Лекція № 11. Біохімічні і фізико-хімічні зміни та вплив теплової обробки на якість м’ясопродуктів.

 

1. Термічна обробка, її різновиди.

2. Фізико-хімічні перетворення компонентів м’ясної сировини.

2.1. Зміни білків.

2.2. Зміни ліпідів, екстрактивних речовин і ін.

Ціль теплової обробки м'ясопродуктів — доведення продукту до стану кулінарної готовності. При цьому процесі підвищується стійкість продукту до мікробіального псування, і часто теплову обробку застосовують як один з методів консервування. У цьому випадку вдаються до пастеризації і стерилізації. У результаті теплової обробки м'ясо здобуває нові характерні смакові й ароматичні властивості, щільну консистенцію і,звичайно, краще засвоюється організмом.

Зміни властивостей продукту, які викликані нагріванням, обумовлюються зміною властивостей їхніх складових частин і втратами частин продукту в навколишнє середовище. М'ясо і м'ясопродукти зазвичай нагрівають від 60 до 180 °С, тому в залежності від умов процесу і кінцевої температури нагрівання зміни складових частин і властивостей готових продуктів істотно розрізняються.

Зміна білків при тепловій обробці.

Найбільш характерною зміною білків усіх тканин при тепловій обробці є теплова денатурація. При цьому змінюються характерні властивості білків — зменшується їхня розчинність, гідротація. Білки, денатуровані нагріванням, легко агрегують і коагулюють.

Дія тепла на білки м'яса істотно залежить від умов, у яких відбувається нагрівання: від температури нагрівання, тривалості теплової дії, присутності чи відсутності достатньої кількості води в середовищі чи в самому продукті.

Білки, що містяться в складі продуктів тваринного походження, відрізняються один від іншого температурою денатурації, при нагріванні таких продуктів білки денатурують у відповідному їм температурному інтервалі, і кожній температурі в цьому інтервалі відповідає визначена кількість денатурованих білків. Денатурація білків м'яса починається при низьких температурах (30— 35 °С). При досягненні 60—65 °С в м'ясі денатуруються близько 90 % внутрішньоклітинних білків, а при 70 °С практично денатуруються всі м'язові білки. Але навіть і при 100 °С невелика кількість білкових речовин не втрачає розчинності. Найбільш чутливий до нагрівання основний білок м'язів — міозин. При нагріванні вище 40 °С міозин цілком денатурує.

При тепловій обробці м'язової тканини дуже важливе значення мають зміни міоглобіну, від чого залежить колір м'яса. При температурі, близької до 70 °С, починається денатурація міоглобіну. Зв'язок між гемом і глобіном (білковою частиною молекули міоглобіну) послаблюється. Глобін денатурує, а гем перетворюється в гемохром — коричневий пігмент. Денатурований глобін має здатність утворювати адсорбційну сполуку з гемохромом. Гемохроми мають у своїй сполуці двовалентне залізо, що легко може окислятися до тривалентного з утворенням гематинов. При нагріванні до температури, при якій денатурує міоглобін, колір м'яса змінюється від червоного до сіро-коричневого в результаті утворення гематину. Білки м'яса, денатуровані в результаті теплового впливу, легше піддаються ферментативному гідролізу, тому що при розгортанні поліпептидних ланцюжків внутрішні пептидні зв'язки стають доступніші для дії ферментів, що особливо важливо для колагену. Тому денатуровані білки краще перетравлюються. У той же час тривалий нагрів може збільшити стійкість білків до ферментів внаслідок розвитку після денатураційних змін. Так, ­ нагрівання при температурі вище 100 °С супроводжується деяким погіршенням перетравності білків м'яса. Це ха­рактерно для стерилізованого м'яса

Розвиток коагуляційних явищ супроводжується зменшенням водозв’язуючої здатності білкових речовин і втратою води. Звідси виходить, що і температура, і тривалість теплової обробки м'ясопродуктів повинні бути лише мінімально необхідними, відповідно особливостям продукту, що нагрівається і його властивостям.

На втрати води продуктом істотно впливає і ступінь розвитку автолітичних процесів до моменту нагрівання. Кількість вологи, що віддається при тепловій обробці, мінімальна при нагріванні парного м'яса. Вона різко збільшується до моменту повного розвитку посмертного задубіння, після чого поступово зменшується в міру дозрівання м'яса. Але навіть після 10 діб і більше вона вище, ніж при тепловій обробці парного м'яса. Відповідно до цього, м'ясо, зварене в стані посмертного задубіння дуже тверде. Чим більша ступінь дозрівання, тим воно ніжніше і соковитіше. При виробництві м'яса і м'ясопродуктів цю обставину необхідно враховувати. Так, для вироблення варених ковбасних виробів, коли вирішальне значення має водозв’язуюча здатність м'яса, краще використовувати парне м'ясо.

При варінні м'яса губляться водорозчинні речовини м'яса. Якщо м'ясо, призначене для варіння, занурити в холодну воду і нагрівати, то водорозчинні речовини м'яса переходять у навколишнє середовище. Водорозчинні білки з зовнішніх шарів м'яса переходять у воду в кількості до 0,2 % маси м'яса, коагулюють, утворюючи піну, що спливає на поверхню. У процесі варіння, з м'яса у бульйон переходить значна частина водорозчинних вітамінів, екстрактивних і мінеральних речовин. При такому способі варіння одержують міцний м'ясний бульйон і досить малоцінне по смаковим якостям варене м'ясо. При зануренні м'яса в киплячу воду на нього відразу ж впливає висока температура. Відбувається швидка коагуляція білків поверхневого шару — «ущільнення» поверхні м'яса. Виділення води, так само як і смакових речовин, ускладнюється. Цей спосіб дає більш соковите і більш смачне м'ясо і слабкий бульйон.

Поварена сіль, що додається при варінні м'яса, викликає набрякання його волокон; волокна м'яса як би розсовуються, що сприяє більшому проникненню води в глиб м'яса і, отже, кращому екстрагуванню водорозчинних речовин.

Зміна ліпідів

При варінні м'яса жир плавиться і значна частина його переходить у воду. Виплавлений жир спливає в основному на поверхню бульйону; невелика частка його емульгується, що додає мутнуватість бульйону.

При досить тривалому нагріванні в умовах контакту з водою і температурі вище 100 °С жир хімічно змінюється. При помірному нагріванні зміни невеликі, але все таки легко можуть бути виявлені.

Зміна вітамінів

Теплова обробка м’яса призводить до зменшення вітамінів в результаті їх хімічних змін, Зміна вмісту вітамінів у м'ясі при нагріванні залежить від їхньої стійкості до теплового впливу, а також від умов обробки м'яса, головним чином від рН
і присутності кисню. Теплова обробка м'яса, навіть при помірних температурах, приводить до зниження вітамінної цінності, а при нагріванні вище 100 °С вітаміни значно руйнуються (від 40 до 70 %).З водорозчинних вітамінів найменш стійкі вітаміни В і аскорбінова кислота (вітамін С), з жиророзчинних - вітамін D. Вітамін А витримує температуру до 130 °С. Однак сухе нагрівання в контакті з повітрям, наприклад жаріння м'ясопродуктів, супроводжується руйнуванням вітаміну А та інших вітамінів, особливо тих, котрі легко окисляються (Е, С).

Утворення компонентів смаку й аромату

У створенні специфічного смаку й аромату м'яса і різних м'ясопродуктів беруть участь численні речовини. Вони з'являються в процесі автолізу з білків, ліпідів, вуглеводів та інших складових частин м'яса та у процесі теплової обробки. У результаті нагрівання м'яса відбуваються складні реакції, що приводять до утворення нових продуктів, які мають смакові та ароматичні властивостями.

Вирішальну роль в утворенні смаку і запаху вареного м'яса грають екстрактивні речовини. Ретельно відмите від розчинних у воді речовин м'ясо після варіння не смачне і має дуже слабкий запах. Екстрактивні речовини м'яса накопичуються в результаті розпаду високомолекулярних сполук, і в той же час кількість їх зменшується в результаті розпаду під впливом нагрівання.

Важливу роль в утворенні смаку вареного м'яса грають L-глутамінова кислота і її натрієва сіль. Навіть у незначній кількості (порядку 0,03%) вони додають продукту смак. L-глутамінова кислота може з'явитися при тепловому впливі на м'ясо в результаті вивільнення з білків, при дезамінуванні глутаміна (аміду глутамінової кислоти), що міститься в м'язовій тканині. Можливим джерелом утворення глутамінової кислоти є і глютатіон. При виготовленні бульйонних кубиків, для додавання насиченого смаку бульйону, додають глутамінову кислоту чи її сіль — глутамат натрію. Їх одержують з білку крові — фібрину, який має 14% глутамінової кислоти, білка молока —казеіна, що містить 15—20 % глутамінової кислоти та інших джерел. В утворенні смаку бере участь один з компонентів м'яса — креатинін, що утворюється з креатину при варінні. Важливе значення в утворенні і смаку м'яса при нагріванні грає реакція Майара. Це реакція взаємодії між аміногрупами амінокислот, чи поліпептидів білків з вуглеводами. Реакція меланоїдиноутворення дуже повільно протікає в сирому м'ясі, але різко прискорюється при нагріванні. Так, при 60 °С вона йде в 20 разів швидше, ніж при 37 °С, але і при цій температурі швидкість її достатня. У найбільш значні формі її наслідки виявляються при жарінні. Внаслідок високої температури, яка використовується при жарінні м'яса (130—180 °С), у зовнішньому шарі його виникають процеси, у результаті яких і з'являється характерне коричневе забарвлення і формуються аромат і смак смажених продуктів. Утворення коричневого забарвлення — необхідна умова жаріння. Однак харчові меланоїдини, що утворюються при кулінарній обробці продуктів, знижують їхню харчову цінність. Справа в тім, що меланоїдини не розщеплюються травними ферментами людини і, отже, не засвоюються, а з ними і частина білків, амінокислот та вітамінів.

Питання для самоконтролю:

1. Мета теплової обробки.

2. Денатурація білків

3. Зміна міоглобіну.

4. Вплив на водозв’язуючу здатність.

5. Зміна ліпідів.

6. Зміна вітамінів.

7. Речовини, які обумовлюють смак і запах.

8. Реакція Майара.