Функциональные свойства мяса

Переработка мяса сопровождается сложными физико-химическими, биохимическими и механическими процессами. Для прогноза поведения мясного сырья в ходе технологической обработки используют комплекс функционально-технологических и структурно-механических показателей, объективно отражающих его качество. К основным функциональным свойствам мяса относят его способность связывать воду (ВСС) и образовывать стабильные белково-жировые эмульсии (СЭ), влагоудерживающая (ВУС) и жироудерживающая способность (ЖУС) мяса, устойчивость фарша (УФ), сочность, нежность и др.

Вода, наряду с другими пищевыми веществами, является естественной составной частью мяса. Она является средой и непосредственным участником многообразных посмертных физико-химических и биохимических изменений мяса. В мышечной ткани большинства убойных животных содержится примерно 75 % воды. Из них около 90 % воды находится в мышечных волокнах, остальная часть в межклеточном пространстве. В соединительной ткани воды содержится меньше (50 -60 %). Большая часть воды соединительной ткани связана с коллагеном и эластином.

Вода в мясе находится как в свободном состоянии, так и в связанном с белками состоянии. Различают три основные формы связи воды с мясом: адсорбционную, осмотическую и капиллярную. В технологической практике влагу по форме ее связи с мясом часто упрощенно разделяют соответственно на прочно-связанную, слабосвязанную полезную и слабосвязанную избыточную. К прочно связанной с продуктом, относят в основном адсорбционную влагу микрокапилляров, а также часть осмотической. Она тесно связана с белком, ее невозможно отделить выжиманием или прессованием.

Слабосвязанная полезная влага размягчает (пластифицирует) продукт, создавая благоприятную консистенцию и способствуя усвоению пищи.

Слабосвязанная избыточная влага - это та ее часть, которая может отделяться в процессе технологической обработки в виде бульона при варке колбас или в составе мясного сока при размораживании. Ее можно легко отжать из мяса. Иногда она выделяется произвольно даже без какого-либо давления. Такое мясо называется водянистым. Оно может быть получено от больных, плохо откормленных или восприимчивых к стрессам животных (испытавших сильную физическую нагрузку). При термообработке водянистого мяса наблюдаются большие потери.

Таким образом, самым важным функциональным свойством мяса является его водосвязывающая способность (ВСС) - степень связи мясного белка с иммобилизованной и свободной воды. Водосвязывающая способность определяется рядом факторов: возрастом животного, количественным соотношением влаги и жира, глубиной автолиза мяса, условиями замораживания, величиной рН, количеством белков, их составом и свойствами, в том числе содержанием и степенью растворимости миофибриллярных белков, обладающих резко выраженной способностью к набуханию.

Наибольшее практическое значение имеет водосвязывающая способность мышечной и соединительной тканей, так как эта влага является преобладающим компонентом мяса. Водосвязывающая способность мышечной ткани определяется в первую очередь свойствами и состоянием белков миофибрилл (актина, миозина и актомиозина). В составе соединительной ткани воды меньше, в основном она связана с коллагеном.

Если животное перед убоем было подвергнуто стрессу, то автолитические процессы в мясе протекают интенсивнее и величина рН резко сдвигается в кислую сторону в течение 1 ч и приближается к изоэлектрической точке. Такое мясо теряет много сока и обладает пониженной гидратацией. Туша становится особенно водянистой при рН 5,2-5,5.

При надавливании на мышечную ткань из нее выступает влага. Водосвязывающую способность мяса определяют по количеству свободной влаги, которая может быть выделена путем прессования. Чем больше выделится свободной влаги, тем ниже ВСС мяса.

Жирное мясо содержит меньше влаги по сравнению с нежирным. Самая высокая влажность в телятине, а самая низкая в свинине. С возрастом содержание воды в мышечной ткани животных понижается.

Сразу после убоя животного параллельно изменению прочностных характеристик мяса происходит уменьшение его ВСС. При величине рН 5,9 мясо способно поглощать в среднем 86% воды, а охлажденное созревшее мясо с рН 5,4 - только 33%. ВСС достигает минимума к моменту наиболее полного развития окоченения мышц. Если способность парного мяса поглощать воду принять за единицу, то изменения характеризуются цифрами, представленными в табл. 31.

Таблица 31 – Изменение ВСС мяса в ходе автолиза

Время после убоя животного, ч
Изменение способности поглощать воду	1,0	0,74	0,78	0,87

Для NOR мяса характерна высокая водосвязывающая способность в парном состоянии с минимальным значением к 24 - 48 часам соответствующего максимуму посмертного окоченения, при последующем разрешении которого происходит увеличение гидратации мышечной ткани.

В наименьшей степени изменения водосвязывающей способности выражены в послеубойный период у DFD мяса. По-видимому, это обусловлено прежде всего неглубокими изменениями миофибриллярных белков в процессе автолиза вследствие отсутствия ярко выраженной стадии посмертного окоченения, а также низкой концентрацией ионов водорода, что способствует более высокой ионизации белковых макромолекул.

Эти данные свидетельствуют о возможности практического использования мяса с DFD свойствами для промышленной переработки на ранних стадиях автолиза, что позволит сократить потери при созревании и затраты на охлаждение и хранение мяса.

PSE мясо, характеризуется низкой водосвязывающей способностью, которая в течение автолиза практически не увеличивается, Такое положение дает основание использовать PSE мяса через 24 часа с момента убоя, что также даст возможность сократить потери при хранении, а также холодозатраты.

В Болгарии учеными определена возможность сохранения высокой водосвязывающей способности говядины после посола в парном состоянии. Мясо, посоленное после убоя в течение 3 ч, охлаждают или замораживают в виде шрота. Это позволяет сохранить высокую водосвязывающую способность охлажденного мяса в течение 8 суток, а замороженного - 30 суток. Такое сырье успешно используют при изготовлении высококачественных варено-копченых колбас.

Мясная эмульсия представляет собой сложную систему, состоящую из гидратированных мышечных белков, мышечных волокон, фрагментов миофибрилл, жировых клеток, капель жира, воды, соли, фосфатов и других компонентов. В тонкоизмельченных эмульгированных продуктах, таких как колбасы и сосиски, жировые клетки разрушены, и жир находится в виде капель, образуя одну из фаз в эмульсиях. Эмульсия состоит из двух несмешивающихся фаз, одна из которых диспергирована в виде мелких капель в другой фазе - непрерывной. В эмульгированных продуктах капли жира образуют дисперсионную фазу, а непрерывная фаза состоит из воды, белков и солей. Для образования эмульсии необходима энергия, которая передается фаршу в процессе измельчения. Как правило, чем больше подводится энергии, тем меньше по размеру и многочисленнее образующиеся капли жира дисперсионной фазы фарша.

	где - круги представляют собой измельченные твердые частицы жира, окруженные растворенным миозином, выполняющим роль эмульгатора. В непрерывной фазе видны частично неразрушенные мышечные волокна (белые линии) и набухшие коллагеновые волокна (черные линии).
Рис. 36 – Схематическое изображение белково-жировой эмульсии

Таблица 32 - Характер взаимодействия пищевых веществ и их взаимосвязь с функционально-технологическими свойствами образуемых мясных систем

Вид взаимодействия	Функционально-технологические свойства
белок-белок	гелеобразование
белок-вода	водосвязывание, набухание
белок-жир	жиропоглощение
жир-белок-вода	эмульгирование

В процессе эмульгирования белки должны путем диффузии достичь поверхности жировых капель и затем адсорбироваться на их поверхности. При адсорбции на поверхности молекула белка разворачивается или перестраивается так, что ее полярные или гидрофильные участки ориентируются в направлении водной фазы, а неполярные или гидрофобные - в направлении жировой капли, таким образом, свободная энергия уменьшается до минимума. Концентрация белка должна быть достаточно высокой, чтобы молекулы белка могли взаимодействовать друг с другом и образовывать устойчивую непрерывную пленку на поверхности жировой капли. Общее количество растворимого белка также должно быть достаточно большим, чтобы образовать оболочки вокруг всех жировых капель. Миозин является главным компонентом оболочки, окружающей жировые капли, и считается, что он играет ключевую роль для обеспечения устойчивости жировых капель в процессе хранения и на ранних стадиях тепловой обработки.

Водосвязывающая способность является одним из важнейших показателей сырого фарша вареных колбасных изделий. В результате происходящих в процессе термической обработки физико-химических, коллоидно-химических изменений часть воды и жира, связанные сырым фаршем, отделяются в виде потерь массы или бульонных и жировых отеков. В составе фарша остается удержанная влага и жир, количество которых характеризуют соответственно влагоудерживающую и жироудерживающую способность фарша. Влагоудерживающая способность фарша - это разность между содержанием влаги в фарше и количеством влаги, отделившейся в процессе термической обработки. Жироудерживающая способность фарша определяется как разность между содержанием жира в фарше и количеством жира, отделившимся в процессе термической обработки.

Стабильность, или устойчивость, фарша является более сложным обобщающим показателем и характеризует развитие как влагосвязывающей способности сырого фарша, так влагоудерживающей и жироудерживающей способностей фарша, подвергнутого термической обработке.

Устойчивость фарша характеризует связанное в фарше количество влаги и жира и определяется отношением массы выделившегося бульона и жира в процессе термической обработки к массе фарша, взятого на исследование.

Сочность мяса связана с влагоудерживающей способностью и содержанием в нем внутримышечного жира. Чем большей влагоудерживающей способностью обладает мясо, тем оно будет меньше терять воды при тепловой обработке и, следовательно, сочнее будет готовый продукт. Нежность и сочность мяса в какой-то степени взаимосвязаны: более нежное мясо, как правило, бывает и более сочным.

Нежность мяса, в числе прочих факторов, зависит и от диаметра мышечных волокон. Значение этого показателя возрастает с увеличением массы животного. Однако часто нежность мяса связывают в большей степени с содержанием в нем соединительной ткани. Считают, что мышцы, содержащие наименьшее количество соединительной ткани, нежнее, чем мышцы, в которых больше соединительной ткани.

По вкусовым и технологическим свойствам говядина и свинина являются лучшим сырьем для изготовления мясных продуктов. Структурные белки мышечной ткани - актин, миозин и актомиозин - прекрасно связывают воду и жир, образуя в растворе разветвленную структуру, которая во время нагревания переходит в квазитвердое состояние, консистенция продукта становится прочной, упругой, эластичной и вместе с тем нежной.

При несильном нажатии вода прочно удерживается, а при более сильном (при разжевывании) постепенно отделяется в виде мясного сока - неконцентрированного раствора белков и экстрактивных соединений. Мясной сок и жировые вещества вызывают обильное выделение слюны, что усиливает ощущение сочности продукта. Продукт, изготовленный только из говядины, оценивается ниже: его структура оказывается слишком плотной, даже жесткой, резиноподобной; однако выход на единицу сырья более высокий. При добавлении в рецептуру свинины продукт становится нежным и сочным. Не случайно считается, что без свинины нельзя получить мясной продукт высокого качества. Подобный эффект на изменение структуры изделий оказывает мясо птицы, причем при добавлении утиного мяса он проявляется сильнее.

В говядине (т. е. в мышечной ткани животных нормальной, средней упитанности) жира обычно меньше, чем в свинине. Белков несколько больше, основную массу их составляют актин, миозин и актомиозин (в мышечных волокнах на долю миозина приходится примерно 54 % массы всех структурных белков, актина - около 27 %).

Свинина, как правило, более жирная, и соответственно в ней меньше структурных белков, но больше белков соединительной ткани, входящих в состав жировых клеток. Свинина придает мясным продуктам нежность и сочность, которых редко удается добиться в нежирных продуктах.