СТРУКТУРА И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Мясо и мясные продукты содержат значительное количество воды, но благодаря особому внутреннему строению и свойствам содержащихся в них компонентов обладают определенной формой и структурой. Придание изде­лиям в процессе производства заданной формы и структуры — одна из за­дач технологии мясных продуктов.

Структура, или внутреннее строение пищевых продуктов есть взаимо­расположение их составных частей и связь между ними. У мясопродуктов различают два уровня организации структуры: макроструктуру и микро­структуру. Макроструктура, видимая невооруженным глазом, дает предста­вление о физическом состоянии и расположении тканей мяса. Микрострук­тура, определяемая при помощи оптического микроскопа, характеризует взаимосвязь основных компонентов мяса — белков, липидов и воды. Живот­ные ткани и вырабатываемые из них изделия представляют собой сложные типы дисперсионных систем клеточного (неразрушенные волокна), некле­точного (фарши) строения и структурированные жидкости (кровь, бульон). Свойства дисперсионных систем зависят от соотношения фазы, содержащей белки, жиры, обрывки тканей и дисперсионной среды, характера взаимоот­ношений дисперсионных частиц друг с другом и со средой, состава среды.

В зависимости от характера и прочности связи между дисперсными ча­стицами по классической систематизации структур пищевых продуктов Ре­биндера различают коагуляционные и конденсационно-кристаллизационные структуры.

Коагуляционные структуры образуются в результате коагуляционного взаимодействия дисперсных частиц через дисперсионную среду, образуя каркас. Эти структуры обладают малой прочностью вследствие наличия тон­ких устойчивых прослоек жидкой среды в участках сцепления элементов ко­агуляционной сетки, препятствующей сближению частиц. Характерной осо­бенностью этих структур является способность к восстановлению после разрушения, т.е. тиксотропия. Коагуляционной структурой обладают сырые колбасные фарши, фарши ливерных колбас.

Конденсационно-кристаллизационные структуры образуются вслед­ствие непосредственного фазового контакта; в них отсутствуют жидкие про­слойки в узлах сцепления пространственной сетки. Такие структуры, к ко­торым относятся животные ткани, мясные продукты с клеточным строением, готовые колбасные изделия, характеризуются прочностью, упру­гостью и необратимостью характера разрушения.

Классической систематизации структур пищевых продуктов Ребиндера сопутствуют и многочисленные другие, основанные на разных принципах классификации. Например, группы продуктов по структуре рассматривают в следующей классификации: жидкости (напитки, молоко), плотные жидко­сти (плодовые концентраты, бульоны), пластичные продуты (колбасные фарши, сливочное масло, творог), пластичные продукты гелевой структуры (желе, студни, зельцы), плотные продукты клеточной структуры (плоды, овощи), плотные продукты фибриллярной структуры (мясо, рыба). Эта классификация объединяет продукты как с нативной природной структурой (мясо, рыба, овощи, плоды), так и со структурированной в результате обра­ботки (фарши, студни, желе).

Объективную оценку структуры сырья и готовых продуктов производят с помощью структурно-механических или реологических показателей.

Структурно-механические свойства проявляются при механическом воз­действии на продукт и характеризуют сопротивляемость приложенным из­вне усилиям. Эти свойства классифицируют по характеру приложения уси­лий на сдвиговые (касательные напряжения), компрессионные (нормальные напряжения растяжения-сжатия) и поверхностные - при сдвиге или отры­ве продукта от твердой поверхности. В процессе технологической обработ­ки один и тот же продукт может переходить из одного реологического со­стояния в другое, часто противоположное по свойствам первому.

Каждая группа свойств характеризуется множеством показателей. К ос­новным показателям сдвиговых реологических свойств относятся предель­ное напряжение сдвига,вязкость эффективная и пла­стическая,период релаксации.

С помощью этих параметров рассчитывают течение продуктов в трубах, рабочих органах машин и аппа­ратов, по ним можно судить о качестве продукта и степени его обработки. Сдвиговые свойства дают возможность обосновать оптимальные условия ве­дения технологических процессов, их механизацию и автоматизацию.

К компрессионным или объемным свойствам относятся модуль упру­гости (Е, Па), период релаксации напряжений (т0, с) и относительная деформация (е). Эти параметры необходимы для расчетов процессов формо­вания, шприцевания, дозирования и течения по трубопроводам пластично­вязких продуктов. Объемные свойства используют и для оценки качества пластично-вязких (фарши) и упруго-эластичных (колбасные изделия) свойств.

Поверхностные свойства — адгезия, когезия, коэффициент внешнего трения и др. характеризуют усилия при взаимодействии между поверх­ностями контакта при нормальном отрыве или сдвиге. Эти характеристики необходимы для выбора и разработки новых видов материалов для аппара­тов, тары, трубопроводов и другого оборудования, поверхности которых должны обладать малой адгезией и минимальным сопротивлением движе­нию продукта.