Классификация механических и тепловых процессов обработки сырья

Технология производства блюд и кулинарных изделий на предприятиях общественного питания  в последнее время претерпела значительные изменения, в силу, преимущественно, развития новых технологий производства. Тем ни менее, знание классических технологий переработки продуктов питания по-прежнему является основой и главным принципом действия, как технологического оборудования, так и специалиста, повара или кулинара.

Классическая технология включает две основные стадии — первичную обработку сырья, задачей которой является получение полуфабрикатов, и последующую тепловую обработку, которой подвергаются большинство полуфабрикатов с целью доведения пищевых продуктов до кулинарной готовности.

Технологические процессы обработки пищевых продуктов

Технологические процессы обработки пищевых продуктов принято подразделять на следующие группы: механическую, гидромеханическую, термическую, биохимическую и химическую.

• К механической относят процессы, основу которых составляет механическое воздействие на продукт: сортирование, измельчение, перемешивание, взбивание, прессование, дозирование и формование.
• К гидромеханической относят процессы, основой которых является гидромеханическое воздействие на обрабатываемый продукт: промывание, замачивание, осаждение, фильтрование.
• К термической относят процессы, движущей силой которых является разность температур взаимодействующих сред: нагревание, охлаждение (в естественных условиях и с применением искусственного холода), выпаривание, конденсация.
• К биохимической относят процессы, связанные с гидролизом, окислением, гликолизом и брожением.
• К химической относят процессы воздействия на продукт химических веществ, вызывающих определенные реакции (разрыхление, сульфитация).

Перечисленные процессы сопровождаются многообразными изменениями физических, химических и органолептических свойств перерабатываемых продуктов.

Механические процессы

Сортирование

Различают два вида разделения продукта: сортирование ни качеству в зависимости от органолептических свойств (цвет, состояние поверхности, консистенция) и разделение по величине на отдельные фракции (сортирование по крупиц, ми и форме).

В первом случае операцию производят путем органолептического осмотра продуктов, во втором — путем просеивания.

Сортирование путем просеивания (мука, крупа) применяют для удаления посторонних примесей. При просеивании через отверстия проходят частицы продукта, размеры которых меньше отверстий сит (проход), а на сите в виде отходов остаются частицы с размерами, превышающими размеры отверстий сит (сход).

Для просеивания применяют: металлические сита со штампованными отверстиями; проволочные из круглой металлической проволоки, а также сита из шелковых, капроновых пи гей и других материалов.

Сита из шелка обладают высокой гигроскопичностью и имеют сравнительно быструю изнашиваемость. Капроновые  мало чувствительны к изменению температуры, относительной влажности воздуха и просеиваемых продуктов; прочность капроновых нитей выше шелковых.

Сортирование продуктов но величине (калибрование) применяют в процессе первичной обработки картофеля, корнеплодов в целях уменьшения их отходов и увеличения производительности машин при механизированной очистке.

Современные крупные перерабатывающие комплексы используют новейшие достижения электрохимической промышленности, в том числе – оптические датчики, калибруемые на восприятие тех или иных размеров частиц, или даже их цвета. Так, в крупных фабриках-кухнях устанавливают поточные линии по сортировке картофеля, моркови,  фруктов, ягод, грибов. Специальная конвейерная система и пневматические лопасти отсеивают продукт согласно заданным параметрам, удаляя его с основного движущегося полотна ленточного конвейера.

Измельчение

Измельчением называют процесс механического деления обрабатываемого продукта на части с целью лучшего его технологического использования. В зависимости от вида сырья и его структурно-механических свойств используют в основном два способа измельчения: дробление и резание.

Дроблению подвергают продукты с незначительной влажностью (зерна, сухари, некоторые пряности), резанию — продукты, обладающие высокой влажностью (овощи, плоды, мясо, рыба и др.).

Дробление с целью получения крупного, среднего и мелкого измельчения производят на размолочных машинах, тонкое и коллоидное — на специальных кавитационных и коллоидных мельницах.

В процессе резания осуществляют разделение продукта па части определенной или произвольной формы (куски, пласты, кубики, брусочки и др.), а также приготовление мелкоизмельченных видов продуктов (фаршей и др.).

Измельчение овощей, корнеплодов, фруктов на части определенных размеров и формы производят с помощью овощерезательных машин (или «овощерезок), рабочими органами которых являются ножи различных типов, разрезающие продукт в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Для измельчения мяса, рыбы применяют мясорубки и куттеры.

Для измельчения твердых продуктов, обладающих высокой механической прочностью (например, кости), применяют ленточные и дисковые пилы.

Измельчают сырье и превращают его в равномерную по структуре массу с помощью терочных рабочих органов. Этот способ применяют при производстве крахмала и соков. Для этой цели используют специальные терочные машины либо осуществляют этот процесс вручную с помощью обыкновенных и механизированных терок.

Для измельчения продуктов, доведенных до готовности, с целью получения пюреобразной консистенции применяют протирочные машины, оказывающие на продукт комбинированное воздействие: раздавливание его лопастями и одновременное продавливание через отверстия сита, кромки которых дополнительно разрезают продукт.

В зависимости от вида продукта рекомендуются сита с отверстиями ячеек диаметром от 1,5 до 3 мм.

Перемешивание

Приготовление ряда кулинарных изделий (салатов, винегретов) требует механического перемешивания разнородных продуктов с целью получения однородной массы. От продолжительности перемешивания смесей зависят их консистенция и физические свойства.

Перемешивание способствует интенсификации тепловых биохимических и химических процессов вследствие увеличения поверхностного взаимодействия между частицами смеси.

При подготовке пластичных масс, например, замесе теста различной консистенции, производят смешивание ряда компонентов: воды, муки, дрожжей, сахара, жира и т. п. При дальнейшем перемешивании тесто приобретает определенные физико-химические свойства, связанные с биохимическими процессами, происходящими вследствие взаимодействия компонентов.

Процессы перемешивания используют также при производстве фаршей и котлетной массы из измельченного сырья (мясо, рыба, овощи) после добавления к ним ряда компонентов.

Перемешивание осуществляют в планетарных миксерах, или специальных смешивающих барабанах. Так в барабанах смешивают мясо с маринадом для получения готового полуфабриката шашлыка. Некоторые производители выпускают смесительные барабаны для смешения и последующего дозирования европейских и корейских салатов.

Прессование

Процессы прессования продуктов применяют в основном для разделения их на две фракции: жидкую (соки) и плотную (жом).

В процессе прессования разрушается клеточная структура продукта, в результате чего из клеток выделяется сок. Последний используется для приготовления киселей, желе, муссон, а также различных соусов. Выход сока зависит от степени сжатия продукта в процессе прессования. Осуществляют прессование с помощью шнековых прессов непрерывного действия (экстракторы различных конструкций).

Дозирование и формование

Производство продукции предприятий общественного питания и ее отпуск осуществляются в соответствии с ГОСТами или ТУ или внутренними технологическими каратами и сборниками рецептур, с  нормами закладки сырья и выхода готовой продукции (масса, объем). В связи с этим существенное значение имеют процессы деления продукта на порции (дозирование) и придания им определенной формы (формование). На предприятиях общественного питания процессы дозирования и формования осуществляются вручную или с помощью машин: котлетноформовочных, для приготовления пельменей и вареников, пончиков и др.

Сегодня также активно применяются волюметрические дозаторы для дозирования пастообразных продуктов, шнековые дозаторы для дозирования жидких продуктов, установки по розливу напитков и другие.

Взбивание

Механическое взбивание некоторых продуктов (яичный белок, сливки и др.) приводит к получению пены различной дисперсности. К ним относятся, например, белковые кремы, взбитые сливки, некоторые виды сладких блюд — муссы и др. Взбивание происходит в специальных миксерах или взбивальных машинах.

Гидромеханические процессы

Гидромеханическое воздействие на продукты состоит в удалении с их поверхности загрязнений и снижении микробиологической обсемененности, а также в замачивании некоторых видов продуктов в целях интенсификации процессов тепловой обработки.

Промывание и замачивание

Промыванию подвергают почти все продукты, поступающие в предприятие общественного питания для удаления с их поверхности загрязнений и микроорганизмов. Мытье корне- и клубнеплодов производят механизированным способом в моечных машинах, а также вручную в ваннах с проточной водой. Некоторые виды продуктов  (мясные туши, полутуш) промывают с помощью фонтанирующих резиновых щеток, специальных душирующих устройств.

Процесс замачивания продуктов перед тепловой обработкой (например, бобовых, сухих фруктов, овощей) ускоряет доведение их до готовности.

Осаждение, фильтрование

В результате проведения ряда технологических операций получают суспензии — смеси двух (или более) веществ, из которых одно (твердое) распределено в другом (жидком) в виде частиц различной дисперсности, находящихся во взвешенном состоянии.

К суспензиям относят, например, крахмальное молоко, получаемое при производстве крахмала, или плодовый сок, содержащий различные по размерам и форме частицы мякоти. Для разделения суспензий на жидкую и твердые части применяют приемы фильтрования и осаждения.

• Фильтрование — процесс разделения суспензий путем пропускания их через пористую перегородку (ткань, сито), способную задерживать взвешенные частицы и пропускать фильтрат. Этот способ обеспечивает почти полное освобождение жидкости от взвешенных частиц.
• Осаждение — процесс выделения твердых или жидких частиц из суспензий и эмульсий под действием силы тяжести (в отстойниках) или под действием центробежной силы (в центрифуге, гидроциклоне и других аппаратах). После завершения осаждения выделяют осветленную жидкость и осадок.

Термические процессы

Нагревание

Тепловая обработка продуктов является основным приемом в технологическом процессе производства кулинарных изделий. Нагревание продукта с использованием различных сред, передающих тепло, вызывает изменения его структурно-механических, физико-химических и органолептических свойств, которые в совокупности определяют готовность изделия, консистенцию, цвет, запах, вкус, характеризующие степень кулинарной готовности продукта.

Тепловая обработка продуктов осуществляется различными способами:

• погружением в жидкую среду;
• обработкой паровоздушной и пароводяной смесями, острым паром;
• контактным нагревом; нагревом в поле токов СВЧ;
• конвекционным методом;
• инфракрасным облучением и путем комбинирования перечисленных способов.

Нагревание продуктов до определенной температуры (как правило, не ниже 80° С) имеет также большое санитарно-гигиеническое значение. Пищевые продукты, как животного, так и растительного происхождения почти всегда обсеменены микроорганизмами. Нагревание их в процессе тепловой обработки хотя и не обеспечивает полной стерильности продукта, но оказывает губительное действие на большинство плесневых и бесспоровых бактерий, а также вызывает переход спорообразующих бактерий в неактивную форму, обеспечивая тем самым их полную безвредность для организма человека.

Охлаждение

Охлаждение — это отдача продуктом тепла в окружающую среду. Охлаждение может осуществляться в естественных и искусственных условиях.

Так, для сохранения качества продуктов (в первую очередь скоропортящихся), поступивших на предприятия общественного питания, требуются пониженные температуры хранения, при которых подавляется развитие микроорганизмов и замедляются нежелательные биохимические процессы, протекающие в самих продуктах.

Охлаждение используют также для создания режимов, необходимых для осуществления определенных технологических процессов; взбивания пены, студнеобразования, раскатки слоеного теста и др.

Охлаждение происходит в охлаждаемых комнатах (остывочных), в шкафах шокового охлаждения и заморозки, в водяных чиллерах (система тамбл-чиллинга), в вакуумных пакетах и другие.

Классификация приемов тепловой обработки

Основными способами тепловой обработки продуктов являются варка и жаренье, каждый из которых характеризуется большим разнообразием тепловых режимов. Основными показателями процессов тепловой обработки продуктов являются: греющая среда, соотношение массы продукта и греющей среды, температурный режим в процессе тепловой обработки.

Варка

В процессе варки продукты нагревают в жидкой среде (вода, молоко и др.) или в атмосфере пара. При этом соотношение продукта и жидкости должно быть не менее 1:1. Различают два режима варки. При первом режиме жидкость нагревают  до  кипения,  после  чего  нагрев  ослабляют и дальнейшую тепловую обработку продукта производят при слабом кипении (температура около 95—98°С), сохраняя этот режим в течение всего времени, требуемого для доведе¬ния продукта до готовности.

При втором режиме жидкость нагревают до кипения, затем доступ тепла прекращают и доводят продукт до готовности за счет аккумулированного тепла.

Припускание и варка паром

Эти способы применяют в основном при тепловой обработке продуктов с высоким содержанием влаги.

Некоторые продукты припускают без добавления жидкости — в собственном соку, выделяющемся из продукта при его нагревании.

В процессе припускания нижняя часть продукта погружена в кипящую среду, а верхняя подвергается воздействию пара. Последний, соприкасаясь с пищевыми продуктами, конденсируется, выделяя скрытую теплоту парообразования, и нагревает их, доводя до состояния кулинарной готовности. Варка продуктов может осуществляться как в открытом, так и в закрытом объеме, припускание — только в закрытом.

Этот процесс используют также при варке продуктов острым паром. Осуществляют его в специальных пароварочных шкафах различных конструкций; наиболее эффективны конструкции с принудительной циркуляцией пара.

Варка на водяной бане. Технологический процесс приготовления некоторых блюд должен осуществляться при температуре, не превышающей 60—90° С, с сохранением ее на весь период кулинарной обработки. Для этой цели применяют водяную баню с терморегулятором греющей среды. Используют также и наплитную посуду: для этого в один из сосудов наливают жидкость (воду), нагревают ее до требуемой температуры и ставят в него сосуд с продуктом.

Варка под давлением и вакуумом

Процессы варки можно осуществлять при атмосферном давлении, при избыточном давлении с применением автоклавов и при пониженном давлении (в вакуум-аппаратах).

При использовании повышенного давления температура обработки повышается, что ускоряет процессы варки. Однако такая интенсификация обработки не всегда технологически целесообразна.

Кроме того, применение высоких температур (порядка 115—130° С) наряду с ускорением процесса тепловой обработки продуктов приводит к ухудшению качества блюд и их пищевой ценности.

Применение вакуум-аппаратов позволяет ускорить процессы тепловой обработки при температуре среды менее 100° С и сохранить высокое качество обрабатываемых продуктов.

Жаренье

Различают следующие приемы жаренья:

1. на жарочной поверхности с небольшим количеством жира; жир предварительно нагревают до высокой температуры;
2. на открытой жарочной поверхности без жира;
3. в закрытой камере жарочного шкафа в неглубокой no-Суде с небольшим количеством нагретого жира;
4. путем погружения в жир (во фритюре) — на открытой поверхности с большим количеством нагретого жира, помещенного в жарочную ванну.

Разновидностью жаренья в закрытой камере жарочного шкафа является выпечка мучных изделий (полуфабрикатов из теста).

При жаренье на открытой поверхности в качестве среды, передающей тепло, используют нагретый жир, благодаря небольшой теплопроводности жир защищает продукт от местного перегрева и способствует равномерному нагреву всей поверхности.

В начальный период жаренья расплавленный жир обеспечивает равномерный нагрев поверхности продукта до температуры, не превышающей 100° С. При этом поверхностный СЛОЙ продукта обезвоживается за счет испарения влаги и процесса термовлагопроводности, вызывающего перенос влаги в направлении движения потока тепла — от поверхностного слоя продукта к центру. Дальнейший нагрев обезвоженного поверхностного слоя продукта вызывает термический распад веществ, входящих в его состав, с образованием новых химических веществ (частью летучих), обладающих специфическим ароматом и вкусом жареного, характерным для данного вида продукта.

Начинается этот процесс примерно при температуре около 105° С и усиливается при дальнейшем повышении температуры. Нагрев свыше 135° С приводит к ухудшению оргаполептических показателей продукта, в связи с образованием веществ, обладающих запахом и вкусом горелого.

Жаренье на открытой жарочной поверхности

Жаренье в тонком слое жира

На нагретый жир помещают продукт, поверхность которою быстро обезвоживается и покрывается корочкой. Для получения корочки с обеих сторон продукт переворачивают.

Передача тепла внутренней части продукта в процессе жаренья производится за счет теплопроводности самого продукта.

Жаренье сырых продуктов производят до полной готовности или до полуготовности (обжаривание) с последующей дополнительной тепловой обработкой. Температурный режим, используемый при этом способе жаренья, можно варьировать в зависимости от вида продукта.

Жаренье без жира

Жаренье без смазывания жарочной поверхности жиром производят при приготовлении изделий из жидкого теста, -например при жаренье блинной ленты на жаровне с вращающимся барабаном; в этом случае жаренье происходит за счет жира, выпрессовываемого из теста.

Жаренье путем погружения в жир (во фритюре)

Продукт полностью погружают в жарочную ванну с нагретым жиром, что обусловливает образование корочки на всей поверхности продукта. В этом случае передача тепла от нагреваемой среды продукту осуществляется теплопроводностью. Жаренье во фритюре может производиться плавающим и погруженным способом, причем производительность второго способа значительно выше. Жаренье во фритюре находит широкое применение для доведения до готовности таких продуктов, как картофель, рыба и других, а также различных видов мучных изделий (пирожки, пончики), и может осуществляться с использованием аппаратов периодического и непрерывного действия.

Жаренье в камере жарочного шкафа (радиационно-конвекционный способ)

Продукт поливают растопленным жиром и помещают в жарочный шкаф, в котором нагревание продукта производится в основном (на 80—85%) за счет излучения (радиацией) от нагретых поверхностей камеры и частично благодаря теплопроводности горячего пода и конвекции перемещающихся потоков воздуха.

Выпечку изделий из теста производят также радиационно-конвекционным способом — в жарочных, пекарских шкафах и хлебопекарских печах — при различных температурных режимах в зависимости от вида полуфабриката.

Жаренье в поле ИК-излучений

Продукт (мясо, рыба) жарят на открытом огне (без дымообразования), помещая его на металлическую решетку, предварительно смазанную жиром. После обжаривания про-

га с одной стороны решетку переворачивают и обжаривают продукт с другой стороны. Можно также нанизывать Продукт на вертел или шпажку и жарить до готовности, медленно поворачивая над источником тепла (шашлыки). Этот способ используют при жаренье продукта в специальных аппаратах — электрогрилях, где он подвергается воздействию излучения электронагревательных элементов.

Комбинированные способы тепловой обработки

Тушение

При тушении почти всех видов продуктов используют два приема тепловой обработки: предварительное обжаривание НО образования корочки и последующую варку припусканием с добавлением пряностей и приправ. Тушение производит в плотно закрытой посуде.

Запекание

Перед запеканием продукты варят, припускают или жарят до полной готовности или полуготовности. Некоторые виды продуктов (рыба, баранина) для приготовления определенных блюд запекают сырыми.

В основном прием запекания используют для получения поджаристой корочки на поверхности продуктов, уже прошедших тепловую обработку (каши, макароны, мясо и др.), пли доведенных до полуготовности (натуральные котлеты И др.). Запекание производят с добавлением таких продуктов, как яйца, молоко, соусы.

Вспомогательные приемы тепловой обработки

К вспомогательным приемам тепловой обработки относят некоторые операции для удаления с поверхности продуктов несъедобных частей (опаливание) или придания продуктам специфических свойств, необходимых для последующей тепловой обработки (бланширование).

К вспомогательным приемам можно также отнести размораживание продуктов после хранения их на холоде, размораживание и разогревание готовых продуктов.

Опаливание

Опаливание осуществляют с помощью газовых горелок для сжигания шерсти, волосков, перьев с поверхности обрабатываемых продуктов (головы, конечности крупного рогатого скота, тушки птиц и др.). Нагревания продуктов при этом не происходит.

Бланшированием (ошпариванием) называют кратковременное (от 1 до 5 мин) воздействие на продукты кипящей водой или паром.

Этот прием, используют для облегчения последующей механической очистки продуктов, разрушения ферментов, оказывающих нежелательное действие на очищенные от поверхностных оболочек продукты, удаления привкуса горечи.

Пассерование

Пассерованием называется процесс нагревания продукта (с жиром или без него) перед его тепловой обработкой. Используется пассерование для обработки ароматических кореньев с целью сохранения в жировых растворах ароматических веществ, а также придания кореньям особого цвета и вкуса. Пассеруют также муку, приобретающую в зависимости от температуры нагрева различные свойства (оттенки цвета, вкуса и др.).

Термостатирование

Применяется оно для сохранения первыми и вторыми блюдами при раздаче заданной температуры, используется также для доставки готовых блюд в горячем состоянии к месту их потребления.

Размораживание (или отепление) и разогревание

Целью размораживания продукта, поступившего на предприятие после хранения на холоде, является приведение его в состояние, наиболее близкое к первоначальному, свойственному натуральному продукту. Используемые при этом режимы (рассматриваются в соответствующих разделах учебника) предусматривают минимальные потери массы продукта при максимальном сохранении его качества.

Особое место занимает процесс разогревания замороженных готовых изделий, объединяющий две операции — размораживание и нагревание до определенной температуры. Для осуществления этих операций используются традиционный способ нагрева, нагрев в электрическом поле СВЧ или ВЧ, а также комбинированный способ — размораживание в естественных условиях с последующим нагреванием традиционным способом или в СВЧ-аппаратах.

Особенностью этого способа является прогрев пищевых продуктов по всему объему благодаря способности электромагнитного поля проникать внутрь изделия на значительную глубину.

При этом способе используется принцип диэлектрического нагрева, при котором в камере СВЧ-аппарата прогревается только продукт. Из-за потерь тепла в окружающую среду температура периферийных слоев продукта меньше, чем центральных и на поверхности его не образуется специфической корочки. По своим органолептическим свойствам продукт, доведенный до готовности в СВЧ-аппарате, приближается к продукту, полученному в результате припускания.

Большим преимуществом этого способа нагрева является быстрота доведения продукта до готовности. Продолжительность тепловой обработки по сравнению с традиционным способом уменьшается в 5—10 раз. СВЧ-нагрев наиболее эффективен для приготовления вторых блюд, а также для разогревания замороженных готовых изделий.

При СВЧ-нагреве в продуктах полнее сохраняются питательные вещества, исключается пригорание изделий, улучшаются,  вкусовые качества приготовляемой пищи и санитарно-гигиенические условия труда обслуживающего персонала.

Качественное отличие ИК-нагрева от диэлектрического заключается в механизме трансформации энергии излучения в тепло. ИК-поле проникает в продукт на меньшую глубину, чем СВЧ-поле, вследствие чего такой вид нагрева можно считать промежуточным между поверхностным и объемным.

Применение ИК-нагрева позволяет сокращать продолжительность процесса тепловой обработки по сравнению с традиционным, уменьшать металлоемкость и размеры аппаратов, автоматизировать производство и получать продукты высокого качества.

При комбинированной тепловой обработке пищевых продуктов их объемный нагрев осуществляется в поле СВЧ, а колеровка— в ИК-поле. Такая обработка продуктов позволяет реализовать преимущества обоих способов нагрева и осуществлять процесс приготовления пищи в условиях оптимального режима. Комбинированный СВЧ- и ИК-нагрев осуществляют в аппаратах периодического и непрерывного действия, снабженных СВЧ- и ИК-генераторами, при этом последовательность и продолжительность воздействия СВЧ-и ИК-поля на продукт может изменяться в зависимости от требований технологического процесса.

Современные методы тепловой обработки

К современным способам тепловой обработки относятся:

• жарения в масле во фритюрах;
• обработка в различных режимах в пароконвектоматах;
• обработка в режиме СВЧ-конвекция (асселировочный метод);
• обработка в вакуумных пакетах по технологии sous-vide;
• другие