В зависимости от вида сырья, подготовки полуфабрикатов и способов нагрева в разной степени происходят изменения массы, состава белков, жиров, углеводов, витаминов, минеральных элементов, вкусовых, красящих и других соединений. Возникающие при этом потери пищевых веществ вызваны диффузией в греющую среду и распадом под воздействием высокой температуры. Отсюда при варке, наряду с изменениями белков, липидов и полисахаридов, наибольшие потери характерны для водорастворимых веществ (аминокислоты, сахара, минеральные элементы, водорастворимые витамины и т. п.). При этом величина потерь зависит от соотношения продукта и жидкости: при варке основным способом выше, чем при припускании и варке на пару. При жаренье практически нет диффузии водорастворимых веществ в греющую среду, имеет место выпрессовывание жира и частично жирорастворимых веществ (каротиноидов и др.). Высокая температура нагрева вызывает интенсивное испарение влаги и пирогенетические процессы на поверхности продуктов, приводящие к деструкции крахмала, распаду Сахаров, реакциям между сахарами и аминокислотами с образованием меланоидинов (придающие свойственные корочке темный цвет, аромат и вкус), глубокому распаду жиров и т. д. разрушению термолабильных аминокислот (цистина, лизина, триптофана) и витаминов (аскорбиновой кислоты, тиамина, пиридоксина).
На величину потерь при тепловой обработке значительно влияет температурный режим, поэтому рекомендуют по возможности использовать ступенчатые режимы нагрева: вначале высокие температуры (при варке — до кипячения, при жарке — до образования корочки), а доведение до кулинарной готовности при более низких температурах.
У овощей и плодов, отваренных целиком, масса почти не изменяется, она уменьшается при измельчении. Значительные потери массы (до 40-60%) происходят при жарке. Так, потери массы моркови, вареной целиком, составляют около 0,5%, вареной дольками — 8%, пассерованной — 20-32%.
При варке потери сухой массы происходят преимущественно за счет водорастворимых веществ. Величина потерь возрастает у очищенных продуктов, еще в большей мере — измельченных и при закладке в холодную воду. Например, при варке свеклы в кожуре в отвар переходит около 11% сухих веществ, очищенной — 16-18%, нарезанной — до 30%. В отвар переходят свободные аминокислоты, сахара (до 30%), органические кислоты, минеральные элементы, особенно калий, натрий, фосфор, железо, медь, цинк (20-50%), аскорбиновая кислота (20-25%) и др., поэтому отвары после варки очищенных овощей используют для приготовления супов и соусов.
Потери большинства веществ при варке на пару и припускании значительно меньше, составляя 1-3%, за исключением термолабильных веществ. Их потери увеличиваются, как правило, с усложнением технологии (протирания сырых и отварных продуктов, тушения).
Крупы и бобовые, в отличие от овощей и плодов, содержат мало влаги (10-14 %) и много высокомолекулярных труднорастворимых полисахаридов и белков, поэтому для доведения их до готовности требуется большее время. При варке они поглощают жидкость за счет набухания белка и крахмала, что приводит к увеличению массы готовых блюд в 2-3 раза. Одновременно за счет частичного растворения и клейстеризации крахмала увеличивается вязкость. При хранении остывших каш и других богатых крахмалом кулинарных изделий в результате изменения полисахаридов (переход из растворимого в нерастворимое состояние) выпрессовывается влага. Это приводит к уплотненной консистенции, увеличению жесткости — черствению. Рассыпчатые каши черствеют быстрее вязких и жидких. При разогревании консистенция каш обычно восстанавливается. Когда готовую кашу хранят на мармите при 70-80°С, черствение не происходит в течение нескольких часов. Несмотря на увеличение массы, имеют место небольшие потери сухих веществ. При этом характерны потери 10-13% триптофана, метионина и лизина, 25-30% тиамина, 10-17%, рибофлавина и ниацина. Вместе с тем значительно возрастает перевариваемость белков и крахмала. При изготовлении из каш котлет и запеканок возрастают потери термолабильных веществ.
Мясопродукты при варке и жарке, в результате уплотнения белков, плавления жира и перехода в окружающую среду влаги и растворимых веществ, теряют 30-40% массы. Наименьшие потери свойственны панированным изделиям из котлетной массы, так как выпрессованная белками влага удерживается наполнителем (хлебом), а слой панировки препятствует испарению влаги с обжариваемой поверхности. Общие потери белка колеблются от 2 до 7%. Однако разрушаются термолабильные аминокислоты, поэтому режимы тепловой обработки влияют на биологическую ценность белка.
Нагрев вызывает вытапливание жира. Кроме того, снижается пищевая ценность последнего в продукте из-за распада жирных кислот; особенно важное значение имеют потери (20-40%) линолевой и арахидоновой кислот.
При варке до 40% жира переходит в бульон, часть его эмульгирует и распадается, подвергается окислению. С увеличением продолжительности варки и при сильном кипении, особенно в присутствии натрия хлорида и органических кислот, усиливается эмульгирование жира и его распад, бульон становится мутным и приобретает салистый привкус.
При жарке изменяется жир в продуктах и используемый на кулинарные цели. Быстрое выделение влаги продуктами вызывает разбрызгивание жира и его частичный распад. В процессе жарки имеет место также поглощение продуктами жира, которое уменьшается при разбрызгивании. Общие потери жира меньше у панированных изделий, так как задерживается выделение жира из продуктов, снижается разбрызгивание используемого жира и увеличивается его поглощение. При жарке во фритюре под влиянием высокой температуры и продолжительного нагрева могут происходить глубокие химические изменения в используемом жире (гидролиз, окисление, полимеризация) и накапливаться вредные соединения, придающие жиру неприятный запах и прогорклый вкус. Токсические продукты термического окисления жира адсорбируются на поверхности обжариваемых изделий. Для предупреждения их накопления применяют специальные так называемые фритюрные жиры, устойчивые к высокой температуре, и ограничивают время их использования.
При варке мясных продуктов в бульон вместе с влагой переходит часть растворимых в ней экстрактивных веществ (аминокислоты, дипептиды, пурины, креатин, креатинин, сахара и др.), минеральных элементов и витаминов. Количество и состав их в бульоне неодинаковы при варке мяса из разных частей туши, а также других мясных и рыбных продуктов. Это определяет специфичность аромата и вкуса разных бульонов. Количество перешедших в бульон растворимых веществ повышается при измельчении, увеличении воды и продолжительности варки, поэтому для приготовления отварного мяса или крепкого бульона рекомендуемое соотношение мяса и воды соответственно составляет 1 : 1 или 1 : 5-6. По сравнению с варкой в кипящем бульоне снижение температуры до 90°С после закипания уменьшает на 20% потери растворимых веществ. На 10-15% больше потери экстрактивных веществ при варке мяса куском в количестве 0,5 кг, нежели 1,5-2 кг. В припущенном мясе больше экстрактивных веществ, чем в отварном; еще выше их сохранность при жарке. Максимальные потери минеральных веществ происходят при варке (25-60%). На величину потерь влияет величина нарезки полуфабриката. Потери витаминов, кроме диффузии, вызваны их разрушением, поэтому потери тиамина и пиридоксина выше при комбинированном нагреве (тушении и т. п.). Высокая сохранность витаминов отмечается у жареных котлет: кратковременная тепловая обработка и незначительное количество вытекающего сока. При варке на пару биточков потери еще меньше