книги из ГПНТБ / Сикорский, З. Технология продуктов морского происхождения

ВЛИЯНИЕ ФИ ЗИ КО -ХИ М И ЧЕСКИ Х СВОЙСТВ СЫРЬЯ

НА КАЧЕСТВО РЫ БНЫ Х КО ЛБАС

При производстве колбас основную роль играет качество фарша. При изготовлении колбас из тонкоизмельченного фарша все мясо превращается в куттерованную массу. В колбасах дру­ гого типа куттерованная масса лишь играет роль вещества, свя­ зывающего остальные компоненты смеси из различных видов сырья. Использование фарша плохого качества обусловливает получение колбас с недостаточно хорошими структурно-механи­ ческими свойствами. Эти свойства наряду с запахом и вкусом являются основным показателем качества продукта. При ис­ пользовании фарша плохого качества может произойти выделе­ ние жира в колбасе в виде включений или толстых слоев под оболочкой, выделение воды', которая собирается в колбасном батоне в форме капель или вытекает во время разрезания кол­ басы; кроме того, вареные колбасы приобретают неэластичную, кашеобразную консистенцию паштета.

Сильно измельченный колбасный фарш является эмульсией, жира в дисперсионной среде, образованной водой и белковыми веществами. Во время механической обработки мяса происходит диспергирование жира. Маленькие капельки его оказываются окруженными оболочкой, образованной из растворимых белков в водном растворе солей, содержащихся в фарше. Такая сильно обводненная белковая оболочка предотвращает агрегацию жи­ ровых шариков и является фактором, стабилизирующим эмуль­ сию. Степень дисперсности и соотношение разных компонентов в образованной эмульсии влияют на ее стабильность и другие показатели, характеризующие качество колбасы.

Структурно-механические свойства сырого фарша. Из прак­ тики колбасного производства мясной промышленности извест­ но, что на основании знания свойств куттерованного фарша можно делать выводы о пригодности сырья для изготовления вареной колбасы. Хорошо куттерованный колбасный фарш должен иметь гладкую поверхность, быть липким, возможно бо­ лее однородным [19]. Эти свойства фарша можно определить более точно, используя параметры, применяемые в реологии — науке об изменении форм и перемещении тел под действием на­ пряжений. С помощью этих параметров можно описать влияние

цией материала. Деформация не возникает только в том случае, когда сила воздействует на идеально твердое тело, т. е. е= 0,. где е — деформация под влиянием напряжения о.

4 4 1

После воздействия напряжения а на вязко-упругий матери­ ал, определяемый как постоянное тело Кельвина, деформация е вначале быстро возрастает, после чего скорость деформации

—уменьшается до нуля одновременно с приближением ве-

dx

личины деформации е к уровню, отвечающему действию напря­ жения сг. После исчезновения напряжения деформация не исче­ зает, зато стремится во времени по асимптоте к нулю. Дефор­ мация такого типа, выступающая с запозданием, называется

эластичной.

П л а с т и ч е с к о е тело. Мясной фарш обнаруживает так­ же свойства пластического тела. Такие системы характеризуют­ ся тем, что деформация, начавшаяся после действия определен­ ного напряжения а , увеличивается без дальнейшего роста напряжений и не исчезает после снятия напряжений. Такая деформация называется пластической, а величина а , при кото­ рой происходит пластическая деформация, называется преде­ лом пластичности а.

Таким образом, пластическое тело характеризуется уравне­ нием io=6. Ниже предела пластичности тела показывают черты упругой системы. Иногда пластические тела подвергаются де­ формации на пределе пластичности, а при более высоких напря­ жениях происходит дальнейшая деформация, скорость которой пропорциональна напряжению. Такая система называется вяз­ ко-пластическим телом Бингэма и характеризуется уравнением

0 = 6 + Т1пл йв

dx

где г)пл — коэффициент пластической вязкости.

Р е о л о г и ч е с к а я к л а с с и ф и к а ц и я ф а р ш а . Мяс­ ной фарш не является системой, которую можно было бы клас­ сифицировать по одному из приведенных модельных типов тел. Характеристика фарша только приближается к одному из оп­ ределенных типов тел в зависимости от условий его образо­ вания.

Свойства фарша могут изменяться не только под действием химических или биологических факторов, но также под дейст­ вием напряжений, возникающих после приложения к нему физи­ ческих сил. Деформирующие силы могут вызвать тиксотропию, т. е. уничтожение связей, обусловливающих наличие данной структуры тела. В таком случае вязкость системы уменьшается, например, по мере перемешивания, и увеличивается время ста­ билизации, т. е. тело остается неподвижным. В тех случаях, ког­ да деформирующие напряжения вызывают образование новых связей и новой структуры, имеет место явление реопексии.

Чаще всего структурно-механические свойства колбасного фарша определяют количественно по их вязкости и пределу пла­ стичности.

443:

ч

Рис. 205. Схема капиллярного виско­ зиметра:

5 — выравнивающий сосуд; 6 — мано­ метр.

В я з к о с т ь ф а р ша . Вязкость проявляется во время исте­ чения текучих тел как сила сопротивления, противодействую­ щая взаимному ламинарному перемещению соседних слоев ма­ териала. Динамическая вязкость т] является величиной постоян­ ной для данного тела, отвечающей уравнению Ньютона

dx <т

de т]

Она зависит исключительно от температуры и давления. Иногда по результатам определения вычисляют кинематиче­ скую вязкость ц:

р = г]е,

где е — густота.

Пластическая вязкость 1]Пл определяется реологическим уравнением вязко-пластичёского тела Бингэма.

Мясной фарш не удовлетворяет уравнению Ньютона, так как его вязкость зависит от условий течения. В этом случае вязкость носит название структурной или эффективной. Эффективную вязкость т|эф мясного фарша при небольшом течении, по Гор­ батову [29], можно описать уравнением

В я т — постоянные, характеризующие исследуемый фарш.

Постоянная т почти не зависит от вида фарша, тогда как на постоянную В вид фарша влияет. Приведенное выше уравнение не описывает действительную структуру фарша при более высо­ ких напряжениях, вызывающих перемещение частиц вследствие уничтожения структуры тела и изменения характера течения.

Для измерения вязкости мясного фарша Тышкевич [29] при­ менил капиллярный вискозиметр собственной конструкции (рис. 205). Прибор, изготовленный по указаниям автора [30], оказался также весьма подходящим для исследования вязкости рыбного фарша. Принцип определения вязкости фарша заклю-

444

сосуда, имеющего вакуум, с выравнивающим сборником, а прекращается его протекание в момент открытия вентиля, сое­ диняющего систему с атмосферой. Вязкость фарша рассчиты­ вают по уравнению

n R * (pi — р 2)

8Qt

V

где — порция фарша;

V— объем вытекающего фарша;

т — продолжительность вытекания; P i — атмосферное давление;

р 2—давление в вакуумном сосуде; R— радиус трубки;

L — длина трубки.

Во время измерения ламинарного и стационарного течения следует также добиться постоянной разности давлений и темпе­ ратуры. По одной пробе фарша, вложенной в воронку трубки для измерения, можно провести только одно измерение, так как

сырого рыбного фарша, зависит от вида рыбы, химического со­ става фарша и ряда технологических факторов.

. Тышкевич показал, что вязкость мясного колбасного фарша определяется прежде всего отношением воды к сухой массе фарша (рис. 206, вместо вязкости принят во внимание расход фарша). Коэффициент корреляции г—0,695. Меньшее влияние на скорость течения мясного фарша оказывает pH ( г =0,346),

атакже водоудерживающая способность ( г » 0,3).

Вколбасном производстве издавна использовали возраста­ ние вязкости фарша до определенной максимальной величины

взависимости от продолжительности куттерования. Эта зави­ симость, определенная для фарша из мяса морского окуня, по­ казана на рис. 207 [20].

Широкие исследования влияния многих факторов, обуслов­ ленных свойетвами сырья и технологией приготовления фарша, на вязкость фарша из мяса теплокровных животных были про­ ведены Хаммом. Он установил, что реологические характеристи­ ки фарша сильно зависят от стадии посмертных изменений в мя­

се — процессов посмертного окоченения, а также действия

445

%0,J5

*41JO

образом увеличивая его водоудерживающую способность [28]. Г р а н и ц а п л а с т и ч н о с т и . Воскресенский принял в ка­ честве показателя, характеризующего структурно-механические свойства рыбных тканей, так называемую пластическую проч­ ность, определяемую сопротивлением, оказываемым мясом про­ никновению в глубь него острого тела. Этот термин принят в советской технической литературе и является синонимом пре­

дела пластичности б.

вфарше к суммарному количеству белков, растворимых в воде

ирастворах соли [13]. Несмотря на это вымывание из фарша растворимых белков вызывает повышение границы пластично­ сти. В то же время хранение фарша в мороженом виде приводит

куменьшению б, вероятно, вследствие частичной денатурации миофибриллярных белков фарша.

Структура фарша из мяса некоторых рыб, например трески

икамбалы-ерш, улучшается (что проявляется в возрастании б) во время хранения его в течение нескольких часов после кутте­ рования. Примерно через 6—8 ч предел пластичности принимает постоянное значение. При более высокой температуре стабили­ зация наступает быстрее. Из фарша, в котором прошел процесс усадки, получается более эластичный продукт, хотя для введе­

446

ния такого фарша в оболочку требуется применение большой си­ лы и не всегда обеспечивается равномерная набивка оболочки.

Новое растирание фарша после усадки вызывает падение его пластической прочности до величины, близкой к начальной. Восстановление структуры такого фарша при следующем конди­ ционировании происходит быстрее, чем в первый раз.

Следовательно, колбасный фарш очень четко показывает яв­ ления тиксотропности и реопексии, при этом посмертное биохи­ мическое состояние мышц определяет, которое из этих явлений будет преобладающим. Это подтверждается также исследова­ ниями Хамма [8, 28]. Фарш, приготовленный из теплого мяса сразу после убоя, оставленный на выдержку, приобретает боль­ шую вязкость и одновременно твердеет, а его перемешивание также вызывает рост вязкости. Однако при перемешивании та­ кого фарша лишь после 24 ч стабилизации наступает тиксотроп­ ная стадия — вязкость системы заметно уменьшается. Гомоге­ нат, приготовленный из мяса после 24 ч выдержки после убоя, показывает рост вязкости как в результате стабилизации, так и в результате перемешивания после предварительной усадки —

шин необходимо определение эмульгирующей способности име­ ющегося сырья. Основной метод определения эмульгирующей способности белков заключается в «титровании» 5%-ной взвеси исследуемого мяса в 1 М растворе соли маслом или другим жи­ ром при непрерывном помешивании. По мере добавления из бюретки жира или масла в раствор в гомогенизаторе постепен­ но увеличивается вязкость образующейся эмульсии, после чего наступает резкое падение вязкости в момент разрушения эмуль­ сии. Этот момент принимается как конечный при титровании жиром. Его можно заметить визуально или измеряя отбор мощ­ ности двигателя гомогенизатора, а также по звуку работы электродвигателя. Результат определения выражается числом граммов или миллилитров жира, подвергнутым эмульгированию в водном растворе мяса (2,5 г) или белка (100 мг).

Мышечные белки показывают неодинаковую эмульгирую­ щую способность жира в водных растворах. Белки говядины, по Батцлеру [6], можно расставить по принципу возрастания эмульгирующей способности в следующем порядке: актин в 0,3 М растворе соли, экстрагируемые белки саркоплазмы, актомиозин и миозин. Эмульгирующая способность белков не за­ висит от их концентрации в растворе, зато рост концентрации растворимого белка в растворе соли вызывает падение эмульги­ рующей способности [4, 6].

447

фактором, определяющим его эмульгирующую способность. Количество растворимых белков в коровьем сердце и мясе головы примерно одинаково (6,65 и 6,97%), по их эмульги­ рующая способность очень различна — 33 и 23 мл на 100 мг [6]. Эмульгирующая способность белков, растворимых в раство­ ре соли, выделенных из шкуры и потрохов птицы, значительно ниже, чем белков мышц и колеблется для разных видов птицы от 14 до 25 мл жира на 100 мг растворимого белка [9].

В л и я н и е с т а д и и п о с м е р т н о г о о к о ч е н е н и я и т е х н о л о г и ч е с к и х ф а к т о р о в . Наибольшей эмульгирую­ щей способностью обладает говядина и выделенные из нее бел­ ки, растворимые в растворе соли, сразу после убоя животного. Из практики колбасного производства известно, что добавление в фарш мяса в стадии до посмертного окоченения предотвраща­ ет разрушение эмульсии. Мясо, хранившееся в условиях охлаж­ дения в течение нескольких дней, имеет наименьшую эмульги­ рующую способность, что отвечает низкому pH, малой раство­ римости белков и малой водоудерживающей способности; это связано с биохимическими изменениями, происходящими после смерти животного. При дальнейшем хранении эмульгирующая способность увеличивается и приближается к исходной

(рис. 208).

Соль вызывает увеличение эмульгирующей способности бел­ ков. Это обусловлено, по-видимому, растворением их в растворе соли, в результате чего они становятся доступными для шариков жира в дисперсионной среде. Измельчение мяса и размешива­ ние фарша с добавлением соли в количестве 3% по отношению к массе мяса и льда за несколько часов перед определением

448

увеличивают эмульгирующую способность мышечных белков. Добавление соли положительно влияет на эмульгирующую спо­ собность не только белков, растворимых в растворе хлористого натрия, но и миогена. Считается, что соль в растворе может ос­ лаблять глобулярную структуру белков и тем самым облегчать образование оболочек, защищающих шарики жира. Раствори­ мые белки в растворе соли, экстрагированные из замороженного мяса (говядины), имеют более низкую способность к эмульги­ рованию жира, чем соответствующие незамороженные

пробы.

С т а б и л ь н о с т ь э м у л ь с и и . Принцип определения зак­ лючается обычно в нагревании эмульсии, образованной в опре­ деленном количестве взвеси или раствора белка и жира, до оп­ ределенной температуры и центрифугировании жира, который выделяется в результате нагревания. Процентное содержание отцентрифугированного жира по отношению к его общему со­ держанию в пробе является мерой нестабильности эмульсии. На результат определения влияет ряд факторов, связанных с приготовлением эмульсии и условиями определения.

В начале гомогенизации уменьшается количество жира, от­ центрифугированного после тепловой обработки, примерно че­ рез 10 мин в зависимости от типа гомогенизатора наблюдается стабильность. Ход изменений зависит от количества воды, ис­ пользованной по отношению к белку и жиру. Зато при постоян­ ном содержании воды и белка в пробе увеличение количества жира вызывает пропорциональный рост стабильности эмульсии. Подобная зависимость наблюдается с увеличением доли белка в смеси при постоянном количестве воды и жира. Температура нагревания эмульсии имеет решающее значение для результата определения—-при температуре 343 К (70° С) и выше происхо­ дит увеличенное отделение жира при центрифугировании. Зато скорость нагревания влияет на скорость отделения жира, но не влияет на количество выделившегося жира. Очень большую роль играет также способ образования эмульсии — количество оборотов гомогенизатора, форма сосуда и т. п.

Для получения сравнимых результатов все условия опреде­ ления должны быть жестко ограничены [10]. Еще большую роль играет вид жира, а особенно температура его плавления. Нестабильность колбасного фарша при превышении во время куттерования температуры 291,5 К (18,5° С), вероятно, в боль­ шой степени вызвана тем, что при этой температуре плавится значительная часть триглицеридов свиного жира. Подвержен­ ность жиров разных типов эмульгированию в колбасном фарше зависит от содержания в них свободных жирных кислот.

Свойства фаршей, подвергнутых тепловой обработке. Же ли -

ка и получения характерной консистенции студня. Степень свя-