- •"Технология мяса и мясных продуктов" Оглавление
- •Введение
- •Задачи технолога:
- •Основные принципы технологии мяса и мясопродуктов
- •Функционально-технологические свойства мясных систем
- •Взаимосвязь характера взаимодействия белков и фтс систем
- •Факторы, влияющие на гелеобразующую способность белков:
- •Фтс коллагена:
- •Мясные эмульсии. Факторы, определяющие их стабильность
- •Эмульсия — стабильная система «жир — белок — вода»
- •Вторичное белоксодержащее сырьё. Способы улучшения его качества. Пути технологического использования
- •Субпродукты II категории
- •Специфика состава и свойств субпродуктов II категории
- •Технология
- •Функционально-технологические свойства субпродуктов
- •Мясо механической дообвалки (ммд)
- •Кровь и ее фракции
- •Состав эмульсий на основе цельной крови:
- •Функционально-технологические свойства белоксодержащих добавок и белковых препаратов
- •Белки яйца
- •Молочно-белковое сырьё и препараты на его основе
- •Характеристика молочно-белкового сырья и препаратов на его основе
- •Функционально-технологические свойства растительных препаратов
- •Способы улучшения цвета, вкуса и запаха мясных эмульсий, содержащих изоляты
- •Функционально-технологические свойства и назначение посолочных веществ, вспомогательных материалов и наполнителей
- •Технология эмульгированных мясопродуктов
- •Принципы выбора рецептур
- •Требования к основному сырью. Подготовка сырья и вспомогательных материалов.
- •Разделка туш
- •Подготовка мяса к разделке
- •Размораживание мяса в тушах, полутушах и четвертинах
- •Обвалка мяса
- •Жиловка мяса
- •Жиловка конины
- •Посол сырья
- •Приготовление мясных эмульсий
- •Физико-химическая сущность процесса приготовления гомогенных мясных эмульсий
- •Практика приготовления гомогенных мясных эмульсий
- •Чем больше разрушение мышечной структуры тем больше влагосвязывание.
- •Влияние технических средств на качество мясных эмульсий
- •Специфика приготовления мясных эмульсий из грубоизмельченного сырья
- •Формование колбасных изделий
- •Типы и подготовка оболочек
- •Термическая обработка
- •Обжарка
- •Методы и режимы варки
- •Термообработка мясных хлебов
- •Охлаждение По окончании варки эмульгированные мясопродукты следует немедленно охладить до температуры 8-15°с, т.К. Этот процесс обеспечивает:
- •Копчение
- •Хранение и упаковка
- •Полимерные упаковки
- •Пищевые покрытия Принципы использования полимерных упаковок
- •Пищевые покрытия мяса и мясопродуктов
- •Оборудование для приготовления и нанесения пищевого покрытия.
- •Системный подход – основа эффективного управления
- •Новая идеология в области пищевого белка. Комбинированные мясопродукты Анализ причин дефицита белка и путей его устранения
- •Структура распределения белка в мировой практике
- •Структура потребления животного белка, (на 1 человека/год)
- •Средняя живая масса крс поступающего на убой
- •Глубина переработки сырья (на 1 кг жилованного мяса)
- •Каков кпд у коровы?
- •Сущность новой идеологии в области белка
- •Перспективные сырьевые источники пищевого белка:
- •Принципиальная схема производства комбинированных мясопродуктов
- •Примеры взаимообогащающихся по аминокислотному составу бинарных белковых систем
Функционально-технологические свойства мясных систем
Как было показано ранее, мясное сырьё многокомпонентно, изменчиво по составу и свойствам, что может приводить к значительным колебаниям в качестве готовой продукции.
В связи с этим особенно важное значение приобретает знание функционально-технологических свойств (ФТС) различных видов основного сырья и их компонентов, понимание роли вспомогательных материалов и характера изменения ФТС под воздействием внешних факторов.
Вопрос рассмотрения ФТС неразрывно связан с проблемами:
оценки технологических функций и потенциальных возможностей использования сырья;
выбора вида, соотношений и условий совместимости компонентов рецептуры;
обоснования условий и параметров обработки сырья, что особенно существенно при изготовлении мясных эмульсий и осуществлении термообработки;
направленного регулирования свойств отдельных видов используемого сырья и мясных систем в целом;
прогнозирования характера изменения свойств мясных систем на различных этапах технологической обработки;
рационального использования белоксодержащих компонентов;
получения мясопродуктов гарантированного качества.
Под функционально-технологическими свойствами мясного сырья в прикладной технологии мясопродуктов понимают совокупность показателей, характеризующих его способность связывать и удерживать влагу и жир (влаго- и жиросвязывающая способность, влаго- и жиропоглощение), образовывать устойчивые эмульсии (эмульгирующая способность, стабильность эмульсии) и гели (способность гелеобразования, клейстеризации, желирования); сенсорные характеристики (цвет, вкус, запах), величину выхода и потерь при термообработке.
Функционально-технологические свойства мясных систем взаимосвязаны с количественным содержанием основных пищевых веществ, в первую очередь миофибриллярных белков и липидов, и их качественным (амино- и жирнокислотным) составом. Функционально-технологические свойства мясного сырья модифицируются во времени в процессе развития автолитических изменений, при механической обработке (массирование, тендеризация, измельчение разной степени), при выдержке в посоле, термообработке и других технологических воздействиях.
Прогнозирование поведения мясной системы представляет достаточно сложную задачу. Необходимо учитывать функционально-технологические свойства каждого ингредиента рецептуры и роль каждого из них в формировании качественных характеристик готового продукта. Степень выраженности функционально-технологических свойств сырья также зависит от условий его подготовки на разных стадиях технологического процесса.
Параллельно с термином ФТС в области академических наук используют понятие функциональные свойства (ФС), подразумевая под ними сложный комплекс физико-химических характеристик изолированного белка, определяющих его поведение при переработке и хранении, и обеспечивающих желаемую структуру, технологические и потребительские свойства готовых продуктов.
К функциональным свойствам (ФС)
белковых веществ относят:
растворимость и набухаемость в
воде, солевых, щелочных и кислых
средах;
гетерогенность, совместимость с
другими компонентами;
способность образовывать и
стабилизировать эмульсии, суспензии,
пены, гели (студни);
адгезионные и реологические
характеристики.
Имея дело в практике мясного производства с многокомпонентными дисперсионными системами, представляется целесообразным считать более справедливым классифицировать характеристики мясного сырья как ФТС.
Принимая во внимание, что в сложных реальных мясных системах поведение белка как основного стабилизирующего компонента рецептуры всегда рассматривают во взаимосвязи как с другими составляющими (жир, вода, минеральные вещества, морфологические элементы), так и с изменяющимися в процессе технологической обработки сырья условиями среды и его состоянием, возникает необходимость в общем виде остановиться на специфике состава, свойств и структуры основных компонентов мяса и их значении в формировании ФТС мясопродуктов.
Функционально-технологические свойства (ФТС) составных частей мяса
Приступая к рассмотрению ФТС составных частей мяса, следует напомнить, что наибольшее технологическое значение имеют мышечная, жировая и соединительная ткани, их количественное соотношение, качественный состав и условия обработки.
Мышечная ткань является основным функциональным компонентом мясного сырья и источником белковых веществ и состоит из мышечных волокон - своеобразных многоядерных клеток вытянутой формы (рис. 1,2).
Рис.1 Рис. 2 – Структура мышечного волокна: | |
1 – Мышечная ткань; 2 – Мышечные волокна; 3 – Мышечное волокно; 4 – Миофибриллы; 5 – Саркомер |
1 – ядро; 2 – миофиламент; 3 – миофибрилла; 4 – саркоплазма; 5 – сарколемма; 6 – ретикулиновые волокна; 7 – эндомизиальные коллагеновые и эластиновые волокна. |
Каждое мышечное волокно окружено тонкой соединительнотканной прослойкой - эндомизием, с помощью которой волокна объединяются в пучки первого порядка. Последние объединяются в пучки второго, третьего и т. д. порядков более плотной соединительнотканной прослойкой - перемизием. Из этих пучков формируется мускул, покрытый эпимизием, или фасцией.
В свою очередь мышечное волокно содержит множество миофибрилл, саркоплазму и сарколемму (оболочку).
Миофибриллы (рис. 3) - основные сократительные элементы мышечного волокна - представляют собой молекулярный уровень мышцы, характеризуются поперечной исчерченностью, создаваемой структурными элементами миофибриллы - саркомерами.
Миофибриллы существуют в виде длинных тонких структур, в которых под микроскопом различаются более или менее плотные зоны. Более светлые зоны представляют собой изотропные I – диски, а темные – анизотропные А–диски. Светлые зоны пересекаются темной линией (так называемой Z-линией).
Участок каждой миофибриллы, связанный на концах Z – полосками, рассматривается как структурная единица, или саркомер.
Рис. 3 – Схематичное изображение поперечно-полосатых миофибрилл:
1 – саркомер;
2 – А – диск;
3 – I – диск;
4 – Z – полоска
Саркомер представлен солерастворимыми контрактильными белками актином и миозином.
Каждая миофибрилла состоит из нескольких параллельных филаментов (белковых нитей) двух типов – толстые и тонкие.
Толстые нити содержат главным образом миозин, тонкие – актин, тропонин, тропомиозин.
Миофибриллы окружены и тесно связаны с особой структурой, состоящей из трубочек и пузырьков, называемой саркплазматическим ретикулумом. В различных клетках саркоплазматический ретикулум отличается по форме и функциям. В клетках скелетных мышц, сокращение которых стимулируется ионами Са2+, он участвует в процессе расслабления, обеспечивая реабсорбцию этих ионов.
На долю белков миофибрилл приходится около 30 % общего белка мышц. Они являются сократительными элементами клетки и представлены в основном миозином, актином, актомиозином, тропонином и некоторыми другими белками, 40 % массы которых приходится на миозин. Большое количество полярных групп, а также фибриллярная форма молекул обуславливают высокую гидратацию миозина. Актин составляет 12-15 % всех мышечных белков.
Изоэлектрическая точка миозина и актина составляет, соответственно, 5.4 и 4.7; температура денатурации 45-50 и 50-55°С.
Стабильность качественных характеристик мясопродуктов во многом зависит от количественного содержания и состояния миозина и актина.
Вторая группа белков мышечной ткани - белки саркоплазмы (20-25% от количества всех мышечных белков): миоген (20%), глобулин-Х (10-20%), миоальбумин, миоглобин и кельмодулин. Белки - водорастворимы, большая часть - полноценна, обладает высокой водосвязывающей способностью.
Особый интерес представляет миоглобин, обеспечивающий формирование привлекательного цвета у мясопродуктов.
Естественная окраска мяса обусловлена наличием в мышечной ткани миоглобина (Мb) - хромопротеина, состоящего из белкового компонента (глобина) и простетической группы (гема), и составляющего около 90 % общего количества пигментов мяса (10 % представлены гемоглобином крови). Содержание гемоглобина в говядине колеблется в пределах от 0,4 до 1,0 %.
Небелковая часть миоглобина - гем - состоит из атома железа и четырех гетероцикличных пиррольных колец, связанных метиленовыми мостиками. Именно атом железа ответственен за формирование различного цветового оттенка мяса, так как легко окисляясь и отдавая один электрон, он может образовывать три формы миоглобина (рис.4).
Рис. 4 - Молекулярная структура дериватов миоглобина
В присутствии кислорода воздуха миоглобин окисляется с образованием оксимиоглобина – MbO2, который придает мясу приятный яркий розово-красный цвет. Однако, это соединение нестойко: под воздействием света, воздуха, времени выдержки, нагрева происходит более глубокое окисление, сопровождающееся переходом железа гема из двухвалентного в трехвалентное. Образуется метмиоглобин – MetMb коричнево-серого цвета.
К белкам стромы относятся коллаген, эластин, ретикулин.
Таким образом, мясо содержит липофильные белки. С одной стороны, это нерастворимый коллаген с его желирующей способностью, с другой - миозин и актин, которые могут существовать в виде актомиозина и растворяться в воде (особенно в соленой). Эти виды белков должны быть в оптимальном соотношении и совершенно необходимы для создания хорошей мясной структуры.
Как уже отмечалось, совокупность мышечных белков ответственна за эффективность образования мясных эмульсий, с которыми имеют дело специалисты в колбасном производстве и которые называют фаршем вареных колбас, сосисок и сарделек.
Известно, что количественное содержание белка в системе, его качественный состав, условия среды – все это предопределяет степень стабильности получаемых мясных систем, влияет на уровень водосвязывающей, эмульгирующей и жиропоглощающей способности, на структурно-механические и органолептические характеристик, на выход готовой продукции и т.д.
В частности, чрезмерное увеличение содержания мышечного белка в эмульсии сопровождается ухудшением консистенции готовых изделий; снижение концентрации – приводит к образованию бульонных и жировых отеков, появлению рыхлости, падению выхода.
Понять сущность приведенных примеров можно лишь после рассмотрения ФТС мышечных белков.
ФТС белков тесно связаны с их аминокислотным составом, структурой и физико-химическими свойствами.
В природе найдено около 200 аминокислот, однако в состав белков входят лишь 20 из них, которые получили название протеиногенных аминокислот.
Все протеиногенные аминокислоты являются -аминокислотами:
Правая часть формулы одинакова для всех протеиногенных аминокислот. R–остаток (радикал) – функциональная группа, у разных аминокислот неодинаков по структуре, электрическому заряду и растворимости.
В зависимости от химических свойств R–групп все аминокислоты подразделяются на четыре основных класса: 1) неполярные, или гидрофобные; 2) полярные; 3) отрицательно заряженные (– СОО –); 4) положительно заряженные ().
В растворе возможно существование 4-х электрохимических форм аминокислот рис.5:
Рис.5
В водных растворах аминокислоты находятся в виде амфотерных ионов (цвиттер-ионов).
На ионизацию аминокислот в водных растворах большое внимание оказывает рН среды. В кислой среде высокая концентрация протонов подавляет диссоциацию карбоксильных групп () и аминокислоты заряжаются положительно.
В щелочной среде при избытке ОН– –ионов аминокислоты находятся в виде анионов за счет диссоциации протонированных аминогрупп.
Так как в кислой среде аминокислоты заряжены положительно, а в щелочной – отрицательно, то величина электрического заряда аминокислоты находится в тесной взаимосвязи с рН среды. Состояние аминокислоты, когда ее суммарный электрический заряд равен нулю, называется изоэлектрическим, а значение рН, обуславливающее это состояние, называется изоэлектрической точкой аминокислоты (рI).
По пространственному строению белки делят на глобулярные и фибриллярные.
Глобулярные белки состоят из одной полипептидной цепи или нескольких, плотно свернутых за счет нековалентных, а часто и ковалентных связей в компактную частицу, называемую глобулой. Обычно глобулярные белки хорошо растворимы в воде.
Фибриллярные белки состоят их вытянутых или спирализованных полипептидных цепей, расположенных параллельно и удерживаемых вместе за счет многочисленных нековалентных связей. Полипептидные цепи объединены в волокна (фибриллы). Такие белки нерастворимы в воде.
ФТС белков тесно связаны с их химическим и аминокислотным составом, структурой и физико-химическими свойствами, которые определяют взаимодействие белок-белок, белок-вода; белок-липиды; а также поверхностно-активные свойства (образование эмульсий).