуктов выше их температур плавления: для глюкозы – 145-149° С, фруктозы – 98-102°С, сахарозы – 160-185° С. Происходящее при этом обезвоживание сахаров приводит к образованию альдегидов и других соединений, которые вступают в реакции конденсации и полимеризации и образуют окрашенные вещества.

Все выше перечисленные продукты

Изменение pH среды

химический

При достижении бульона температуре +70°С происходит коагуляция (свертывание) белков и изменениеpH среды

Все выше перечисленные продукты

Данная работа по проведению экспериментальных опытов мне очень понравилась. Она была необычной, познавательной и интересной. Оказывается, изучать химические и физические процессы можно даже на элементарных вещах, главное, это заметить и найти причину происходящих изменений с предметами и веществами.

Список используемой литературы

Валерий Перепаденко: Рецепты домашней кухни. Борщ

В.С. Колодязная: Пищевая химия. Учебное пособие. 1999г.

Свойства элементов: Справ. Изд. В2-х кн. Кн. 2/ Под ред. Дрица М. Е.

Кулинария: Госторгиздат. 1957 Л. А. Маслов.

https://infourok.ru/proekt-molekulyarnaya-kuhnya-fizika-i-himiya-v-prigotovlenii-pishi-4232791.html

https://topuch.ru/uchebnoe-posobie-dlya-inostrannih-studentov-universitetov-obuc/index10.html

https://www.povarenok.ru/recipes/category/44/

Просмотров работы: 18