Структурно-механические свойства

Структурно-механические (реологические) свойства характеризуют поведение мяса и мясопродуктов в условиях напряженного состояния, основными показателями которого при приложении силы являются напряжение, величина и скорость деформации. В зависимости от характера приложения усилий свойства делятся на сдвиговые (касательные напряжения), компрессионные (нормальные напряжения растяжения-сжатия) и поверхностные на границе раздела с другим материалом (нормальные и касательные).

В реальных условиях имеет место сочетание всех свойств, в то же время в зависимости от направленности процесса превалирует одно из них.

Сдвиговые реологические свойства: предельное напряжение сдвига (0₀, Па), вязкость эффективная (^_эф, Пас) и пластическая (^, Пас), период релаксации (т_р, с) - наиболее полно отражают внутреннюю сущность объекта, поэтому их принято считать основными. С их помощью рассчитывают течение продуктов в трубах, рабочих органах машин и аппаратов, определяют необходимые усилия для перемещения продукта, оценивают качество продукта, обосновывают оптимальные технологические условия процесса.

К основным компрессионным (объемным) свойствам относятся модуль упругости (E, Па), равновесный модуль (E_R, Па), период релаксации деформации при постоянном напряжении (т_а, с), относительная деформация (s). Эти параметры необходимы для расчета процессов шприцевания, формования, дозирования и течения по трубопроводам пластично-вязких продуктов. Объемные свойства можно также использовать для оценки качества пластично­вязких (фарши) и упругоэластичных (колбасные изделия) продуктов.

Особое место среди структурно-механических характеристик занимают поверхностные свойства (адгезия, коэффициент внешнего трения и др.). Они характеризуют усилие при взаимодействии между поверхностями контакта при нормальном отрыве или сдвиге. Для пищевых материалов различают три основных вида отрыва: адгезионный, когезионный и адгезионно-когезионный, или так называемый смешанный отрыв.

Поверхностные характеристики необходимы для выбора и разработки новых видов контактирующих материалов с продуктом для оборудования, тары, трубопроводов и т. д., поверхности которых должны обладать малой адгезией и минимальным сопротивлением при движении продукта. Кроме того, величины поверхностных свойств частично могут характеризовать консистенцию продукта.

Структурно-механические свойства отражают внутреннее строение (структуру) и состав вещества. Наиболее полно они характеризуют структуру, которая может быть коагуляционной и конденсационно-кристаллизационной.

Для мясопродуктов наиболее распространен коагуляционный тип структуры, которая является следствием взаимодействия между частицами вещества на основе сил Ван-дер-Ваальса через дисперсионную среду. Структурам такого типа присуща тиксотропия, т. е. способность восстанавливать свои свойства после снятия напряжения или даже после разрушения. Очевидно, что структурно-механические свойства коагуляционных систем значительно зависят от содержания воды, размеров частиц и прослоек, их физико­химических свойств. Для технологии представляется важной зависимость структурно-механических свойств от изменения размеров частиц, например при измельчении мяса в процессе приготовления колбасного фарша и других факторов. С помощью приборов и оценки структурно-механических свойств мясных фаршей возможно контролировать любую технологическую стадию и управлять качеством продукции.

30. физико-химические процессы, происходящие при механической и тепловой обработке продуктов.

3.2 Физико-химические процессы, происходящие при тепловой обработке

Физико-химические процессы, происходящие при тепловой обработке продуктов рассмотрим на примере двух блюд: «Фахитас из говядины», в состав которого входят: говядина толст. кр., лук репчатый, растительное масло, сладкий перец. И «Суп пюре из кукурузы», в состав которого входят: кукуруза консервированная, молоко, сливки, сливочное масло, яичный желток, кукурузные хлопья.

В процессе тепловой обработки кулинарная продукция обеззараживается и повышается усвояемость.

Улучшение усвояемости продуктов, прошедших тепловую обработку, обусловлено следующими причинами:

- продукты размягчаются, легче разжевываются и смачиваются пищеварительными соками;

- белки при нагревании изменяются (денатурируют) и в таком виде легче перевариваются;

- крахмал превращается в клейстер и легче усваивается;

- образуются новые вкусовые и ароматические вещества, возбуждающие аппетит и, следовательно, повышающие усвояемость;

- теряют активность содержащиеся в некоторых сырых продуктах антиферменты, тормозящие процесс пищеварения.

Санитарное значение тепловой обработки связано с тем, что: при нагревании микроорганизмы, образующие споры, переходят в неактивное состояние и не размножаются; большинство микроорганизмов, не образующих споры, погибает; разрушаются бактериальные токсины; погибают возбудители многих инвазионных (глистных) заболеваний - финны, трихины и др.; разрушаются или переходят в отвар ядовитые вещества, содержащиеся в некоторых сырых продуктах (грибы, баклажаны, цветная фасоль).

Недостатками тепловой обработки являются: потери части растворимых и летучих ароматических, а также вкусовых веществ; изменение естественной окраски овощей; разрушение ряда биологически активных веществ (витаминов, фенолов и др.); нежелательные изменения жиров (окисление, омыление, снижение биологической активности).

3.2.1 Изменение структуры и свойств мяса

Денатурация мышечных белков мяса при тепловой обработке существенно влияет на свойства готовых изделий. Белки саркоплазмы при денатурации образуют сплошной гель, а белки миофибрилл, уже находящиеся в состоянии геля, уплотняются. Диаметр мышечных волокон при этом уменьшается на 36 - 42%, ткани уплотняются, сопротивление резанию в поперечном направлении возрастает. При варке ткани уплотняются больше, чем при жарке, так как в последнем случае температура в центре кусков ниже и время обработки сырья меньше.

В молекуле миоглобина, придающего красную окраску сырому мясу, содержится хромофорная группа (обусловливающая окраску) - гем. При денатурации входящий в нее ион двухвалентного железа окисляется. При этом из гема образуется гемин, обусловливающий серую окраску мяса. Изменение окраски говядины начинается при температуре 60°С, при температуре от 60 до 70°С красная окраска ослабевает и при дальнейшем повышении переходит в серо- коричневую. Миозин полностью денатурирует при температуре немногим выше 40°С, а 90% остальных белков мяса денатурируют при температуре 65°С. Однако для достижения кулинарной готовности необходимо мясо при жарке нагревать до температуры 80 — 85°С, а при варке — до температуры 95°С в течение некоторого времени. При этом денатурированные белки частично подвергаются более глубоким изменениям с образованием сероводорода, фосфористого водорода, меркаптанов и других летучих веществ. Часть аминокислот разрушается и вступает в реакцию меланоидинообразования. Поэтому слишком длительная тепловая обработка может снизить пищевую ценность мяса.

Способы тепловой обработки и ее сроки определяются свойствами соединительной ткани. Кулинарная готовность наступает при превращении 20 — 45% коллагена в глютин. Сопротивление резанию при этом значительно снижается. Отсюда жарить лучше только те части мяса, в которых этот процесс успевает произойти раньше, чем изделие высохнет и начнет подгорать.

В мясе молодняка соединительно-тканных белков значительно меньше, чем в мясе взрослых животных, и коллаген их превращается в глютин значительно быстрее. Поэтому практически все части телятины пригодны для жарки.

У говядины для жарки используют вырезку, толстый и тонкий края, верхний и внутренний куски тазобедренной части, а покромка, грудинка, лопаточная и подлопаточная части и др. пригодны лишь для тушения и варки.

В отдельных частях туш мелкого скота разница в строении соединительной ткани значительно меньше и сама она менее устойчива при тепловой обработке. Поэтому для жарки у свинины пригодны также окорок, корейка, а у баранины — и грудинка. Содержащийся в мясе жир при тепловой обработке плавится и вытапливается. Так, при варке в воду переходит из мяса до 40% жира, а при жарке вытапливается 40—60%. Оставшийся в мясе жир изменяется мало (частичный гидролиз липидов). Однако продукты гидролиза липидов оказывают большое влияние на формирование вкуса и аромата мясных изделий.

Значительно изменяется масса мясных полуфабрикатов при тепловой обработке. Потери массы составляют 35—40%. Вызвано это в основном тремя причинами: выделением влаги (30 – 35%), вытапливанием жира (около 5%) и потерями растворимых веществ в результате диффузии и выделения сока (в среднем 1—2% массы мяса). Выделение влаги при тепловой обработке мяса вызвано тем, что при денатурации белков уменьшается их способность удерживать воду, а сокращение волокон коллагена (сваривание) приводит к уменьшению геометрических размеров полуфабрикатов и выпрессовыванию из них выделяющейся влаги.

3.2.2 Изменение цвета мяса при тепловой обработке

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.

Причины аномальной (розоватой) окраски мяса, подвергнутого достаточной тепловой обработке, могут быть следующими: использование мяса сомнительной свежести, в котором накапливается аммиак; свежие мясные продукты в нарушение 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. Гем, в состав которого входит трехвалентное железо, проявляет себя как индикатор: он имеет серовато-коричневую окраску в нейтральной и слабокислой среде и красную — в щелочной. Сохранение розовой окраски мяса, подвергнутого тепловой обработке, в любом случае говорит о санитарном неблагополучии. Исключение составляет ростбиф, который готовят с разной степенью прожаренности.

3.2.3 Изменение содержания витаминов в мясе при тепловой обработке

Содержащиеся в мясе витамины относительно хорошо сохраняются при тепловой обработке. Наиболее устойчивыми являются витамины В2 (рибофлавин) и РР (никотиновая кислота), содержание которых в вареном и припущенном мясе составляет 80—85%. Витамин В1 (тиамин) сохраняется в пределах 68—75%. Витамин В6 (пиродоксин) менее устойчив, в вареном мясе его сохраняется 60%, а в жареном — 50%. В процессе варки от 30 до 65% водорастворимых витаминов переходит в варочную среду. При припускании потери витаминов в окружающую среду значительно меньше. При жарке потери витаминов еще меньше вследствие меньшей продолжительности тепловой обработки.

3.2.4 Формирование вкуса и аромата мяса, подвергнутого тепловой кулинарной обработке

Специфические вкус и аромат вареного и жареного мяса обусловлены рядом растворимых и летучих веществ, большая часть которых образуется при тепловой обработке.

Прежде всего, следует назвать свободную глютаминовую кислоту, которая отщепляется от сложных соединений при нагревании мяса.

Ее растворы обладают вкусом, близким к вкусу мясного бульона. Накапливаются в мясе при тепловой обработке и другие продукты гидролиза белков (пептиды, аминокислоты), а азотистые основания (креатин, креатинин и др.), которые тоже формируют вкус мясных блюд. Аромат жареного и вареного мяса обусловлен также содержанием таких летучих веществ, как альдегиды, кетоны, амины, меркаптаны, сульфиды и др.

При тепловой обработке субпродуктов происходят те же процессы, что и при обработке мяса, но характер их несколько иной.

Так, язык при варке выделяет всего лишь 25% содержащейся в нем влаги. Это обусловлено высоким содержанием коллагена в кожном покрове, который поглощает значительную часть воды, выделяемой мышечными белками. Мало изменяется и масса мозгов при тепловой обработке, а почки теряют влаги значительно больше, чем мясо. Кроме того, почки при варке теряют почти в 1,5 раза больше растворимых веществ, чем мясо и языки. Несмотря на это, их отвары не используют, так как они обладают неприятным вкусом. Меньше всего выделяется растворимых веществ при варке мозгов. Поэтому отвары их безвкусны.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: