Теоретические основы технологии пищевых продуктов

В основе технологий получения продуктов питания лежат разнообразные процессы: тепло- и массообмена, химические реакции, процессы структурообразования в дисперсных системах, биохимические и микробиологические процессы и т.д., которые реализуются в процессе различных технологических операций.

При этом при переработке сырья животного происхождения и гидробионтов ключевая роль принадлежит операциям посола и тепловой обработки.

Влияние посола на свойства мясного и рыбного сырья

Для достижения необходимых потребительских и технологических свойств готового продукта (вкуса, аромата, цвета, консистенции), а также для предохранения от микробиологической порчи осуществляют посол сырья с применением посолочных веществ.

Посол является сложной совокупностью различных по своей природе процессов: массообмена (накопление в мясе в необходимых количествах посолочных веществ и их равномерное распределение по объему продукта, а также возможная потеря солерастворимых веществ сырья в окружающую среду); изменения белковых и других веществ; изменения влажности и влагосвязывающей способности; изменения массы; изменения микроструктуры продукта в связи со специфичным развитием ферментативных процессов в присутствии посолочных веществ и из-за механических воздействий; вкусоароматообразования в результате развития ферментативных и микробиологических процессов и использования вкусовых веществ и ароматизаторов в составе посолочных смесей; стабилизации окраски продукта.

Посол применяется при выработке широкого ассортимента мясных и рыбных продуктов при использовании различных методов и способов. Посол является обязательной и определяющей операцией в технологиях колбасных и соленых продуктов. При значительной общности технологий производства продуктов на основе мясного и рыбного сырья каждая имеет свои особенности и отличия. Процессы, характерные для посола, в отдельных случаях могут продолжать свое развитие и после окончания периода собственно посола. Так, для сырокопченых колбас большинство из них продолжаются в особых условиях при приготовлении фарша, осадке, копчении, сушке. Классические методы посола: мокрый (погружение мяса в раствор посолочных веществ – рассол), сухой (нанесение посолочных смесей на поверхность мяса) и смешанный (сочетание сухого и мокрого). При любом методе происходит массообмен между посолочными веществами и растворимыми составными частями продукта, в результате чего изменяются масса и структурно-механические свойства сырья и продуктов.

Диффузионные процессы при посоле подчиняются второму закону диффузии:

, (2.1)

где с – концентрация диффузных веществ, % ;  - длительность процесса диффузии (посола), с; D – коэффициент диффузии вещества в воде, м²с^-1; - градиент концентрации в направлении диффузии, %, м^-1.

В гетерогенной системе рассол - продукт процесс распределения посолочных веществ зависит главным образом от величины сопротивления, оказываемого диффузионному потоку тканями продукта и оценивается коэффициентом проникновения (проницаемостью) D_тк. Например, для мясного сырья количественное соотношение между проницаемостью мышечной, соединительной и жировой тканей составляет 8:3:1. При этом мышечная ткань обладает анизотропными свойствами: проницаемость ее вдоль мышечных волокон примерно на 11 % выше, чем поперек волокон, что свидетельствует о перемещении посолочных веществ преимущественно по межклеточному пространству ткани.

Проницаемость зависит от внешних факторов – температуры, способа обработки, механического воздействия. Продолжительность процесса пропорциональна пути проникновения.

Обязательной доминирующей составляющей посолочных составов является поваренная соль. Накопление ее в продукте в оптимальном количестве придает ему соленый вкус, оказывает консервирующее действие. Сочетание посола с другими консервирующими воздействиями (охлаждение, обезвоживание, копчение, тепловая обработка) надежно предохраняет готовый продукт от порчи.

Поваренная соль не обладает в применяемых концентрациях выраженным бактериостатическим действием, однако в некоторой степени способна подавлять развитие большинства микроорганизмов, в том числе и гнилостных. Наконец, хлорид натрия формирует специфический вкус мясопродуктов. При этом установлено, что совместное применение поваренной соли с другими компонентами, например, нитритом натрия, значительно улучшает выраженность этого вкуса.

Операция посола в технологии мясных и рыбных продуктов многофункциональна и во многом определяет формирование необходимых сенсорных характеристик готовых изделий: вкуса, аромата, консистенции, стабилизацию цвета.

В технологическом значении, как отмечалось выше, посол применительно к мясным и рыбным продуктам является сложной совокупностью различных по природе процессов, протекающих во времени в присутствии соли и других посолочных ингредиентов. Однако в любом случае важную роль играет равномерность распределения влаги и соли в продукте во времени, а также их конечное содержание. При этом соотношение соли и влаги в пищевых продуктах не должно ухудшать их вкуса. В практике производства соленость принято оценивать по массовому содержанию соли в соответствии со спецификой производства продуктов из мяса и рыбы:

Вкусовые оттенки продуктов		Массовая доля соли в продукте, %
Мясных:
Особо малосольный		2,0-2,5
Малосольный		До 3,0
Нормальной солености		До 3,5
Солоноватый		До 4,5
Соленый		Более 4,5
Рыбных:
Слабосоленый		6,0-9,0
Среднесоленый		10,0-14,0
Крепкосоленый		Свыше 14

Следует, однако, иметь в виду, что характеристика солености продуктов по содержанию соли безотносительно к содержанию в них влаги не является объективной. Хорошо известно, что при одном и том же содержании соли в продукте вкус его оказывается тем более соленым, чем меньше в нем содержится влаги. Поэтому регламентируют как содержание соли, так и содержание влаги в продукте, т.е. принимают в расчет соотношение количеств соли и влаги. На этом основан один из сравнительных способов оценки вкуса мясопродуктов по так называемому индексу солености.

За индекс солености принимают вкусовое ощущение, вызываемое чистым раствором хлорида натрия в концентрации, отвечающей тому или иному оттенку солености. В зарубежной практике рекомендуются следующие индексы солености:

Вкус продукта	Массовая доля соли, %
Малосольный	1,2-1,3
Среднесоленый	1,4
Крепкосоленый	1,5

Наряду с перемещением ионов соли и воды вследствие диффузионно-осмотических процессов в сторону рассола передвигаются химические соединения ткани, растворимые в солевых растворах: белки, экстрактивные вещества и т.п.

Количества поваренной соли, которые добавляют в мясное сырье при его посоле (2,0-2,5 % к массе сырья) соответствуют концентрации, близкой к растворяющей для белков актомиозиновой фракции, и они частично переходят в раствор. При этом для реализации этого процесса необходим интервал времени в пределах 8-10 ч при температуре 0 °С (рис. 2.1). При этом посолочные вещества взаимодействуют с белками, результатом чего является изменение физико-химического состояния протеинов, обусловливающее основные свойства соленого мяса (набухание, консистенцию, вязкость, пластичность фарша из мяса и др.), т.е. преобразуются функционально-технологические свойства.

Физико-химические изменения белков, в свою очередь, связаны с изменением биохимических и функциональных свойств ферментов.

		Мясное сырье + поваренная соль (2,0-2,5 %; t = 0-2 оC;  = 8-10 ч)
		Изменение физико-химического состояния белков
Изменение ФТС: - водосвязывающая; - эмульгирующая; - гелеобразующая способность				Изменение структурно- механических свойств		Формирование органолептических показателей: - вкус; - цвет; - сочность
		Качество готовой продукции

Рис. 2.1. Влияние посола на свойства мясного сырья

При невысокой концентрации соли (2-5 %) в результате электростатических свойств функциональных групп белков ионы соли окружают эти группы и, притягивая диполи воды, несколько увеличивают гидратацию и растворимость белков. Указанные изменения влияют на увеличение содержания в мясе адсорбционно связанной воды (табл. 2.1).

Более высокие концентрации соли вначале могут либо растворять некоторые белковые вещества мяса (при наличии влаги - рассол), либо высаливать (другие из них).

Часть белков саркоплазмы (главным образом миоген, миоальбумин, миоглобин и при посоле парного мяса, кроме того, миозин) переходит в рассол. у охлажденного и размороженного мяса растворимость миозина понижена, так как он удерживается в структуре ткани в комплексе с актином.

Таблица 2.1