Физико-химические процессы, происходящие с пищевыми веществами при технологической обработке мяса. Их роль в формировании качества продукции

В состав мяса входят белки, жиры, углеводы, вода, минеральные и другие вещества. Содержание этих веществ зависит от вида, породы, пола, возраста, упитанности животных. При тепловой обработке происходят: размягчение продукта, изменения формы, объема, массы, цвета, пищевой ценности, структурно-механических характеристик, а также формирование вкуса и аромата. Характер происходящих изменений зависит в основном от температуры и продолжительности тепловой обработки.

Белков в мясе содержится 11,4–20,2%. Основная Часть белков мяса – белки полноценные. К ним относятся миозин, актин, миоген, миоальбумин, миоглобин, глобулин. Миоген, миоальбумин растворяются в воде, миозин, глобулин – в солевых растворах. Миоглобин имеет пурпурно-красную окраску и обусловливает окраску мышечной ткани. Чем больше миоглобина в мышцах, тем темнее их окраска. С окисью азота миоглобин образует азооксимиоглобин, который имеет красный цвет, сохраняющийся после термической обработки. Это используется в колбасном производстве для сохранения цвета продукта.

Из неполноценных белков в мясе содержится коллаген, эластин. Это соединительно-тканные белки, придающие мясу жесткость. Коллаген при нагревании с водой переходит в глютин, мясо размягчается, а глютин, растворяясь в горячей воде, придает вязкость раствору, который при охлаждении застывает, превращаясь в студень.

Изменение мышечных белков. Тепловая денатурация мышечных белков начинается при 30 – 35? С. При 65? С денатурирует около 90% всех мышечных белков, но даже при 100? С часть их остается растворимыми.

Наиболее лабилен основной мышечный белок – миозин. При температуре немногим выше 40? С он практически полностью денатурирует.

Миоглобин, придающий сырому мясу красный цвет, при денатурации подвергается деструкции. Денатурация миоглобина сопровождается окислением ионов двухвалентного железа, входящего в активную группу молекулы этого белка (гем), до трехвалентного. При этом исчезает красная окраска мяса, образуется гемин серо-коричневого цвета. Полная денатурация миоглобина наступает при 80? С. Поэтому по изменению окраски мяса можно судить о степени его прогрева.

Так, при температуре 60? С окраска говядины ярко красная, свыше 60 – 70? С – розовая, при 70 – 80? С и выше – серовато-коричневая, свойственная мясу, доведенному до кулинарной готовности.

Причины аномальной (розоватой) окраски мяса, подвергнутого достаточной тепловой обработке, могут быть следующими: использование мяса сомнительной свежести, в котором накапливается аммиак; свежие мясные продукты в нарушении требований технологии разогреты или сварены в хранившемся уже бульоне; повышенное содержание нитратов в мясе.

В результате взаимодействия гема с аммиаком или нитратами образуется вещество (гемохромоген, нитрозогемохромоген), имеющее розовато-красную окраску. Сохранение розовой окраски мяса, подвергнутого тепловой обработке, говорит о санитарном неблагополучии. Исключение составляет ростбиф, который готовят с разной степенью прожаренности.

Белки саркоплазмы, представляющие собой концентрированный золь, в результате денатурации и последующего свертывания образуют сплошной гель.

Белки миофибрилл (уже находящиеся в состоянии геля) при нагревании уплотняются с выделением влаги вместе с растворенными в ней веществами. Чем выше температура нагрева, тем интенсивнее уплотнение волокон, больше потери массы и растворимых веществ.

При жарке мясо прогревается только до 80 – 85? С в центре изделий, поэтому мышечные волокна уплотняются меньше, чем при варке (при варке температура 95? С). Для доведения мяса до готовности необходимо дальнейшее нагревание денатурированных мышечных белков. В этих условиях происходят более глубокие изменения их – деструкция с образованием таких летучих веществ, как сероводород, фосфористый водород, аммиак, углекислый газ и др.

Изменение соединительнотканных белков. Основные белки соединительной ткани – коллаген и эластин в процессе тепловой обработки ведут себя по-разному. Эластин устойчив к нагреву.

Коллаген при нагревании в присутствии воды, содержащейся в мясе, претерпевает следующие изменения: при температуре 50 – 55? С коллагеновые волокна набухают, поглощая большое количество воды; при 58 – 62? С резко сокращается длина коллагеновы волокон, увеличивается их диаметр и они становятся стекловидными; процесс этот называется денатурацией или свариванием коллагена; при дальнейшем нагреве происходит деструкция коллагеновых волокон – распад их на отдельные пептидные цепочки; коллаген превращается в растворимый глютин.

Переход коллагена в глютин – основная причина размягчения мяса. По достижении кулинарной готовности в глютин переходит 20 – 45% коллагена.

Скорость перехода коллагена в глютин и, следовательно, скорость достижения кулинарной готовности зависят от ряда факторов: вида и возраста животного; особенностей морфологического строения мышцы; температуры; реакции среды и т.д. Те части мяса, в которых коллаген очень устойчив, непригодны для жарки.

Кислая среда ускоряет распад коллагена. На этом основано тушение мяса с кислыми соусами и приправами.

Жира в мясе содержится от 1,2 до 49,3%. Содержание жира зависит от вида и упитанности животных. В мясе говядины жира – от 7,0 до 12%, телятины – от 0,9 до 1,2%, баранины – от 9,0 до 15,0%, свинины жирной – 49,3%, мясной – 33,0%.

Усвояемость жиров зависит от их температуры плавления. Наиболее тугоплавким является жир бараний, который усваивается на 90%, затем говяжий жир, который усваивается на 94% и свиной жир – на 97%. Это свойство жиров мяса связано с содержанием в их составе насыщенных и ненасыщенных жирных кислот. В составе бараньегожира больше насыщенных жирных кислот, чем в свином, говяжьем, поэтому он более тугоплавкий.

Жир улучшает вкус мяса, повышает его пищевую ценность.

Тепловая обработка мяса вызывает разрушение сложной внутриклеточной коллоидной системы, в составе которой содержится жир. Он при этом плавится, а затем коалесцирует, образуя в клетке гомогенную фазу в виде капли.

В условиях сухого нагрева, например, при жарке, на первый план выступают окислительные изменения жиров и процессы полимеризации. В таблице приведены некоторые характеристики говяжьего жира, многократно использовавшегося для жарки. В таблице 4.1 приведено изменение свойств говяжьего жира, многократно использовавшегося при жарке.

Таблица 4.1 – Изменение свойств говяжьего жира, многократно использованного для жарки продуктов

Рост числа омыления свидетельствует о накоплении низкомолекулярных кислот, а ацетильного числа – об образовании оксикислот.

В процессе нагрева возрастает перекисное число жира и значительно увеличивается содержание акролеина. Цвет жира темнеет, запах ухудшается в результате перехода в него окрашенных продуктов пирогенетического распада органических веществ.

Холестерин – жироподобное вещество мяса. В мясе его 0,06–0,1%. Холестерин довольно устойчив при тепловой обработке.

Углеводы в мясе представлены гликогеном, содержание которого составляет около 1,0%. Гликоген участвует в созревании мяса.

Минеральных веществ в мясе от 0,8 до 1,3%. Из макроэлементов в мясе присутствуют натрий, калий, хлор, магний, кальций, железо и др. Из микроэлементов – йод, медь, кобальт, марганец, фтор, свинец и др.

Витамины представлены группой водорастворимых витаминов – В1, В2, В6, В9, В12, Н, РР и жирорастворимых витаминов – А, D, Е, содержащихся в жире животных

Тепловая обработка до 100? С уменьшает содержание в мясе некоторых витаминов из-за химических изменений, но главным образом в результате потерь в окружающую среду. Нагрев при температуре выше 100? С вызывает различное по степени разрушение многих витаминов, содержащихся в мясе.

Степень разрушения зависит от природы витаминов, температуры и продолжительности нагрева. В Таблице 4.2 приведены результаты изменения витаминов в процессе нагрева свинины в зависимости от температуры и длительности нагрева.

Таблица 4.2 – Изменение содержания витаминов при разной температуре и продолжительности нагрева (% первоначального содержания)

Аскорбиновая кислота (витамин С) также разрушается и тем больше, чем выше температура и продолжительнее нагрев.

Из числа жирорастворимых витаминов наименее устойчив витамин D, который при температуре выше 100? С начинает разрушаться. Содержание витамина А в отсутствие кислорода мало изменяется при нагреве вплоть до 130? С. Витамины Е и К наиболее устойчивы к нагреву.

Воды содержится в мясе от 55,0 до 85,0%. Количество воды зависит от упитанности и возраста животных.

Экстрактивных веществ в мясе – 0,3–0,5%. Они представлены в виде азотистых и безазотистых соединений. Эти вещества, растворяясь в воде, придают мясу, бульонам вкус, аромат, вызывают аппетит.

Экстрактивные веществамяса при его тепловой обработке претерпевают существенные изменения, которые играют решающую роль в образовании специфических аромата и вкуса готового мяса. Изменения, обуславливающие появление такого запаха, еще не полностью изучены. Однако экспериментально доказана связь вкуса мяса с содержанием в нем свободных пуринов, в частности гипоксантина.

Энергетическая ценность 100г мяса в зависимости от его химического состава составляет от 105 до 404 ккал.

В процессе тепловой обработки мяса происходит потеря питательных веществ. С точки зрения сохранности питательных веществ наиболее рациональные приемы тепловой обработки – тушение, запекание, приготовление изделий из котлетной массы.