Влияние тепловой обработки продуктов на потери массы

Тепловая обработка мясных, рыбных и других продуктов сопровождается потерями массы, вызываемыми сложными структурными изменениями мышечных и соединительно-тканных волокон, денатурацией и коагуляцией белков, изменением структуры воды и рядом других факторов. Основными факторами, влияющими на потери массы в процессе тепловой обработки, являются: температура, до которой нагревается продукт, длительность выдержки при этой температуре, величина рН обрабатываемого сырья, способ тепловой обработки, скорость нагрева, температура греющей среды, размеры образца, реологические характеристики, его химический состав, различные добавки: поваренная соль, фосфаты, плазма крови, соевые белки, крахмал, вода, казеинат натрия, вид мяса и его анатомическое происхождение, возраст, пол, порода животных; условия тепловой обработки: наличие конвекции, избыточного давления, наличие защитной упаковки и другое.

С повышением температуры образца потери массы увеличиваются (рис. 2.4). При этом следует отметить, что увеличение потерь зависит от способа нагрева и наличия соли. При нагреве соленого мяса потери ниже, чем у несоленого. Следует отметить, что при нагреве соленого мяса СВЧ-энергией потери ниже, чем при нагреве в воде. Для несоленого мяса по достижении температуры 55°С картина обратная. Эту закономерность можно объяснить следующим образом.

При нагреве мяса СВЧ-энергией градиенты температуры и влагосодержания совпадают, то есть при объемном нагреве температура внутри продукта выше, чем на поверхности. При традиционных способах нагрева градиенты температуры и влагосодержание внутри продукта направлены противоположно, что в определенной степени препятствует перемещению влаги из внутренних слоев к поверхности, обеспечивая меньшие потери массы. Предварительный посол уменьшает потери массы и повышает водосвязующую способность мяса.

Меньшие потери массы и лучшая водосвязующая способность соленого фарша, нагретого СВЧ-энергией, по сравнению с фаршем, нагретым в воде, частично могут быть объяснены на основе гипотезы А. Каладжиева. Согласно этой гипотезе, в образовании слабых водородных связей в модели белковой молекулы могут одновременно находиться катионы и анионы, так как диполи —NH+3 и — СО"2 не лежат на одной и той же оси. Благодаря одновременному электростатическому взаимодействию в соленом мясе анионов и ЫН+-диполей ионы поваренной соли стабилизируются в молекулярной форме, затрудняя диссоциацию.

При нагреве СВЧ-энергией водородные мостики разрываются, и система переходит в линейную форму, в которой три диполя располагаются на одной оси, что соответствует очень стабильной структуре.

Внедрившиеся в мышечные белки молекулы поваренной соли действуют, как "дистанционные блоки", которые в какой-то мере препятствуют образованию хаотически пространственно уплотняющейся белковой структуры, а возникающие связи в определенных границах могут устанавливаться как в виде последовательных звеньев (цепочек), так и в виде плотных упаковок в напряженном состоянии. В результате такого действия соли при тепловой обработке соленого мяса возникает объемное сжатие с меньшим напряжением, чем при нагреве несоленого мяса, что способствует уменьшению потерь воды.

Допустимо и такое объяснение меньших потерь массы и лучшей водосвязующей способности соленого фарша, нагретого СВЧ-энергией по сравнению с традиционной тепловой обработкой: неустойчивые молекулярные ассоциации способны перестроить свою структуру в течение (1 • 10"ш— 1 10"11) с, то есть в несколько десятков раз быстрее, чем может измениться направление электрических силовых линий. На основании этого можно предположить, что при повышении температуры СВЧ-нагрева (f = 2,375 • 109Гц) в результате разрыва водородных связей и разрушения гидрофобных взаимодействий белковая система переходит в линейную форму вследствие неориентированного действия тепла и ориентированного действия электромагнитного поля Ассоциация дискретных (растянутых) белков и последующая их коагуляция происходят при более низких объемных напряжениях, чем при традиционных способах тепловой обработки, а следовательно, сопровождаются меньшим выделением влаги.

Приведенные рассуждения дают основание ожидать меньших потерь соленого мяса при СВЧ-нагреве по сравнению с традиционными способами нагрева.