17. Понятие функционально-технологических свойств мясного сырья.

Под функционально-технологическими свойствами (ФТС) мясного сырья понимают совокупность показателей, характеризующих уровни эмульгирующей, водосвязывающей, жиро-, водопоглощающей и гелеобразующей способностей, структурно-механические свойства (липкость, вязкость, пластичность и т.д.), сенсорные характеристики (цвет, вкус, запах), величину выхода и потерь при термообработке различных видов сырья и мясных систем. Перечисленные показатели имеют приоритетное значение при определении степени приемлемости мяса для производства пищевых продуктов.

Водосвязывающая способность — способность мяса удерживать собственную влагу или добавленную воду/раствор (рассол, бульон) под воздействием внешних факторов (нагревание, давление, добавление солей). Критически важна для выхода готовой продукции (меньше потерь при термообработке), сочности, нежности, консистенции. Низкая водосвязывающая способность ведет к "бульонно-жировым отекам" в вареных колбасах, жесткости в рубленых полуфабрикатах. На водосвязывающую способность влияют: pH мяса (максимум водосвязывающей способности при pH ~5.8-6.2, она падает при пороках мяса PSE (бледное, мягкое или рыхлое, водянистое, с кислым привкусом и пониженной влагосвязывающей способностью и с pH 5,3 и ниже) и DFD (тёмное, плотное, сухое, липкое с высокой влагосвязывающей способностью и pH выше 6,2)), состояние мышечных белков (денатурация при замораживании-размораживании снижает водосвязывающую способность), степень измельчения, концентрация и вид солей (фосфаты, NaCl), температура.

Водоудерживающая способность — способность мяса удерживать собственную (несвязанную) влагу против действия внешних сил (гравитация, давление, нагрев). Влияет на потери при хранении, размораживании, термообработке, сочность.

Жиросвязывающая способность — способность белков мясной системы удерживать расплавленный или твердый жир в стабильной форме без его выделения.

Жироэмульгирующая способность — способность белков образовывать и стабилизировать эмульсию "жир в воде" (основа для колбасных эмульсий).

Жиросвязывающая и жироэмульгирующая способности являются ключевыми свойствами для производства эмульгированных продуктов (колбасы вареные, сосиски, паштеты). Определяют стабильность фарша при термообработке (отсутствие "жировых отеков"), консистенцию, сочность, вкус.

На жиросвязывающую и жироэмульгирующую способности влияют: концентрация и тип растворимых белков (особенно миофибриллярных — миозина, актина), степень их экстракции и денатурации, pH, степень измельчения, добавление солей и фосфатов, температура обработки.

Структурообразующая способность — способность растворимых мышечных белков (преимущественно миозина и актомиозина) при нагревании образовывать трехмерную гелевую сетку, которая связывает воду, жир и другие частицы, придавая продукту характерную плотную, упругую структуру. Основа формирования текстуры вареных колбас, сосисок, ветчин, рубленых полуфабрикатов. Определяет плотность, упругость.

На структурообразующую способность влияют: концентрация белка, вид и концентрация солей (NaCl и фосфаты способствуют экстракции и гелеобразованию), pH, скорость нагревания, конечная температура нагрева, присутствие жира.

Адгезивность — способность мясного фарша прилипать к поверхностям (ножи, куттер, руки) или частиц фарша прилипать друг к другу.

Когезивность — способность частиц фарша связываться между собой, образуя однородную, пластичную массу.

Определяют технологичность фарша при формовании (изделия не разваливаются), структуру и монолитность готового продукта (особенно в рубленых полуфабрикатах и реструктурированных продуктах).

На адгезивность и когезивность влияют: содержание и состояние белков, степень их экстракции, содержание жира и соединительной ткани, температура фарша, добавки.

Вязкость и пластичность мясных систем — реологические характеристики фаршей и эмульсий, определяющие их текучесть, деформацию под нагрузкой. Влияют на способность к формованию, заполнению оболочек, работу насосного оборудования, стабильность эмульсий.

Факторы, влияющие на функционально-технологические свойства мясного сырья:

1) вид животного. Генетические различия в строении мышечной ткани, соотношении типов мышечных волокон, составе белков и жиров (говядина, свинина, баранина, курица, индейка имеют разные ФТС);

2) порода. Разные породы в пределах одного вида могут иметь различия в размере мышечных волокон, содержании соединительной ткани, внутримышечного жира (мраморности), что влияет на нежность и влагосвязывающую способность;

3) возраст. Мясо молодых животных обычно нежнее, имеет более высокую влагосвязывающую способность, но менее выраженный вкус. Мясо взрослых животных может быть жестче, но ароматнее;

4) пол. Гормональные различия влияют на развитие мышечной и жировой ткани (например, мясо некастрированных самцов может иметь специфический запах и более низкие ФТС);

5) тип откорма и рацион. состав корма влияет на содержание внутримышечного жира (мраморность), состав жирных кислот, содержание гликогена в мышцах (влияет на конечный pH мяса);

6) предубойный стресс. Высокий стресс приводит к резкому падению pH в теплом мясе и возникает порок PSE. Характеризуется очень низкой водосвязывающей и водоудерживающей способностями, плохой гелеобразующей и жироэмульгирующей способностью, высокой потерей массы в процессе приготовления. Длительный стресс приводит к медленному падению pH и его высокому конечному значению и возникновению порока DFD. Характеризуется очень высокой водоудерживающей способностью, темным цветом, липкой поверхностью, плохой сохраняемостью, плохой жироэмульгирующей и гелеобразующей способностью, специфическим вкусом.

7) анатомическое происхождение мышц. Разные мышцы выполняли разные функции (статические или динамические). Мышцы, несущие большую нагрузку: содержат больше соединительной ткани (коллагена), что делает их жестче; могут иметь более мелкие мышечные волокна; имеют разное соотношение типов мышечных волокон (быстрых/медленных). Все это напрямую влияет на ВСС, нежность, цвет, гелеобразование.

8) скорость и глубина посмертного окоченения и автолиза. Оптимальные ФТС наблюдаются при pH 5.8 - 6.2, PSE-мясо (pH < 5.8) и DFD-мясо (pH > 6.2) имеют резко ухудшенные ФТС. Ферментативное разрушение белков в процессе созревания повышает нежность, может незначительно влиять на ВСС и адгезивность;

9) условия и сроки хранения. Неправильное охлаждение может привести к "холодовому укорочению" мышц, делая мясо очень жестким. Медленная заморозка приводит к образованию крупных кристаллов льда, повреждающих структуру волокон и снижающих водосвязывающую способность после разморозки. Колебания температуры вызывают перекристаллизацию льда, усугубляя повреждения. Длительное хранение (даже охлажденное) приводит к постепенной деградации белков, окислению липидов, снижению водосвязывающей способности и ухудшению других ФТС.

10) механическая обработка. Сильное измельчение (куттерование) способствует экстракции миофибриллярных белков, что улучшает водосвязывающую, эмульгирующую и гелеобразующую способность. Однако чрезмерное измельчение может разрушить структуру. Интенсивность и продолжительность перемешивания (куттерования) влияет на степень экстракции белка, температуру фарша, структуру эмульсии. Слишком высокая температура фарша во время обработки (>12-15°C для свинины/говядины, >10°C для птицы) может привести к "свариванию" белков и разрушению эмульсии.

Значение функционально-технологических свойств мясного сырья:

1) обеспечение качества готовой продукции. Высокая водосвязывающая способность напрямую влияет на сочность продукта, предотвращая потери влаги при термообработке и хранении. Состояние белков (частичный протеолиз при созревании) и способность удерживать влагу влияют на воспринимаемую нежность. Гелеобразующая способность белков формирует плотную, упругую структуру вареных колбас и ветчин. Жироэмульгирующая способность обеспечивает стабильность фарша, предотвращая отделение жира и бульона ("отеки"). Адгезивность и когезивность определяют монолитность рубленых изделий. Стабильная эмульсия обеспечивает равномерный розовый цвет без серых пятен или жировых отеков, а хорошая водосвязывающая способность предотвращает сморщивание сосисок и колбас, сохраняет их форму и объем;

2) экономическая эффективность. Высокая водосвязывающая способность сырья – главный фактор, минимизирующий потери массы ("уварку") при варке, жарке или запекании. Это прямо влияет на рентабельность. Сырье с хорошими ФТС позволяет легально добавлять воду или рассол (в пределах норм), увеличивая выход готового продукта без ущерба для качества (при правильном использовании добавок). Прогнозируемое поведение сырья благодаря знанию его ФТС снижает риск технологического брака (расслоение эмульсий, выделение жира/бульона, плохая форма, жесткость);

3) стабильность и управляемость технологического процесса. Знание ФТС сырья позволяет технологу предсказать, как фарш или эмульсия будут вести себя на каждом этапе (куттерование, шприцовка, термообработка). Понимание влияния степени измельчения, времени перемешивания, температуры фарша на экстракцию белка и формирование структуры позволяет выбрать оптимальные режимы для конкретного сырья.