chast_2

экстрактивных веществ, липидов, микроэлементов. Как следствие этого, бурое мясо имеет более низкие вкусовые показатели по сравнению с белым мясом.

Количественное содержание съедобного мяса у рыб разных видов обусловлено особенностями их анатомического строения (массой головы, внутренних органов, плавников) и колеблется в пределах 40...65 %. Мясо большинства видов рыб употребляют в пищу с кожей, масса которой составляет 2,5...3 % (хек серебристый, кета), 4,5...6 % (морской окунь, сом, осетр, севрюга). Кожа рыб имеет определенное пищевое значение. Так, в коже морского окуня содержится 28,3 % азотистых веществ (в основном коллагена), 2,2 % липидов, 3 % минеральных веществ. При тепловой кулинарной обработке кожа способствует сохранению целостности порционных кусков рыбы, что улучшает внешний вид блюд. В то же время при жарке некоторых видов рыб (навага, сом, осетровые, угорь и др.) кожа сильно уплотняется вследствие денатурации коллагена и сокращения длины коллагеновь1х волокон, происходит ее деформация во всех направлениях. В результате этих изменений кожа становится слишком жесткой и несъедобной. Внешний вид порционных кусков рыбы при этом ухудшается. В связи с тем что для размягчения кожи требуется длительный влажный нагрев, рыбу для жарки во фритюре и приготовления изделий из котлетной массы разделывают на филе без кожи и

костей (мякоть).

Таб.12.1. Химический состав и энергетическая ценность некоторых видов рыб (г на 100 г съедобного мяса)

Для специализированных цехов предприятий общественного питания, перерабатывающих значительное количество рыбы, технологическое и экономическое значение имеет размер экземпляров рыб. Как правило, у мелкой рыбы соотношение съедобного мяса и костей меньше, чем у крупной. Так, при разделке сазана на филе с кожей и реберными костями количество отходов и потерь у крупных экземпляров составляет 47%, у мелких — 51%. Эти различия учтены в действующей нормативной документации.

71

Внутримышечная соединительная ткань в тушках рыб распределена более или менее равномерно, поэтому мясо рыб не делят по сортам и кулинарному назначению, как мясо теплокровных мясопромышленных животных.

Тем не менее известно, что мясо очень крупных экземпляров рыб (треска, тунцы, белуга, щука и др.) в приготовленном виде более жесткое по сравнению с мясом рыб этих же пород средних и мелких по размеру экземпляров. Часть мышц, находящихся в области хвостового плавника, в приготовленном виде обычно более жесткая по сравнению с мышцами, расположенными в средней и передней частях тушки рыбы.

Для мяса рыб характерны значительные колебания количества азотистых веществ (см. табл. 12.1). Азот белков составляет в среднем 85 % общего азота мяса рыб. Большая часть белков мяса рыб (55...65 %) представлена белками актомиозинового комплекса (миозин, актин, актомиозин), они входят в состав миофибрилл мышечных волокон. Саркоплазматические белки (миоген, миоальбумин, глобулин X) составляют 20...25 %. На долю белков соединительной ткани (коллаген и эластин) в мясе рыб приходится в среднем 2...4 %, у хрящевых рыб — до 8 %. В мясе рыб содержатся денатурированные нерастворимые белки (5...8 %), нуклеопротеиды, липопротеиды, мукопротеиды, хромопротеиды и другие белковые вещества.

Мышечные белки мяса рыб биологически полноценные, содержат все незаменимые аминокислоты, однако в мясе разных видов рыб количественное содержание их колеблется в широких пределах: валин — 0,6...9,4 %, лейцин — 3,9... 18,0, изолейцин —

2,6...7,7, лизин — 4,1...14,4, метионин — 1,5...3,7, треонин— 0,6...6,2, триптофан — 0,4...

1,4, фенилаланин — 1,9... 14,8 %.

К изменениям условий окружающей среды мышечные белки рыб более чувствительны, чем белки теплокровных животных. Сразу после вылова рыбы в ее мышечных тканях наступают необратимые изменения: актин, миозин и актомиозин частично денатурируют уже через несколько часов. По мере хранения рыбы денатурация белков усиливается. При замораживании рыбы характер распределения жидкости между мышечными волокнами и межмышечным пространством имеет такой же характер, как и в мясе теплокровных животных.

При размораживании рыбы (в технологическом процессе) структурные элементы мышечных волокон восстанавливаются не полностью из-за потери белками способности к гидратации. Установлено, что при медленном размораживании рыбы денатурационные изменения мышечных белков усиливаются. В связи с этим в производственных условиях рыбу с костным скелетом рекомендуется размораживать быстро, для чего ее погружают в холодную воду (10... 15 °С) на 2...3 ч. В процессе размораживания рыбы в воде происходят массообменные процессы: масса рыбы увеличивается на 5... 10 % в результате поглощения воды, а из рыбы в воду переходит около 0,25 % органических и 0,1 % минеральных веществ вследствие диффузии. Для торможения процесса диффузии при размораживании рыбы в воду рекомендуется добавлять натрия хлорид в количестве

0,8 %.

Вымачивание соленой рыбы сопровождается поглощением воды мышечной тканью (до 45 %) и переходом из рыбы в воду минеральных и органических азотистых веществ, поэтому блюда, приготовленные из соленой вымоченной рыбы, обычно имеют слабовыраженный вкус и аромат свежей рыбы, который обусловлен экстрактивными и минеральными веществами. В связи с этим консервирование свежей рыбы методом крепкого посола в последнее время применяют ограниченно, за исключением выработки малосольной гастрономической рыбной продукции (семга, сельдь, кета, рыба холодного копчения).

На стадии приготовления полуфабрикатов порционные куски рыбы можно хранить до 24 ч при температуре около 0 °С. Панировать рыбу рекомендуется непосредственнее) перед жаркой, так как свежая и размороженная рыба содержат значительное количество слабосвязанной воды, увлажняющей панировку.

72

Порционные куски осетровой рыбы перед основной тепловой обработкой подвергают кратковременному (1...2 мин) бланшированию в горячей воде (95 °С) при гидромодуле 1:3. При этом происходят денатурация некоторой части белков в поверхностных слоях порционных кусков рыбы, уменьшение их объема, снижение массы рыбы на 10... 15 % в результате отделения в окружающую среду воды с растворенными в ней экстрактивными и минеральными веществами. При массовом приготовлении полуфабрикатов из рыбы осетровых пород воду, оставшуюся после ошпаривания порционных кусков, используют для приготовления супов и соусов.

При изготовлении рубленых полуфабрикатов, измельчении рыбы в мясорубке мышечные волокна и соединительнотканные прослойки разделяются на более мелкие фрагменты с выходом цитоплазмы в окружающее пространство. Однако липкость рыбного фарша и его упругопластично-вязкие свойства значительно уступают аналогичным свойствам мясного фарша. В связи с этим ассортимент полуфабрикатов из натуральной рубленой рыбы ограничен, преобладают полуфабрикаты из рыбной котлетной массы, в которой в качестве водоудерживающего компонента используют хлеб или густой молочный соус.

К рыбному сырью, перерабатываемому на предприятиях общественного питания, предъявляют определенные гигиенические требования в отношении его безопасности по физико-химическим и микробиологическим показателям. В живой рыбе, охлажденной и мороженой, в рыбном фарше и филе лимитируется содержание токсических элементов (свинца, меди, мышьяка, кадмия, ртути, цинка), гистамина (тунцы, скумбрия, лососевые, сельди), нитрозаминов, пестицидов, полихлорированных бифенилов, радионуклидов (цезий-137 и стронций-90), а также содержание общего количества микроорганизмов, условно-патогенных и патогенных микроорганизмов.

При тепловой кулинарной обработке в мясе рыб протекают сложные физикохимические процессы: денатурация белков, образование новых вкусовых и ароматических веществ, разрушение некоторой части витаминов, превращения пигментов, выплавление жира и выход части его в окружающую среду.

Тепловая денатурация мышечных белков сопровождается уплотнением мышечных волокон, отделением некоторой части воды вместе с растворенными в ней экстрактивными и минеральными веществами. Тепловая денатурация коллагена и последующая за ней дезагрегация этого белка приводят к разрыхлению структуры мяса рыб. В отличие от мяса теплокровных животных коллаген мяса рыб менее устойчив к гидротермическому воздействию, денатурация его происходит при 40 °С, в соответствии с этим и переход коллагена в глютин происходит более быстрыми темпами и в более низком температурном интервале.

Формирование своеобразного вкуса и аромата рыбы, подвергнутой тепловой кулинарной обработке, связано со своеобразным составом экстрактивных, минеральных веществ и липидов. Специфический вкус приготовленной рыбы обусловлен сравнительно высоким содержанием азотистых экстрактивных веществ (9... 18 % общего азота мышц) и своеобразием их состава. В мясе морских рыб, как правило, содержится больше экстрактивных веществ, чем в мясе пресноводных рыб. Среди свободных аминокислот в мясе рыб мало глутаминовой кислоты, обладающей вкусом, свойственным говяжьему мясу, и очень много циклических аминокислот — гистидина, фенилаланина, триптофана. Гистидин в значительных количествах содержится в темном мясе морских рыб: в скумбрии до 280 мг/100 г, в тунцах до 400, в сайре до 500 мг/100 г. В процессе посмертного автолиза рыбы в результате ферментативного декарбоксилирования гистидин превращается в гистамин, обладающий высокой биологической активностью и токсичностью. JB малых концентрациях (до 100 мг/кг) гистамин оказывает сосудорасширяющее действие на организм человека, одновременно стимулирует деятельность желудочно-кишечного тракта. В более высоких концентрациях гистамин может вызывать тяжелые пищевые отравления. В связи с этим

73

океанических рыб, содержащих повышенное количество темного мяса (сайру, сардину, скумбрию и др.), после вылова сразу направляют на промышленную переработку (консервы, копчение).

Креатин и креатинин в мясе рыб содержатся в сравнительно небольших количествах. В мясе морских рыб из веществ этой группы обнаружен метилгуанидин, которого нет в мясе пресноводных рыб и теплокровных животных. Метилгуанидин в больших концентрациях токсичен.

Вмясе большинства рыб содержится мало пуриновых оснований, производных имидазола и холина. Так, карнозина в мясе пресноводных рыб содержится 3 мг/100 г, а в говядине — 300 мг/100 г, холина — соответственно 2,5 и ПО мг/100 г.

Всоставе экстрактивных веществ мяса рыб содержатся значительные количества азотистых оснований. Они подразделяются на летучие и триметиламмониевые. Среди летучих оснований преобладают моно-, ди- и триметиламин и аммиак. В свежевыловленной морской рыбе триметиламина содержится 2...2,5 мг/100 г, в пресноводной — 0,5 мг/100 г. Аммиака в морской рыбе содержится 3...9 мг/100 г, в пресноводной — до 0,05 мг/100 г. При хранении охлажденной рыбы под действием микроорганизмов количество летучих оснований в мясе рыб может возрастать. Среди триметиламмониевых оснований преобладают триметиламин-оксид и бетаины, в морской рыбе они содержатся в количествах соответственно 100... 1080 и 100... 150

мг/100 г.

При варке на переход экстрактивных и минеральных веществ из рыбы в бульон оказывают влияние не только денатурация мышечных белков и их постденатурационные изменения, но и диффузия. Количество растворимых веществ, переходящих из рыбы в бульон в результате диффузии, зависит от гидромодуля. В связи с этим порционные куски рыбы ценных пород обычно готовят припусканием с добавлением жидкости в количестве, не превышающем 30 % к массе рыбы. Образующийся при этом бульон используют для приготовления соусов.

Врыбных бульонах содержится в среднем 28 % экстрактивных и 24 % минеральных веществ, 48 % глютина. В бульонах, приготовляемых из рыбных отходов (голов, плавников, костей, кожи), содержание экстрактивных веществ не превышает 4 %, минеральных —11%. Остальная часть сухого остатка бульона состоит из глютина (74 %)

иэмульгированного жира. Существенные различия в составе бульонов из рыбы и рыбных отходов объясняются тем, что экстрактивные и минеральные вещества сосредоточены в основном в мышечных волокнах. Минеральные вещества костей представлены нерастворимыми в воде фосфатами и карбонатами кальция.

По качественному составу экстрактивных азотистых веществ рыбные бульоны существенно отличаются от мясных. В рыбных бульонах преобладают циклические (гистидин, триптофан, фенилаланин) и серосодержащие (цистин, цистеин, метионин, таурин) свободные аминокислоты. В бульонах из океанических рыб содержится метилгуанидин — сильное основание, в больших концентрациях оказывающее токсическое действие на живые организмы. К особенностям рыбных бульонов относится содержание в них значительных количеств аминов, среди которых важная роль принадлежит метиламинам и гистамину. Гигиеническими требованиями к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов установлен предельно допустимый уровень содержания гистамина в мясе некоторых видов рыб (тунец, скумбрия, лосось, сельдь), который составляет 100 мг/кг.

Содержащийся в мясе рыб креатин при тепловой кулинарной обработке частично превращается в креатинин, который вступает в химические реакции с продуктами карбониламинных реакций, свободными аминокислотами и сахарами с образованием гетероциклических ароматических аминов, обладающих сильным мутагенным и канцерогенным действием на живые организмы. В мясе беспозвоночных, не содержащем

74

креатина, при тепловой кулинарной обработке гетероциклические ароматические амины не образуются.

Общие потери массы при тепловой кулинарной обработке рыбы находятся в пределах 18...20 %, что вдвое меньше потерь массы мяса крупного рогатого скота. При жарке рыбы потери обусловлены обезвоживанием продукта, а при жарке жирной рыбы дополнительные потери могут возникать в результате выплавления и выхода в окружающую среду некоторого количества жира. При варке рыбы определенную долю в общих потерях составляют экстрактивные, минеральные вещества и белки. Как при варке, так и при жарке рыбы 90...95 % общих потерь массы составляют потери воды, отделяемой денатурирующими мышечными белками.

Динамика выделения воды мясом крупного рогатого скота и рыбы при одних и тех же параметрах тепловой кулинарной обработки выглядит по-разному. Из графиков, представленных на рис. 12.2, видно, что в интервале температур 45...75 °С обезвоживание говядины и мяса рыбы идет интенсивно, причем в говядине — более быстрыми темпами. При температурах выше 75 0С потери рыбой воды прекращаются, в то время как говядина теряет воду вплоть до достижения температуры 90...95 0С, что указывает на более низкие температурные границы денатурации и свертывания белков рыбы по сравнению с мышечными белками теплокровных животных.

Сравнительно небольшие потери воды мясом рыб при тепловой кулинарной обработке объясняются особенностями его химического состава и гистологического строения: высоким содержанием белков актомиозинового комплекса в миофибриллах мышечных волокон; простым строением перимизия мышц; сравнительно низкой температурой денатурации и деструкции коллагена внутримышечной соединительной ткани. Тепловая денатурация мышечных белков сопровождается сравнительно слабой их дегидратацией. Вода, отделяемая белковыми гелями мышечных волокон и поступающая в пространство между пучками мышечных волокон, слабо выпрессовывается в окружающее пространство из-за незначительной деформации внутримышечных соединительнотканных образований мышц рыбы и сравнительно быстрой желатинизации коллагена. В результате этого мясо рыб при тепловой обработке теряет не более 25 % содержащейся в ней воды.

Рис. 12.2. График изменения содержания воды в рыбе и мясе при нагревании (по Д. И. Лобанову):

1 — рыба;

2 — мясо

При варке, жарке и при СВЧ-нагреве потери массы рыбы практически одинаковые. При жарке рыбы ИК-лучами потери массы снижаются на 4...5 % благодаря повышенной проникающей способности инфракрасного излучения и сокращению продолжительности тепловой обработки.

Исследования белков мышечной ткани сырой и подвергнутой тепловой кулинарной обработке рыбы показало, что изменения направлены на значительное уменьшение растворимости миофибриллярных белков по сравнению с белками саркоплазмы, возрастание в З...3,5 раза количества денатурированных белков и растворимых азотистых веществ, в том числе белковой природы, в связи с переходом коллагена в глютин.

Автолиз, протекающий в мясе рыб под действием тканевых ферментов при холодильном хранении, способствует дополнительному накоплению азотистых

75

оснований и других соединений, характерных для мяса рыб. В результате этого специфические запах и вкус рыбных блюд усиливаются. Интенсивнее эти процессы протекают при хранении морской рыбы.

Липиды рыб обладают высокой биологической эффективностью. Они сосредоточены в мясе, икре и молоках, в печени некоторых видов рыб. По содержанию липидов в съедобном мясе рыб подразделяют на жирные, средней жирности и тощие. К жирным рыбам (содержание жира 12...30 %) относятся миноги, угорь речной, палтус черный, скумбрия тихоокеанская, осетровые, угольная рыба; к рыбам средней жирности (содержание жира 2...8 %) — карп, лещ, сазан, ставрида и др.; к тощим (содержание жира до 2 %) — судак, щука, треска, пикша, сайда, минтай, зубатка, макрурус, навага и др.

Всостав липидов рыб входят триглицериды, свободные жирные кислоты, моно- и диглицериды, фосфолипиды, а также стерины, витамины, каротиноиды.

Для жира рыб характерны сравнительно низкая температура плавления (12...28 °С) и высокое содержание ненасыщенных жирных кислот (76...87 %) очень сложного состава.

Всостав триглицеридов межмышечного и подкожного жира рыб входят 17 ненасыщенных жирных кислот, различающихся как длиной алифатической цепи, так и числом двойных связей (от одной до шести). Высокая биологическая эффективность липидов рыб связана с наличием в их составе линолевой (18 : 2) и арахидоновой (20 : 4) жирных кислот, которые не синтезируются в организме человека и должны поступать с пищей. Из двух названных жирных кислот незаменимой является линолевая кислота. Источником поступления ее в организм человека служат животные жиры и растительные масла. Присутствие в липидах мяса рыб высоконенасыщенных жирных кислот, их окисление с образованием пероксидов, гидропероксидов, оксикислот и других продуктов окисления являются причиной снижения пищевой ценности готовой продукции. Особенно лабильны жирные кислоты, имеющие 4, 5, 6 двойных связей. Их содержание в жире пресноводных рыб составляет 6...30 %, морских — 13...57 % общей массы жирных кислот.

Вмышечной ткани рыб содержатся очень активные гидролитические ферменты, поэтому скорость автолиза высокая. Липаза рыб сохраняет активность в мороженой мышечной ткани и инактивируется только при -22 °С. При хранении рыбы может происходить гидролиз липидов с одновременным интенсивным окислением продуктов гидролиза кислородом воздуха. Особенно интенсивно гидролизуются и окисляются фосфолипиды.

Продукты гидролиза и окисления липидов имеют неприятные вкус и запах, которые сохраняются в готовых кулинарных изделиях. Для снижения их накопления применяют глазирование замороженной рыбы, упаковав газовлагонепроницаемые материалы и другие способы.

Физико-химические изменения экстрактивных веществ и липидов рыб — одна из причин того, что пищевая ценность блюд, приготовляемых из рыбы длительного хранения, обычно значительно ниже, чем блюд, приготовляемых из живой или охлажденной рыбы. Эти различия особенно заметны при использовании морской рыбы, что необходимо учитывать в технологическом процессе: увеличивать закладку специй и ароматической зелени и кореньев при варке и припускании рыбы, добавлять уксус, рассол, подбирать соответствующие соусы и гарниры.

НЕРЫБНЫЕ МОРЕПРОДУКТЫ

Мясо большинства беспозвоночных (моллюсков и ракообразных) в приготовленном виде более нежное по сравнению с мясом рыб, что объясняется их малоподвижным образом жизни. Исключение составляют кальмары, имеющие мускулистое тело (мантию) и мигрирующие на большие расстояния. Тело других ракообразных заключено в прочную защитную оболочку (раковину, панцирь), мускулатура развита слабо.

76

По химическому составу мясо беспозвоночных существенно отличается от мяса рыб

(табл. 12.2).

Для мяса беспозвоночных характерны сравнительно высокое содержание минеральных веществ, низкое содержание липидов и значительные колебания содержания азотистых веществ. В составе небелковых азотистых веществ отсутствуют креатин и креатинин, мало содержится пуриновых оснований, дипептидов, среди свободных аминокислот преобладают заменимые, много глутаминовой аминокислоты и мало циклических и серосодержащих аминокислот. Азотистые основания в значительных количествах содержатся в мясе ракообразных и кальмаров. Гистамин в съедобном мясе беспозвоночных содержится в пределах, характерных для мяса пресноводных рыб.

В мясе беспозвоночных содержится значительное количество гликогена (2... 10 %), чем объясняется его сладковатый вкус в приготовленном виде. Липидный компонент включает триглицериды, фосфолипиды, холестерин и стеролы. Жирнокислотный состав липидов отличается высоким содержанием ненасыщенных кислот, в том числе арахидоновой. В то же время в составе липидов мяса беспозвоночных содержится мало высоконенасыщенных жирных кислот с 5, 6 двойными связями, что объясняет хорошую стабильность беспозвоночных при длительном холодильном хранении.

Таб.12.2. Химический состав съедобного мяса некоторых видов беспозвоночных (%)

Таким образом, по химическому составу азотистых экстрактивных веществ и липидов мясо беспозвоночных ближе к мясу пресноводных рыб и представляет большую ценность для диетического питания и питания детей всех возрастов.

Морская капуста представляет собой слоевища морских бурых водорослей рода ламинарий шириной до 0,5 м, длиной 3...5 м. Добывают морскую капусту в прибрежных водах Тихого океана для пищевых целей и получения солей альгиновой кислоты и маннита. В расчете на сухую массу морская капуста содержит 5...20 % белков, 1...3 % липидов, 6... 12 % пищевых углеводов, 0,1...0,6 % йода и другие микроэлементы. На предприятия общественного питания морская капуста поступает в замороженном или сушеном виде, ее вымачивают в холодной воде: мороженую около 1 ч, сушеную 12 ч. Варят морскую капусту 2 ч при гидромодуле 1 : 2, при этом в воду переходит часть Сахаров и минеральных веществ. В готовом продукте сохраняется достаточное количество пищевых веществ, наибольшую ценность из которых представляют минеральные вещества, особенно йод, а также витамины группы В, каротин и витамин С.

Таким образом, рыба и нерыбные морепродукты играют большую роль в питании, являясь поставщиками полноценных белков, ненасыщенных жирных кислот, фосфолипидов, витаминов, макро- и микроэлементов. Мясо рыб и нерыбных морепродуктов содержит фтор, йод, бром, мышьяк и другие микроэлементы, дефицит которых часто наблюдается в растительных продуктах.

77

Контрольные вопросы и задания

1.Расскажите об особенностях строения тела рыб с точки зрения их пищевого использования.

2.Чем отличается химический состав съедобного мяса рыб от химического состава мяса теплокровных животных?

3.В чем состоит механизм образования рыбных бульонов и каков их химический состав?

4.Какие физико-химические процессы протекают в мясе рыб при тепловой кулинарной обработке?

5.Назовите особенности химического состава беспозвоночных, употребляемых в пищу.

Глава 1 3

СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОДУКЦИИ ОБЩЕСТВЕННОГО ПИТАНИЯ

Механические свойства любой системы теснейшим образом связаны с ее структурой. Структурно-механические свойства изучает наука реология.

Реология (от греч. rheos — течение, поток и logos — слово, учение) — наука о деформациях и текучести веществ, сформировавшаяся как самостоятельная часть физико-химической механики. Она изучает течение и деформации различных веществ и материалов, широко используя при этом многие положения механики и теории упругости.

Приготовление блюд и кулинарных изделий связано с переработкой пищевых продуктов, представляющих собой структурированные системы, обладающие упругопластично-вязкими свойствами. Знание структурно-механических свойств сырья и полуфабрикатов необходимо для создания новых конструкций машин и аппаратов, выбора рациональных режимов работы оборудования и оптимальных технологических схем производства, использования их в качестве контролируемых параметров при создании автоматизированных систем управления технологическими процессами при непрерывном контроле качества продукции.

Знание реологии необходимо в таких технологических процессах, как измельчение и перемешивание пищевых масс, прессование, формование и т. д.

Важнейшие реологические характеристики пищевых материалов — предельное напряжение сдвига, вязкость и адгезионно-когезионная прочность (адгезия), знание которых позволяет рассчитать процессы течения пищевых масс в рабочих органах машин, судить о степени отклонения реологических свойств от оптимальных значений.

ОСНОВНЫЕ ТЕРМИНЫ РЕОЛОГИИ

Все реальные тела способны деформироваться под воздействием внешних сил, т. е. изменять свою форму и размеры.

Под деформацией понимают относительное смещение частиц тела, при котором не нарушается его непрерывность. Деформация называется упругой, если она исчезает после снятия нагрузки, и остаточной, если после снятия нагрузки она сохраняется. Величина и характер деформации обусловлены свойствами материала тела, его формой и способом приложения внешних сил.

При деформировании тела возникают внутренние силы взаимодействия его отдельных частиц. Меру интенсивности этих внутренних сил называют напряжением.

После прекращения воздействия на тело внешних сил напряжения частично или полностью рассасываются вследствие теплового движения молекул и других элементов

78

структуры. Процесс убывания напряжений во времени называется релаксацией. Время релаксации — важная структурно-механическая характеристика тела.

К важнейшим реологическим свойствам тела относятся вязкость, упругость, эластичность и прочность.

Прочность — свойство материалов в определенных условиях и пределах, не разрушаясь, воспринимать те или иные воздействия. Критериями прочности для различных случаев служат предел текучести, предел ползучести и др.

Упругость — способность тел мгновенно восстанавливать свою форму и объем после прекращения действия внешних сил. Упругие свойства определяются предельным напряжением сдвига и другими механическими характеристиками.

Под напряжением сдвига понимают сопротивление тела действию касательной составляющей приложенной силы. Напряжение сдвига равно отношению этой силы к поверхности сдвига. Минимальная сила, необходимая для осуществления сдвига (перемещение слоев на площади сдвига), определяется величиной предельного напряжения сдвига. Если при всестороннем равномерном давлении изменяется только объем тела, а форма остается неизменной, то при сдвиге изменяется форма тела при постоянном объеме.

Если деформации изменяются во времени, то они характеризуются скоростью деформации (например, скоростью деформации сдвига).

Вязкость — способность жидкости оказывать сопротивление перемещению одной ее части относительно другой под действием внешней силы. Величина, обратная вязкости, называется текучестью. Вязкость зависит от температуры, давления, влажности или жирности, концентрации, степени дисперсности и т. п. Различают вязкость эффективную и пластическую.

Пластичность — способность тела сопротивляться изменению формы под действием внешних воздействий.

Эластичность — свойство тел восстанавливать форму или объем постепенно в течение некоторого времени.

Релаксация напряжений (давления) — процесс постепенного рассеивания запасенной в теле энергии упругой деформации путем превращения ее в теплоту. Релаксация напряжений делится на два периода: первый характеризуется резким уменьшением напряжения в условиях быстро затухающей скорости релаксации; второй определяется замедленным снижением напряжения с весьма низкой скоростью релаксации.

Для практики формования пищевых продуктов наибольший интерес представляет первый период релаксации, так как на довольно короткий промежуток времени приходится большая часть напряжения.

Ползучесть — свойство материала непрерывно деформироваться под воздействием постоянной нагрузки. В пищевых материалах ползучесть проявляется очень быстро, с чем необходимо считаться при их обработке.

Тиксотропия — способность некоторых дисперсных систем самопроизвольно восстанавливать структуру, разрушенную механическим воздействием. Она свойственна дисперсным системам и обнаружена у многих полуфабрикатов и пищевых продуктов

СТРУКТУРА ПИЩЕВЫХ СИСТЕМ

Реологические свойства продукта во многом определяются его структурой и текстурой. Структура — от лат. structura -совокупность устойчивых связей объекта, обеспечивающих его целостность и тождественность самому себе; текстура - от лат. textura — ткань, связь, строение.

Многие пищевые массы помимо твердого и жидкого состояний обладают структурами, которые по физическим свойствам занимают промежуточное положение. К ним относятся белковые и углеводные студни, суспензии разной концентрации (пасты, эмульсии, пены и др.).

79

Наличие внутренней структуры придает таким системам определенные механические свойства — упругость, пластичность, вязкость, прочность, которые объективно характеризуют их консистенцию. Механические свойства зависят от природы входящих в систему веществ и их соотношения, а также от сил взаимодействия между ними.

Таб.13.1. Типы дисперсных систем пищевых продуктов (по А. В. Горбатову и др., 1982)

Таб.13.2. Сложные дисперсные системы пищевых продуктов (по Ю. А. Мачихину и др., 1990)

В соответствии с представлениями академика П. А. Ребинде-ра принято различать два основных типа дисперсных структур: коагуляционную и конденсационнокристаллизационную. Коагуляционные структуры удерживаются силами Ван-дер- Ваальса, действующими через жидкие прослойки. Основные условия их образования — неоднородность поверхности соприкосновения частиц и наличие гидрофобных участков, на которых возникают точечные контакты — начальные звенья будущей структуры. Эти структуры могут обладать свойствами неньютоновских жидкостей и сильно изменяются при нагреве, введении ПАВ, изменении кислотности и других воздействиях.

Конденсационно-кристаллизационные структуры образуются в процессе конденсации полимеров или кристаллизации их растворов и расплавов; их существование определяется прочными химическими связями, отдельные частицы

80