При взаимодействии белок—вода в результате проникновения воды в пространство между полипептидными цепями белка происходит увеличение объема белковой молекулы, т.е. ее набухание. Белки мяса, такие как миозин, актин, коллаген обладают ограниченным набуханием. Набухший белок мож­но считать раствором. В растворах белков при определенных условиях меж­ду белковыми молекулами возникают контакты и образуется трехмерная пространственная сетка геля, внутри которой находятся захваченные (иммо­билизованные) молекулы воды. Объемная структура геля обусловливает структурообразование и форму пищевых, в том числе и мясных продуктов. Гели могут содержать до 99,9 % воды и в то же время проявлять свойства,характерные для твердого состояния, в частности обладать эластичностью и жесткостью, сохранять пространственное положение.

Гелеобразование белков широко используется в пищевой технологии. Оно имеет большое значение при выработке мясных продуктов на основе мышечной и соединительной тканей. Основная роль в процессе формирова­ния структуры колбасных изделий, рубленых полуфабрикатов, фаршевых консервов принадлежит гелям, образованным миофибриллярными белками. Способность коллагена при нагреве переходить в воду, а при снижении тем­пературы образовывать гели (студни) применяется в производстве зельцев, студней, паштетов, ливерных колбас, в кулинарии в приготовлении залив­ных блюд.

Гелеобразование пищевых систем можно осуществлять различными спо­собами: нагревом или охлаждением жидкой системы (термотропные гели), изменением ионного состава системы (ионотропные гели), концентрирова­нием жидких или дисперсных систем, содержащих гелеобразователь (лио­тропные гели).

Термотропные гели, например, образуются при нагревании фарша варе­ных колбас или охлаждении растворов желатина. Процесс лиотропного гелеобразования лежит в основе получения сыровяленых колбас.

При формировании структуры гелей образуются различные типы свя­зей: водородные с участием пептидных групп цепей, гидрофобные между углеводородными радикалами, электростатические между полярными груп­пами и др. Поэтому индивидуальные особенности каждого вида белка (состав и последовательность в полипептидной цепи аминокислот, спирализация и пространственная укладка), а также внешние условия (pH, темпе­ратура, присутствие ионов) определяют структуру геля и его прочность. На­ибольшей гелеобразующей способностью из белков мышечной ткани обладает миозин, в меньшей степени — актин. Роль саркоплазматических белков в образовании геля миозина несущественна, напротив, содержащиеся в этой фракции ферменты (протеазы и фосфатазы), инактивируемые при температурах выше 60 °С, способствуют деградации структурообразующих белков и снижению прочности геля.

Фибриллярные белки благодаря своей нитевидной форме обладают бо­лее высокой способностью образовывать гели, чем глобулярные белки. Это их свойство широко используется при произ­водстве мясопродуктов на основе коллагена.

Факторы, влияющие на
гелеобразующую
способность белков:

• вид белка, его концентрация;
• pH среды;
• температура;
• наличие солей.

Возникновение пространственной структу­ры геля происходит при определенной концен­трации макромолекул белка. Минимальная концентрация гелеобразователя, при которой образуется сетка геля, называется критической концентрацией гелеобразователя (ККГ). ККГ

является важной характеристикой гелеобразующих веществ. С повышением концентрации белка скорость гелеобразования возрастает вследствие увели­чения числа контактов межмолекулярных связей. Специфичность влияния pH на механизм структурообразования выражается в том, что одни гелеобразователи, как например желатин, переходят в состояние геля в широком диапазоне pH, а другие — только при определенных его значениях. Так, вод­ные растворы яичного альбумина образуют гель в кислых (ниже 3) и ще­лочных (выше 10) областях pH.

Чрезвычайно важное значение в технологической практике имеют свой­ства гелей — тиксотропия, набухание, синерезис.

Тиксотропия гелей — это способность обратимо переходить в жидкое состояние при механической нагрузке и вновь восстанавливать твердообраз­ные свойства. Тиксотропными свойствами обладают мясные фарши, котлет­ные массы, паштеты. Выдержка мясных изделий после формования (осад­ка) производится с целью восстановления разрушенных связей геля. Следует отметить, что концентрированные гели обычно имеют структуры, не обладающие тиксотропией.

Для мясных продуктов, подвергаемых варке или регидратации, важное значение имеет набухание гелей .Чрезмерно высокая степень набухания мо­жет привести к разрыву оболочек и разрушению гелей при производстве со­сисок и колбас.

Синерезис гелей т.е. отделение дисперсной среды, является процессом, обратным набуханию. Он обусловлен протеканием процессов структурооб­разования с уплотнением сетки геля в результате снижения водоудерживаю­щей способности системы. Это явление крайне нежелательно для мясных систем, так как приводит к сморщиванию колбасных оболочек, отделению водной фазы из мясных изделий (бульонно-жировые отеки), выделению жидкости на поверхности студней. Синерезис приводит к снижению выхо­да и потере товарного вида изделий.