Кулинария

Молочные продукты

Состав молока: вода, жиры, белки

Молоко состоит в основном из воды и молекул жира. Водная его часть составляет основу молока, она содержит молочные белки и множество растворенных веществ, включая витамины, минеральные соли, некоторые сахара, – всё это в совокупности обеспечивает питательную ценность молока.

Молоко имеет сладковатый вкус из-за присутствия лактозы – сахара, растворенного в водной среде. Однако во вкусе молока можно распознать и соленые нотки, которые присутствуют там из-за множества минеральных солей, также растворенных в воде.

Жировая составляющая молока играет очень важную функцию в определении его вкуса. Она придает молоку его сливочный вкус и бархатистую текстуру. Жировые клетки также выполняют функцию некоего «резервуара» для хранения многих ароматических соединений молока.

Жировая основа молока представлена в виде мелких капель жира, равномерно рассеянных в водной среде напитка. Эту смесь называют молочной эмульсией.

Почему жировая и водная фазы молока не разделяются?

Жир в молоке существует в виде капель, каждая из которых окружена мембраной, состоящей из фосфолипидов. Как было отмечено выше, фосфолипиды состоят из гидрофобных и гидрофильных элементов.

Таким образом, мембрана помогает образованию взвеси из капель жира в водной фазе, поскольку гидрофобные элементы молекул этой мембраны контактируют с жировыми каплями, которые они окружают и стабилизируют, в то время как гидрофильные элементы контактируют с окружающими молекулами воды, временно сохраняя капли во взвешенном состоянии в водной фазе.

Белки, содержащиеся в молоке, условно можно разделить на две группы: казеины и сывороточные белки.

Казенны находятся в молоке в виде больших пучков белков, «склеенных» вместе ионами кальция и фосфатов. Они образуют развитую структуру, называемую «мицеллой».

Эти пучки обладают отрицательными зарядами, что позволяет им отталкиваться друг от друга.

Сывороточные белки, напротив, встречаются гораздо реже и существуют в растворенном виде в жидкой фазе.

Молоко непрозрачно, так как жировые капли и частицы казеина достаточно велики, чтобы отражать свет. Под солнечным светом молоко кажется белым. Если смотреть на молоко при красном или голубом освещении, в силу того что мы видим только отраженный свет, молоко в этих случаях будет казаться красным или голубым.

Кулинарам стоит знать, что разделение водной и жировой фаз молока крайне нежелательно. Молоко, которое мы видим на прилавках магазинов, как правило, подвергают двум видам обработки: пастеризации и гомогенизации. Пастеризация – это нагрев молока до температуры 80 °C, при которой денатурируются молочные белки, что препятствует дестабилизации (сепарации) эмульсии. Кроме того, пастеризация убивает бактерии, которые могут присутствовать в молоке.

Гомогенизация – это пропускание молока через очень мелкие отверстия с целью уменьшения размера капель жира. Чем меньше капли, тем менее вероятно, что они «обнаружат» друг друга и объединятся, поэтому сепарация молока менее вероятна. Имеющихся в молоке фосфолипидов уже недостаточно, чтобы окружить все новые мелкие капли жира. Из-за этого некоторые частицы казеина притягиваются к «обнаженным» каплям жира и окружают их, в дальнейшем уменьшая возможность столкновения жировых капель за счет формирования положительного электрического заряда молекул жира.

Молоко чрезвычайно устойчиво к нагреванию. Его можно греть при температуре кипения достаточно долгое время, без разрушения структуры.

В кулинарии предпочтительно длительное кипячение молока, оно позволяет сахару лактозы и молочным белкам вступать друг с другом в реакцию Майяра, что улучшает вкус и цвет молока.

Уникальность казеиновых белков состоит в том, что они не денатурируются при нагревании. Однако один из сывороточных белков – лактоглобулин, легко разворачивается при нагревании молока. Когда он разворачивается, открываются некоторые из атомов серы, ранее участвовавших в образовании дисульфидного моста; они вступают в реакцию с ионами водорода и образуют сероводород, который обусловливает характерный запах, появляющийся при нагревании молока. Денатурированные белки стремятся придерживаться заряженных пучков казеина, которые держат отдельные денатурированные белки достаточно далеко друг от друга, так, чтобы они не склеивались.

Вспенивание же горячего молока происходит из-за активации денатурированных белков, которые окружают пузырьки воздуха, образующиеся при нагреве молока до высоких температур.

Поскольку вода очень быстро испаряется с поверхности молока, денатурированные белки молока сосредоточиваются как раз на поверхности и имеют значительную концентрацию. При некотором нагреве они коагулируют и образуют пленку.

Образования пенки можно избежать, сократив испарение воды. Проще всего это сделать, накрыв кастрюлю крышкой.

Внимание!

Несмотря на то что молочная пенка кажется неаппетитной, удалив ее, вы удаляете большую часть молочных белков молока, что значительно снижает его питательную ценность.

Важно понимать, что холодное молоко нельзя взбить, как сливки, до образования устойчивой пены. Это происходит из-за того, что в сливках содержание жиров значительно выше, чем в молоке, и пузырьки воздуха больше покрыты капельками жира. Кроме того, сливки содержат воды меньше, чем молоко, поэтому они имеют большую вязкость (густоту), что стабилизирует сливки.

Сливки

Механизм образования

Как оказалось, стабилизирующего эффекта, получаемого за счет «работы» фосфолипидной оболочки жировых шариков, недостаточно для того, чтобы удержать водную и жировую фазы от сепарации на протяжении долгого времени.

Капли жира достаточно велики, чтобы в конечном итоге обнаружить присутствие друг друга и объединиться. Они будут подниматься на поверхность жидкости вследствие своей низкой плотности, вызывая разделение фаз.

Этому процессу способствует небольшая группа растворимых белков, присоединяющихся к большим каплям жира и помогающих их объединению, что вызывает вблизи поверхности молока образование слоя, насыщенного жирами. Это явление наглядно объясняет механизм получения сливок.

Сливки имеют структуру, очень похожую на структуру молока. От последнего они отличаются только повышенной жирностью (натуральное парное молоко содержит около 7 % жира, в то время как сливки содержат от 18 % до 47 % жира, в зависимости от их типа, а тот, в свою очередь, зависит от времени отстаивания молока). Если молоко оставить при комнатной температуре на некоторое время, оно полностью разделится на две фазы. Чтобы предотвратить сепарацию молока во время хранения, тот его объем, который не используется в работе, должен пройти тепловую обработку и быть помещен в холодильник.

Кулинары прекрасно знают, что сливки часто добавляют в соус для его сгущения. Так как сливки содержат значительное количество жировых капель, их можно добавлять к жидким соусам, тогда жиры из сливок образуют взвесь в новом большом объеме воды, снижая способность молекул воды к внутреннему перемещению, тем самым сгущая соус.

Жировые капли будут стабильно включены в водную фазу благодаря окружающим их фосфолипидным мембранам. Молоко, однако, менее эффективно в качестве загустителя в связи с более низким содержанием жира (всего 4–7 %). Так как сливки сами по себе – это эмульсия жировых капель в воде, они содержат довольно значительное количество воды, так что в результате соус, сгущенный сливками, будет более жидким, чем если бы в него добавили чистый жир (например, сливочное масло). Таким образом, сливки, предназначенные для сгущения соуса, часто сначала нагревают, чтобы некоторое количество воды испарилось, и сливки стали более эффективным загустителем для соуса.

Взбитые сливки

Когда при взбивании в сливки попадает воздух, получается легкий и воздушный мусс, такой же, как и при взбивании яичных белков. Однако, в отличие от большинства муссов, взбитые сливки – это не денатурированные белки, которые действуют как ловушка для пузырьков воздуха, это жир, стабилизирующий сливочный мусс. Когда сливки взбивают, воздушные пузырьки на некоторое время попадают внутрь мусса.

Дальнейшее взбивание повлияет на жировые капли, вызывая удаление фосфолипидных мембран с поверхности некоторых капель. Незащищенные жировые молекулы, которые избегают взаимодействия с водой, будут стремиться к контакту с воздушными пузырьками, и постепенно это вызовет образование шарообразных жировых оболочек вокруг пузырьков воздуха, что помешает им покинуть мусс.

Ингредиенты для взбивания следует хранить в холодном месте: холодные капли жира будут легче объединяться, охлаждаясь, густея и стабилизируя пузырьки воздуха, более эффективно задерживая их в сети. Если сливки слишком теплые, жировые капли не будут прилипать друг к другу, так что мусс, скорее всего, не будет стабильным. Кроме того, вязкость холодных сливок выше, чем теплых (вязкость увеличивается при охлаждении по мере застывания жиров). Увеличение вязкости способствует стабилизации мусса: если сливки вязкие, поднятие пузырьков воздуха на поверхность замедляется, следовательно, они имеют меньше шансов «сбежать». По этой причине кулинарам целесообразно использовать в работе густые сливки.

Но если взбить сливки слишком сильно, жировые капли могут объединиться и образовать комки. Воздушные пузырьки будут хуже задерживаться жиром, и сливки потеряют объем.

Сгущение соусов при помощи сливок

Как сказано выше, сливки часто добавляют в соусы для их сгущения. Но эти соусы часто содержат соли и кислоты, которые обычно вызывают коагуляцию казеиновых белков, поэтому сливки, как правило, добавляют к соусам в последнюю минуту, чтобы предотвратить свертывание.

Однако сливки с большим содержанием жира можно добавлять в соус, не опасаясь свертывания. Так происходит из-за того, что когда крем нагревается, жировые капли (имеющие относительно высокую концентрацию) стремятся присоединиться к казеиновым белкам (с относительно низкой концентрацией), а так как содержание жира достаточно высоко, большая часть белков присоединится к частицам жира «охотнее», чем друг к другу (что могло бы привести соус к створаживанию). Кроме того, вероятность образования пленки в этом случае гораздо меньше, так как содержание белков в связях молекул относительно невелико.

Йогурты и сыры

При понижении кислотности (pH) молока до 5, мицеллы казеина теряют отрицательный заряд и стремятся к объединению, образуя непрерывную сеть. В результате молоко затвердевает или «створаживается». Вы можете провести небольшой эксперимент, добавив в молоко немного лимонной кислоты или уксуса. На поверхности появятся маленькие белые частицы. Их появление вызвано свертыванием казеиновых белков. Если эту смесь нагреть, лактоглобулин тоже свернется, и белые частицы станут крупнее и заметнее, поскольку объединятся.

Приготовление йогуртов и сыров

Когда полезные бифидобактерии попадают в молоко, они разрушают молочный сахар, лактозу и вызывают образование кислоты, которая называется молочной кислотой. Увеличение кислотности в молоке вызывает свертывание казеиновых белков. В зависимости от вида бактерий это явление может быть желательным либо нежелательным. Когда вредные бактерии попадают в молоко, оно портится. Когда другие «полезные» бактерии добавляют в молоко для коагуляции белков, получают йогурт и сыр. Молочная кислота, производимая специальными бактериями, вызывает денатурацию и свертывание молочных белков. Благодаря этому сеть из коагулировавших казеиновых белков задерживает воду и жиры – таким образом сыр приобретает твердую форму.

Содержание воды в мягких сортах сыра достаточно высоко (от 50–75 %), тогда как в твердых сырах оно значительно ниже. Когда сыр нагревают, белковая сеть становится сильнее и крепче, постепенно «захваченная» жидкость вытесняется, и сыр становится жестким.

Взбитый сыр – «коттедж»

Сыр, как и сливки, содержит большое количество жиров (а именно, большое количество жирных кислот), так что теоретически он должен стабилизировать мусс точно так же, как и сливки. Содержание жиров в сыре гораздо выше, чем в масле, поэтому для получения мусса, такого же, как при помощи сливок, в сырную смесь нужно добавить немного жидкости.

Если добавить небольшое количество вина в кастрюлю с небольшим количеством сыра (например, рокфором или козьим сыром) и медленно нагревать эту смесь, можно получить гладкую, густую кремообразную эмульсию, по консистенции напоминающую сливки.

Жиры удерживаются в эмульсии своими фосфолипидными мембранами. Если эту эмульсию поместить в ванночку со льдом и взбить смесь так же, как взбивают сливки, то можно получить легкий и воздушный мусс из сыра, в котором пузырьки воздуха стабилизированы сетью молекул жира. Такой «вспененный сыр» был впервые представлен под названием «сыр Шанти», а впоследствии во многих странах мира он получил название «коттедж».

Сливочное масло

Сливочное масло, так же как молоко и сливки, состоит в основном из воды и жира.

В сливочном масле содержание жиров намного выше, чем содержание воды (содержание жира, как правило, не менее 82 %).

Так, в отличие от молока и сливок, где жировая фаза взвешена в водной фазе, в масле — наоборот, капли воды (а их меньшинство), рассредоточены в жировой фазе. Однако масло – это не просто эмульсия, поскольку при большом разбросе температур (от 10 °C и до 50 °C) часть сливочного масла находится в твердом состоянии и образует сеть, удерживающую обращенную эмульсию. Обращенная: масло – вода превращается в вода – масло и, наоборот, или в масло – молоко и т. д. То есть переход эмульсии из одного типа (химического состава) в другой.

Способ изготовления

На кухне мы можем получить масло путем механического взбивания сливок. Зачастую сливки сначала охлаждают в течение относительно долгого времени, чтобы преобразовать некоторые из жиров в жировых шариках в твердые кристаллы. Образования из этих жировых кристаллов стремятся слипнуться и ослабить мембраны, что приводит к их более легкому разрушению при последующем взбивании масла.

Чем обусловлена устойчивость структуры сливочного масла

Когда сливки перемешивают, ослабленные жировые капли разбиваются и освобождают некоторое количество содержащегося жира. Эти поврежденные капли стремятся объединиться в результате взаимодействия между их незащищенными (находящимися теперь снаружи) частицами жира. Когда сгустки жира достигают желаемого размера, они удаляются из оставшейся воды, и таким образом получается сливочное масло.

Масло имеет гораздо более сложный порядок распределения молекул воды и жира, чем молоко или сливки. Поврежденные жировые клетки и жировые кристаллы образуют сеть, которая задерживает капли воды и свободные молекулы жиров, просочившиеся из поврежденных молекул. Благодаря этому масло имеет относительно устойчивую структуру. Кроме большого количества жира и воды масло содержит в небольших количествах белки, углеводы и минералы, равномерно распределенные по всей структуре материи.

Масло является довольно нестабильным к воздействиям света и воздуха. От яркого света и от воздуха молекулы жира разрушаются и распадаются на мелкие фрагменты. Кроме того, в связи с повышенной жирностью масло имеет тенденцию поглощать сильные гидрофобные запахи из окружающей среды. Поэтому в холодильнике его следует хранить в закрытом контейнере.

Приготовление пищи с маслом

Масло содержит более 500 различных типов жирных кислот. Каждая из этих кислот (триглицеридов) плавится при конкретной температуре, в зависимости от особенностей своей структуры.

Триглицериды масла плавятся в диапазоне от -10 °C до 40 °C. При комнатной температуре большинство жиров находятся в твердой или кристаллической форме, благодаря чему масло остается твердым. Когда масло нагревается, жиры, находящиеся в кристаллической форме, тают и превращаются в жидкость. Уже при нагреве до 40 °C, ни один из жиров не останется в кристаллической форме, жидкость больше не будет удерживаться сетью жировых кристаллов, и масло станет полностью жидким.

Для того чтобы увеличить текучесть масла, следует максимально повысить содержание триглицеридов, которые плавятся при низких температурах. На практике этого можно добиться путем плавления некоторого количества масла, последующего удаления его из теплой среды и охлаждения до затвердевания. Если удалить затвердевшую часть, останется масло с высокой текучестью. Удаленная твердая часть, напротив, будет иметь высокое содержание триглицеридов, плавящихся при более высоких температурах. Такое масло идеально подходит для приготовления слоеного теста, в котором масло должно оставаться максимально твердым в процессе замеса теста.

Как уже упоминалось выше, при нагреве масла до 40 °C оно начинает таять. Нагревание до более высоких температур может вызвать разрушение равномерного порядка распределения всех компонентов, присутствующих в масле (жиры, белки, углеводы, вода). Белая пена, образующаяся на поверхности, – это воздух, заключенный в оболочку из денатурированных молочных белков. Ниже находится слой жира. Наконец на дне – слой воды с некоторыми растворенными в ней веществами.

При температурах около 100 °C масло начинает как бы кипеть и разбрызгиваться, поскольку вода испаряется. После того как вся вода испарится и будет достигнута достаточно высокая температура нагрева, молочный сахар и молекулы белков вступят в реакцию Майяра, образуя новые ароматы и коричневые пигменты. Эти изменения происходят при температуре около 120 °C. Дальнейшее нагревание вызывает сгорание масла: белки разлагаются и чернеют, придавая маслу угольный вкус. Следовательно, масло не используют для жарки, где его нужно нагревать до такой высокой температуры, при которой оно полностью
сгорит.

Топленое масло

Однако масло можно нагреть до высоких температур без сгорания, если сначала его вытопить. Цель вытапливания масла состоит в том, чтобы удалить все компоненты масла (особенно молочные белки, казенны), которые отвечают за сгорание, оставляя только жировую часть для получения чистого жира. Это позволяет нагревать сливочное масло до высоких температур без почернения и подгорания с сохранением практически всех вкусовых и ароматических качеств.

Топленое масло можно получить, растапливая его в кастрюле на  медленном огне и снимая ложкой пену (она содержит денатурированные белки) по мере ее образования. Затем верхний слой оставшегося масла (смеси) снимают ложкой и используют в дальнейшей готовке. Для того чтобы получить твердое топленое масло, сливочное масло можно нагреть в микроволновой печи, снять образовавшуюся пену, а затем охладить в холодильнике в течение нескольких дней, пока жир не застынет (обычно около 54 часов). Затем его можно легко отделить от воды.