Лаблоаторная работа 3 9.11.2005 г.

«ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОСВЯЗЫВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ И ПЛАСТИЧНОСТИ МЯСА» 4- часа.

К числу основных свойств фарша, имеющих решающее значение для выхода и качества вареных колбасных изделий, относится его водосвязывающая способность «ВСС»

Под водосвязывающей способностью фарша понимают его влагоемкость (максимальное количество связываемой воды) и прочность связи воды с фаршем.

Влагосодержание называют количество влаги в материале, отнесенное к единице веса его сухого вещества.

Влагоемкостью – влагосодержание при полном насыщении водосвязывающей способности материала.

Влажность – влагосодержание, выраженное в % к весу сухого остатка.

Влагопоглащающая способность фарша зависит от многих факторов, в том числе от свойства и состояния исходного сырья, продолжительности выдержки мяса в посоле, от наличия веществ, повышающих способность удерживать влагу, от вида механической обработки и др.

В большинстве животных тканей содержится 70-80% влаги, а в мясопродуктах –50% и более. Содержание влаги в мясе и мясопродуктах и формы ее связи с составными частями определяют структурно-механические, и некоторые другие свойства продукта, а также его выход.

Особенности структуры обуславливаются степенью разрушения естественного клеточного строения тканей. Изменения состава зависят от содержания в сырье или продукте белковых веществ и липидов, а также веществ, влияющих на состояние белковых и липидных компонентов.

Водосвязывающая способность животных тканей и большинства вырабатываемых их них продуктов зависит главным образом от свойств и состояния белковых веществ

В зависимости от сорта вареная колбаса может содержать от 55% до 75% влаги. Учитывая, что в процессе обжарки и охлаждения колбас часть влаги испаряется, сырой колбасный фарш должен содержать воды больше этого количества. А так как интенсивность испарения влаги зависит от прочности ее связи с материалом, доля прочно связанной влаги должна быть достаточно высокой, иначе выход готового продукта окажется ниже нормативного.

Всю влагу, которая может содержаться в материале, можно разделить следующим образом:

Влага прочно  влага слабо  влага слабо связанная  связанная  связанная

полезная избыточная

Для сырого фарша общее количество прочно связанной и слабо связанной влаги должно быть равным влагосодержанию готового продукта плюс потери ее за счет испарения.

Влага слабо связанная избыточная – это та, которая может отделяться при варке колбасы и в виде отеков бульона. Избежать такого рода брака, не уменьшая вместе с тем выхода готовой продукции, можно путем увеличения доли прочно связанной влаги в общем влагосодержании, что может быть достигнуто за счет изменения рН среды ( сдвиг его значения от изоэлектрической точки)., увеличением гидрофильных компонентов(белков, крахмала), растворенных в непрерывных водной фазе фарша и др.

Увеличение концентрации белков, растворенных в водной фазе, помимо повышения «ВСС» фарша, способствует лучшей связности, однородности и монолитности структуры готового продукта. Это объясняется тем, что денатурация и постденатурацтонная коагуляция растворенных белков приводит к образованию непрерывного пространственного упруго-эластичного белкового каркаса в структуре готового продукта. Структура и свойства образующего каркаса сказывается также на «ВСС» продукта, поскольку от этого зависит число и размеры пор и капилляров.

К числу свойств сырого фарша, которые связаны с концентрацией белков в жидкой фазе, относится его пластичность.

Водосвязывающая способность животных тканей и большинства вырабатываемых из них продуктов зависит главным образом от свойств и состояния белковых веществ. На свойства и состояние белков в свою очередь оказывает влияние, кроме их природных особенностей, многие другие факторы: рН, среды, наличие, концентрация и свойства электролитов, температура, степень измельчения белковых частиц в результате автолиза или механического разрушения.

В животных тканях и сырых мясопродуктах различают две группы веществ (по их отношению к воде); к первой группе относятся нерастворимые, ограниченно обводняющие фибриллярные белки( в основном коллаген, эластин, кератин, фибрин, строматин).

Ко второй группе относятся глобулярные белки саркоплазмы и плазмы крови, а также и некоторые фибриллярные белки, которые при небольших количествах растворителя обнаруживают свойства белков первой группы, т.е. ограниченно обводняются без растворителя. Это – актин, миозин и актомиозин.

В БОЛЬШИНСТВЕ СЛУЧАЕВ ЖИВОТНЫЕ ТКАНИ ПЕРЕРАБАТЫВАЮТ В ПРИСУТСТВИИ ОГРАНИЧЕННОГО КОЛИЧЕСТВА ВОДЫ. Поэтому, рассматривая вопрос об отношении белковых веществ животных тканей к воде, их удобнее делить соответственно структурным особенностям на фибриллярные и глобулярные.

Структурной единицей фибриллярных белков являются спиральные главные полипептидные цепи. Они возникают за счет пептидных связей между амнокислотами, которые расположены в одной плоскости и связаны друг с другом водородными связями. Боковые цепи аминокислотных радикалов направлены под углом 90 0 С к плоскости главных цепей и в противоположные стороны. При достаточной длине цепей концевые группы могут образовывать химические связи между главными цепями в направлении, перпендикулярном плоскости расположения водородных связей. Существуют солевые или пептидные связи радикалов диаминокислот и дикарбоксильных аминокислот боковых цепей, сульфидные связи. В результате образуется трехмерная пространственная структура (решетка) молекулы фибриллярных белков. Молекулы фибриллярных белков легко асоциируют и срастаются по длине, образуя нитевидные макрочастицы.

В молекуле фибриллярного белка остаются свободными часть аминогрупп и часть карбоксильных групп. Наряду с другими несимметричными группами они играют роль гидрофильных центров, способных удерживать тоны противоположного знака и диполи волы.

Структурный каркас молекул фибриллярных белков занимает во много раз большее пространство, чем то, которое фактически занимают структурные элементы. Поэтому фибриллярные белки обладают резко выраженной способностью к набуханию, так как молекулы воды внедряются внутрь пространственной решетки.

Для нативных глобулярных белков характерна способность образовывать монодисперсные водные растворы, в которых белок находится в виде частиц одинакового молекулярного веса, представляющего собой четное кратное некоторой элементарной величине.

Способность глобулярных белков к взаимодействию с водой определяется величиной заряда на поверхности глобулы и величиной удаленности поверхности белковых частиц, т.е. степенью дисперсности. Их стабильность в растворе зависит от двух взаимосвязанных факторов: гидратиции и электрического заряда.

Таким образом, в зависимости от формы белковых частиц, прочности связи между ними и от термодинамических условий образуются различные типы систем белок-вода, в том числе и равновесных.

Присоединение воды к полярным группам белков (гидрофильным центрам), аналогичное образование гидратов называется гидратацией белков. Такой способностью обладают пептидные группы главных цепей. Полярные группы боковых цепей белковых молекул.

В большинстве случаев в мясопродуктах вся вода удерживается многообразными формами связи и выступает наравне с другими, как обычная составная часть ткани или продукта; в этом смысле ее следует считать связанной влагой. Характер и прочность форм связи влаги неодинаковы.

Наиболее прочно связана адсорбционная влага. Большую часть этой влаги в животных тканях и мясопродуктах составляет влага, которая образует сольватную оболочку молекул белковых веществ и гидрофильных коллоидов. Часть адсорбционной влаги входит в состав сольватных оболочек гидрофобных коллоидов.

Влияние добавок на водосвязывающую способность фарша

В тех случаях, когда водосвязывающая способность мяса оказывается недостаточной (много соединительной ткани, длительное хранение в мороженом состоянии) в фарш вводят различные добавки.

Эти добавки по характеру их действия могут быть двух типов: не влияющие на влагоемкость белков мяса, но сами хорошо связывающие влагу (крахмал, сухое молоко, казеин); повышающие влагоемкость белков мяса (фосфаты, цитраты, тартраты).

Крахмал, добавляемый к фаршу в количестве 2-7%, практически не изменяет влагоемкости сырого фарша. Но при тепловой обработке колбас он образует клейстер, который повышает долю прочно связанной влаги. Благодаря этому общее влагосодержание фарша может быть доведено до нормы.

Хорошие результаты получаются при добавлении к фаршу 1,5-2% молочного белка, который увеличивает водосвязывающую способность, улучшает эмульгирование жира и повышает связость фарша в готовом продукте. Несколько хуже проявляет себя кровяная плазма.

Положительным свойством крахмала, является то, что он относится к пищевым продуктам, а недостатком – влияние на изменение химического состава сухой части колбасного фарша. В связи с этим количество крахмалистых веществ, вводимых в фарш, регламентируется рецептурами.

Из добавок второго типа наибольшее распространение получили соли фосфорных кислот – фосфаты. Они увеличивают водосвязывавющую способность белков, в том числе повышают долю химически связанной влаги и растворимость белков актомиозинового комплекса. Этим они улучшают структуру фарша и кроме того, оказывают эмульгирующее и стабилизирующее действие на жир.

Рост водосвязывающей способности белков в присутствии фосфатов обусловлен тем, что фосфатные группировки связывают ионы кальция, которые уменьшают гидратацию белков. Если фосфаты обладают щелочными свойствами, происходит некоторый сдвиг рН от изоэлектрической точки белков мяса в щелочную сторону. В этих условиях возрастает адсарбция катионов белками. Следовательно, увеличиваются гидратация и растворимость белков и повышается осмотическое давление системы.

При наличии в молекуле фосфата пирофосфорной группировки увеличивается диссоциация актомиозина на актин и миозин, значительно возрастает(в 1,5 раза и более) растворимость белков актомиозиновой фракции и падает вязкость этих растворов. Это благоприятно сказывается на структуре фарша готовых изделий. Влияние фосфатов зависит от ионной силы и в достаточной мере проявляется при ионной силе 0,4-0,5, вызывающей тенденцию к переходу актомиозина в раствор. Поэтому их действие проявляется лишь при содержании в мясе 2% и более хлористого натрия.

Слишком большой сдвиг рН в щелочную сторону нежелателен, так как приводит к чрезмерному увеличению жесткости продукта и тормозит окрашивание фарша нитритом. Если фосфаты обладают слишком большой щелочностью, следует составлять смеси с расчетом, чтобы рН фарша оказался не более 6,3. Для этого смесь должна вызывать увеличение рН фарша лишь на 0,1-0,2.

В зарубежной практике нашли применение следующие фосфатные препараты: плазмаль(фосфорного ангидрида 55,6%, окиси натрия 31,1%, окисли калия 13,3%); гефризол (пирофосфата натрия 50% полностью замещенного и 50% двузамещенного); фибризол (смесь однозамещеного ортофосфата натрия 35%, полностью замещенного – 35% и двузамещенного пирофосфата натрия 30%) и др.

В отечественной практике производства вареных колбас хорошие результаты дали смеси среднего пирофосфата с однозамещенным ортофосфатом натрия в соотношении 4 ; 3. Рекомендуется добавлять смесь в количестве 0,3% к весу фарша.

Применение различных добавок, повышающих гидратацию и увеличивающих растворимость белков мяса, позволяет сократить продолжительность выдержки мяса в посоле. В этой связи особое внимание привлекает использование в качестве добавок у фаршу кровяной сыворотки.

При изготовлении фарша на куттере степень эмульгирования жира, вводимого в фарш в составе жировой ткани или в топленом виде, недостаточна. Образующаяся эмульсия жира в воде неустойчива и быстро расслаивается. Поэтому большое количество жира уменьшает его водосвязывающую способность. Этого можно избежать, если вместо жировой ткани или топленого жира ввести заранее приготовленную эмульсию.

В водо-жировых эмульсиях, приготовленных с применением эмульгаторов(например, 0,75% желатина или соответствующего количества кровяной плазмы) и стабилизаторов (например, 0,1% кислого ортофосфата натрия), часть воды прочно связывается структурированными сольватными оболочками жировых мицелл. Благодаря этому увеличивается доля химически связанной влаги в фарше и возрастают его твердообразные свойства.