Физико-химические изменения, происходящие в продуктах при переработке, их роль в формировании качества продукции

Рассмотрим физико-химические изменения, происходящие при приготовлении блюд из котлетной массы мяса:

 При обжаривании, тушении и запекании мяса меняется форма, объем, масса, консистенция, сочность, органолептические показатели. Под действием высокой температуры при жарке и запекании, поверхностный слой продукта начинает обезвоживаться и под действием интенсивного подвода тепла к продукту, быстро повышается температура поверхностного слоя (глубокие слои – слабо). Вблизи поверхности происходят фазовые превращения воды в пар и ее испарение в окружающую среду. В этот момент температура поверхностного слоя не превышает 100^о С

Как только вода испарилась с поверхности, начинается повышение температуры поверхностного слоя. В результате процесса меланоединообразования, образуется корочка.

Тепловая денатурация мышечных белков начинается при 30–35° С. При 65° С денатурирует около 90% всех мышечных белков, но даже при 100° С часть их остается растворимыми. Наиболее лабилен основной мышечный белок – миозин. Миоглобин, придающий сырому мясу красный цвет при денатурации подвергается деструкции. Денатурация миоглобина сопровождается окислением ионов двухвалентного железа, входящего в активную группу молекулы этого белка, до трехвалентного. При этом исчезает красная окраска мяса, образуется метмиоглобин серо-коричневого цвета. Белки саркоплазмы, представляющие собой концентрированный золь, в результате денатурации и последующего свертывания образуют сплошной гель. Белки миофибрилл (уже находящиеся в состоянии геля) при нагревании уплотняются с выделением влаги вместе с растворенными в ней веществами. Диаметр мышечных волокон при варке уменьшается на 36 – 42%. Чем выше температура нагрева, тем интенсивнее уплотнение волокон, больше потери массы и растворимых веществ. При жарке мясо прогревается только до 80 – 85° С в центре изделий, поэтому мышечные волокна уплотняются меньше, чем при запекании. Основные белки соединительной ткани – коллаген и эластин в процессе тепловой обработки ведут себя по-разному. Эластин устойчив к нагреву. Коллаген при нагревании в присутствии воды, содержащейся в мясе, претерпевает следующие изменения: при температуре 50 – 55° С коллагеновые волокна набухают, поглощая большое количество воды; при 58 – 62° С резко сокращается длина коллагеновых волокон, увеличивается их диаметр и они становятся стекловидными; процесс этот называется денатурацией или свариванием коллагена; при дальнейшем нагревании происходит деструкция коллагеновых волокон – распад их на отдельные полипептидные цепочки; коллаген превращается в растворимый глютин. Переход коллагена в глютин – основная причина размягчения мяса.

В состав говядины входят триглицериды (жиры) и очень небольшое количество (менее 1%) фосфолипидов, стеринов и стеридов. В процессе тепловой обработки мяса происходит плавление жира и частичный переход его в окружающую среду. При жарке мяса вытапливается от 40 до 60% содержащегося в нем жира. Жир, вытопившийся из мяса, а также добавляемый к мясу при жарке (растительное масло), может подвергаться гидролизу. Образующиеся при этом глицерин и жирные кислоты подвергаются глубокому расщеплению с образованием акролеина и других альдегидов, низкомолекулярных кислот и продуктов взаимодействия этих веществ, которые могут сообщать жареному мясу горьковатый привкус. Жир, остающийся в мясе после тепловой обработки, претерпевает незначительные изменения (плавление, частичный гидролиз триглицеридов и сложных липидов). Продукты гидролиза липидов оказывают влияние на формирование вкуса и аромата мяса, подвергнутого тепловой обработке.

В процессе приготовления часть содержащихся сахаров расщепляется. Образование золотистой корочки на кулинарных изделиях происходит за счет реакции меланоидинообразования. Под меланоидинообразованием понимают взаимодействие восстанавливающих сахаров (моносахариды и восстанавливающие дисахариды, как содержащиеся в самом продукте, так и образующиеся при гидролизе более сложных углеводов) с аминокислотами, пептидами, белками, приводящие к образованию темноокрашенных продуктов – меланоидов. В реакцию меланоидинообразования особенно легко вступают такие аминокислоты, как лизин, метионин, которых чаще всего не достает в растительных белках. После соединения с сахарами эти кислоты становятся недоступными для пищеварительных ферментов и не всасываются в желудочно-кишечном тракте.

Положительная роль реакции меланоидинообразования состоит в образовании аппетитной корочки на жареных, запеченных блюдах; побочные продукты этой реакции участвуют в придании готовым блюдам вкуса и аромата.

Основными причинами изменения цвета продуктов являются окислительные и другие превращения содержащихся в них полифенольных соединений, происходящие как ферментативным, так и неферментативным путем; полимеризация продуктов окисления полифенолов; сахароаминные (меланоидиновые) реакции, связанные с реакциями дегидратации; реакций окисления железа и т.д.

Изменение массы при тепловой обработке является следствием двух противоположных процессов: набухания коллагена, которое сопровождается поглощением влаги; уменьшения гидратации мышечных белков в результате их денатурации и последующего уплотнения гелей (выпрессовыванию отделяемой влаги способствует сваривание коллагеновых волокон). При жарке, кроме того, происходит испарение влаги.

При жарке из мяса в окружающую среду переходит меньше растворимых веществ, чем при тушении.

Содержащиеся в мясе витамины относительно хорошо сохраняются при тепловой обработке. Наиболее устойчивыми являются витамины В₂ (рибофлавин) и РР (никотиновая кислота. Тиамин сохраняется в пределах 68 – 75%. Витамин В₆ (пиродоксин) менее устойчив, в жареном мясе его сохраняется 50%.

При жарке потери витаминов меньше, чем при тушении и запекании, вследствие меньшей продолжительности тепловой обработки. Таким образом, говядина, подвергающаяся в нашем блюде и жарке, и тушению теряет значительную часть витаминов.

При кулинарной обработке часто значительно изменяются вкус и аромат, свойственные  сырым продуктам. Иногда это обусловлено растворением веществ, содержащихся в продуктах и придающих им определенный вкус.

В жареных изделиях образуются летучие вещества, которые в сырых продуктах не содержатся. Это альдегиды, кетоны, сероводород, фосфористый водород, свободные низкомолекулярные жирные кислоты, меланоиды, продукты карамелизации и пирогенетического распада углеводов и белков.

Источником  образования альдегидов является реакция меланоидинообразования. Сероводород образуется при постденатурационных изменениях белков вследствие отщепления от него метионина, цистина, цистеина. При расщеплении фосфатидов выделяется фосфористый водород.

В формировании вкуса и аромата готовых кулинарных изделий из мяса принимают участие практически все экстрактивные вещества, продукты глубокого расщепления его составных частей, липиды (жиры).

Прежде всего специфический мясной вкус бульонов и мясного сока, выделяющегося при жарке, обусловлен аминокислотами. Всего обнаружено 17–18 свободных аминокислот. Из них сладковатый вкус имеют: серин, глицин, триптофан, аланин, а горьковатый – тирозин, лейцин, валин. Особенно велика роль в формировании вкуса мяса глутаминовой  кислоты, она в концентрации 0,03% дает ощущение мясного вкуса. Молочная и фосфорная кислоты дают ощущение кислого вкуса, а креатинин – горького. Все эти и другие вещества в сочетании формируют специфический мясной вкус. Еще более сложен состав летучих веществ, образующихся при жарке мяса.