Важнейшим из искусств для нас является кулинарное!

Белок в кулинарии

Всем известно, что белки (протеины) - важная часть питания животных и человека. Белки представляют собой высокомолекулярные органические вещества, состоящие из аминокислот, соединённых в цепочку пептидной связью. Все мы, с разной степенью заинтересованности, изучали строение и значение белков в средней школе. В рамках кулинарного блога и этой статьи мы не будем углубляться в биохимию, а поговорим о белках с точки зрения кулинарии.

В кулинарии белки представлены, в основном, в мясных, рыбных, молочных продуктах, яйцах, частично – в злаках и орехах.

Белки не существуют в природе без связи с водой. Одни аминокислоты содержатся внутри самих белков, а другие находятся на поверхности и плотно связаны с молекулами воды. При этом белки имеют различные электрические заряды и некоторые из них сильно связаны друг с другом, а другие – нет. Кулинару любого уровня очень важно знать эту особенность белков для того, чтобы понимать, почему одни продукты более плотные по своей фактуре, а другие – рыхлые или почему одни белковые продукты прозрачные, а другие – нет.

Все белки можно разделить на 2 большие группы по принципу их взаимоотношения с водой: гидрофильные и гидрофобные. Гидрофильные белки очень «любят» воду, отлично с ней взаимодействуют, набухают, увеличиваются в объеме, становятся студенистыми, способствуют стабилизации различных суспензий и эмульсий. К гидрофильным белкам относится большинство белков цитоплазмы, ядра и межклеточного вещества продукта. Гидрофобные группы белков, напротив, неохотно взаимодействуют с водой и «стремятся» избежать контакта с ней. К гидрофобным белкам относится большинство белков, входящих в состав биологических мембран продукта. В своем обычном, естественном состоянии, все белки имеют снаружи лишь гидрофильные части. В процессе денатурации и коагуляции, речь о которых пойдет ниже, белки способны обнажать свои как гидрофильные, так и гидрофобные свойства.

В процессе тепловой обработки происходит множество химических и физических процессов, которые приводят к различным изменениям белковых структур продукта. С точки зрения кулинарии, самыми важными процессами, которые происходят с белками, можно назвать денатурацию и коагуляцию белков. Кулинару любого уровня необходимо эти процессы очень четко понимать, поэтому давайте рассмотрим их более подробно.

Денатурация белков.

Слабые связи, которые удерживают трехмерную структуру любого белка, можно очень легко разрушить, если подвергнуть продукт, содержащий белок, нагреванию или добавить к нему соль, пищевую кислоту и механически воздействовать на него (прижать к нагретой поверхности или активно пошевелить в процессе приготовления). По мере того, как связи, удерживающие белок, будут разрушаться, белки будут как бы разворачиваться в длинные цепочки. Именно этот процесс известен, как денатурация.

Изначально все белковые цепочки свернуты в довольно плотный клубок, внутри которого удерживается значительное количество воды. Когда белки разрушаются в процессе термической обработки, они утрачивают способность удерживать влагу, вследствие чего выделяется жидкость, содержащая немало питательных веществ. Такая жидкость в кулинарии называется «соком» приготовляемого продукта или блюда.

Быстрее и полноценнее белки денатурируют под воздействием высоких температур, но также этот процесс происходит, если обрабатывать белки кислотой или большим количеством соли. Желудок человека гораздо лучше переваривает денатурированные белки. Именно поэтому обжаренное мясо предпочтительнее сырого маринованного, сушеного или вяленого. Популярная в японской кухне сырая рыба будет перевариваться гораздо хуже, чем любая рыба, термически обработанная. Вообще, любая пища, которая была приготовлена любым способом тепловой обработки, будет перевариваться лучше, чем незначительно обработанная, сырая, очень соленая или вяленая.

Коагуляция белков.

Если продукт, содержащий белок, будет подвержен термической обработке дольше, чем это необходимо для денатурации белков, то дополнительное воздействие тепла будет приводить к тому, что молекулы белков будут передвигаться гораздо активнее. Развернувшиеся белковые цепи будут притягиваться друг к другу, и формировать белковые сети. Именно этот процесс известен как коагуляция белков. Наглядно процесс коагуляции можно наблюдать, когда прозрачный яичный белок превращается в непрозрачный. Смыкающиеся в плотные сети белковые цепи не позволяют свету проникать внутрь, и яичный белок утрачивает свою прозрачность. При этом образующиеся плотные белковые сети в процессе коагуляции служат своеобразной ловушкой для воды. Когда вода попадает внутрь сети, она связывается с белками и жидкость превращается в нетекучий гель. Важно знать, что активной коагуляции белковых сетей способствуют пищевые кислоты, а присутствие крахмалов замедляет коагуляцию.

Говоря о белках и их роли в кулинарии, нельзя не упомянуть такое явление как синерезис. Синерезис (в кулинарии) – это процесс вытеснения жидкости из белковых сетей, которые с продолжительным временем обработки белкового продукта становятся все более плотными. Процесс синерезиса крайне нежелателен в приготовлении пищи, поскольку он приводит к тому, что обрабатываемый продукт станет очень сухим.

Процессы денатурации, а особенно коагуляции белков очень важны и могут быть как полезны для кулинара, так и доставлять существенные неудобства приготовлении пищи. Процессом коагуляции белков можно и нужно управлять. Давайте поговорим об этом подробнее.

Повторим, что коагуляции белковых сетей способствуют пищевые кислоты, а присутствие крахмалов замедляет коагуляцию. Так, например, мучные кулинарные изделия (пельмени, вареники, макароны, клецки) сохраняют при термической обработке свою форму благодаря именно коагуляции клейковинных белков пшеничной муки, но также в них присутствует и большое количество крахмала. Поэтому, чтобы мучные кулинарные изделия не разваливались в процессе приготовления, можно добавить к ним в процессе варки несколько капель пищевой кислоты, например, столового уксуса – тогда изделия сохранят свою форму. В статье об основных видах теста я упоминала о том, что к некоторым видам теста добавляют пищевые кислоты – теперь вы понимаете, для чего это делается.

Яичный белок на 10% состоит из различных белков (среди которых количественно преобладают белки-глобулины) и на 90% из воды. Сырой яичный белок прозрачен потому, что содержащиеся в нем белки находятся в свернутом виде, а некоторые белковые цепи настолько малы, что не препятствуют проникновению света. При тепловой обработке белки яйца денатурируют и распускаются, затем коагулируют и формируются в белковую сеть, захватывая собой молекулы воды и образуя гель. Так яичный белок становится непрозрачным. Коагуляция яичного белка начинается при температуре 62˚С, и этой температуры достаточно для того, чтобы яичный белок дошел до готовности. При более высоких температурах, по мере того, как белки все больше коагулируют, консистенция приготовленного куриного яйца будет становиться тверже. Нагрев яичного белка до слишком высокой температуры (свыше 100˚С) будет вытягивать из образовавшихся белковых сетей воду, при этом сама структура отваренного яичного белка будет становиться все более плотной.

Каждый кулинар имел дело с взбиванием сырого яичного белка и наблюдал, как он насыщается воздухом и его объем увеличивается в несколько раз, а получившаяся пена остается плотной и устойчивой. Почему так происходит? Ведь не каждая воздушно-жидкостная смесь остается стабильной. Попробуйте взбить венчиком воду или молоко – ничего не получится. А вот когда взбивается жидкость, содержащая в себе белок, то воздух стабильно включается во взбиваемую смесь. Дело в том, что в процессе взбивания белки денатурируются, их гидрофильные и гидрофобные части становятся доступными, при этом гидрофильные части взаимодействуют с водой (из которой, напомню, на 90% состоит яичный белок), а гидрофобные – с воздухом. Именно поэтому получающаяся пена становится плотной, отлично удерживает собой воздух и не оседает. А что нужно сделать для того, чтобы денатурированные белки стали еще плотнее и коагулировали? Вы уже знаете: нужно добавить к ним немного кислоты. Отсюда и берет свое начало рекомендация добавлять к взбиваемой яичной пене несколько капель лимонного сока или уксуса.

В процессе приготовления яйца, как правило, подсаливают. Зачем? Можно ведь посолить яйца и после приготовления. Дело в том, что соль не только улучшает вкусовые качества яйца. Ионы соли Na+ и Cl- окружают положительно и отрицательно заряженные области белков яйца, нейтрализуя их, и тем самым уменьшают отталкивание одинаково заряженных областей от соседствующих с ними белков. Это приводит к более быстрой коагуляции белков яйца при относительно низких температурах, а образующаяся белковая сеть будет менее жесткой. Проще говоря, если в процессе приготовления яичницы посолить белок яйца, то она получится более нежной.

Мы уже знаем, и еще раз повторим, что коагуляция белков будет проходить активнее в присутствии кислот. Поэтому, если в процессе приготовления добавить к яичному белку кислоту, то в присутствии положительно заряженных ионов водорода (Н+), входящих в состав кислоты, коагуляция белков яйца будет проходить активнее. Именно этот принцип используется в приготовлении яиц-пашот, когда яйцо опускается в подкисленную воду. Одна из самых распространенных кулинарных рекомендаций – отваривать яйца в подсоленной воде, якобы так скорлупа не треснет, а если треснет, то белок не вытечет наружу. Это не совсем так. Точнее сказать, это верная рекомендация, поскольку мы с вами знаем, что соль способствует коагуляции, но в присутствии кислот процесс коагуляции будет проходить гораздо активнее. Поэтому, если в процессе варки цельных яиц вдруг треснула скорлупа, добавьте в кипящую воду немного столового уксуса – тогда яичный белок быстро коагулирует, закупорит отверстие и не успеет вытечь через трещину.

Если в процессе приготовления кондитерского заварного крема вдруг обнаруживается, что крем становится комковатым, это значит, что яичные белки, входящие в его состав, были нагреты до слишком высокой температуры, и в денатурированных белках начался процесс коагуляции. В приготовлении самого популярного и вкусного кондитерского крема «Шарлотт» многие кулинары точно также сталкиваются с тем, что яично-сахарный сироп при высокотемпературной термической обработке сворачивается. Именно для того, чтобы гарантированно избежать такой неприятности, рекомендуют готовить сироп для крема «Шарлотт» на желтках, а не на цельных яйцах.

Мясо животных на 75% состоит из воды, на 20% из белков и на 3-5% из жиров. Основной структурной тканью мяса является мышечная ткань, которая состоит из большого количества мышечных клеток или волокон, содержащих мышечный белок (актин и миозин). От состояния и возраста мышечной ткани животного зависит жесткость мяса. Мясо взрослого активного животного гораздо жестче, чем мясо молодого и ленивого. Мышечная ткань оплетена соединительной тканью, которая удерживает мышцы у костей и ограничивает количество белков, ответственных за сокращение мускулатуры. Соединительная ткань состоит из крепких волокон, основу которых составляют белки коллаген и эластин. Эластин – это белок, который обладает эластичностью и позволяет тканям восстанавливаться, а коллаген – очень жесткий белок, основа соединительной ткани, который обеспечивает именно ее прочность. Присутствие большого количества коллагена в тканях делает мясо очень жестким. Поскольку с возрастом животного соединительные ткани уплотняются и становятся жесткими, то и его мышцы также становятся все более и более жесткими. К счастью, коллаген частично растворяется в процессе приготовления мяса при температуре свыше 55˚С, а продуктом денатурации коллагена является желатин – он как раз таки делает мясо более нежным. А вот белок эластина в процессе денатурации сжимается и твердеет, именно поэтому его нужно срезать с мяса до начала приготовления – отсюда и берет начало рекомендация перед приготовлением зачистить мясо от соединительной ткани (всевозможных жил и пленок).

Каждый кулинар рано или поздно задается вопросом о том, как сделать жесткое мясо более нежным. Возможно ли это, и как сделать это правильно? Давайте разбираться.

В определенной степени любое жесткое мясо можно сделать нежным засчет его нагревания. Длительное воздействие тепла приводит к распаду жесткой ткани коллагена, однако, как мы помним, продолжительное нагревание белков при высоких температурах может привести к синерезису и продукт неизбежно получится очень сухим.

Жесткое мясо можно сделать более нежным, воздействуя на него физически. Этот способ подразумевает рубку или перекручивание мяса через мясорубку, что способствует разрушению жесткой соединительной и прочной мышечной тканей. Разрезание большого куска мяса на тонкие пластины или мелкие кусочки, а также его отбивание, также можно отнести к физическому способу размягчения: это воздействие делает коллагеновые волокна соединительной ткани и мышечную ткань более тонкими и слабыми. Поэтому, если вам для приготовления досталось очень жесткое и старое мясо, его можно несколько раз пропустить через мясорубку или отбивать до тех пор, пока оно не станет пригодным для блюда.

Самым распространенным способом искусственно смягчить мясо является его маринование. Всего можно выделить 3 сорта маринада: маринады кислотные, ферментные маринады и маринады на основе молочных продуктов. Рассмотрим подробнее каждый из них и разберем, как они влияют на мясо.

  • Маринование мяса в кислоте. Популярные для маринования мяса кислоты, такие, как лимонный сок, уксус и вино помогают смягчить мясо через частичную денатурацию белков. Благодаря этой частичной денатурации белков под воздействием кислоты маринад будет существенно сокращать время приготовления основного продукта. Однако, маринады проникают в мясо очень медленно, поэтому, мелко и средне нарезанные куски рекомендуют мариновать довольно продолжительное время. В случае если маринуется большой кусок мяса, те белки, которые находятся в прямом контакте с кислотой, будут сворачиваться уже тогда, когда внутрь куска маринад еще не успеет проникнуть. Эту проблему можно решить, если при помощи специального шприца вводить маринад непосредственно внутрь куска мяса. Время маринования большого куска мяса в маринаде, содержащем кислоту, будет довольно продолжительным.
  • Ферментные маринады. Это широко распространенные маринады на основе свежих фруктов. Чаще всего для таких маринадов используют киви, ананас, папайю, инжир и другие. Такие свежие фрукты содержат в себе особые ферменты (протеазы), которые воздействуют на сырое мясо, смягчая его. Эти ферменты отлично размягчают волокна мышечной ткани и коллагена, делая жесткое мясо более нежным. Такие маринады проникают внутрь куска еще хуже, чем кислотные, поэтому время маринования небольших кусков будет еще более продолжительным, чем в случае с кислотой, а введение ферментного маринада шприцом внутрь большого куска мяса – обязательная процедура. Важно заметить, что все ферменты свежих фруктов из маринада, воздействующие на белок, практически не работают при низких температурах, слабо активны при комнатной температуре и наиболее полно раскрывают свой потенциал 60˚С-70˚С. Именно поэтому ферментные маринады имеют наибольшее влияние на смягчение мяса именно в начале его приготовления.
  • Маринады на основе молочных продуктов. Самыми распространенными ингредиентами для таких маринадов чаще всего выступают кефир или йогурт – слабые кисломолочные продукты. В отличие от маринадов, содержащих кислоту, маринады на основе молочных продуктов менее агрессивно воздействуют на белок мышечной ткани, поскольку являются слабокислыми веществами. Они не сделают часть кусков мяса, находящуюся в контакте с маринадом, настолько жесткой, как это делают кислотные маринады, поэтому мясо получается более нежным. Процесс денатурации под слабым воздействием кислоты идет более медленно. Кроме того, кальций, содержащийся в молочных продуктах, активирует собственные ферменты мяса, что приводит к естественному размягчению тканей и делает мясо более нежным.

На степень мягкости и нежности мяса влияет также количество жира, который в нем содержится или добавляется в процессе подготовки продукта к приготовлению. В рамках этой статьи мы не будем затрагивать этот вопрос, но обязательно поговорим на эту тему отдельно.

Особенности строения тканей, которые были описаны выше, в равной степени можно отнести и к птице и к дичи. Разница заключается лишь в том, что мясо птицы более нежное ввиду того, что оно, как правило, молодое и в нем отсутствует большое количество коллагена, а мясо дичи – жесткое, старое и обладает высоким содержанием соединительных тканей. Принципы обработки и размягчения мышечных тканей птицы и дичи останутся теми же.

А вот про особенности мышечных тканей рыб нужно рассказать отдельно.

Поскольку рыба плавает в воде, ей не нужно такое количество мышечной ткани, как животным. Мышечная ткань рыбы гораздо короче и тоньше, чем у животных, а соединительные ткани очень тонкие. Особенности соединительной ткани рыб таковы, что она выполняет свою основную функцию и поддерживает мышцы, но при этом она более нежная и тонкая, чем в мясе. Именно поэтому рыба не такая жесткая и ее даже можно есть сырой. Когда рыба подвергается тепловой обработке, белки ее мышечных волокон очень быстро денатурируют, соединительная ткань практически сразу же распадается, поэтому рыбу не нужно готовить так долго, как мясо. С увеличением времени термической обработки в рыбе распадается абсолютно весь коллаген соединительной ткани, вследствие чего мышечная ткань рыбы начинает расслаиваться и ей не на чем держаться. Когда это происходит, мы говорим, что «рыба развалилась». Рыбу необходимо готовить при максимально возможных для нее температурах, чтобы быстро довести до готовности и сократить время приготовления. Это предотвратит рыбу от высыхания, так как белки мышечной ткани рыбы быстро денатурируют, при этом не вся сеть коллагена соединительной ткани успеет разрушиться и готовая рыба будет меньше расслаиваться. Время приготовления рыбы можно дополнительно сократить, если добавить к ней в процессе приготовления кислоты, которые ускоряют денатурацию белков. Кислоту рекомендуется добавлять в бульоны, если рыба отваривается крупными кусками или целиком. А вот маринование рыбы в кислоте крайне нежелательно, поскольку присутствие кислот, как вы уже знаете, способствует активной коагуляции белков что, в случае с нежной мышечной тканью рыбы, крайне нежелательно.

Осталось сказать несколько слов о белках, содержащихся в молочных продуктах. Конкретно – в молоке, поскольку именно на его основе и производят все известные молочные продукты. Молоко состоит, в основном, из воды, молекул жира и белков. Белки молока условно разделяют на 2 группы: казеины и сывороточные. Сывороточные белки находятся в молоке в растворенном виде, в то время как казеины присутствуют в виде больших пучков, объединенных вместе ионами кальция и фосфатов. Эти пучки обладают отрицательным зарядами, что позволяет им далеко отталкиваться друг от друга. Уникальность казеиновых белков заключается в том, что они не денатурируют при нагревании. Однако, один из сывороточных белков – лактоглобулин –разворачивается при нагревании молока. Такие денатурированные белки стараются держаться заряженных пучков казеина, которые и удерживают отдельные денатурированные белки достаточно далеко друг от друга, чтобы они не склеивались и не уплотнялись. Именно поэтому термически обработанное молоко всегда останется жидким. А вот вспенивание горячего молока происходит благодаря активности денатурированных сывороточных белков, которые окружают собой пузырьки воздуха, образующиеся при нагреве молока до высоких температур. Вода, в свою очередь, успевает быстро испаряться с поверхности молока, а денатурированные белки имеют все большую концентрацию. При продолжительном нагреве их концентрация на поверхности горячего молока будет увеличиваться, денатурированные сывороточные белки начинают коагулировать и образуют собой пенку или пленку. Ту самую пенку или пленку, которую мы все так искренне терпеть не могли, когда в детском саду на полдник нам доставалось горячее прокипяченное молоко.

Вот, пожалуй, и все, что можно сказать в рамках этой статьи о белках и их значении в кулинарии. Надеюсь, вы смогли получить ответы на многие вопросы о том, как правильно работать с белковыми продуктами в рамках своих кулинарных экспериментов.

Если вам понравилась статья, вы можете поделиться ею с друзьями, используя кнопки социальных сетей.

Подписывайтесь, чтобы не пропустить все самое вкусное!

Также я буду рада получить отзывы о вашем опыте приготовления по материалам моей статьи.

Оставить комментарий

Ваш Email не будет опубликован

Комментарии

  • Alya
    Просто кладезь ценной информации , спасибо!