Функционально-технологические свойства мяса и мясных продуктов

Функционально-технологические свойства мяса и мясных продуктов

Мясное сырье многокомпонентно, вариабельно по составу и свойствам, что приводит к значительным колебаниям в качестве готовой продукции. В связи с этим особенно важное значение приобретает информация о функционально-технологических свойствах различных видов основного сырья и его компонентов, влиянии вспомогательных материалов и внешних факторов на характер их изменения.

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.

Под функциональными свойствами изолированных белков принято понимать широкий комплекс физико-химических характеристик, определяющих их поведение при переработке и хранении, обеспечивающих желаемую структуру, технологические и потребительские свойства готовых продуктов.

Физическая структура и свойства, не подвергнутого термической обработке мясного фарша близки к классическим эмульсиям.

В классическом определении под эмульсией понимают дисперсные системы с жидкой дисперсионной средой и жидкой дисперсной фазой, диспергированные в коллоидном состоянии. Жир – неполярное вещество и плохо (0,5 %) растворимо в воде. Однако при определенных условиях (наличие эмульгаторов и стабилизаторов, высокие температуры, ультразвуковые и импульсные воздействия) в системах жир - вода могут образовываться водо-жировые эмульсии прямого (жир в воде) и обратного (вода в жире) типа.

Стойкость эмульсий во многом зависит от наличия в системе эмульгаторов - веществ, имеющих в составе полярные и неполярные группы.

В мясной эмульсии, образуемой в результате интенсивного механического измельчения тканей, дисперсная система состоит из дисперсной фазы - гидратированных белковых мицелл и жировых частиц различных размеров и из дисперсионной среды - раствора белков и низкомолекулярных веществ. В мясной эмульсии белок и вода образуют матрицу, которая окружает жир, т.е. колбасный фарш - эмульсия жира в воде, при этом солерастворимые белки являются эмульгаторами и стабилизаторами эмульсии. По убыванию величины эмульгирующей способности (ЭС) белки мышечных волокон располагаются в последовательности: актин (без NaCl), миозин, актомиозин, саркоплазматические белки, актин в растворе соли молярной концентрацией                   0,3 моль/дм3.

Подобного рода мясные эмульсии относят к коагуляционным структурам, частицы которых связаны силами межмолекулярного взаимодействия в единую пространственную сетку (каркас). Сопоставление ЭС различных высокомолекулярных веществ показывает, что во всех случаях они стабилизируют эмульсии, образуя трехмерные сетчатые структуры с близкими геометрическими свойствами. Стабилизация эмульсий, обусловленная особыми структурно-механическими свойствами адсорбционных межфазных слоев, может привести к повышению устойчивости этих дисперсных систем вплоть до полного фиксирования. Такая стабилизация носит универсальный характер и необходима при получении высокоустойчивых, особенно концентрированных эмульсий.

При технологической обработке мясного сырья со свойствами белков связано взаимодействие белок – белок (гелеобразование); белок - вода (набухание, водосвязывающая способность, растворимость); белок – липиды (жиропоглощающая и жироудерживающая способности), а также поверхностно-активные свойства – образование и стабилизация пен и эмульсий.

Мясные фарши – сложная гетерогенная система, функциональные свойства которой зависят от соотношения тканей, содержания в них специфических белков, жиров, воды, морфологических компонентов.

В составе мяса мышечная ткань оказывает значительное влияние на ФТС, так как состоит из комплекса белков, имеющих структурные отличия. В аспекте функциональных свойств при получении мясопродуктов совокупность мышечных белков ответственна за эффективность образования мясных эмульсий. Количественное содержание белка в системе, его качественный состав, условия среды предопределяют степень стабильности получаемых мясных систем, влияют на уровень водосвязывающей, жиропоглощающей и эмульгирующей способности, структурно-механические и органолептические характеристики.

Преобладающий количественно в мышечной ткани (54-60 %) и наиболее важный функциональный белок – миозин. Его молекулы имеют выраженную ферментативную активность, легко взаимодействуют между собой и актином, обладают высокой водосвязывающей, гелеобразующей и эмульгирующей способностью.

На характер взаимодействия в системе "белок – вода" оказывают влияние такие факторы, как растворимость белковых систем, концентрация, вид, состав белка, степень нарушения нативной конформации, глубина денатурационных превращений, pH системы, наличие и концентрация солей в системе. Знание и направленное применение особенностей связывания влаги различным белоксодержащим сырьем позволяет прогнозировать и регулировать выход продукта, уровень потерь влаги при термообработке, органолептические характеристики и т.д.

Влагоудерживающая способность (ВУС), как и растворимость, одновременно зависит от степени взаимодействий как белков с водой, так и белка с белком, и поэтому от конформации и степени денатурации белка. В связи с этим, тепловая обработка оказывает сильное влияние на влагоудерживающую способность белков, что, в свою очередь, сказывается на массовом выходе готовых изделий.

В реальных многокомпонентных мясных системах поведение белка как основного стабилизирующего компонента рецептуры рассматривают во взаимосвязи как с другими компонентами (жир, вода, минеральные вещества, морфологические элементы), так и с изменяющимися в процессе технологической обработки сырья условиями среды.

 

Определение основных функционально-технологических свойств мяса и мясопродуктов (ЭС, ЖУС, ВУС, СЭ)

 

Влагоудерживающая способность мясного фарша определяется как разность между массовой долей влаги в фарше и количеством влаги, отделившейся в процессе термической обработки. Снижение влагоудерживающей способности проявляется в выделении жидкости. Это явление называют выпотеванием в незамороженном невареном мясе, утечкой сока из сырого мяса и усушкой вареного, в котором жидкость образуется как из водных, так и из жировых источников. Учеными обнаружено, что влагоудерживающая способность свинины выше, чем говядины. Мышцы с большим содержанием внутримышечного жира обычно обладают высокой влагоудерживающей способностью. Поэтому мраморное мясо скота специализированных мясных пород обладает и более высокой влагоудерживающей способностью, лучшей сочностью, чем мясо скота молочных пород. Все условия, оказывающие влияние на влагоудерживающую способность мышц, относятся в равной степени к замороженному и незамороженному мясу. ВУС – одно из важнейших функциональных свойств, зная его значение, легко рассчитать содержание ингредиентов и белковых препаратов в рецептуре, которая будет обеспечивать необходимые реологические свойства и снижение потерь в процессе технологической обработке. Жироудерживающая способность определяется как разность между массовой долей жира в фарше и количеством жира, отделившимся в процессе термической обработки. Высокая жироудерживающая способность белков обеспечивает нежную и однородную текстуру изделий, исключает отделение жира, сморщивание изделий, уменьшает потери при варке и жарении. Отношение объема эмульгированного масла к общему его объему в системе называют эмульгирующей способностью. При таком определении ЭС в нее включается и понятие стабильности эмульсии, проявляющейся за промежуток времени от окончания эмульгирования до момента измерения при фиксированных условиях проведения эксперимента. Устойчивость фарша характеризует связанное фаршевой эмульсией количество влаги и жира и определяется отношением массы выделившегося в процессе тепловой обработки бульона и жира к массе фарша, взятого на исследование.

Возможность последовательного определения в одной навеске нескольких функциональных показателей (метод P.M. Салаватулиной и др.) позволяет снизить погрешность за счет неоднородности химического состава и лабильности свойств сырья. При этом определение и расчет устойчивости фаршевой эмульсии, ВУС и ЖУС по массе фактически связанных компонентов фаршевой эмульсии производится в условиях, максимально приближенных к производственным. Методика характерна простотой практической реализации, высокой воспроизводимостью результатов.

Определение Влагоудерживающей способности.

Навеску тщательно измельченного мяса массой 4-6 г равномерно наносят стеклянной палочкой на внутреннюю поверхность широкой части молочного жиромера. Плотно закрывают пробкой и помещают узкойчастью вниз в водяную баню при температуре кипения на 15 минут, после чего определяют массу выделившейся влаги по числу делений на шкале жиромера.

ВУС = В – ВВС,

ВВС = an∙100,

 

где В – общая массовая доля влаги в навеске, %; a – цена деления жиромера; a= 0,01; n – число делений на шкале жиромера; m – масса навески, г.

 

Определение Жироудерживающей способности.

Предварительно рассчитывают ВВС, находят массу мяса, оставшегося в жиромере, с точностью до 0,0001г. Мясо помещают в бюкс т высушивают до постоянной массы при температуре 150 градусов в течение 1,5 час. После высушивания берут навеску массой (2,0000±0,002)г. помещают в фарфоровую ступку, куда добавляют 2,5 г мелкого прокаленного песка и 6 г α-монобромнафталина. Содержимое ступки тщательно растирают в течение 4 мин и фильтруют через складчатый бумажный фильтр. Испытуемый раствор (3-4капли) равномерно наносят стеклянной палочкой на нижнюю призму рефрактометра. Призмы закрывают, скрепляют винтом. Луч света направляют при помощи зеркала на призму рефрактометра, устанавливая зрительную трубу так, чтобы были отчетливо видны пересекающиеся нити (алиада). Алиаду передвигают до тех пор, пока граница между освещенной и темной частями не совпадет с точкой пересечения нитей, отсчитывают показатель преломления. Одновременно определяют показатель преломления α-монобромнафталина. Определения повторяют несколько раз, используя при расчете средние данные.

 

ЖУС = ∙100,

где – массовая доля жира в навеске после термообработки, а - то же,  до термообработки

 

Массовая доля жира в навеске, %

 

g = [α(]/m

где α – коэффициент, характеризующий такое содержание жира в растворителе, которое изменяет показатель преломления на 0,0001%; и – показатели преломления соответственно чистого и испытуемого раствора; – масса α-монобромнафталина; m – масса навески, г.

 

Коэффициент α устанавливают опытным путем при сопоставлении результатов определения массовой доли жира методами Сокслета и рефрактометрическим.

Определение Эмульгирующей способности и стабильности эмульсии.

Навеску измельченного мяса массой 7 г суспензируют в 100 мл воды и гомогенизаторе (или миксере) при частоте вращения 66,6 в течении минуты. Затем добавляют 100 мл рафинированного подсолнечного масла и смесь эмульгируют в гомогенизаторе при частоте вращения 1500 в течении 5 мин. После этого эмульсию разливают в 4 калиброванные центрифужные пробирки вместимостью по 50 мл и центрифугируют в течении 10 мин. Далее определяют объем эмульгированного масла.

ЭС = ∙ 100,

где, – объем эмульгированного масла; V – общий объем масла.

 

Стабильность эмульсии определяют путем нагревания при температуре 80 градусов в течение 30 мин и охлаждения водой в течение 15 мин. Затем заполняют эмульсией 4 калиброванные центрифужные пробирки и центрифугируют при частоте вращения 500 в течение 5 мин. Далее определяют объем эмульгированного слоя.

Стабильность эмульсии (%)

ЭС = ∙ 100,

где, – объем эмульгированного масла; - общий объем эмульсии.

 

Определение ВУС, ЖУС и устойчивости фаршевой эмульсии в одной навеске.

Образцы фарша массой 180-200 г помещают в герметично закрытые консервные банки № 3, взвешивают и подвергают тепловой обработке при режимах, соответствующих производственным (варка в водяной бане при температуре 78-80°С в течение 1 ч, охлаждение в проточной воде до температуры 12-15 °С). Консервные банки вскрывают, выделившийся бульон и скопления жира переносят в предварительно взвешенные алюминиевые бюксы. После удаления бульона и жира фарш промокают фильтровальной бумагой и взвешивают. Бюксы с бульоном помещают в сушильный шкаф и сушат до постоянной массы при 103-105°С. Определяют массовую долю влаги, выделившейся при тепловой обработке фарша, и влагоудерживающую способность фарша. Из бюкс с остатками бульона и жира экстрагируют жир 10-15 см3 растворителя (смесь хлороформа с этиловым спиртом в соотношении 1:2). Экстрагирование жира проводят в течение 3-4 мин трех-четырехкратной повторностью. Установив массовую долю оставшегося жира после тепловой обработки фарша, рассчитывают жироудерживающую способность.

Устойчивость фаршевой эмульсии (УЭ, % к массе фарша) :

 

 

 

А = Б - б,

 

Д = А - С,

 

где А – масса навески фарша, г; Б – масса герметизированной консервной банки с навеской фарша, г; б – масса консервной банки, г; С – масса сгустка фарша после термообработки, г; Д – масса всего отделившегося бульона с жиром, г.

 

Влагоудерживающая способность (ВУС, % к массе фарша)