Изменения мяса при переработке
реклама
ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ МЯСА ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ 1 Изменение свойств мяса и мясопродуктов при охлаждении и замораживании Изменение свойств мяса и мясопродуктов при охлаждении. На качество мяса и мясопродуктов в период охлаждения и последующего хранения большое влияние оказывает взаимодействие с внешней средой. При охлаждении в мясе происходят физические, химические и биохимические процессы. Физические изменения сводятся к изменениям консистенции, цвета и массы. Консистенция мяса изменяется в связи с происходящими в этот период процессами окоченения и началом созревания мяса. Цвет поверхности мяса темнеет вследствие ее высыхания, увеличения концентрации красящих пигментов и перехода гемоглобина крови и миоглобина мышц в метгемоглобин и метмиоглобин. Потемнение окраски происходит в первую очередь в местах скопления крови (зарез) и в по- лутушах низких кондиций упитанности. Увеличение поверхности мясного отруба. продолжительности охлаждения, скорости движения, температуры. уменьшение влажности воздуха способствуют испарению и, следовательно. уменьшению массы. Однако при подсушивании поверхности туш сохранность мяса от порчи повышается, так как образуется защитная корочка подсыхания, которая, как полагают, снижает испарение влаги с поверхности туш и препятствует проникновению микроорганизмов внутрь мышц. Сухой слой представляет собой неактивную белковую субстанцию, которая, однако, может набухать под влиянием влажного воздуха и становится хорошей питательной средой для роста бактерий и плесени. Миоглобин с кислородом воздуха образует оксимиоглобин, придающий мясу яркую окраску. При последующем хранении мясо и мясопро- дукты обесцвечиваются в результате окисления пигмента мышечной ткани — миоглобина и крови — гемоглобина. Процесс дальнейшего окисления связан с изменениями валентности железа, входящего в пигменты. При этом миоглобин превращается в метмиоглобин и мясо темнеет. Жир подвергается гидролизу и окислению с накоплением низкомолекулярных жирных кислот, пероксидов, альдегидов и ряда других веществ. Охлаждение мяса — эхо сложный теплофизический процесс, включающий отвод теплоты из внутренних слоев и испарение влаги с поверхности. Испарение влаги с поверхности продукта приводит к уплотнению поверхностного слоя и повышению в нем концентрации растворенных веществ. Изменение свойств мяса и мясных продуктов при замораживании. Замораживание — один из методов низкотемпературного консервирования мяса и мясопродуктов. Замороженными считаются продукты, в которых примерно 85 % воды превращено в лед. 1 Замораживание мяса приводит к изменениям его физико-химических и морфологических свойств, а также гибели микроорганизмов. Особенности изменения мясных систем при замораживании определяются фазовым переходом воды в лед и повышением концентрации веществ, растворенных в жидкой фазе. В отличие от чистой воды температура начала замерзания (т. е. криоскопическая точка) такого раствора должна быть ниже 0 =С. что соответствует его ионной и молекулярной концентрации. Мясной сок начинает замерзать при температуре —0,6...—1.2 "С. При температуре замерзания в водном растворе начинается кристаллизация воды, по мере вымораживания воды остаточная концентрация раствора возрастает и температура замерзания еще больше понижается. Поскольку замерзание сопровождается уменьшением количества воды в растворе, концентрация остаточного раствора постоянно растет, пока не достигнет концентрации самой низкой точки — так называемой эвтектической точки замерзания. Эвтектическая точка замерзания мышечной ткани лежит в интервале — 59...—64 °С. У продуктов, обладающих тканевой структурой, содержание растворенных веществ во влаге межклеточного пространства обычно ниже, чем в клеточной влаге. В связи с этим при замораживании кристаллики льда начинают образовываться в межклеточном пространстве и концентрация раствора там возрастает. Если замораживание происходит медленно, то благодаря разнице концентраций внутри и вне клеток вода из меток частично диффундирует в межклеточное пространство. Поскольку размеры образовавшихся в межклеточном пространстве кристалликов льда увеличиваются за счет уменьшения массовой доли влаги, клетки высыхают. Этому способствует также то, что во время замерзания объем воды увеличивается примерно на 10 % и образовавшиеся в межклеточном пространстве кристаллики оказывают на клетки механическое давление. Во время быстрого замораживания кристаллизация также начинается в межклеточном пространстве, но отвод теплоты совершается быстрее, чем начинается диффузия воды из клеток. И прежде чем начинается диффузия молекул воды через стенки клеток, она замерзает внутри клеток. Именно поэтому из медленнозамороженных животных тканей после их оттаивания уходит много клеточной воды. При быстром замораживании потери капиллярной воды минимальны. Раньше считали, что преобладающая часть потерь сока связана с механическим разрушением клеток под давлением крупных кристаллов льда, которые образуются при медленном замораживании мяса. На самом деле большая часть потерь сока происходит не из-за механического разрушения клеток, а из-за диффузии клеточной влаги в межклеточное пространство при медленном замораживании клеток. При быстром замораживании наиболее существенно, чтобы температура продукта как можно быстрее проходила через область так называемого 2 максимального кристаллообразования (—1...—5СС), когда вымерзает основная часть имеющейся воды. При замораживании появляются новые структурные компоненты: водные кристаллы. При этом меняется общий вид и толщина мышечных волокон. Кристаллы повреждают мышечные волокна: разрыхляют их, а затем по мере роста спрессовывают в отдельные пучки миофибрилл. В волокнах раньше начинает исчезать поперечная исчерченность. При проведении замораживания мяса важно уменьшить вытекание мясного сока, который содержит белки, пептиды, аминокислоты, молочную кислоту, витамины и минеральные вещества. Количество сока зависит от скорости замораживания. При медленном замораживании количество вытекающего мясного сока в размороженном мясе больше, так как больше степень повреждения белков. Количество вытекающего мясного сока зависит не только от скорости замораживания. Так, различные мышцы теряют разное количество мясного сока, а в пределах мышц одной группы потери мясного сока тем меньше, чем больше pH. Кроме того, длительное холодильное хранение мяса перед замораживанием препятствует вытеканию из него мясного сока при последующем размораживании. При этом в процессе созревания мяса высвобождаются ионы кальция и натрия, которые адсорбируются миофибриллярными белками. Количество вытекающего мясного сока зависит от того, наступило ли окоченение мышц перед замораживанием мяса. От скорости замораживания зависит также водоудерживающая способность мяса после размораживания: при медленном замораживании эта способность намного меньше. При холодильном хранении может измениться структура ткани. При испарении концентрация раствора в поверхностном слое увеличивается до такой степени, что происходят необратимые процессы денатурации белков, усадки меток, образование корочки на поверхности мяса. Вследствие выделения воды начинаются агрегация и дезагрегация белковых частиц, что приводит к снижению водосвязывающей способности белковых веществ и изменению консистенции и вязкости. Изменения, вызываемые перераспределением воды при замораживании, носят преимущественно физический характер, и их интенсивность зависит от скорости охлаждения. Если скорость низкая, то сначала кристаллизуется внутриклеточный тканевый сок, концентрация которого относительно невысока. Кристаллы льда группируются вокруг клеток, где находится клеточный сок высокой концентрации, имеющий низкую точку замерзания. Повышенное давление пара в переохлажденной, но еще незастывшей жидкости внутри мышечного волокна вызывает диффузию водяного пара через сарколемму. При небольшой скорости замораживания количество диффундирующей воды оказывается достаточным для образования льда внутри 3 мышечного волокна. Этот процесс заканчивается тогда, когда после достижения криогидратной точки меточный сок полностью затвердевает, и через некоторое время после прекращения замораживания парциальное давление водяного пара внутри волокна и в межволоконном пространстве уравнивается. Усадка волокна является следствием процесса замораживания. Она вызвана увеличением концентрации клеточного сока, что, в свою очередь, способствует химическим изменениям. Кроме того, в межклеточных пространствах образуются крупные кристаллы льда, которые деформируют и разрушают ткань. Чем выше скорость замораживания, тем меньше повреждения клеток и тканей. Несмотря на некоторое повреждение структуры, замораживание — относительно щадящий способ сохранения качества мяса. Влияние замораживания на микроорганизмы. Вымерзание воды из клеток микроорганизмов начинается при достижении точки замерзания. Преобладающая часть воды вымерзает при более низкой температуре в области максимального кристаллообразования; для микроорганизмов этот интервал – 8...–12СС. Поскольку микроорганизмы некоторых видов размножаются при –12 ‘‘С, продукты следует замораживать до более низкой температуры и хранить при температуре ниже –15 °С. В этом случае после длительного хранения в замороженном мясе не происходит микробиальной порчи. При снижении температуры замораживания активность ферментов уменьшается, а после размораживания активность большинства ферментов восстанавливается. Активность ферментов существенно снижается при многократном замораживании и размораживании. Она также зависит от содержания воды в продукте и величины pH. При ферментативном распаде роль воды заключается прежде всего в транспортировании растворенных компонентов к ферментам. Изменение структуры тканей мяса при размораживании. Способ и режимы размораживания должны обеспечить возможно большую степень восстановления его первоначальных свойств при минимальных необратимых изменениях, вызываемых условиями самого размораживания. Мясо в процессе размораживания приобретает новые структурные особенности. Изменяются не только толщина мышечных волокон и размер саркомеров, но и общий вид соединительнотканных прослоек между пучками мышечных волокон. Если в парном мясе прослойки имеют вид уплотненных тяжей, то в размороженном мясе на их месте обнаруживается разрыхленная сетчатая структура анастомозов тонких нитей, пересекающих пустые пространства между пучками мышечных волокон. В мясном соке, выделяющемся при размораживании, отмечают морфологические различия, обусловленные разными способами замораживания. В мясном соке после размораживания мяса, замороженного в парном состоянии, можно видеть сигаровидные или удлиненно-овальные ядра мышечных волокон, а в размороженном мясе, замороженном в охлажденном состоянии, их в 2...3 4 раза меньше. Наряду с ядрами в мясном соке встречаются микроорганизмы, в основном шарообразные и палочковидные формы, причем после размораживания мяса, замороженного в охлажденном состоянии, их больше, чем после размораживания мяса, замороженного в парном состоянии. Кроме того, в мясном соке часто обнаруживают эритроциты, по-видимому, выходящие из капилляров при разрыве их множественными кристаллами, а также обрывки мышечных волокон и миофибрилл. Один из перспективных способов — размораживание мяса в вакууме. При таком способе наиболее полно сохраняется микроструктура волокон. 2 Изменения свойств мяса при посоле сырья При производстве продуктов из мяса применяют посол как способ обработки мяса, который в сочетании с другими — варкой, копчением, запеканием, сушкой — применяют для выработки высококачественных изделий. Под посолом понимают обработку сырья поваренной солью (часто в сочетании с веществами, способствующими улучшению результата: аромата, вкуса, сочности, окраски и других потребительских и технологических показателей) и выдержку в течение определенного времени, достаточного для завершения процессов, в результате которых продукт приобретает необходимые свойства. Способы посола мяса. Различают сухой посол, т. е. обработку сухой посолочной смесью; мокрый, т. е. выдержку мясного сырья в рассоле, и смешанный (сочетание сухого и мокрого способов). При данных способах посола диффузионный обмен протекает примерно одинаково. Рассол можно вводить шприцеванием уколами в мышечную ткань, а также через кровеносную систему. Процесс распределения рассола в мясе при шприцевании подчиняется законам нестационарной фильтрации. При изготовлении мясопродуктов с применением посола помимо диффузионного обмена изменяются структура и консистенция, развивается характерная окраска, образуются и накапливаются предшественники веществ, обусловливающих вкус и аромат. Все эти процессы протекают в течение периодов посола и хранения соленого продукта, некоторые из них связаны с особенностями развития микрофлоры и изменения активности ферментов мяса в присутствии посолочных веществ. Поскольку специфические процессы, в результате которых соленый продукт приобретает характерные для него свойства, развиваются лишь в присутствии посолочных веществ, главным при посоле является накапливание в тканях этих веществ в определенных количествах. При всех способах посола посолочные вещества в мясе накапливаются в результате обмена в системе рассол—мясной продукт. При сухом способе посола рассол образуется за счет воды продукта на его поверхности в начальной стадии посола. В случае введения рассола в продукт поверхность раздела фаз, на которой происходит 5 диффузионный обмен, создается участками внутри него, так называемыми зонами начального накопления рассола. Сухой посол. Сухой посол осуществляют, натирая мясное сырье сухой посолочной смесью с последующим пересыпанием его поваренной солью во время укладки в тару или в штабеля. Особенность сухого посола заключается в том, что он всегда характеризуется обезвоживанием тканей. Степень обезвоживания зависит от приемов посола: наибольшая — при многократной обработке мясного сырья поваренной солью в условиях свободного стекания рассола, наименьшая — при однократной обработке поваренной солью с последующей укладкой продукта в непроницаемую для образующегося при посоле рассола тару (металлические ящики, бочки). Возможность достигнуть сравни тельно высокой степени обезвоживания при большом содержании поваренной соли в обрабатываемом продукте делает сухой способ посола наиболее пригодным для консервирования. Сухой посол не лишен существенных недостатков: продукт получается чрезмерно соленым и жестким, распределение в нем поваренной соли неравномерное. Недостатки сухого способа посола в наименьшей степени заметны при посоле мясного сырья с высоким содержанием жировой ткани (шпик, свиная грудинка), которая содержит сравнительно мало воды (5... 14 %) и белковых веществ. Вследствие небольшого содержания воды количество поваренной соли, растворяющееся в ней, невелико. Оно не превышает 2,5...3 % массы жировой ткани. Поэтому такие части туши, как правило, солят сухим способом. Сухим способом пользуются еще и тогда, когда главной целью обработки наряду с консервированием для длительного хранения (сырокопченые изделия) является обезвоживание мясного сырья (посол мяса для производства сырокопченых колбас). Для сокращения продолжительности сухого посола продукт перед посолом прокалывают тонкими стальными иглами. Создаваемые таким образом поры, являющиеся центрами диффузии, ускоряют проникновение поваренной соли в толщу продукта. Эти поры сохраняются до начала копчения и способствуют его ускорению. После копчения поры закрываются. Прокалывание мясного сырья перед сухим посолом позволяет сократить продолжительность посола примерно на 30 %. Изменение массы мяса при сухом посоле соответствует степени обезвоживания тканей, которая, в свою очередь, зависит от того, удаляют или не удаляют рассол, образующийся за счет воды продукта. Количество рассола, которое может быть выделено продуктом, зависит от его начального влагосодержания и количества поваренной соли. Мышечная ткань выделяет 9... 12 % воды к первоначальной массе при обработке поваренной солью в количестве 8... 12 % к той же массе. Жировая ткань при сухом способе посола не отделяет воду. 6 Если образующийся рассол не удаляется, то масса продукта в конце посола возрастает; если же рассол удаляется (как это происходит при посоле на решетках или в штабелях), масса уменьшается. Так, например, при посоле говядины в таре масса продукта увеличивается примерно на 4,3...4,6 %, а при стекании рассола масса уменьшается примерно на 12...15 %; при посоле свиной грудинки в таре ее масса возрастает примерно на 2...3 %, а при стекании рассола уменьшается на 1...3 %. Изменение массы продукта при сухом способе посола зависит также от размеров усушки и потери белковых и экстрактивных веществ в процессе посола. Мышечная ткань при посоле теряет до 3,5 % белков от их первоначального содержания. Мокрый посол. Посол рассолами дает возможность получить продукт с различным содержанием поваренной соли при наиболее равномерном ее распределении в продукте. Концентрации рассолов, отвечающие тем или иным вкусовым свойствам продукта, следующие: особо малосоленый — 14%, малосоленый — 16, нормальной солености — 18, солоноватый — 20%. Концентрация рассола, которым проводят посол, помимо прямого влияния на вкус продукта оказывает и косвенное влияние на развитие аромата и вкуса ветчинности продукта. Но концентрация рассола не должна быть ниже 12 %, иначе начинается порча продукта. При мокром посоле продукт получается с высокой влажностью. Признаки ветчинности достаточно ясно ощущаются лишь через 14...20сут (при температуре около 2...4°С) и становятся в полной мере выраженными через 40...50сут посола. Различают хчительный (40...60 сут), обычный (40...25 сут) и ускоренный (7... 14 сут) посол. При длительном посоле критерием продолжительности процесса является образование ветчинности, так как распределение соли между рассолом и продуктом заканчивается раньше. В этом случае нет необходимости в специальных приемах для ускорения распределения соли, поэтому посол проводят простой заливкой рассолом необходимой концентрации. При обычном и ускоренном посоле возникает необходимость в искусственных приемах для ускорения распределения соли в продукте. С этой целью часть рассола в толщу продукта вводят механически путем шприцевания при помощи полой иглы или через кровеносную систему. Рассол, который вводят в толщу, называется шприцовочным. Шприцовочный рассол готовят обычно более высокой концентрации, чтобы не вводить в толщу излишне много воды. Шприцовочный рассол должен быть свежим, профильтрованным и прокипяченным. Смешанный посол. При смешанном посоле продукт вначале солят сухим способом, а затем выдерживают в рассоле до готовности. Подобное сочетание сухого и мокрого посола увеличивает стойкость продукта при хранении, позволяет избежать слишком сильного обезвоживания, просаливания и 7 излишних потерь питательных веществ с рассолом. Иногда продукт заливают рассолом с целью устранить его соприкосновение с воздухом, чтобы избежать развития плесеней при последующем хранении. Сочетание некоторых достоинств сухого и мокрого посола делает смешанный посол наиболее распространенным. Изменения массы продукта при смешанном посоле имеют среднее значение в сравнении с изменениями при сухом и мокром способах. К концу посола масса продукта несколько возрастает: прирост массы окороков составляет около 2 %. После стекания рассола прирост массы уменьшается примерно на 1 % к массе, полученной после посола. Смешанный посол применяют для посола грудинки, корейки, окороков и филея, выпускаемых в копченом виде. Консервирующее действие поваренной соли. Консервирующее действие поваренной соли обусловлено высоким осмотическим давлением (если применяют высокие концентрации), обезвоживанием протоплазмы микробных клеток, специфическим действием ионов натрия и хлора на микроорганизмы. Микрофлора рассолов имеет свою специфику', которая является результатом своеобразной селекции. Из общего количества бактерий, попадающих в рассол, выживают только те, которые способны развиваться в этих условиях. Среди микроорганизмов, встречающихся в заливочных рассолах, обычно преобладают микрококки, грамотрицательные палочки и молочнокислые бактерии. Микроорганизмы обладают различной устойчивостью к действию хлорида натрия. Различают галофилы — микроорганизмы, которые развиваются только при высокой концентрации хлорида натрия, и солетолерантные — микроорганизмы, которые выдерживают высокие, но развиваются и при более низких концентрациях поваренной соли. Среди галофилов встречаются пигментообразующие (желтые, красные пигменты) микроорганизмы, способные вызвать порчу мясного продукта. Развитие гнилостных и сальмонеллезных бактерий, а также бактерий рода Clostridium botulinum, вызывающих тяжелое отравление — ботулизм, прекращается при концентрации поваренной соли около 10 %. Сальмо неллы погибают при концентрации поваренной соли около 19% через 75...80 сут. Кокковые формы бактерий переносят концентрацию поваренной соли около 15 %. Стафилококки, вызывающие пищевые отравления, прекращают рост при концентрации 15...20 %, а при 20...25 % погибают. Анаэробные микроорганизмы встречаются в рассолах очень редко. С. putrificus и С. sporogenes прекращают свое развитие при концентрации рассола 12 %. Дрожжи и плесневые грибы развиваются при концентрации поваренной соли около 20 %. При повышении температуры галофильные микроорганизмы быстро размножаются, вызывая порчу мясных продуктов и рассолов. 8 При посоле изменяются свойства мясного сырья. Так, свинина становится более сочной, нежной и приобретает своеобразные вкус и аромат. Это ферментативный процесс. Некоторые исследователи считают, что аромат в соленых мясных продуктах обусловлен действием ферментов микроорганизмов некоторых видов, а также есть следствие адсорбирования ароматических веществ при помощи этих ферментов. Другие авторы объясняют образование своеобразных аромата, вкуса и запаха ветчинных изделий ферментативным действием микроорганизмов молочнокислой группы. Микроорганизмы определенных видов, находящиеся в рассолах, оказывают консервирующее действие — предохраняют мясные продукты от порчи в процессе посола, подавляя рост гнилостных бактерий. Такими микроорганизмами — антагонистами в отношении многих видов гнилостных бактерий, вызывающих порчу рассола и продуктов, — являются представители рода Lactobacterium. Устойчивость старых рассолов можно объяснить именно наличием в них лактобактерий. Бактерии — представители рода Micrococcus — также способствуют устойчивости рассола к порче. Массовая доля поваренной соли в продуктах из мяса влияет на вкус, поэтому ее устанавливают в следующих пределах: в вареных изделиях не более 3 %, копчено-вареных не более 3,5. копчено-запеченных не более 2,5, сырокопченых не более 6%. При посоле мясопродуктов применяют ненасыщенные рассолы, консервирующее действие которых невелико. Консервирующий эффект усиливается при сочетании посола с другими способами технологической обработки — охлаждением, копчением, сушкой. Диффузионный обмен при посоле. В момент соприкосновения раствора поваренной соли (рассола) с внешней (при погружении в рассол) или внутренней (при шприцевании рассола в толщу продукта) поверхностями между ними возникает обменная диффузия, которая приводит к перераспределению поваренной соли, воды и растворимых составных частей продукта. В зависимости от состава продукта, концентрации рассола и продолжительности процесса может происходить как обезвоживание, так и обводнение тканей. Ионы натрия и хлора проникают в продукт, а растворимые компоненты выводятся во внешнюю среду; вода в зависимости от концентрации рассола либо выходит в рассол, либо поглощается из рассола продуктом. То же происходит при обработке продукта сухой солью, с той лишь разницей, что в этом случае вначале образуется рассол в результате растворения поваренной соли в воде продукта; продукт при этом всегда обезвоживается. В рассол переходят белковые, экстрактивные и минеральные вещества, водорастворимые витамины. Количество веществ, переходящих в рассол, различно и зависит от условий посола (концентрации и количества рассола, продолжительности посола и ряда других факторов). Потери белковых веществ (альбуминов, глобулинов) возрастают с увеличением концентрации рассола до 10... 12 %, при дальнейшем ее изменении 9 они уменьшаются. При сухом посоле потери минимальные. Количество белкового азота, накапливающегося в рассоле, возрастает с повышением температуры (но не выше температуры денатурации белков). Так как белковые вещества не способны диффундировать через стенки клеток, их потери с рассолом происходят в результате перехода в него белков, заполняющих кровеносную систему, и белков разрушенных клеток. Относительное количество белков, теряемое при посоле, уменьшается с повышением упитанности мяса. В процессе посола мяса потеря растворимых веществ и особенно белков нежелательна. Однако при правильном посоле некоторая потеря питательных веществ не снижает пищевой ценности соленых мясных продуктов. Их пищевая ценность даже повышается, так как продукт становится более нежным, вкусным и лучше усваивается, чем несоленое мясо. Факторы, интенсифицирующие процесс проникновения посолочных веществ, способствуют увеличению потерь растворимых веществ продуктов в рассол. Потери при посоле мяса уменьшаются при низком жидкостном коэффициенте; применении рассола высокой концентрации; использовании «старых» рассолов, методов шприцевания и последующего массирования с сокращением продолжительности выдержки мяса в рассоле или полном исключении таковой. Наиболее важно при посоле перераспределение поваренной соли и воды. От количества поваренной слои в продукте зависит вкус и устойчивость к действию микроорганизмов. Количество воды определяет выход продукта и его консистенцию, а также концентрацию поваренной соли в тканевой жидкости, а следовательно, устойчивость продукта по отношению к микроорганизмам. Кинетика посола. Понятия «концентрация поваренной соли» и «массовая доля поваренной соли в продукте» различны. Под концентрацией поваренной соли в продукте подразумевают условную величину, выражающую отношение количества поваренной соли к суммарному количеству воды и поваренной соли (рассолу) в продукте. Эта величина практически определяет численное значение осмотического давления в ткани и, следовательно, обусловливает консервирующее действие поваренной соли и течение диффузионноосмотических процессов при посоле. Под массовой долей поваренной соли (в %) в продукте подразумевают отношение количества поваренной соли к массе продукта после посола. В зависимости от массовой доли поваренной соли в продукте различают следующие вкусовые оттенки: особо малосоленый — 2...2,5 %, малосоленый— до 3, нормальной солености — до 3,5, солоноватый — до 4,5, соленый — более 4,5 % поваренной соли. Процесс перераспределения поваренной соли между рассолом и продуктом (в состоянии покоя системы рассол—продукт) в своей основе имеет диффузионно-осмотический характер. 10 При посоле мяса в рассоле протекает одновременно три фазы этого процесса: перемещение поваренной соли из рассола в продукт; перемещение поваренной соли в толще продукта; выравнивание концентрации поваренной соли в рассоле, меняющейся вследствие перехода соли в продукт. Стабилизация окраски. Под действием хлорида натрия усиливаются процессы изменения гемовых пигментов мышечной ткани, вследствие чего исчезает присущая мясу окраска. Сохранение соленым мясом розово-красного цвета обусловлено действием продукта восстановления нитрита (оксида азота) на гемовые пигменты (белки): миоглобин и гемоглобин. Быстрота образования окраски и возможность точного дозирования являются несомненными преимуществами непосредственного применения нитрита по сравнению с селитрой. При длительном хранении обесцвечивание мясопродуктов, посоленных с применением одного нитрита, происходит быстрее, чем в случае одновременного применения нитрита и селитры. В Российской Федерации применение селитры для стабилизации окраски мясопродуктов при посоле мясного сырья запрещено законодательством, так как трудно контролировать действующее количество образующегося нитрита. Окраска свежего несоленого мяса, как известно, обусловлена белками миоглобином и гемоглобином оставшейся крови. При посоле мяса под действием поваренной соли миоглобин и гемоглобин переходят соответственно в метмиоглобин и метгемоглобин, в результате чего оно приобретает серокоричневый цвет. Оксид азота (продукт восстановления нитрита), соединяясь с миоглобином и гемоглобином, превращает их в азокси- миоглобин и азоксигемоглобин, которые обусловливают цвет соленого мяса, по следующей схеме: Превращение селитры в нитрит под действием денитрофицирующих бактерий не зависит от реакции среды. Переход нитрита в азотистую кислоту и азотистой кислоты в оксид азота может происходить только в кислой среде. Поэтому при высоком значении pH (около 7,0) соленое мясо имеет яркий цвет. Образование азоксимиоглобина и азоксигемоглобина возможно только при отсутствии кислорода, в противном случае наряду с азоксимиоглоби- ном и азоксигемоглобином образуются метмиоглобин и метгемоглобин. Образовавшиеся в процессе посола азоксимиоглобин и азоксигемоглобин при денатурации в процессе варки переходят в азоксигемохромоген. Азоксимиоглобин, азоксигемоглобин и азоксигемохромоген легко окисляются в присутствии кислорода воздуха, образуя соответственно метмиоглобин, метгемоглобин и гематин. 11 Повышение температуры ускоряет процесс окисления; при температу ре 2...8°С обесцвечивание готовой продукции происходит значительно медленней, чем при температуре 15...20 °С и выше. Положительное влияние на образование и сохранение цвета соленого мяса оказывают содержащиеся в нем сульфгидрильные группы, являющиеся восстанавливающим агентом. Существует прямая зависимость между потерями сульфгидрильных групп и обесцвечиванием мяса. Потери сульф- гидрильных групп увеличиваются при хранении мяса в условиях повышенной температуры (15...20 °С). Цвет мяса и мясопродуктов зависит от содержания в них производных миоглобина и гемоглобина. Окраска поверхностного слоя свежего несоленого мяса толщиной около 40 мм (глубина проникновения кислорода в мясо) обусловлена светло-красными оксимиоглобином и оксигемоглоби- ном, а в слое, лежащем ниже, окраска зависит от восстановленных более темных миоглобина и гемоглобина. Мясо, посоленное без селитры и нитрита натрия, имеет коричневокрасную окраску', обусловленную метмиоглобином и метгемоглобином. Цвет мяса, посоленного с селитрой и нитритом, обусловлен азоксимио- глобином и азоксигемоглобином, а в некоторых случаях азоксигемохро- могеном, образующимся в результате денатурации азоксимиоглобина и азоксигемоглобина в процессе посола, копчения, созревания, сушки. Кроме того, в соленых мясопродуктах могут присутствовать метмиогло- бин, метгемоглобин, следы миоглобина, гемоглобина, а также оксимио- глобина и оксигемоглобина. После варки соленые мясопродукты приобретают розово-красный цвет, который обусловлен в основном азоксигемохромогеном. Окраска несоленого вареного мяса зависит от гематина. На обесцвечивание мясопродуктов оказывает влияние ряд факторов: повышение температуры, кислород воздуха, недостаток нитрита, микроорганизмы, продукты окисления жиров. При недостатке нитрита мясопродукты окрашиваются слабо и неравномерно it быстро обесцвечиваются на воздухе. Обесцвечивание мясопродуктов может происходить и под влиянием ферментов микроорганизмов — оксидаз, которые способствуют окислению азоксигемохромогена в гематин. Обесцвечивание мясопродуктов наблюдается также в случаях использования шпика с признаками окислительной порчи и наличием перекисей, которые также способствуют окислению азоксимиоглобина и азоксигемоглобина. Нитриты, даже в сравнительно небольших дозах, небезразличны для здоровья человека. Допустимое суточное поступление нитрита в организм человека не должно превышать 0,2 г/кг массы тела в день (временно). Содержание нитрита в готовом продукте поэтому ограничено и не должно превышать 0,005 %. 12 Аскорбиновая кислота улучшает вкус и запах мясопродуктов. При ее добавлении необходимо соблюдать определенные правила: аскорбинат натрия вводят в рассол при условии немедленного его использования. При шприцевании мяса рассолом рекомендуется применять У-образ- ные трубки перед входным отверстием рассольного насоса с тем, чтобы раствор аскорбината натрия и рассол направлялись через одну иглу, т. е. смешивание растворов происходило бы непосредственно перед инъекцией рассола в мясо. Этот способ более рациональный по сравнению с введением рассола или аскорбината натрия раздельно. Указанные способы рекомендуются в связи с тем, что при введении аскорбината натрия, а тем более аскорбиновой кислоты, в рассол, содержащий нитриты, начинается бурная реакция, сопровождающаяся выделением оксида азота. Аскорбиновая кислота реагирует непосредственно с нитритом натрия, образуя оксид азота, независимо от естественно присутствующих в мясе редуцирующих веществ. Интенсификация процесса распределения посолочных ингредиентов в мясе. Улучшить качество продуктов из мяса можно, если интенсифицировать распределение посолочных ингредиентов посредством применения интенсивных методов воздействия: вибрации, чередования повышенного давления и вакуумирования, ультразвука, массирования и других воздействий. При воздействии на систему мышечная ткань—рассол полей ультразвуковых колебаний происходит интенсивное распределение посолочных ингредиентов в мясе. Обработка ультразвуком улучшает проникновение поваренной соли в мышечную и жировую ткань в 2,5...3 раза. Воздействие на систему мышечная ткань—рассол при высоких частотах (100...300 кГц) приводит к ускорению перераспределения поваренной соли в мясе по сравнению с воздействием при низких частотах (22 кГц). В ультразвуковом поле температурный режим не влияет на скорость проникновения и распределения посолочных веществ в мясе, так как в этом случае на ускорение процесса посола в основном влияют факторы, сопутствующие ультразвуковым колебаниям. Воздействие ультразвука на мышечную ткань приводит к деструкции миофибрилл мышечных волокон, при этом миофибриллы разрываются с образованием отдельных фрагментов. Эти разрушения повышают проницаемость мышечной ткани для посолочных веществ. Поэтому ускорение перераспределения посолочных ингредиентов при посоле мяса при обработке ультразвуком происходит за счет комплекса факторов: разрушения мышечной ткани и ультразвуковых колебаний. Обработка системы мышечная ткань—рассол в электромагнитном поле сверхвысоких частот (2375 МГц) значительно ускоряет процессы проникновения и перераспределения посолочных ингредиентов. Скорость посола возрастает в несколько раз по сравнению с обычной выдержкой мяса в рассоле. Ускорение процесса распределения посолочных веществ происходит за счет 13 релаксационных свойств и деполяризации молекул продукта и составных частей рассола под действием электромагнитного поля сверхвысоких частот, «эффекта губки» и теплового эффекта. Одним из наиболее распространенных технологических приемов ускорения накопления и распределения посолочных ингредиентов в мясе является приложение к системе мышечная ткань—рассол механических воздействий: вибрации или массирования. Вибрация звуковой частоты оказывает принципиально сходное действие на проникновение поваренной соли в толщу мяса, как и низкочастотный ультразвук, но в отличие от него при вибрации в значительно меньшей степени выражены побочные отрицательные эффекты (повышение температуры, выход органических веществ в рассол). При наложении на систему мышечная ткань—рассол двух перпендикулярно синхронных полей вибрации у поверхности животной ткани в рассоле создаются гидродинамические силы, разрушающие пограничный диффузионный слой и вызывающие более интенсивное проникновение рассола в капилляры мышечной ткани, чем одинарное поле вибрации. Применение технологических схем посола мяса с применением процесса шприцевания требует использования активных способов воздействия на прошприцованное мясо с целью интенсифицировать процесс распределения посолочных веществ в нем. Такими активными способами воздействия являются обработка во вращающихся емкостях или емкостях с мешалками (массирование). Особенность обработки мяса в массажных установках — наличие гидродинамических воздействий, а также возникновение в мясе упругопластических деформаций тканей, что в конечном итоге способствует интенсивному распределению в нем посолочных ингредиентов. Процесс массирования преследует следующие основные цели: равномерно распределить посолочные ингредиенты, введенные в отдельные отруба или куски мяса; сократить продолжительность равномерного распределения посолочных ингредиентов по всему объему продукта; повысить выход и нежность готового продукта; получить монолитный продукт (реструктурирование) из отдельных кусков мяса. Способы массирования различаются по интенсивности механических воздействий на полуфабрикаты и целям (интенсификация процесса посола, реструктурирование, тендеризация). 3 Изменения свойств мяса при копчении Изделия, предназначенные к выпуску в копченом, копченовареном и копчено-запеченном виде, подвергают копчению. 14 Под копчением подразумевают пропитывание изделий дымовыми газами, т. е. продуктами неполного сгорания тлеющих на воздухе опилок и стружек. В большинстве случаев, однако, технологический смысл, вкладываемый в понятие «копчение», более широк. Одновременно с собственно копчением происходит обезвоживание изделий, необходимое для увеличения их стойкости к воздействию микрофлоры. Коптильные вещества, проникая в толщу продукта, придают ему специфические острый и приятный аромат и вкус, своеобразную темно-красную с вишневым оттенком окраску, делают продукт более устойчивым к действию микроорганизмов, а имеющийся в его составе жир более устойчивым к окислительному действию кислорода воздуха. Копчение, следовательно, придает продукту благоприятные органолептические свойства и способствует более длительному его хранению. Вещества, попадающие в продукт при копчении, в значительной части адсорбируются им. Некоторые из них вступают и в химическое взаимодействие с составными частями продукта Дым, который используется при копчении мясопродуктов, получают в результате неполного сгорания древесины, преимущественно твердых пород. Этот дым представляет собой систему типа аэрозоля, образованную воздухом (азот, кислород, диоксид углерода и др.) и продуктами неполного сгорания: газами, парами, частицами жидких и твердых веществ. Степень дисперсности взвешенных частиц в дыме колеблется в пределах 0,001...10 мкм. При этом частицы жидких и твердых веществ попадают в состав дыма в результате конденсации испаряющихся и возгоняющихся продуктов распада древесины. В числе твердых частиц оказываются также частицы углерода (сажи) и золы, уносимые воздухом. Собственно копчение происходит в результате поглощения изделием продуктов распада древесины, которые, следовательно, и являются коптильными веществами. Сажа и зола (нежелательные примеси), попадая на поверхность продукта, лишь загрязняют ее. Газообразные составные части воздуха в копчении не участвуют, но играют решающую роль в обезвоживании продукта в результате испарения воды. В числе коптильных веществ дыма обнаружено более ста самых разнообразных продуктов неполного сгорания древесины: спирты (метиловый, амиловый, изоамиловый, изобутиловый, аллиловый), альдегиды (муравьиный, ацетальдегид, диметилацетальдегид, фурфурол), кетоны (ацетон, диацетон), кислоты (муравьиная, уксусная, пропионовая, масляная, валериановая, капроновая, ангеликовая, лигноцериновая) и метиловые эфиры некоторых из этих кислот, фенолы (фенол, орто-, мета- и паракрезолы, ксиленолы, пирокатехин, пирогаллол, гваякол, эйгенол), производные фенолов (этилфенол, этилгваякол, диметиловый эфир пирокатехина, ди- метиловый эфир 15 пирогаллола), прочие вещества (толуол, пиридин, ме- тилпиридин, метан, скипидар, камфора, танин, смолы, оксид и диоксид углерода). Вещества, входящие в состав дымовых газов, не равноценны в технологическом отношении. Одни из них являются носителями полезных свойств, другие (например, метиловый спирт) обладают бесполезными, а иногда и нежелательными свойствами. Такие коптильные вещества, как альдегиды (в частности, формальдегид), большинство фенолов, кислоты, оказывают большее или меньшее бактерицидное действие. Фенолы обладают антиоксидантными свойствами и служат основными носителями ароматических и вкусовых свойств. В их числе имеются и такие вещества, которые являются главными составными частями эфирных масел пряностей. Так, например, эйгенол — основная составная часть эфирного масла гвоздики. Однако смолы ухудшают аромат и вкус продукта. Состав дымовых газов при копчении колеблется в значительных пределах в зависимости от породы дерева и условий его сжигания. Состав дыма регулируют путем изменения его плотности (густоты) и подбором топлива для его получения. Наиболее подходящие для копчения породы дерева — это бутс, дуб, чинара, ольха и береза (без бересты). Смолистые породы дерева (ель, сосна), содержащие большое количество смолистых веществ с резким запахом, использовать для получения технологического дыма нельзя. Для улучшения качества дыма рекомендуется фильтровать его через мокрые фильтры. Бактерицидные свойства коптильных веществ выражены довольно ясно, но немаловажную роль играют и биологические свойства микроорганизмов. Стафилококки и протей при непосредственном соприкосновении с дымом погибают через 3 ч, спорообразующие выдерживают действие густого дыма в течение 7 ч. Микроорганизмы, находящиеся в поверхностных слоях продукта, при копчении погибают быстрее, число их после копчения уменьшается в десятки раз. Коптильные вещества, проникшие в продукт, в течение некоторого времени сохраняют свои бактерицидные свойства. Коптильные вещества обладают некоторым избирательным действием. Если, например, количественное соотношение кокковых и палочковых форм в процессе копчения практически не меняется, то пигментообразующие бактерии выживают лучше, чем непигментообразующие. В копченых продуктах чаще других встречаются грамположительные кокки и В. cubtilis, реже — кишечная палочка и протей. Плесневые грибы более устойчивы к действию коптильных веществ. Бактерицидный эффект, вызываемый действием коптильных веществ в процессе копчения, зависит не только от плотности дыма, т. е. концентрации коптильных веществ в воздухе, но также и от температуры и влажности дымовых газов: чем выше их температура и меньше влажность, тем больше микроорганизмов погибает на поверхности продукта. В глубине продукта бактерицидное действие коптильных веществ меньше, чем на его поверхности. 16 Оно зависит от концентрации данных коптильных веществ в продукте. Так, например, число микроорганизмов в продукте обратно пропорционально содержанию в нем фенолов. При копчении бактерицидное действие коптильных веществ в тех концентрациях, которые допустимы в пищевых продуктах, недостаточно, чтобы предохранить мясопродукты от порчи на длительное время, но в сочетании с другими методами консервирования — посолом, обезвоживанием — копчение надежно сохраняет их на достаточно продолжительный срок. Поверхность копченых изделий при достаточно высокой влажности воздуха легко увлажняется, вследствие чего она быстро загрязняется микроорганизмами, в особенности плесенями. Поэтому при длительном хранении и транспортировке копченых изделий решающее значение имеет защита их поверхности от увлажнения. Одним из радикальных способов такой защиты является покрытие продуктов паронепроницаемыми оболочками и пленками. Многие составные части коптильного дыма обладают антиоксидант- ными свойствами, т. е. резко тормозят окислительную порчу жиров. Это обстоятельство имеет большое значение, так как окисление жиров при длительном хранении мясопродуктов служит одной из главных причин их окислительной порчи. Наиболее сильно антиоксидантные свойства выражены у коптильных веществ, входящих в фенольную фракцию. Полученные экспериментальные данные свидетельствуют, что стойкость жира при хранении находится в прямой зависимости от содержания в нем коптильных веществ фенольного происхождения, что согласуется с современными представлениями о механизме действия антиоксидантов. Антиокислительное действие этих веществ резко возрастает в присутствии аскорбиновой кислоты. Механизм копчения складывается из двух фаз: коагуляции коптильных веществ на поверхности продукта из свободно движущихся дымовых газов и диффузии коптильных веществ внутрь продукта под влиянием градиента концентраций, возникающего вследствие их осаждения на поверхности. Подобным механизмом процесса можно управлять только путем регулирования состава, скорости движения и температуры коптильного дыма. Регулирование состава и скорости движения коптильного дыма позволяет влиять на состав веществ, оседающих на поверхности продукта, а также на величину и равномерность оседания. Регулирование температуры позволяет влиять на скорость диффузии коптильных веществ внутри продукта. Обезвоживание в процессе копчения. Копчение в потоке дыма, в котором количественно преобладают составные части воздуха (азот, кислород), сопровождается более или менее интенсивным испарением воды с поверхности продукта. В подавляющем большинстве случаев продукт коптят, чтобы предохранить его от порчи, а поскольку консервирующее действие коптильных 17 веществ зависит от влажности продукта, обезвоживание его в процессе копчения, как правило, явление положительное. 4 Изменения свойств мяса при термической обработке Изменение белковых веществ. Наиболее существенное изменение белков при нагреве продукта — их тепловая денатурация. Температура денатурации белков, образующих структуру тканей и находящихся, таким образом, в связанном состоянии, отлична от температуры денатурации свободных белков. В случае варки соленых изделий на температуру денатурации влияет, повышая ее, также и поваренная соль. При нагреве мясопродуктов по достижении 45 °С начинается денатурация миозина, а при дальнейшем повышении температуры — денатурация других белковых веществ, содержащихся в тканях. При нагреве до 60 °С денатурирует до 90% общего количества белков мяса, но и при 100 °С небольшая их часть сохраняет первоначальные (нативные) свойства. При тепловой денатурации изменяется внутренняя структура глобулярных белков и развертываются сложенные в складки пептидные цепи, образующие глобулу. Нагревание усиливает тепловое движение этих цепей, в результате чего нарушаются водородные связи, удерживающие эти цепи в нативной структуре белка. Однако рвутся не все водородные связи, а большая или меньшая их часть в зависимости от температуры и длительности нагрева. Соответственно этому варьируется степень денатурации белков: от небольших структурных нарушений до существенного изменения положения пептидных цепей относительно друг друга. После разрыва критического числа связей происходит скачкообразное развертывание глобул с образованием фибриллярной структуры. Солевые мостики (связи) между цепями, образованные карбоксильными группами аспарагиновой и глутаминовой кислот и аминогруппами лизина и гуанидиновыми группами аргинина, а также дисульфидные мостики, образованные цистином, в условиях варки существенных изменений не претерпевают. Поэтому полного разрыва связей между полипептидны- ми цепями не происходит. Если белковые вещества нагревают в водных растворах (например, в рассоле), когда белковые частицы обладают достаточной свободой перемещения, образуются крупные агрегаты, выпадающие в виде хлопьев, т. е. происходит коагуляция, или свертывание. Этого, однако, может и не происходить (часть белков всегда остается в растворе). Белковые вещества, находящиеся в структуре тканей, связаны друг с другом и с прочими структурными элементами тканей связями различных вида и прочности. Наименее прочные из них претерпевают денатураци- онные изменения. Поэтому, хотя строение тканей и изменяется в результате нагрева до температуры денатурации большинства белков, сама ткань сохраняется. Структурные изменения белков, происходящие при их денатурации, сопровождаются коренным изменением некоторых важнейших их свойств. 18 Белковые вещества теряют первоначальную растворимость (но гидратация денатурированных белков лишь незначительно меньше гидратации нативных белков). У развернутых белковых цепей становятся доступными те их активные группы, которые в нативных белках труднодоступны действию некоторых реактивов и ферментов. Поэтому денатурированные белки более способны к химическим реакциям и легче расщепляются ферментами, в частности трипсином, а значит, и легче перевариваются. При денатурации изоэлектрическая точка и pH среды всегда сдвигаются в сторону нейтрального значения. При температурах, близких к 70 °С, начинается денатурация миоглобина и гемоглобина, вследствие чего мясо утрачивает первоначальную окраску и становится буровато-серым, если оно не содержит нитрита натрия. При нагревании резко подавляется активность ферментов, содержащихся в тканях. Кинетика процесса инактивации ферментов напоминает кинетику денатурации белков, а сама инактивация тесно связана с денатурацией. При варке скорость инактивации, как и скорость денатурации белков, очень велика. Но так как эти процессы все же протекают во времени, конечный результат зависит от продолжительности нагрева. Во время варки некоторая часть белковых веществ не денатурирует. Из этого очевидно, что полной инактивации ферментов после варки ожидать нельзя. Тем не менее активность ферментов подавляется в такой степени, что автолитические процессы практически приостанавливаются. Однако не все белки мяса при нагревании ведут себя так, как описано. Эластин при температурах ниже 130 °С никаких существенных изменений не претерпевает. Коллаген, нагретый в воде до температуры 58...62 °С, «сваривается». При сваривании коллагеновые волокна деформируются, их размеры изменяются. Отдельные волокна укорачиваются на 60 % первоначальной длины, коллагеновые пучки — примерно на 30%, одновременно сильно утолщаясь. В результате сваривания коллаген становится эластичным, его прочность уменьшается, особенно значительно при длительном (до 5...6 ч) нагревании. При сваривании коллагена часть водородных связей, удерживающих полипептидные цепи в трехмерной структуре коллагена, ослабевает и разрывается. Это называется усилением теплового колебания цепей, подобно тому, как это происходит при денатурации глобулярных белков. Как следствие разрыва водородных связей происходит смешение изоэлектричес- кой точки коллагена в сторону высоких значений pH. Полипептидные цепи в результате ослабления и частичного разрыва связей съеживаются и скручиваются. Между ними возникают новые водородные связи, имеющие случайный характер. Коллагеновые волокна деформируются. Сваривание коллагена вызывает изменение некоторых его важных свойств. Так, возрастает способность к химическим реакциям, он становится 19 более доступным действию протеаз, в частности трипсина. Перева- риваемость сваренного коллагена тем лучше, чем выше температура и больше продолжительность теплового воздействия. Наиболее существенное изменение перевариваемости коллагена трипсином происходит в интервале 60...70 °С. Температура сваривания коллагена зависит от характера и прочности его связи с остальными структурными элементами тканей. Она несколько выше в более плотных участках соединительной ткани и ниже в более рыхлых. На температуру сваривания коллагена влияет концентрация поваренной соли: при низких концентрациях последней она понижается; при более высоких, когда сказывается обезвоживающее действие поваренной соли, несколько повышается. Под действием горячей воды вслед за свариванием происходит разделение структурных элементов коллагена до отдельных полипептидных цепей, или пептизация. Состоящее из этих неразрушенных цепей вещество называется глютином. В отличие от коллагена глютин при температуре 40 °С и выше неограниченно растворим в воде, что объясняется отсутствием постоянных прочных связей между его частицами. При охлаждении растворы глютина застудневают. Глютин легко расщепляется протеа- зами и, следовательно, легко переваривается. Варка при температуре ниже 100 °С не вызывает гидролитического распада денатурированных белков и сваренного коллагена. В мясе после варки незначительно возрастает количество некоагулируемого (небелкового) азота, аминного азота. Появляется незначительное количество первичных продуктов гидролиза (альбумоз). Интенсивно развивается гидролитический распад той части глютина, которая переходит из мяса в водную среду (бульон). Практически одновременно с образованием глютина, т. е. с распадом коллагена до отдельных полипептидных цепей, идет гидролиз образующегося глютина, т. е. разрушение его цепей по месту пептидных связей на более мелкие звенья различных размеров и строения. Эти продукты распада принято называть желатозами. Среди них наряду с полипептидами присутствуют три- и дипептиды. Продукты распада глютина вместе с частью глютина переходят в воду, в которой происходит варка, образуя бульон. Чем выше температура и больше длительность тепловой обработки, тем большая часть глютина расщепляется до желатоз. Вследствие распада коллагена мясо доходит до кулинарной готовности. Состояние кулинарной готовности достигается, когда разрушается 20...45 % коллагена соединительной ткани в зависимости от ее прочности. В нормально сваренном окороке деградирует около 35...40 % коллагена соединительной ткани. Изменение экстрактивных веществ. Существенные изменения, играющие решающую роль в появлении специфического аромата и вкуса вареного мяса, при нагревании претерпевают экстрактивные вещества мяса. Тщательно 20 отмытое от растворимых в воде веществ мясо после варки обладает очень слабым запахом, а водная вытяжка из него после нагревания имеет вкус и запах вареного мяса. После диализа, которым из вытяжки удаляют экстрактивные вещества, она почти утрачивает запах мяса. В образовании вкуса и запаха мяса принимают участие самые разнообразные вещества. Важную роль в этом играют глутаминовая кислота и продукты инозиновой кислоты. Глутаминовая кислота и ее натриевая соль даже в незначительных количествах (около 0,03 %, т. е. в 10 раз меньших, чем количество соли и сахара) придают продукту вкус, близкий к вкусу мяса. Вкус и аромат мяса усиливаются по мере накопления в нем продуктов распада инозиновой кислоты (вероятно, гипоксантина). Глутамин, амид глутаминовой кислоты, содержащийся в мышечной ткани, при нагревании в слабокислой среде (pH 6,0 и ниже) отщепляет аммиак, превращаясь в глутаминовую кислоту. При варке мяса в результате распада амидов несколько увеличивается количество солевого аммиака. При этом количество глутамина в бульоне уменьшается, а содержание глутаминовой кислоты возрастает в 2 раза и более. Установлено, что при варке парного мяса аммиак не образуется. При этом у мяса, сваренного в парном состоянии, нет ясно выраженного вкуса. При нагревании мяса резко усиливается распад инозиновой кислоты: при 95 °С через 1 ч около 80 % кислоты распадается с образованием главным образом гипоксантина. При этом несколько возрастает количество неорганического фосфора в результате образования фосфорной кислоты. В процессе варки изменяются также и другие экстрактивные вещества. Около '/з креатина, обладающего горьковатым вкусом, превращается в креатинин. Распадается около 10... 15 % холина. В результате распада глютатиона, содержащего лабильную серу, в вареном мясе появляется сероводород, количество которого зависит от вида и состояния мяса, а также от условий варки: в говядине обнаруживается сероводорода меньше, чем в свинине, а в свинине меньше, чем в телятине; в размороженном мясе больше, чем в охлажденном. Добавление такого окислителя, как нитрит, уменьшает скорость накопления сероводорода. В вареном мясе обнаруживаются и другие сульфиды, по преимуществу меркаптаны. Источником их образования служат серосодержащие аминокислоты, в частности цистин и цистеин. Обнаружены метилмеркаптан, метилсульфид, метилдисульфид, метионал и др. Они обладают низким порогом чувствительности и, несомненно, оказывают влияние на оттенок аромата вареного мяса. Большое значение в формировании аромата мясных продуктов принадлежит реакции взаимодействия аминосоединений с сахарами, известной под названием реакции меланоидинообразования. Это сложная окислительновосстановительная реакция между аминокислотами и моносахаридами (рибозой, 21 глюкозой), содержащимися в мясе. Наибольшей склонностью к такому взаимодействию обладают пентозы (например, ри- боза), а из числа аминокислот — гликокол, лейцин, аланин. Реакция меланоидинообразования при обычных условиях протекает медленно. Нагрев резко ускоряет эту реакцию. В наиболее наглядной форме ее последствия проявляются при жаренье мяса. Характер участия аминокислот в меланоидиновой реакции и интенсивность протекания этой реакции зависят от pH среды. При pH 5,0 она малозаметна, при pH 6,0 участвуют в основном диаминокислоты, при pH 6,5 вступают в реакцию и некоторые моноаминокислоты и лишь при pH 7,0 участвуют все аминокислоты. Определенное влияние на особенности протекания меланоидиновой реакции оказывают глицериды: в их присутствии меняется оттенок аромата. В вареном мясе обнаружены муравьиный альдегид, ацетон, ацетальде- гид, масляный и изомасляный альдегиды, диацетил, ацетоин, метилгли- оксаль, изовалерьяновый альдегид, диэтилкетон, многие другие альдегиды, вплоть до содержащих десять атомов углерода. Большинство из них участвуют в формировании «букета» вареного мяса. Однако вещества с высоким порогом чувствительности (ацетон, ацетоин), по-видимому, не оказывают заметного влияния. Участие меланоидиновой реакции в формировании запаха позволяет констатировать связь между степенью созревания мяса и улучшением его аромата: с развитием автолиза мышечной ткани в составе мяса увеличиваются число свободных аминокислот и их содержание, а также количество глюкозы, рибозы и других моносахаридов. Рибоза накапливается в результате распада мононуклеотидов (адениловой кислоты и продуктов распада нуклеиновых кислот), глюкоза — вследствие амилолиза гликогена. На ход реакции меланоидинообразования влияют метаболиты жизнедеятельности микрофлоры, если они развиваются в толще продукта (например, при посоле). Развитие микрофлоры сопровождается накоплением продуктов распада белков, содержащих аминогруппу. Наряду с продуцированием микроорганизмами собственных летучих продуктов жизнедеятельности это явление влияет на специфичность аромата и вкуса соленых мясопродуктов соответственно биологическим особенностям микроорганизмов. В составе летучих веществ вареного мяса найдены низкомолекулярные жирные кислоты, в том числе обладающие невысоким порогом чувствительности (например, мясляная, изовалерьяновая кислоты). Причина их образования — гидролиз липидов мышечного волокна, содержащих радикалы низкомолекулярных кислот. В бульоне из обезжиренной говядины обнаружены муравьиная, уксусная, пропионовая, масляная, изомасляная кислоты. В соленых мясопродуктах образуются летучие кислоты в результате окисления альдегидов нитритом натрия. 22 Изменение жиров. При нагревании тканей разрушаются сложные внутриклеточные коллоидные системы, в составе которых наряду с другими компонентами протоплазмы содержится жир. Жир при этом сначала плавится, а затем коалесцирует, образуя в клетке гомогенную фазу в виде капли. Если жировые клетки разрушены до тепловой обработки или разрушаются в процессе нагрева, расплавленный жир оттекает, сливаясь в единую объемную фазу. В тех случаях, когда нагрев происходит в водной среде, часть жира в небольшом количестве образует с водой эмульсию. Увеличение кислотного числа свидетельствует о гидролитическом распаде жира; уменьшение йодного числа — о насыщении непредельных связей радикалов жирных кислот; увеличение ацетильного числа — о присоединении гидроксильных групп к жирнокислотным радикалам. На фоне уменьшения йодного числа увеличение ацетильного числа можно принять как свидетельство присоединения гидроксильных групп по месту двойных связей путем взаимодействия триглицеридов с водой. Изменения гематиновых пигментов. Большинство мясопродуктов, подвергаемых тепловой обработке, во избежание изменения окраски в процессе предшествующего посола обрабатывают нитритом натрия. Содержащиеся в таких мясопродуктах нитрозопигменты (NOMb и NOHb) обеспечивают более устойчивую окраску. Нагрев нитрозопигментов приводит к денатурации белковой части — глобина и к отщеплению просте- тической группы, содержащей N0“. Образующийся при этом нитрозоге- мохромоген обусловливает сравнительно устойчивую окраску' вареных мясопродуктов, обработанных нитритом натрия. Нитрозогемохромоген при контакте с кислородом воздуха способен окисляться с образованием других окисленных пигментов — нитрозопарагематинов коричневого, серого, зеленого цветов. По некоторым данным, денатурация миоглобина (гемоглобина) ускоряет образование нитрозомиоглобина или нитрозогемохромогена, если процесс присоединения нитрозогруппы к миоглобину до тепловой обработки еще не завершен полностью. Изменения витаминов. Варка вызывает химические изменения некоторых витаминов, вследствие которых их содержание в продукте незначительно уменьшается. В зависимости от способа и условий тепловой обработки наиболее существенны потери витаминов: В] (тиамина) — 30...60 %, пантотеновой кислоты и рибофлавина — 15...30. РР (никотиновой кислоты) — 10...35, Bg (пиридоксина) — 30...60 %, часть витамина С (аскорбиновой кислоты). Изменения структуры тканей. Мышечная ткань реагирует на воздействие высоких температур прежде всего сильным ослаблением поперечной исчерченности мышечных волокон. При этом степень ослабления поперечной исчерченности в разных волокнах неодинакова. В большинстве волокон она полностью или почти полностью исчезает, в некоторых слабо проявляется и не по всей длине волокна, а в отдельных волокнах остается неизменной. Разная 23 реакция поперечной исчерченности на температурное воздействие зависит от степени сокращенности волокон, подвергнутых воздействию высоких температур. Нагревание мышечной ткани мало отражается на видимости и форме ядер, а также целостности сарколеммы мышечных волокон. Однако почти во всех случаях мышечные волокна сближаются, эндомизий между соседними волокнами утончается. Такое уплотнение объясняется потерей воды мышечными волокнами, причем при варке в воде мышечная ткань нагревается до температуры 75...120 °С (в зависимости от температуры греющей среды), а масса ее снижается на 35...50 %. Коллагеновые волокна в прослойках соединительной ткани перимизия разбухают, увеличиваются в объеме и сливаются между собой, щели между пучками склеенных волокон расширяются, чем и объясняется увеличение прослоек перимизия в вареном мясе. Жировая ткань при варке почти не изменяется. После воздействия более высоких температур жир может выходить из жировых клеток и растекаться по щелям между мышечными волокнами. Оболочки жировых клеток обычно сохраняются хорошо и только иногда деформируются, выявляясь в виде причудливо гофрированных линий. При сравнительном гистологическом исследовании запеченных мясопродуктов четко различают два слоя: поверхностный и центральный. Толщина мышечных волокон в них от 30...36 до 46...50 мкм. В поверхностном слое мышечные волокна слабо окрашены, плотно прилегают друг к другу, поперечная исчерченность почти полностью исчезает, ядра гомогенны, уплотнены. В центральном слое поперечная исчерченность в основном сохранена. Между пучками мышечных волокон и в местах поперечных трещин и разрывов видны скопления зернистой белковой массы (рис. 2.85). Изменение свойств и состава продукта. Изменения свойств продуктов животного происхождения, вызываемые нагреванием, обусловлены в основном изменением свойств их составных частей, изменением состава, а также потерями составных частей в окружающую среду. Характер этих потерь существенным образом зависит от способа и техники нагрева и от наличия или отсутствия защитной оболочки на поверхности продукта. Наиболее характерные изменения свойств продукта вызывают денатурация растворимых белков, сваривание и гидротермическая дезагрегация коллагена. Они выражаются в изменении прочностных характеристик нагреваемых продуктов, их гидрофильное™ и геометрических размеров и формы. В результате денатурации и последующей коагуляции растворимых белковых веществ несколько понижается гидрофильность и увеличиваются прочностные свойства мясопродуктов. По этой причине образцы мяса, содержащие незначительное количество соединительной ткани, после нагревания до температуры выше 70 °С обладают большим сопротивлением на разрез в направлении поперек волокон, чем сырое мясо 24 Так как прочностные свойства тканей мяса при нагревании меняются под влиянием двух противоположно направленных факторов — свертывания белков и распада коллагена, кулинарная готовность различных мышц определяется суммарным действием названных факторов и тесно связана с соотношением в их составе мышечной и соединительной тканей. Для таких образцов мяса, в которых мало соединительной ткани либо содержится легко разваривающаяся соединительная ткань, жесткость мяса в направлении поперек волокон с увеличением продолжительности нагревания возрастает. Очевидно, длительность нагревания продуктов, изготовляемых из такого мяса (например, карбонад, корейка), не должна быть более той, которая необходима для денатурации растворимых белков. Следовательно, кулинарная готовность в данном случае будет определяться денатурацией растворимых белков. Практически для этого достаточно прогреть продукт на всю глубину примерно до 70 °С. Для продуктов, изготовленных из мяса, содержащего в своем составе относительно большое количество соединительной ткани, состояние кулинарной готовности определяется степенью распада коллагена. В зависимости от содержания и прочности соединительной ткани она лежит в пределах 20...45 %. Так как свойства соединительной ткани зависят не только от анатомической характеристики мяса, но и от природных особенностей животных, продолжительность тепловой обработки до состояния кулинарной готовности также зависит от этих факторов. Коллаген соединительной ткани мяса птицы и свиней разваривается значительно легче коллагена мяса крупного и мелкого рогатого скота. Соединительная ткань мяса молодых животных разваривается быстро, соединительная ткань мяса старых животных — очень медленно и неполностью. Особенно медленно и плохо разваривается соединительная ткань в таких продуктах, как рубец. Степень развития последенатурационных коагуляционных процессов возрастает с повышением температуры и с увеличением продолжительности тепловой обработки. Так как развитие коагуляционных явлений сопровождается уменьшением водосвязывающей способности белковых веществ, о влиянии температуры и продолжительности на ход этих явлений можно судить по величине потерь воды, вызываемых нагревом. Степень обезвоживания продукта влияет на его жесткость и выход. От степени развития коагуляционных процессов зависит перевариваемость белковых веществ, содержащихся в продукте. Количество воды, отдаваемой при тепловой обработке, минимально при нагревании парного мяса. Оно резко (более чем на 30 %) увеличивается к моменту полного развития процесса посмертного окоченения, после чего постепенно уменьшается по мере созревания мяса. Но даже спустя 10 сут и более оно выше, чем при тепловой обработке парного мяса. Поэтому мясо, 25 сваренное в состоянии посмертного окоченения, очень жесткое, однако степень его нежности и сочности не зависит от степени созревания. При производстве мяса и мясопродуктов это обстоятельство необходимо учитывать сообразно характеру технологической обработки сырья. Для выработки вареных и копчено-вареных мясопродуктов, когда решающее значение имеет водосвязывающая способность мяса, а тепловой обработке предшествует продолжительный посол, предпочтительно использовать парное мясо. В процессе посола автолитические процессы продолжаются. Для производства мясных изделий типа карбонада и буженины, а также мясных консервов желательно использовать мясо наибольшей степени зрелости. Водосвязывающую способность мясопродуктов, подвергаемых тепловой обработке, можно увеличить, сдвигая значение pH в ту или другую сторону от изоэлектрической точки белков тканей мяса. Этого можно достигнуть, вводя при шприцевании рассолом некоторые соли щелочных металлов (например, фосфаты), если из мяса изготавливают вареные и копчено-вареные продукты. Можно также обрабатывать мясо органическими кислотами, например уксусной или молочной (последняя предпочтительнее, так как она содержится в мясе, и запах ее неощутим). Но количество кислоты должно быть достаточным для того, чтобы было достигнуто значение pH, меньшее того, которое отвечает изоэлектрическому состоянию белков мяса (т. е. меньше 5,5). Кислоты жирного ряда, кроме того, задерживают развитие коагуляционных явлений. Кислотную обработку применяют при размягчении жесткого мяса ферментными препаратами, содержащими органические кислоты. Поваренная соль в относительно небольших количествах (порядка 10 % сухого остатка) увеличивает водосвязывающую способность мяса, в больших количествах уменьшает. В связи с этим варено-соленые продукты нежного посола содержат больше воды и менее жестки, чем продукты более крепкого посола. Так, например, влажность ветчины мокрого посола составляет 61...68%, влажность ветчины смешанного посола — Влияние на микрофлору. Большинство микроорганизмов в вегетативной форме при нагреве до 60...70 °С погибает в течение 5... 10 мин. Однако некоторые выдерживают более жесткий нагрев. Найдены термоустойчивые микроорганизмы, способные развиваться при температуре до 60 °С, а также термофильные, не развивающиеся при 20 °С, плохо развивающиеся при 37 “С и имеющие оптимум развития при температуре 53...55 °С. Выделены виды с оптимумом развития при температуре 60...64 СС и способные развиваться при температуре вплоть до 83 °С. Поэтому нагревание мясопродуктов до температуры в пределах 90,..100°С не вызывает полного уничтожения даже вегетативной микрофлоры. В результате нагрева мясопродуктов до температуры 68...70 °С уничтожается до 99 % и более начального количества микроорганизмов. 26
