17. Физ.Хим. Изменения происходящие в мясопродуктах при варке.

Денатурация мышечных белков. О тепловой денатурации мышечных белков мяса обычно судят по изменению их растворимости, ферментативной активности. Так, миозин мышечных волокон при температуре выше 40°

С полностью теряет свою ферментативную активность, что свидетельствует о его денатурации. Денатурация миоглобина сопровождается окислением железа, входящего в состав гема, и переходом его из двухвалентного в трехвалентное. При этом образуется гемин. В слабокислой и нейтральной зонах рН, свойственных свежему мясу, гемин имеет серо-коричневую окраску, в слабощелочной—красную разной интенсивности. Таким образом, о денатурации мио­глобина можно судить по изменению окраски мяса с красной на серо-коричневую. В отличие от миозина миоглобин более устойчив к нагреванию: полная денатурация его происходит при 80°С При варке говядины растворимость глобулинов начинает снижаться уже при 30—35° С, альбуминов — при 40°С. По достижении примерно 65°С денатуриру­ется около 90% мышечных белков мяса. Однако небольшая часть белков сохраняет свою растворимость даже при температуре 100°С. тепловая денатурация мышечных белков мяса сопровожда­ется изменением их физического состояния. Белки, содержа­щиеся в саркоплазме мышечного волокна в виде концентриро­ванного раствора, при денатурации образуют сплошной студень. Белки миофибрилл, находящиеся в состоянии обводненного студня, при денатурации образуют более прочную структуру. Дальнейшее нагревание мяса сопровождается уплотнением бел­ковых студней мышечной ткани с выделением в окружающую среду значительной части воды вместе с растворенными в ней веществами (экстрактивными, минеральными). При этом диа­метр мышечных волокон уменьшается. При варке в течение 1,5—2,5 ч происходит равномерный прогрев мяса по всему объ­ему до температуры примерно 95° С. В процессе варки размеры мышечных волокон уменьшаются в среднем на 36—42%, при этом усилие, необходимое для разрезания волокон в поперечном на­правлении, возрастает.

Денатурация соединительнотканных белков. Существенное влияние на изменение свойств мяса при его тепловой обработке оказывает тепловая денатурация коллагена внутримышечной соединительной ткани. При температуре 50—55° С коллагеновые волокна начинают набухать, поглощая содержащуюся в мясе воду. Дальнейшее повышение темпера­туры мышечной ткани (до 58—62°С) сопровождается резким укорочением длины коллагеновых волокон (примерно на 60%) с одновременным увеличением их диаметра за счет набухания. Фибриллярная структура коллагена при этом исчезает, и волокна становятся стекловидными. Температуру, при которой происхо­дят эти необратимые изменения коллагеновых волокон, считают температурой его денатурации (сваривания). Коллагены раз­личного происхождения имеют свою, свойственную им темпе­ратуру денатурации. Отмеченные выше изменения коллагеновых волокон в момент денатурации обусловлены раз­рывом некоторого количества поперечных связей между поли­пептидными цепочками в макромолекулах коллагена. Резкое укорочение коллагеновых волокон в момент денату­рации белков отрицательно сказывается на свойствах мяса: куски его сжимаются, уплотняются, вытесняя в окружающую среду воду, в том числе и ту, которая выделяется в межмышеч­ное пространство денатурирующимися белками мышечных во­локон. Направление сжатия куска мяса зависит в основном от морфологического строения перимизия. Отрицательные последствия изменений коллагена при де­натурации можно уменьшить путем механического рыхления порционных кусков мяса, во время которого пучки коллагено­вых волокон разрезаются на более мелкие части.

Деструкция мышечных белков. При доведении мяса до со­стояния кулинарной готовности денатурированные белки мы­шечных волокон нагреваются от 15 мин (при жаренье) до 2—3 ч (при варке). В этих условиях от белковых молекул от­щепляются такие летучие вещества, как сероводород, фосфористый водород, углекислый газ и другие, образующиеся в результате тепловой деструкции аминокислот, входящих в состав бел­ковых молекул и присутствующих в мясе в свободном состоянии. При длительной варке мяса (до 3ч) некоторая часть водо­растворимых мышечных белков, перешедших из мяса в бульон, подвергается гидролизу с образованием так называемых альбумоз.

Деструкция соединительнотканных белков. Существенное изменение коллагена происходит при температурах, лежащих за верхними пределами его денатурации. При этом в макромоле­куле коллагена расщепляются все поперечные связи между полипептидными цепочками, а также часть пептидных связей. Это приводит к деструкции коллагена, превращению его в глютин—белок, имеющий значительно меньшую молекулярную массу и растворимый в горячей воде. При доведении мяса до состояния кулинарной готовности в глютин переходит от 20 до 45 % содержащегося в мясе кол­лагена. Растворы глютина 1— 1,5%-ной концентрации при охлаждении образуют подвижные студни, а при более высокой концентрации—студни, сохраняющие приданную им форму. Среди технологических факторов, влияющих на скорость превращения коллагена в глютин, наиболее важными явля­ются температура, продолжительность теплового воздействия и реакция среды.

При тепловой обработке мяса в результате денатурации мышечных белков и уплотнения белковых студней в окружающую среду выделяется около 50 % содержащейся в нем воды. Выделяемая белками вода вначале поступает в пространство между пучками мышечных волокон и участвует в набухании коллагеновых волокон. В дальнейшем большая часть этой воды вытесняется из мяса в окружающую среду вследствие сокращения коллагеновых волокон при денатурации коллагена и уплотнения (усадки) мышечной ткани. Часть содержащихся в мясе водорастворимых веществ в процессе тепловой обработки выделяется вместе с водой, выпрессованной денатурирующимися мышечными белками. Эти вещества представлены главным образом водорастворимыми белками, экстрактивными и минеральными веществами, витаминами. Таким образом, при всех способах тепловой обработки мяса снижение содержания в нем воды и растворимых веществ обусловлено денатурацией белков. При варке мяса в воде на переход из него растворимых веществ в окружающую среду действует дополнительный фактор - диффузия. С увеличением соотношения вода/продукт, а также поверхности контакта между продуктом и водой диффузия усиливается, в результате чего количество растворимых веществ, переходящих из мяса в бульон, возрастает. При варке из мяса в воду переходит около 2 % растворимых веществ от массы сырого продукта. При других способах тепловой обработки из мяса в окружающую среду переходит меньшее количество растворимых веществ. При жаренье мясо прогревается до более низких температур, выделяя в окружающую среду несколько меньшее количество воды с растворенными в ней веществами. Отсутствие диффузии растворимых веществ при жаренье мяса также способствует большему сохранению их в мясе. По составу экстрактивные вещества мяса делят на две группы—азотистые и безазотистые. К первой относятся свободные аминокислоты, дипептиды, карбамид (мочевина), производные гуанидина (креатин и креатинин), пуриновые основания. К безазотистым экстрактивным веществам относятся гликоген, сахара (глюкоза, фруктоза, рибоза), кислоты (молочная, муравьиная, уксусная, масляная), мезоинозит. Содержание в мясе гликогена так же, как и молочной кислоты, значительно колеблется и зависит в основном от упитанности животного. При варке мяса примерно половина содержащихся в нем экстрактивных веществ переходит в бульон, участвуя в формировании его специфического вкуса и аромата. При варке из мяса выплавляется до 40%, а при жаренье—до 60% содержащегося в нем жира. При жаренье натурального мяса общие потери массы составляют 35—37%. Жаренье предварительно рыхленных, панированных кусков мяса и изделий из рубленого мяса сопровождается потерями, составляющими около 30 % массы изделий. Наименьшие потери массы (до 19%) наблюдаются при тепловой обработке мясных изделий из котлетной массы. Вода, выделяемая денатурированными мышечными белками, в этих изделиях поглощается крахмалом хлеба, коллагеном мяса и частично удерживается в порах хлебного мякиша.

Изменение содержания витаминов в мясе. Наиболее устойчивыми к термической обработке являются витамины В₂ и РР, количество которых в вареном и припущенном мясе составляет около 80—85% их начального содержания. Витамин B1 сохраняется в пределах 69—75%, витамин В₆ является еще менее устойчивым: в вареном мясе его сохраняется около 60%, в жареной говядине—50%, в жареной телятине и свинине—65—67% устойчивыми являются витамины биотин.