Денатурация мышечных белков, сваривание и гидротермическая деза­грегация коллагена находят свое внешнее выражение в изменении структур­но-механических характеристик нагреваемых продуктов, а также их геоме­трических размеров.

Влияние нагрева на структурные изменения мяса (Антипова Л. В.) по­казано на рис. 11.7.

При тепловой обработке продуктов с неразрушенной клеточной струк­турой целостность мышечных волокон сохраняется, но они уплотняются и уменьшаются в диаметре вследствие денатурации белков. В начале нагрева коллагеновые волокна сарколеммы становятся прозрачными, уменьшается их извитость, увеличивается толщина. При температуре 65 °С пучки сокра­щаются, теряют волокнистые очертания, становятся менее плотными, более стекловидными. Появляются участки с разрушенным коллагеном, заполнен­ные глютином, а затем разрушенная ткань приобретает зернистое строение. Степень разрушения зависит от свойств соединительной ткани, температу­ры и продолжительности тепловой обработки. Чем грубее соединительно­тканные оболочки, тем устойчивее они к нагреву.

Тепловая обработка мяса, содержащего незначительное количество сое­динительной ткани, ведет к уплотнению структуры мяса в результате коагу­ляции мышечных белков.

Так как сваривание и гидротермическая дезагрегация коллагена снижа­ют прочностные свойства, то мясо, содержащее много соединительной тка­ни, после нагрева становится менее жестким. Однако если степень разруше­ния структуры тканей слишком велика, мясо распадается на отдельные волокна вследствие нарушения связи между пучками мышечных волокон, объединяемых соединительнотканными прослойками.

Отсюда следует, что достижению кулинарной готовности продукта дол­жна отвечать определенная степень распада коллагена, достаточная для раз­мягчения тканей, но не более той, при которой начинается их заметный рас­пад. Но так как прочностные свойства животных тканей под действием нагрева изменяются в результате двух противоположно направленных фак­торов — коагуляции белков и распада коллагена, кулинарная готовность определяется их суммарным действием и связана с соотношением мышеч­ной и соединительной тканей в мясе.

По данным Института питания Российской академии медицинских наук состояние кулинарной готовности достигается, когда распадается 20-45 % коллагена соединительной ткани.

Для изделий, в которых содержится мало соединительной ткани, кули­нарная готовность определяется денатурацией растворимых белков, так как с увеличением времени нагрева их жесткость и обезвоживание тканей воз­растают. Практически для этого достаточно прогреть продукт на всю глуби­ну примерно до 70 °С.

Изменения белков мышечной и соединительной тканей при нагреве при­водят к усадке и уменьшению объема мяса и мясопродуктов с неразрушен­ной структурой, что связано с выделением воды. Так при варке несоленых мясопродуктов может выделиться 35-40 % воды, величина потерь влаги про­дуктом влияет не только на жесткость, но и определяет выход продукта.

На потери воды существенно влияет степень развития коагуляционных яв­лений, которые сопровождаются уменьшением водосвязующей способности.

Наиболее важным в сокращении потерь влаги является выбор таких ре­жимов тепловой обработки, которые должны быть лишь минимально необходимыми соответственно особенностям состава и свойств продукта. Это связано с тем, что повышение температуры в диапазоне 75-90 °С на 1 °С вызывает увеличение потерь массы в среднем на 0,37 % против 0,25 % при нагреве от 65 до 75 °С и 0,14 % — при нагреве от 55 до 65 °С.

Водосвязующую способность мясопродуктов, подвергаемых тепловой обработке, можно увеличить, используя парное или хорошо созревшее мясо, а также сдвигая pH в ту или иную сторону от изоэлектрической точки бел­ков (фосфаты, органические кислоты). Поваренная соль в относительно небольших количествах увеличивает водосвязующую способность, в боль­ших — уменьшает.

Тепловая обработка способствует созданию новых органолептических свойств мяса и мясопродуктов. Хотя специфика образования вкусоаромати­ческих веществ была рассмотрена ранее, следует отметить, что именно на­грев вызывает изменения составных частей мяса, ответственных за появле­ние мясного вкуса и аромата. Решающую роль в образовании вкуса и запаха вареного мяса играют экстрактивные вещества. Количественные изменения многих экстрактивных веществ обусловлены двумя противоположно напра­вленными процессами: их накоплением в результате распада высокомолеку­лярных соединений и уменьшением вследствие их собственного распада под влиянием нагрева и потерь в окружающую среду.

Потери водорастворимых белков и экстрактивных веществ при варке об­условливают вкус и аромат бульона. При погружении мяса в холодную во­ду массовая доля этих веществ значительно выше, чем при погружении в кипящую воду. В последнем случае происходит быстрая коагуляция белков в поверхностном слое. Поэтому в колбасном производстве продукты погру­жают в кипящую или нагретую до 95 °С воду.

Важное значение в образовании аромата и отчасти вкуса мяса при на­гревании играет реакция меланоидинообразования, или реакция Майяра. Эта реакция взаимодействия между аминогруппами свободных аминоки­слот, полипептидов или белков и карбоксильными группами углеводов.

Реакция Майяра — это серия реакций, в результате которой образуют­ся промежуточные продукты, обуславливающие появление характерного запаха — карбонильные соединения (альдегиды, кетоны, летучие кислоты), се­росодержащие соединения и др. Конечными продуктами этих реакций являются меланоидины — полимеры темно-коричневого цвета (рис. 11.8).

В обычных условиях эта реакция протекает очень медленно, ее послед­ствия сказываются лишь при длительном хранении. Нагрев резко ускоряет ее течение. Интенсивность образования меланоидинов и их промежуточных продуктов зависит от температуры и продолжительности воздействия тепло­ты. Поэтому в наиболее наглядной форме последствия этой реакции про­являются при стерилизации, запекании и жарении.

С потребительской, технологической и медико-биологической точек зрения влияние меланоидинов на пищевые продукты оценивается неоднозначно. Они положительно воздействуют на аромат при умеренных температурах нагрева и отрицательно сказываются на цвете, вызывая покоричневение консервов и жа­реных продуктов. Меланоидины, образующиеся при кулинарной обработке про­дуктов, не расщепляются пищеварительными ферментами человека.

Характер формирования вкусоароматичеких веществ мяса, а также их потерь при тепловой обработке существенно зависят от вида продукта, его структуры, способа и техники нагрева, от наличия или отсутствия защитной оболочки на поверхности продукта.

Пищевая и биологическая ценность мяса и мясопродуктов обусловлена ря­дом как позитивных, так и негативных аспектов. Белки мяса после термооб­работки становятся более доступными действию пищеварительных фермен­тов, что особенно важно для коллагена. Поэтому нагрев повышает уровень их перевариваемости и усвояемости. В то же время длительный нагрев может увеличивать устойчивость белков к ферментам вследствие развития последе- натурационных изменений. Это характерно для стерилизованного мяса.

Нагрев вызывает инактивацию и разрушение витаминов, особенно водо­растворимых. В результате выделения влаги теряется часть водораствори­мых белков, аминокислот, экстрактивных веществ, жирных кислот. Продук­ты реакции Майяра трудноусвояемы в организме и могут провоцировать канцерогенность.

Таким образом, при тепловой обработке мяса и мясных продуктов про­исходят важные биохимические, физико-химические и микробиологические процессы, в результате которых обеспечивается гигиеническая безопасность продуктов, их кулинарная готовность, формируются органолептические свойства, повышается стабильность при хранении. Принципиальная напра­вленность этих явлений сохраняется для всех видов тепловой обработки. Вместе с тем в силу специфики технологий отдельных видов мясных про­дуктов каждый из них имеет свои отличительные особенности, которые бу­дут рассмотрены в части, посвященной переработке мяса.