При кулинарной обработке может происходить гидролиз дисахаридов, брожение, карамелизация, меланоидинообразование.
Гидролиз. Дисахариды гидролизуются под действием как кислот, так и ферментов.
Молекулы дисахаридов могут, присоединяя воду, распадаться на молекулы простых сахаров:
С12Н22О11+Н2О® С6Н12О6 + С6Н12О6.
Сахароза глюкоза фруктоза
Процесс этот называется гидролизом или инверсией, он происходит либо под воздействием ферментов, либо при нагревании растворов с кислотами. Образующийся инвертный сахар хорошо усваивается организмом, обладает высокой гигроскопичностью и способностью задерживать кристаллизацию сахарозы. Если сладость сахарозы принять за 100 %, то для глюкозы этот показатель – 74 %, а для фруктозы – 173 %. Поэтому инвертный сахар имеет более сладкий вкус готовых изделий. Степень инверсии сахарозы зависит от времени ее обработки, от вида и концентрации кислоты, и расположены органические кислоты в следующем порядке: щавелевая, лимонная, яблочная, уксусная. Кислотный гидролиз происходит при варке плодов и ягод (компотов, киселей), запекании яблок, приготовлении фруктово-ягодных начинок, помадок. Ферментативный гидролиз происходит при брожении и во время начального периода выпечки дрожжевого теста под действием фермента мальтазы, моносахариды участвуют в разрыхлении теста.
Брожение сахаров происходит при приготовлении дрожжевого теста. При этом содержащиеся в муке глюкоза и фруктоза, образовавшиеся из крахмала или сахарозы, которую добавляют в тесто, подвергаются спиртовому и молочнокислому брожению. Суммарное уравнение реакций, происходящих при спиртовом брожении под действием дрожжей:
С6Н12О6 ® 2С2Н5ОН + 2СО2.
Глюкоза спирт углекислый газ
Одновременно происходит и молочнокислое брожение, вызываемое молочнокислыми бактериями, которые попадают в тесто вместе с мукой и дрожжами:
С6Н12О6 ®2Н3 СН(ОН)СООН.
Глюкоза молочная кислота
Молочная кислота способствует набуханию клейковины муки и задерживает развитие гнилостных и других микроорганизмов.
Карамелизация. Глубокий распад сахаров при нагревании их выше температуры плавления с образованием темноокрашенных продуктов называется карамелизацией. Происходящие при этом процессы сложны и еще недостаточно изучены. Они в значительной степени зависят от вида и концентрации сахара, условий нагревания, рН среды и других факторов. При нагревании сахарозы в слабокислой или нейтральной среде при температуре 160–185 оС происходит частичная инверсия с образованием глюкозы и фруктозы, которые претерпевают дальнейшие превращения. От молекул глюкозы отщепляется одна или две молекулы Н2О (дегидратация), образовавшиеся ангидриды соединяются друг с другом или с молекулой сахарозы. Дальнейшее тепловое воздействие приводит к отделению третьей молекулы Н2О оксиметилфурфурола, который при дальнейшем нагревании образовывает органические соединения различной степени полимеризации: карамелана (светло-соломенного цвета), карамелена (ярко-коричневого цвета), карамелина (темно-коричневого цвета), растворяющихся в кипящей воде; эта смесь превращается в дальнейшем в кристаллизующуюся массу (жжёнку). Карамелизация сахаров происходит при подпекании лука и моркови для бульонов, при запекании яблок, при приготовлении многих кондитерских изделий и сладких блюд.
Меланоидинообразование – взаимодействие восстанавливающих сахаров (моносахариды, дисахариды как содержащиеся в самом продукте, так и образующиеся при гидролизе более сложных углеводов) с аминокислотами, пептидами и белками, приводящее к образованию темноокрашенных продуктов – меланоидинов (от греч. melas – темный). Этот процесс называют также реакцией Майара, по имени ученого, который в 1912 г. впервые его описал. Реакция меланоидинообразования имеет большое значение в кулинарной практике. Ее положительная роль состоит в образовании аппетитной корки на жареных, запеченных продуктах, блюдах из мяса, птицы, рыбы, выпеченных изделиях из теста; побочные продукты этой реакции участвуют в придании готовым блюдам вкуса и аромата. Каждая аминокислота может образовывать несколько веществ, участвующих в формировании аромата пищевых продуктов. Отрицательная роль реакции меланоидинообразования заключается в том, что она вызывает потемнение фритюрного жира, фруктовых пюре, некоторых овощей, снижает биологическую ценность белков, поскольку в результате ее действия происходит связывание аминокислот, таких как лизин, метионин, которых чаще всего недостает в растительных белках. После соединения с сахарами эти кислоты становятся недоступными для пищеварительных ферментов и не усваиваются в желудочно-кишечном тракте. В кулинарной практике часто нагревают молоко с крупами, овощами. В результате взаимодействия лактозы и лизина биологическая ценность белков готовых блюд снижается. Весьма перспективно использование меланоидиновых препаратов для имитации цвета, вкуса и запаха жареных продуктов, так как это позволит исключить жарку.